管道運輸具有高效、便捷、環(huán)保等特點,已成為與鐵路、公路、航空、水運并行的五大運輸手段之一,廣泛用于石油、天然氣、核廢水等介質(zhì)的運輸。長輸管道是能源大動脈和重要的生命線工程,對我國經(jīng)濟發(fā)展、改善民生、社會安定和國防建設發(fā)揮著重要的保障作用。當管道存在缺陷時,若處理不及時,會引起泄漏或爆炸等事故。引起管道缺陷的主要因素包括:連接結構失效、管壁失穩(wěn)、管道制造缺陷、安全管理、腐蝕、其它。其中,連接結構失效是引起管道事故的重要原因。因此,研究和開發(fā)一套適用于管道運輸中連接結構健康監(jiān)測的方法和系統(tǒng)具有十分重要的意義。由于壓電陶瓷具有響應速度快、頻譜范圍寬及耦合特性好等特點,被廣泛應用于結構健康監(jiān)測領域�；趬弘娞沾蓹C電耦合特性的壓電阻抗法可以將自身電阻抗與待測結構的機械阻抗相耦合,并通過一定的數(shù)據(jù)算法后對結構健康狀況進行評估。針對壓電阻抗法應用于管道連接結構健康監(jiān)測所面臨的問題,本文以管道運輸中最常見的法蘭盤連接結構為待測對象,結合壓電阻抗法理論和物聯(lián)網(wǎng)技術,設計并開發(fā)了一套能夠?qū)崿F(xiàn)遠程、實時、準確識別連接結構失效的在線監(jiān)測系統(tǒng),具有十分重要的社會意義和經(jīng)濟價值。本文的研究內(nèi)容和成果包括:1.介紹...

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 課題的背景與意義
    1.2 國內(nèi)外發(fā)展研究現(xiàn)狀
        1.2.1 常規(guī)檢測技術
        1.2.2 超聲檢測技術
        1.2.3 壓電檢測技術
    1.3 本文的主要工作及結構安排
第2章 壓電阻抗測量理論及方法
    2.1 壓電陶瓷
        2.1.1 壓電效應
        2.1.2 壓電陶瓷性能參數(shù)
        2.1.3 壓電陶瓷結構特性
    2.2 壓電阻抗測量理論
        2.2.1 壓電阻抗法的理論模型
        2.2.2 壓電阻抗法的測量原理
    2.3 壓電阻抗測量方法
    2.4 正弦信號測量方法
        2.4.1 快速離散傅里葉變換法
        2.4.2 基2時間抽取FFT算法
    2.5 本章小結
第3章 壓電阻抗測量系統(tǒng)硬件設計與實現(xiàn)
    3.1 系統(tǒng)設計方案
    3.2 系統(tǒng)需求分析
    3.3 系統(tǒng)硬件實現(xiàn)
        3.3.1 信號激勵模塊
        3.3.2 信號調(diào)理模塊
        3.3.3 AD采集模塊
        3.3.4 控制/數(shù)據(jù)處理模塊
        3.3.5 無線傳輸模塊
        3.3.6 電源模塊
    3.4 本章小結
第4章 壓電阻抗測量系統(tǒng)軟件設計與實現(xiàn)
    4.1 開發(fā)環(huán)境
    4.2 下位機軟件總體設計
    4.3 模塊程序設計
        4.3.1 信號激勵模塊程序
        4.3.2 AD采集模塊程序
        4.3.3 數(shù)據(jù)處理模塊程序
        4.3.4 無線傳輸模塊程序
    4.4 本章小結
第5章 壓電阻抗測量系統(tǒng)測試與實驗
    5.1 可靠性測試
    5.2 上位機觀測平臺測試
    5.3 螺栓監(jiān)測實驗
        5.3.1 建模分析
        5.3.2 壓電傳感器
        5.3.3 實驗驗證
    5.4 本章小結
第6章 總結與展望
致謝
參考文獻
個人簡介



本文編號：3995113