磁致伸缩导波立柱无损检测

发布时间：2022-07-03 14:11

　　高速公路护栏立柱埋设的质量好坏是直接关乎到交通事故发生时,事故所造成破坏性的程度,从而直接影响驾驶员和乘客的生命安全。由于缺乏有效便捷的护栏立柱安全检测仪器和手段,导致护栏立柱的埋设质量是不能达到预期的效果。就目前国内外研究成果来看,护栏立柱的检测方法无外乎分成有损检测和无损检测两个方向,比较常见的立柱检测技术主要有拔桩法等有损检测,此等方法具有成本高,破坏性大等诸多不良因素。因此,在结合了目前交通部道路护栏的埋深规定标准和现有的立柱检测技术的基础上,提出了一种基于磁致伸缩导波的无损检测方法,开发出了一套立柱检测仪和相应的分析软件。通过研究磁致伸缩导波的在立柱中激励和传播性能传播特性,利用磁致伸缩材料设计了激励震源,克服传统力锤敲击激励的一致性和重复性差的缺陷,改为采用频率和激励强度可调的激振器来产生导波激励信号。通过设置YD61D传感器与本文研发的CKZY-18A程控震源作用立柱表面不同的位置,以此来优化最佳的激发和接收的模式。通过优化的激发和接收位置采集多组信号数据,进行激励初始波和立柱底端反射波的自相关和功率谱密度分析,分析和计算磁致伸缩导波的在立柱多次反射时程和衰减速度,从而测... 

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 护栏立柱基本介绍
    1.3 护栏立柱埋深规定
    1.4 护栏立柱的检测要求
    1.5 护栏立柱检测方法与设计
    1.6 论文组织架构
第二章 立柱检测原理及模型分析
    2.1 磁致伸缩效应基本原理
    2.2 磁致伸缩导波的概念
        2.2.1 磁致伸缩导波传播特性
        2.2.2 导波的群速度和相速度定义
    2.3 导波的多模态和频散
    2.4 磁致伸缩导波的应用
        2.4.1 导波信号的激励
        2.4.2 导波信号的采集
        2.4.3 导波信号的处理分析
    2.5 本章小结
第三章 系统软件的设计
    3.1 软件系统模块
        3.1.1 采集软件设计
        3.1.2 采集软件初始化
    3.2 分析软件设计
        3.2.1 Qt简介
        3.2.2 分析软件波形显示模块
        3.2.3 分析软件文件导出
    3.3 系统软件测试
    3.4 本章小结
第四章 系统硬件设计
    4.1 硬件模块的设计原理
    4.2 检测仪硬件主要电路模块
        4.2.1 供电源模块电路
        4.2.2 单片机控制模块电路
        4.2.3 存储模块电路
        4.2.4 显示驱动电路
        4.2.5 信号放大电路
        4.2.6 A/D模数转换器电路
        4.2.7 通信接口设计
        4.2.8 时钟电路设计
    4.3 检测仪显示界面实物图
    4.4 本章小结
第五章 仪器测试及数据分析
    5.1 实验系统的搭建与仪器设备选择
        5.1.1 仪器设备的安置
        5.1.2 实验前的准备
            (a)检测仪初始状态设置
            (b)立柱的连接处加固与环境清理
        5.1.3 激振器的设计
        5.1.4 传感器的选择
        5.1.5 传感器和激振器相对安装位置的实验结果
    5.2 户外实验的影响因素和结果分析
        5.2.1 Matlab简介
        5.2.2 数据误差分析
        5.2.3 测试所选用立柱的参数
            (a)立柱有无波形护栏时的实验测量
            (b)不同的埋深深度对立柱检测的影响
            (c)多组立柱的检测精度
        5.2.4 实验环境下的干扰因素分析
        5.2.5 数据分析模块代码
    5.3 本章小结
第六章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
参考文献
致谢
附录B
    附录B-1 分析软件信号转换代码
    附录B-2 分析软件导出文件代码
    附录B-3 MATLAB分析处理代码


【参考文献】：
期刊论文
[1]沙漠公路施工的控制与管理[J]. 孙贻国.  筑路机械与施工机械化. 2018(10)
[2]超声导波检测技术的发展与应用现状[J]. 曲志刚,武立群,安阳,白萌,方日,颜达现.  天津科技大学学报. 2017(04)
[3]Java、Python和Matlab混合编程及其在气象中的应用[J]. 陈宇罡,汪永青,李琳,焦瑞莉,王立志.  电子世界. 2017(16)
[4]基于STM32F205芯片的耐压型电池管理系统的研制[J]. 戴国群,谢建鸿.  电源技术. 2016(12)
[5]基于SSD1963控制器的液晶显示模块设计[J]. 赵彩虹,刘凯,尹涓.  计算机测量与控制. 2015(11)
[6]钢管无损检测中的磁致伸缩导波技术试验研究[J]. 孙钦蕾,李爱华,范江玮,刘美全.  河北工业科技. 2015(06)
[7]高原地区水泥混凝土公路施工管理[J]. 卢利国.  交通世界(工程技术). 2015(06)
[8]钢轨无损检测中的超声导波技术[J]. 周建民,徐清瑶,李鹏,万琪,廖晓苏.  仪表技术与传感器. 2015(06)
[9]基于MATLAB多绕组变压器模型的磁饱和式可控电抗器仿真建模方法[J]. 田铭兴,杨秀川,杨雪凇.  电力自动化设备. 2014(03)
[10]SSD1963驱动RGB接口LCD的设计与实现[J]. 刘繁明,王振鹏,张孟禹.  应用科技. 2014(01)

硕士论文
[1]高速公路护栏立柱埋置深度无损检测方法和实验研究[D]. 赵星.太原科技大学 2010
[2]基于Qt跨平台的人机交互界面的研究和应用[D]. 李艳民.重庆大学 2007
[3]基于磁致伸缩导波的钢管无损检测实验研究[D]. 柯岩.华中科技大学 2006
[4]电磁场有限元分析技术的研究和实现[D]. 曲利岩.浙江大学 2002



本文编号：3655012