原文传递
面向桥梁健康监测的复合传感技术研究
| 论文题名： | 面向桥梁健康监测的复合传感技术研究 |
| 关键词： | 光纤布拉格光栅;桥梁健康监测;波长解调;复合传感;光纤F-P滤波器 |
| 摘要： | 桥梁在长期使用过程中，受交通荷载、气候、自然灾害及一些人为因素的影响，将不可避免地出现不同程度损坏。为监测桥梁的健康状况，预防桥梁损坏，降低潜在损失，本文研究了基于复合传感技术的桥梁健康状况监控技术。 光纤光栅传感器因其体积小、成本低、灵敏度高及抗电磁干扰等优点受到越来越多的关注。本文结合桥梁健康监测系统的需求，分析了光纤光栅传感器相对于相统电传感器的优点。使用电传感器对光纤光栅传感器进行温度和应变标定。在此基础上，通过光传感与电传感的复合技术，设计出了一套桥梁健康监测系统，实现了温度和应变的同时监控。主要工作如下： 首先，对光纤光栅传感进行了温度和应变标定，通过实验验证双光栅温度补偿方法可用于应变-温度的复合信息监测。 其次，研究了多种光纤光栅波长解调方法。可调谐F-P滤波法可直接将波长信号转成电信号，且体积小、造价成本低，满足本课题要求，因此采用可调谐F-P滤波器法对光纤光栅传感器进行波长解调，完成光路系统设计。 再次，设计了基于ARM的八通道光纤光栅传感系统解调仪。首先使用CPLD实现时序同步和采样数据并将数据发给ARM。接着在ARM中对原始数据进行移动平均滤波和分峰截幅，最后将处理后的数据发送给上位机。与此同时，使用C#语言编写上位机软件系统，设计了上位机软件系统与解调仪电路系统的通信协议，实现了远程监测以及数据图形化显示与保存。 最后，本文介绍了在数据处理过程中的数据滤波算法、分峰截幅算法，并对比常用的波长寻峰算法。经对比发现高斯多项式法最稳定，误差小且平稳。此外，根据本课题中的数据处理方案，介绍了光纤光栅传感器的安装方案。 |
| 作者： | 蔡能宏 |
| 专业： | 通信与信息系统 |
| 导师： | 闫连山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
