原文传递
基于光纤光栅的桥梁索力无线监测系统的设计
| 论文题名： | 基于光纤光栅的桥梁索力无线监测系统的设计 |
| 关键词： | 光纤光栅;桥梁索力;无线监测;数据处理;图表显示 |
| 摘要： | 长期以来，由于技术水平的限制，对桥梁进行索力监测时经常采用频率法，其中的数据采集部分经常采用压电陶瓷加速度传感器。这种方法具有检测速度快、测量精度高的优点。但是由于压电陶瓷加速度传感器输出的是弱电信号，要实现远距离传输，需要在电路中加入许多放大器，从成本和施工考虑，这种方法很难实现索力远程实时监测，只适用于索力的定期检测。同时，在某些情况下，这种方法的低频特性也不是很好。 随着光纤传感技术的发展，国内外提出了基于光纤光栅传感器的桥梁索力监测系统，它能够克服传统的检测技术的上述缺点，低频特性好，并且可以很方便的实现索力远程实时监测，具有一系列的优势。但同时带来了新问题：由于桥梁拉索数量很多，出于成本以及施工条件的考虑，不可能在每根拉索上安装光纤光栅传感器，只能将传感器固定在某几根拉索上，当需要测量其他拉索受力情况时，传感器的拆卸安装也需要耗费大量的人力物力。 针对这种情况，本文提出了一种基于光纤光栅的桥梁索力无线检测系统。由于在数据的发送端和接收端采用了移动方便的无线传输模块，在需要测量桥梁其他拉索受力情况时，该系统能够在很大程度上减小传感器及相关光缆电缆的拆卸安装所耗费的大量人力物力，很好的克服了上述系统的缺点，并且同时具备很多优点，如灵敏度高、耐腐蚀、电绝缘、传输距离远等，而且结构简单、尺寸小、质量轻、频带宽、可进行温度、应变、压力等多种参数的分布式测量，具有很强的工程意义。 本系统由数据采集、数据无线传输和监测评估三部份组成。系统利用光纤光栅传感器实现对桥梁索力的实时数据监测；采用无线传输模块实现数据的无线传输：利用虚拟仪器在上位机实现监测与健康评估。数据采集部分负责收集传感器传输的光信号，经波长解调后通过串口发送给无线发送模块；数据无线传输部分包括无线发送模块和无线接收模块，由发送模块将下位机送来的索力监测数据按照特定传输协议发送给接收模块；监测评估部分包括串口通讯部分和数据分析部分，由相应的监测评估软件实现数据的处理，图表显示和分析。 本文主要论述了光纤光栅应变传感器，光纤光栅温度传感器和光纤光栅测力环的工作原理及具体实现，探讨了无线传输模块nRF24E1的工作原理，并且分别利用C语言和LabVIEW设计了无线传输部分软件系统和客户端数据处理部分软件系统，实现了监测数据的分类管理，历史查询和图表显示。 |
| 作者： | 杨浩 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 姜德生 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
