為解決超重力場下,土體剪切波速測量過程中存在的自動化程度低、測量設(shè)備價格昂貴等問題,提出一種基于振動傳播特性的土壤剪切波速測量方法,設(shè)計完成一款高精度、低成本、便攜且可實時在線測量的監(jiān)測儀器。系統(tǒng)采用NI信號輸出模塊,輸出特定的模擬信號,設(shè)計功率放大模塊對該信號進行功放處理;功放輸出信號驅(qū)動壓電陶瓷單元A振動;振動傳遞至壓電陶瓷單元B后,使其輸出特定的電信號,經(jīng)信號采樣模塊采集上傳至處理器。利用信號模塊輸出信號與接收信號之間的相位特性,設(shè)計算法實現(xiàn)對土體剪切波速的測量和顯示。測試結(jié)果表明:該儀器可以實現(xiàn)在超重力場下,對土體剪切波速實時在線測量,穩(wěn)定性高,可操作性強。 

【文章來源】：傳感技術(shù)學(xué)報. 2020,33(11)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

基于離心機滑環(huán)的信號測量示意圖

系統(tǒng)采用激勵信號輸出模塊輸出特定模擬信號,經(jīng)功率放大模塊功放處理,輸出信號驅(qū)動壓電陶瓷單元A,進行振動;振動信號沿土體傳播,經(jīng)過壓電陶瓷單元B轉(zhuǎn)化為電信號,此電信號是電荷信號,無法直接進行采集和處理,進一步通過設(shè)計電荷放大模塊將此信號轉(zhuǎn)化為電壓信號,經(jīng)放大、濾波后進行采樣處理。采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號,利用光端機將網(wǎng)絡(luò)信號轉(zhuǎn)換為光線信號[6],最后依托離心機附屬設(shè)備光纖滑環(huán),將采集數(shù)據(jù)打包并上傳至地面控制器。設(shè)計算法實現(xiàn)上位機實時顯示土體剪切波速,總體方案設(shè)計如圖2所示。2 激勵信號設(shè)計

針對土體剪切波速測量系統(tǒng),目前最為常用激勵信號波形是(1～8)kHz的單脈沖正弦信號[7],因此本系統(tǒng)設(shè)計輸出單脈沖正弦激勵信號,設(shè)計界面如圖3所示。設(shè)計單脈沖正弦模擬激勵信號頻率f為(1～8)kHz可調(diào),輸出幅值正負10 V可調(diào)。因此單個周期輸出點數(shù)最少為:

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3491547