基于应力波法的锚杆长度无损检测技术研究

发布时间：2023-04-21 03:03

　　改革开放以来我国基础建设事业发展迅猛的同时,中国人民在矿业、堤坝、隧道、桥梁、深基坑等工程方面取得了较大的发展,基建规模不断扩大,工程水平不断提高。在全国如此大规模的工程背景下,锚杆锚索的使用量也不断攀升。我国仅在巷道的全年锚杆用量就在千万根以上。在如此大规模使用锚杆基数情况下,对于每根锚杆的施工质量是否起到了加固作用和是否失效,不仅影响着整体工程质量,同时也影响着人民生命财产安全。所以锚杆检测技术检测锚杆工程质量是保障安全的利剑。目前的锚杆检测技术有两种,一种是有损检测而另一种是无损检测。有损检测操作复杂、工作量大、开销巨大所以近年来被逐步淘汰。而无损检测方法在快速、准确同时能够保证工程的整体安全和稳定等众多优点下得到了人们的青睐,无损检测技术也得此快速发展。应力波法是近些年来在无损检测技术上快速发展并应用的技术。通过对锚杆自由端(顶端)的激发振动,采集应力波在锚杆中的传播数据,对应力波信号进行数字信号的时频分析等手段来对锚杆工程进行综合评价。本文利用应力波技术设计出一款自动化高、智能、简便、快捷的基于应力波法的锚杆长度无损测量仪,其具有低成本、能够有效降低锚杆测量难度、提高工程整体...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    §1.1 课题研究背景及意义
    §1.2 锚杆无损检测技术发展状况
    §1.3 论文主要内容及组织结构
第二章 锚杆支护理论与应力波检测理论基础
    §2.1 锚杆锚固基本原理和结构
    §2.2 锚杆纵向振动一维模型
    §2.3 锚杆纵向振动波传播规律
    §2.4 应力波在锚杆锚固中的衰减
    §2.5 本章小结
第三章 锚杆长度无损检测技术硬件方案设计
    §3.1 系统总体方案的设计
    §3.2 FPGA模块电路设计
        §3.2.1 复位电路设计
        §3.2.2 时钟电路
        §3.2.3 下载电路和外部Flash
    §3.3 DSP模块设计
        §3.3.1 SDRAM电路
        §3.3.2 FLASH电路
    §3.4 ARM主控模块
    §3.5 电源电路设计
    §3.6 传感器电路设计
        §3.6.1 传感器选择和原理
        §3.6.2 传感器驱动电路设计
    §3.7 调理电路设计
        §3.7.1 无源RC高通滤波器设计
        §3.7.2 电压跟随器电路设计
        §3.7.3 八阶巴特沃斯低通滤波器电路
        §3.7.4 单转差分电路设计
    §3.8 A/D转换电路设计
    §3.9 本章小结
第四章 锚杆长度无损检测仪的软件设计
    §4.1 系统软件的整体设计
    §4.2 ADS8422芯片的驱动设计
        §4.2.1 ADS8422芯片的驱动设计流程
        §4.2.2 ADS8422芯片的理论分析与仿真
    §4.3 预触发模块程序设计
    §4.4 芯片间数据接口设计
        §4.4.1 FPGA与DSP的EMIF接口和驱动设计
        §4.4.2 FPGA与ARM接口设计
    §4.5 DSP软件设计
    §4.6 ARM模块软件设计
        §4.6.1 Arm-linux系统构建
        §4.6.2 QT图形平台构建
    §4.7 本章小结
第五章 锚杆长度无损测量仪的算法
    §5.1 小波变换的基本原理
    §5.2 小波阀值去噪
    §5.3 上位机实现
    §5.4 本章小结
第六章 系统性能指标测量及功能验证
    §6.1 系统性能指标测试
        §6.1.1 电源纹波测量
        §6.1.2 恒流源与参考电源的动态范围检测
        §6.1.3 调理电路验证
        §6.1.4 系统数据链路验证
    §6.2 系统功能验证
    §6.3 本章小结
第七章 工作总结与展望
    §7.1 工作总结
    §7.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间主要研究成果
附录 实物图



本文编号：3795706