当前位置:主页 > 科技论文 > 矿业工程论文 >

基于DSP的声发射检测系统的研究与设计

发布时间:2018-10-10 16:14
【摘要】:矿产资源是我国宝贵的财富,在国民经济发展中发挥着重要作用。国民经济的发展对矿产资源的需求非常旺盛,导致矿山开采活动日益频繁。随着矿山开采活动的进行,矿山岩体的稳定性发生变化,可能导致岩体冒落,对井下作业人员生命安全带来直接威胁。声发射技术作为一种新兴的动态无损检测技术,可以用来监测矿山岩体的稳定性,能够预测预报矿山岩体塌方、冒顶、滑坡等现象,避免事故的产生,对促进矿山安全生产和保护人民生命财产安全有着重大的意义。本文设计了一套基于DSP的多通道、便携式矿山岩体声发射检测系统,主要工作如下:(1)本系统主要应完成数据采集、信号处理、数据传输和特征参数提取等功能。根据功能需求,选择TMS320VC5402为DSP芯片,ADS7864为A/D转换器芯片,CY7C68013A为USB通信接口芯片,并给出了声发射检测系统的硬件与软件总体设计方案。(2)在硬件设计方面,设计了TMS320VC5402最小系统、TMS320VC5402存储器扩展电路、ADS7864与TMS320VC5402接口电路、CY7C68013A与 TMS320VC5402接口电路。硬件设计在电路设计软件Cadence 16.5上完成,PCB设计采用多种抗干扰措施。(3)在软件设计方面,在CCSv5.2上设计A/D采样程序和FIR滤波程序,采集原始岩体声发射信号并进行FIR滤波处理。通过USB固件程序,将滤波后的声发射信号数据通过USB接口传输到上位机。在上位机上,执行小波阈值去噪和特征参数提取程序,对滤波后的信号进行小波阈值去噪处理,并在去噪后的信号上提取声发射时域和频域特征参数。最后,搭建测试平台,进行了声发射检测系统测试。测试结果表明系统设计符合设计要求,达到了预期设计目的。
[Abstract]:Mineral resources are precious wealth of our country and play an important role in the development of national economy. With the development of national economy, the demand for mineral resources is very strong, which leads to more and more mining activities. With the development of mining activities, the stability of rock mass changes, which may lead to rock mass caving and bring direct threat to the life and safety of underground operators. As a new dynamic nondestructive testing technology, acoustic emission technology can be used to monitor the stability of rock mass in mines, to predict and forecast the phenomena of rock mass collapse, roof fall and landslide, and to avoid accidents. It is of great significance to promote mine safety production and protect people's life and property safety. In this paper, a multi-channel, portable mine rock mass acoustic emission detection system based on DSP is designed. The main work is as follows: (1) data acquisition, signal processing, data transmission and feature parameter extraction should be completed in this system. According to the function requirement, TMS320VC5402 is chosen as DSP chip, ADS7864 as A / D converter chip, CY7C68013A as USB communication interface chip. The hardware and software design scheme of acoustic emission detection system is given. (2) in hardware design, TMS320VC5402 minimum system, TMS320VC5402 memory expansion circuit, ADS7864 and TMS320VC5402 interface circuit, CY7C68013A and TMS320VC5402 interface circuit are designed. The hardware design is completed on the circuit design software Cadence 16.5, and the PCB design adopts a variety of anti-interference measures. (3) in the software design, we design the A / D sampling program and FIR filter program on CCSv5.2 to collect the acoustic emission signal from the original rock mass and process the FIR filter. Through the USB firmware program, the filtered acoustic emission signal data is transmitted to the host computer through the USB interface. On the host computer, wavelet threshold denoising and feature parameter extraction are performed, and wavelet threshold de-noising is performed on the filtered signal, and acoustic emission time domain and frequency domain characteristic parameters are extracted from the de-noised signal. Finally, the testing platform is built and the acoustic emission testing system is tested. The test results show that the system design meets the design requirements and achieves the desired design goal.
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TD326

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 凌生强;廖柏林;丁亮;胡小勇;徐澧明;;基于Matlab的FIR带通滤波器设计及DSP实现[J];现代电子技术;2012年09期

2 全惠敏;戴瑜兴;王鹏人;;基于广义S变换的声发射信号分析及定位[J];电子学报;2010年02期

3 陶雪芬;李爱兵;章光;王力庆;韩伟民;;西北某矿采空区稳定性监测方案设计[J];现代矿业;2010年01期

4 王燕;李晋尧;刘晓清;;基于自适应小波基的声发射(AE)波源时频分析与定位[J];噪声与振动控制;2008年01期

5 龚松青;许飞云;贾民平;;TMS320VC5402与CY7C68013的接口设计[J];机电工程;2007年12期

6 王福增,王成海,董建友;ADS7864在电网数据采集中的应用[J];现代电子技术;2003年07期

7 张平,施克仁,耿荣生,沈功田;小波变换在声发射检测中的应用[J];无损检测;2002年10期

8 陈玉华,刘时风,耿荣生,沈功田;声发射信号的谱分析和相关分析[J];无损检测;2002年09期

9 张银平;岩体声发射与微震监测定位技术及其应用[J];工程爆破;2002年01期

10 沈功田,耿荣生,刘时风;声发射信号的参数分析方法[J];无损检测;2002年02期

相关博士学位论文 前2条

1 赵静荣;声发射信号处理系统与源识别方法的研究[D];吉林大学;2010年

2 刘国华;声发射信号处理关键技术研究[D];浙江大学;2008年

相关硕士学位论文 前9条

1 赵平;岩体声发射监测仪功能设计与数据传输技术研究[D];武汉科技大学;2012年

2 廖声冲;基于DSP和USB的高速数据采集系统设计[D];重庆大学;2012年

3 姬庆华;基于到达时间差(TDOA)技术的振动平面定位算法研究[D];沈阳理工大学;2010年

4 张玉莹;基于USB的数据采集系统设计[D];南京理工大学;2009年

5 周静;基于DSP的金属裂纹声发射信号特征参数提取[D];广西大学;2008年

6 胡振华;基于单片机AT89S52的智能岩体声发射监测仪的设计[D];武汉科技大学;2008年

7 伍蒋军;高速多通道声发射同步数据采集系统的研制[D];广西大学;2007年

8 朱明星;基于无线局域网的机械设备振动信号数据采集与传输的关键技术研究[D];重庆大学;2006年

9 张静;电力系统谐波分析与电能计量[D];沈阳工业大学;2006年



本文编号:2262432

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/kuangye/2262432.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户5df7d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com