本文關(guān)鍵詞：基于懸絲位移光電傳感技術(shù)的橋梁動(dòng)撓度檢測(cè)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《長(zhǎng)安大學(xué)》 2014年

基于懸絲位移光電傳感技術(shù)的橋梁動(dòng)撓度檢測(cè)

于愛(ài)玲  

【摘要】：橋梁是公路和鐵路交通中較為重要的公共基礎(chǔ)設(shè)施，由于種種原因，橋梁坍塌、斷裂等引起的事故卻頻頻發(fā)生，不僅造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失，而且社會(huì)負(fù)面影響大。所以對(duì)橋梁的結(jié)構(gòu)、荷載性能進(jìn)行安全監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要。橋梁撓度是評(píng)價(jià)橋梁結(jié)構(gòu)和荷載性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，是橋梁安全性、穩(wěn)定性以及可靠性檢測(cè)的重要組成部分，也是橋梁安全性評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。目前，現(xiàn)有的橋梁撓度的檢測(cè)方法多用于橋梁靜態(tài)撓度的檢測(cè)，而一些可用于動(dòng)撓度的檢測(cè)方法卻存在諸多不足，如受環(huán)境影響較大、測(cè)量精度不高和設(shè)備造價(jià)昂貴等。為實(shí)現(xiàn)橋梁動(dòng)撓度高精度檢測(cè)，本文提出了基于懸絲位移光電傳感技術(shù)橋梁動(dòng)撓度檢測(cè)方法，進(jìn)行了理論和試驗(yàn)研究。 提出了基于準(zhǔn)直激光束進(jìn)行懸絲二維動(dòng)位移檢測(cè)方法，介紹了動(dòng)撓度檢測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案，對(duì)系統(tǒng)中的光源、懸絲的選擇原則進(jìn)行了討論。該系統(tǒng)以懸絲為橋梁撓度檢測(cè)的參照基準(zhǔn)，采用CCD器件為光信號(hào)的接收屏，通過(guò)數(shù)據(jù)處理計(jì)算得到橋梁撓度。針對(duì)懸絲二維位移的光電檢測(cè)技術(shù)，提出了大量程動(dòng)撓度測(cè)量方法、大口徑準(zhǔn)直光束實(shí)現(xiàn)方法，提出了光源非正交性和CCD器件非正交性的光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)的計(jì)算方法。 闡述了圖像邊緣檢測(cè)算法。介紹了邊緣提取的兩種算法——閾值法和梯度法，分析了這兩種算法針對(duì)懸絲圖像邊緣提取的可行性。討論了常見(jiàn)的CCD像點(diǎn)位置提取算法——重心算點(diǎn)和中心算點(diǎn)，確定實(shí)際應(yīng)用中的算法。分析了當(dāng)橋梁動(dòng)撓度大范圍內(nèi)變動(dòng)時(shí)利用CCD器件進(jìn)行拼接完成測(cè)量，并對(duì)數(shù)據(jù)分析處理和融合算法進(jìn)行了介紹。 設(shè)計(jì)了基于懸絲光電位移傳感技術(shù)的檢測(cè)系統(tǒng)。硬件系統(tǒng)以FPGA為邏輯控制器件，CCD為接收信號(hào)元件，DSP為信號(hào)處理單元，通過(guò)串口通信將數(shù)據(jù)發(fā)送到計(jì)算機(jī)上。軟件系統(tǒng)采用VC++平臺(tái)編寫(xiě)了低通濾波器，剔除了懸絲自身振動(dòng)的影響，得到橋梁動(dòng)撓度曲線圖。 利用懸絲光電位移傳感技術(shù)完成了橋梁動(dòng)撓度的試驗(yàn)檢測(cè)，分析了測(cè)量過(guò)程中主要誤差產(chǎn)生的原因，，討論了系統(tǒng)的光學(xué)結(jié)構(gòu)和懸絲的物理性質(zhì)對(duì)測(cè)量結(jié)果及其精度的影響。 本研究表明基于懸絲光電位移傳感技術(shù)的橋梁動(dòng)撓度檢測(cè)方法是可行的，能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁動(dòng)撓度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，且測(cè)量精度較高，能夠滿(mǎn)足實(shí)際中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：U446
【目錄】：

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