本文關鍵詞：基于ARM的錨桿無損檢測儀設計

  更多相關文章： 錨桿 ARM 無損檢測 小波變換 HHT 數(shù)據(jù)融合

【摘要】：錨桿錨固技術在邊坡和地下工程中得到了廣泛的應用。但是,評價錨固質量的優(yōu)劣仍舊是一項艱難的工作。取芯法和拉拔實驗法是傳統(tǒng)的破壞性檢測方法,這兩種方法有操作復雜,開銷巨大等缺點。應力波反射法應用在錨桿錨固質量無損檢測上,顯示出了良好的效果,已經(jīng)在工程中得到了廣泛的應用。同時隨著電子技術的快速發(fā)展,ARM嵌入式技術得到了廣泛的應用。本文基于應力波反射法和ARM技術做了如下研究:(1)研究了錨桿錨固系統(tǒng)的工作特性和應力波反射法檢測的基本原理。分析了理想條件下的一維錨桿縱向振動特性以及應力波的傳播特性。(2)選擇型號為S3C6410(ARM11內(nèi)核)的ARM芯片作為核心處理器,設計了錨桿無損檢測儀的硬件電路。設計了由恒流源電路、升壓電路、信號調理電路、A/D轉換電路以及IEPE型的加速度傳感器構成系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集電路模塊。設計了Flash存儲電路、LCD顯示電路、系統(tǒng)的電源電路、晶振電路、復位電路以及USB接口等擴展接口電路。(3)根據(jù)硬件平臺的設計需要,對ARM嵌入式操作系統(tǒng)進行裁剪,定制了Win CE6.0嵌入式操作系統(tǒng),并且成功將其移植到硬件平臺上。(4)采用面向對象的程序設計方法,選用微軟的C++的編程框架開發(fā)了錨桿無損檢測儀的應用程序。無損檢測儀的應用軟件具有功能完整,界面簡約、操作方便的特點。主要實現(xiàn)了信號采集、顯示、存儲功能和信號處理功能。經(jīng)過儀器采集的信號能夠比較準確的反映出原始信號的特征,經(jīng)過信號處理能夠更加準確的反映信號特征,滿足工程要求。(5)分別將小波變換、HHT變換和數(shù)據(jù)融合三種算法應用到錨桿無損檢測當中,取得了比較好的應用效果。采用小波變換和HHT變換分別對原始信號進行降噪處理,二者都能夠比較有效的降低檢測誤差,提高了錨桿長度的檢測精度。數(shù)據(jù)融合算法得到的檢測結果誤差較小,滿足工程要求。選擇了由螺紋鋼制作的5.5 m長的裸錨桿和2 m長錨固錨桿為被測試的對象,搭建測試平臺,對系統(tǒng)進行測試,結果證明設計的功能得到了實現(xiàn)。
【關鍵詞】：錨桿 ARM 無損檢測 小波變換 HHT 數(shù)據(jù)融合
【學位授予單位】：石家莊鐵道大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH878
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-15
• 1.1 本課題的提出及研究的意義10-11
• 1.2 錨桿無損檢測在國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 錨桿無損檢測在國外的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.2 錨桿無損檢測的國內(nèi)的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文的結構安排13-15
• 第二章 錨桿無損檢測系統(tǒng)的基本理論基礎15-23
• 2.1 錨桿的類型和功能15-16
• 2.1.1 錨桿的功能15
• 2.1.2 錨桿的類型15-16
• 2.2 錨桿的波動方程16-17
• 2.3 錨桿在不同條件下的縱振方程17-20
• 2.3.1 錨桿兩端都自由的縱振方程17-18
• 2.3.2 錨桿一端自由，另一端固定的縱振方程18-19
• 2.3.3 錨桿兩端都固定的縱振方程19-20
• 2.4 錨桿應力波法檢測的原理20-21
• 2.5 應力波在傳播過程中的能量變化21-22
• 2.5.1 擴散衰減21-22
• 2.5.2 吸收衰減22
• 2.5.3 散射衰減22
• 2.6 本章小結22-23
• 第三章 錨桿無損檢測系統(tǒng)硬件電路的設計23-46
• 3.1 錨桿無損檢測系統(tǒng)總體設計23
• 3.2 錨桿無損檢測系統(tǒng)的硬件設計23-36
• 3.2.1 ARM微處理器的選擇24-25
• 3.2.2 加速度傳感器的選取25-27
• 3.2.3 信號調理電路設計27
• 3.2.4 系統(tǒng)電源設計27-29
• 3.2.5 系統(tǒng)時鐘電路設計29-30
• 3.2.6 系統(tǒng)復位電路設計30
• 3.2.7 NAND Flash電路設計30-32
• 3.2.8 SDRAM電路設計32-34
• 3.2.9 SD CARD電路設計34
• 3.2.10 USB接口電路設計34-35
• 3.2.11 LCD觸摸屏電路和A/D轉換電路設計35-36
• 3.3 操作系統(tǒng)的定制36-45
• 3.3.1 Wndows CE操作系統(tǒng)的簡介37-38
• 3.3.2 Windows CE操作系統(tǒng)定制的開發(fā)工具38-39
• 3.3.3 操作系統(tǒng)的定制39-44
• 3.3.4 Windows CE操作系統(tǒng)的移植44-45
• 3.4 本章小結45-46
• 第四章 錨桿無損檢測系統(tǒng)軟件設計46-72
• 4.1 軟件開發(fā)工具46-47
• 4.2 軟件功能模塊的設計47-51
• 4.2.1 文件的存取模塊48
• 4.2.2 參數(shù)設置模塊48-49
• 4.2.3 數(shù)據(jù)采集模塊49-50
• 4.2.4 數(shù)據(jù)分析處理模塊50-51
• 4.3 小波分析51-59
• 4.3.1 小波變換的基本原理51-52
• 4.3.2 連續(xù)小波變換52-53
• 4.3.3 離散小波變換與多分辨率分析53-54
• 4.3.4 Mollet小波變換54-55
• 4.3.5 小波閾值法去噪55-56
• 4.3.6 小波變換在錨桿無損檢測儀上的應用56-59
• 4.4 HHT變換59-66
• 4.4.1 經(jīng)驗模態(tài)分解法60-62
• 4.4.2 希爾伯特變換62-63
• 4.4.3 HHT變換在錨桿無損檢測儀的應用63-66
• 4.5 基于D-S理論的數(shù)據(jù)融合算法研究66-71
• 4.5.1 基于D-S的數(shù)據(jù)融合的基本原理66-68
• 4.5.2 D-S數(shù)據(jù)融合算法在錨桿無損檢測儀上的應用68-71
• 4.6 本章小結71-72
• 第五章 系統(tǒng)測試72-78
• 5.1 測試平臺的搭建72-74
• 5.2 系統(tǒng)測試74-77
• 5.2.1 信號采集模塊的測試74-75
• 5.2.2 小波變換模塊的測試75-76
• 5.2.3 HHT變換模塊的測試76-77
• 5.2.4 數(shù)據(jù)融合模塊的測試77
• 5.3 本章小結77-78
• 第六章 結論與展望78-80
• 6.1 結論78
• 6.2 展望78-80
• 參考文獻80-83
• 致謝83-84
• 附錄 硬件電路原理圖84-86
• 個人簡歷、在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文86

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本文編號：988547