本文選題：超低頻振動(dòng)　切入點(diǎn)：相位檢測(cè)　出處：《合肥工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：超低頻振動(dòng)是一種常見的物理現(xiàn)象,礦井井架、井塔、高層建筑物、鐵路公路橋梁、水壩的振動(dòng)、地殼震動(dòng)都屬此類。這類振動(dòng)具有振動(dòng)頻率很低,1Hz以下頻率成份極豐富、振幅大、破壞力較強(qiáng)等特點(diǎn)。在工程技術(shù)領(lǐng)域,超低頻振動(dòng)的測(cè)試與研究一直受到高度重視。而本課題設(shè)計(jì)的一種超低頻振動(dòng)傳感器可實(shí)現(xiàn)超低頻振動(dòng)測(cè)量,具有重要意義。本文設(shè)計(jì)的超低頻地震檢波器基于超聲波相位法。整個(gè)檢波器由外殼、彈簧振子結(jié)構(gòu)、以及超聲波探頭等組成。其主要原理是將振波耦合至質(zhì)量塊發(fā)生諧振,通過檢測(cè)質(zhì)量塊振動(dòng)過程中的位移變化規(guī)律反推目標(biāo)振動(dòng)信息。質(zhì)量塊的位移檢測(cè)則通過測(cè)算超聲波收發(fā)傳感器的實(shí)時(shí)相位差得出。為了解決溫度變化導(dǎo)致超聲波波長(zhǎng)變化對(duì)超聲波測(cè)量結(jié)果的影響,系統(tǒng)采用差動(dòng)式結(jié)構(gòu)。本文提出了一種基于FPGA的超聲波信號(hào)與采樣信號(hào)同時(shí)鐘源的采樣電路設(shè)想以實(shí)現(xiàn)整周期的信號(hào)采樣。針對(duì)由于振動(dòng)速度存在導(dǎo)致超聲波接收傳感器信號(hào)變形,本文使用一種基于相鄰信號(hào)加減的相位算法,并通過仿真方法對(duì)算法進(jìn)行了驗(yàn)證,仿真結(jié)果表明算法自身誤差并沒有對(duì)測(cè)量結(jié)果精度造成影響。最后,通過實(shí)驗(yàn)得出傳感器頻響特性。
[Abstract]:Ultra low frequency vibration is a common physical phenomenon. Mine Derrick, Derrick, high-rise building, railway bridge, dam vibration and crustal vibration are all of this kind. In the field of engineering technology, the measurement and research of ultra-low frequency vibration have been attached great importance to, and a kind of ultra-low frequency vibration sensor designed in this paper can realize the measurement of ultra-low frequency vibration. The ultralow frequency seismic geophone designed in this paper is based on the ultrasonic phase method. The whole geophone consists of a shell, a spring oscillator structure and an ultrasonic probe. In order to solve the problem of ultrasonic vibration caused by temperature change, the displacement detection of mass block is obtained by measuring the real time phase difference of ultrasonic transceiver sensor. The influence of wave length variation on the results of ultrasonic measurement, The system adopts differential structure. In this paper, a sampling circuit of ultrasonic signal and sampling signal simultaneously clock source based on FPGA is proposed to realize the signal sampling of whole period. The ultrasonic connection is caused by the existence of vibration velocity. Sensor signal distortion, In this paper, a phase algorithm based on adjacent signal addition and subtraction is used, and the algorithm is verified by simulation. The simulation results show that the error of the algorithm has no effect on the accuracy of the measurement results. The frequency response characteristics of the sensor are obtained by experiments.
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP212;TB559

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1613957