桥梁健康检测数据采集及其技术实现

发布时间：2019-08-02 18:04

【摘要】：桥梁健康检测数据采集包括对桥梁进行几何形态、结构截面应力、索力、预应力、荷载、结构强度等各方面测量量的数据采集,本文主要对桥梁运营阶段进行应变数据采集并介绍其相关的技术实现。为了我们的工作更具有意义,并保证相关技术实现能在桥梁健康检测工作中得到应用,设计开发了一个适应于桥梁复杂测试环境,具有高精度、高速率、抗干扰能力强、通道多、同步采集且稳定可靠的应变数据采集系统。该系统由应变传感器、数据采集器、无线网桥和远程监控终端组成。应变传感器在测量现场接收应变信号,对于应变片的选型,我们依据现场考察桥梁应变测量结构并对其有可能的劳损分析作出正确的选择；数据采集器接收经应变传感器转换的电压型信号,系统可通过三种方式进行数据采集：1)系统设计时,基于MATLAB强大的数据图像处理能力和检测现场长时间无人值守的特殊情况；将SD卡实时存储采集数据兼容到本系统,全天侯实时存储数据；通过数据导出,在MATLAB平台上进行数据图像分析；2)系统通过以太网接口直接与PC机(个人电脑)相连接,我们可以通过PC机软件进行数据实时采集分析；3)通过无线网桥实现远程无线传输；从远程监控终端获取桥梁健康检测应变数据。 本文对桥梁健康检测的技术实现有：1)应变电桥的性能优化；主要解决由电源、长导线阻抗,容抗造成的对电桥的干扰；2)微应变信号变送的设计与测试；实现对微应变信号有效倍数放大和滤波,为系统后期数据变送铺垫基础；3)多通道桥梁微应变信号采集的设计与测试；设计24位高分辨率高精度A/D转换器,采集并数字化有效变送后的多通道有效模拟信号。4)双RAM数据存储结构设计与实现；基于双RAM缓冲数据存储结构的应用背景及硬件逻辑语言实现方法,系统使用该结构的设计主要考虑到系统需要大容量存储桥梁测量数据,实现数据的连续输出。系统采用的微处理器是基于ARM7内核的32位微处理器LPC2378,主要控制配置应变测量中前端模拟输入信号的放大倍数、采集频率、滤波等；并与A/D转换、FPGA双RAM数据缓存等硬件电路完成数据的连续输出；本系统内置可长时间续航锂电池,在供电困难或突遇断电的情况下,保障应变测量系统依然可以正常工作,相关技术的实现己得到了验证。最后,将该数据采集系统应用于实际桥梁上应变监测实现及对未来的展望。
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U446;TP274

【参考文献】

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本文编号：2522280