為解決超重力場(chǎng)下,土體剪切波速測(cè)量過(guò)程中存在的自動(dòng)化程度低、測(cè)量設(shè)備價(jià)格昂貴等問(wèn)題,提出一種基于振動(dòng)傳播特性的土壤剪切波速測(cè)量方法,設(shè)計(jì)完成一款高精度、低成本、便攜且可實(shí)時(shí)在線測(cè)量的監(jiān)測(cè)儀器。系統(tǒng)采用NI信號(hào)輸出模塊,輸出特定的模擬信號(hào),設(shè)計(jì)功率放大模塊對(duì)該信號(hào)進(jìn)行功放處理;功放輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷單元A振動(dòng);振動(dòng)傳遞至壓電陶瓷單元B后,使其輸出特定的電信號(hào),經(jīng)信號(hào)采樣模塊采集上傳至處理器。利用信號(hào)模塊輸出信號(hào)與接收信號(hào)之間的相位特性,設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)對(duì)土體剪切波速的測(cè)量和顯示。測(cè)試結(jié)果表明:該儀器可以實(shí)現(xiàn)在超重力場(chǎng)下,對(duì)土體剪切波速實(shí)時(shí)在線測(cè)量,穩(wěn)定性高,可操作性強(qiáng)。 

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

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

基于離心機(jī)滑環(huán)的信號(hào)測(cè)量示意圖

系統(tǒng)采用激勵(lì)信號(hào)輸出模塊輸出特定模擬信號(hào),經(jīng)功率放大模塊功放處理,輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓電陶瓷單元A,進(jìn)行振動(dòng);振動(dòng)信號(hào)沿土體傳播,經(jīng)過(guò)壓電陶瓷單元B轉(zhuǎn)化為電信號(hào),此電信號(hào)是電荷信號(hào),無(wú)法直接進(jìn)行采集和處理,進(jìn)一步通過(guò)設(shè)計(jì)電荷放大模塊將此信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào),經(jīng)放大、濾波后進(jìn)行采樣處理。采樣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為網(wǎng)絡(luò)信號(hào),利用光端機(jī)將網(wǎng)絡(luò)信號(hào)轉(zhuǎn)換為光線信號(hào)[6],最后依托離心機(jī)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(jì)算法實(shí)現(xiàn)上位機(jī)實(shí)時(shí)顯示土體剪切波速,總體方案設(shè)計(jì)如圖2所示。2 激勵(lì)信號(hào)設(shè)計(jì)

針對(duì)土體剪切波速測(cè)量系統(tǒng),目前最為常用激勵(lì)信號(hào)波形是(1～8)kHz的單脈沖正弦信號(hào)[7],因此本系統(tǒng)設(shè)計(jì)輸出單脈沖正弦激勵(lì)信號(hào),設(shè)計(jì)界面如圖3所示。設(shè)計(jì)單脈沖正弦模擬激勵(lì)信號(hào)頻率f為(1～8)kHz可調(diào),輸出幅值正負(fù)10 V可調(diào)。因此單個(gè)周期輸出點(diǎn)數(shù)最少為:

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3491547