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基于磁致伸缩超声导波的高速公路立柱无损检测方法研究
| 论文题名： | 基于磁致伸缩超声导波的高速公路立柱无损检测方法研究 |
| 关键词： | 无损检测;超声导波技术;立柱埋深;嵌入式系统;匹配追踪;公路护栏;需求分析 |
| 摘要： | 公路护栏作为保障道路交通运输安全的重要屏障，对于维护道路交通安全、降低事故灾难程度具有重要意义。然而由于在护栏立柱施工过程中存在的不规范操作（人为缩短埋置深度等）、监理力度不够等导致施工质量不达标和钢材长期在不良环境下的腐蚀导致的工作寿命缩短，造成重大事故时有发生。为此，文章设计了基于ARM+Linux平台的嵌入式高速公路护栏立柱结构健康无损检测系统，实现了立柱的大范围、长距离、高效率检测。文章综合运用理论分析、数值仿真和实验研究等方法，分别进行了如下的内容研究: 第一章，论述了高速公路护栏立柱在道路交通安全中的意义和重要性，分析了目前护栏立柱检测方法的现状和存在的问题，并在此基础上确立了本文的研究内容。 第二章，通过对公路护栏立柱进行导波检测的理论分析并结合有限元仿真，研究了不同模态导波在立柱中的传播特性、回波信号的相位特点和导波信号的衰减问题，得出了本检测系统所需导波激励信号的模态和频率信息。 第三章，通过系统功能需求分析，进行了检测系统的总体方案设计。根据检测系统对硬件处理能力、运算速度等的要求，进行了嵌入式系统的元器件选型、硬件电路设计与开发。针对高速公路立柱检测对象的特点，根据磁致伸缩的正逆效应设计开发了立柱专用扭转波换能器，实现了不同频率导波信号的激励与接收。 第四章，分别进行了嵌入式操作系统、设备驱动程序和应用软件的分析研究，利用QT Creator集成开发环境实现了设备驱动程序开发和基于Qt/Embededd与QWT的嵌入式人机交互界面的开发。通过对不同埋置深度的立柱进行了大量的实验研究，验证了本系统的有效性。 第五章，针对立柱导波实际检测过程中遇到的问题，提出并研究了基于改进的匹配追踪算法的导波信号特征提取技术，通过对正在施工的黄山市休宁县高速公路立柱导波检测信号进行算法验证，结果与实际测量误差小于2.5％;利用离散傅里叶变换，对有限元仿真所得回波信号进行了相位检波研究。 第六章，对全文的研究工作进行总结，对以后更深入的研究进行了展望。 |
| 作者： | 柳伟续 |
| 专业： | 电子信息技术及仪器 |
| 导师： | 唐志峰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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