基于光纤陀螺的大跨桥梁连续线形检测技术研究

为实现大跨桥梁的结构线形快速检测,及时定位桥梁最大变形部位,采用基于光纤陀螺的连续轨迹测量技术进行桥梁线形检测技术研究。分析基于光纤陀螺传感技术开展桥梁连续线形检测的前提条件和基本原理,推导连续线形轨迹的计算公式,提出了线形检测流程及对测试结果的修正与标定方法,并在缩尺模型桥和实际大跨桥梁中进行了测试。结果表明:光纤连续线形测量系统的测试结果与传统百分表及全站仪的测试结果吻合,所测线形轨迹连续、精确,可准确定位桥梁结构最大变形部位。该技术可用于大跨桥梁连续线形的快速、准确检测。     

基于光纤陀螺的有轨结构形变检测方法研究

光纤陀螺(FOG)属于高精度的光纤角速度传感器,将其应用于结构连续形变检测时,检测小车行驶轨迹的偏差易导致系统测量精度不高.文中提出一种基于FOG的有轨结构形变检测新方法,即在待测结构表面敷设一条轨道,通过测量轨道线形来反演待测结构形变,使得系统测量精度得到明显提高.将该方法用于长度为9.5m的模型桥测试,结果表明,光...     

近水平冻结孔光纤陀螺测斜技术应用研究

为解决近水平冻结孔难以测斜的难题,从水平光纤陀螺测斜仪的原理入手,对顶角及方位角的测量原理进行分析,对比分析冻结垂直孔与水平孔中方位角测量误差对测斜精度的影响,通过现场实测提出预先下放塑料管及铰接连接的陀螺下放方式。通过研究得出:水平光纤陀螺测斜仪采用重力加速度计测量顶角的方法可靠,与灯光测斜法相比,钻孔轨迹垂直方向最大测量误差在30mm以内;采用预先下塑料套管法进行测斜的方式可以有效克服冻结管内接箍对水平光纤陀螺测斜仪造成的姿态不稳定性,与灯光测斜法相比,水平方向测量误差可以控制在200 mm以内,形成了一套水平冻结孔光纤陀螺测斜系统及现场实施方法,解决了水平冻结孔测斜的一大难题,为市政、隧道水平冻结施工提供了可靠的保障。     

基于频率法的索力测量系统

为了在工程现场快速方便地检测斜拉桥的拉索索力,依据随机振动法索力检测原理,开发了一种新型的索力测量系统。通过对随机振动法索力检测方法的概述,介绍了该系统的性能、硬件结构和软件模块,并重点阐述了通过数字滤波抑制快速傅里叶分析(FFT)的混频现象、自动扫描确定主振频率和提高索力计算精度的方法和措施。索力测量系统以AT89C55WD单片机(SCM)为平台,集成了电荷放大器、信号分析仪和计算器的相关功能。在工程现场,只需输入少量参数,拉索振动信号采集、信号的快速傅里叶分析和对应的索力计算即可在线自动完成。     

便携式无线索力测试系统研发及应用

为提高桥梁拉索索力的检测精度及效率,基于振动频率法开发了一种以智能手机为现场终端的高精度便携式无线索力测试系统。该系统将高性能微机电(MEMS)加速度芯片、信号调理模块、数模转换模块、无线wifi电子模块集成开发为信号采集器,频谱分析、索力计算及数据存储由智能手机上的索力测试APP完成,信号采集器与智能手机之间采用无线wifi通信。该系统提高了拉索振动信号的采集质量与信噪比,频率识别精度达到0.1%,具有实时频谱分析、拉索固有频率自动识别等特点,可完全满足桥梁拉索索力测量的工程技术要求,并通过工程应用证实了系统良好的高效性和实用性。     

基于免棱镜全站仪的桥梁拱圈线形测量方法及精度分析

为了解决既有桥梁检测时拱圈线形测量的难题,提出了一种基于免棱镜全站仪自由设站测量拱圈线形的新方法,并给出了详细的操作步骤;推导了基于免棱镜全站仪的桥梁拱圈线形测量坐标的公式;根据误差传播定律,对X和Z轴向坐标进行精度分析;通过EXCEL编程实现自由设站测量坐标到桥梁轴线坐标转换,有利于计算横向和竖向变形量以及绘制桥梁立面图.将该方法用于甘肃榆中青城桥梁的拱圈轴向测量,其变形和百分表实测结果保持一致,满足桥梁检测精度要求,表明该方法是桥梁拱圈线形测量的一种好方法.     

基于前端处理的斜拉索索力智能监测系统研究

为提高斜拉索索力监测的效率及精度，研发了一种基于前端处理的拉索智能监测系统。该系统具有索力监测、振动监测及异常报警的功能，采用唤醒模式供电方式，大幅降低了传感器及CPU的耗电量；采用6LoWPAN技术，实现了监测数据低功耗、小成本的无线传输；采用可编程测MEMS加速度传感器对拉索的振动时域和频域特征值进行前端处理，仅将经过分析后少量有价值的数据传输至健康监测系统，大幅减低了健康监测系统的数据传输量；采用大动态弱信号数据采集方法，提高信号测量分辨率和测量系统峰值信噪比，有效识别微弱振动信号中的有效频率成分，提高了索力测量的精确度。实验室及实桥测试表明，该拉索智能监测系统显著提高了斜拉索监测的效率及精度，具有较强的实用性。     

测量机器人在大跨径桥梁检测中的应用研究

挠度、位移、线形测量是桥梁检测的重要组成部分,是桥梁质量和安全性评估的重要指标。为克服原有测量方法的不足,介绍了一种新的测量方法,首先在桥上安装合作目标,然后利用测量机器人在加载前后分别获取合作目标的几何信息,最后计算出相应的挠度、位移、线形。通过对该方法精度的推导和分析,论证出该方法能满足桥梁检测的精度需要。结果表明该测量方法精度高,速度快,具有广阔的应用前景。     

基于振动信号的发动机转速测量研究

介绍一种基于发动机气缸振动信号测量转速的方法.通过采集发动机气缸内部混合气燃烧时的振动信号,利用Labwindows/CVI软件对信号进行频谱分析、低通滤波,结合发动机的振动源以及发动机振动与转速之间的关系,得出发动机的转速.试验证明,此测试方法具有较高的精度.     

基于MEMS技术的微惯性传感器及在汽车上的应用

基于微电子机械系统(MEMS)技术的原理,介绍了微机械加速度计、微机械陀螺和微惯性测量单元等微惯性传感器的研究发展状况与主要产品,以及目前微电子机械系统惯性传感器在汽车导航系统等系统总成上的应用现状。最后,从汽车工程应用的角度,分析了提高微惯性传感器测量精度的方法及其在汽车上安装使用应注意的关键问题。     

基于液-气耦合压差原理的桥梁挠度测量系统研究

为改进现有桥梁挠度测量方法的不足,在开放式连通管测试法的基础上,基于液-气耦合压差传递机理,采用微压差传感器及RS-485总线等测量及传输技术,研制了一种半封闭式桥梁挠度及线形测量系统,其最高测量精度为0.1mm.该系统已于2008年底至2009年初应用于武汉天兴洲公铁两用长江大桥、重庆朝天门长江大桥及南昌洪都大桥等10余座桥梁的挠度测试中.实桥运用表明:该系统可对桥梁挠度、线形进行高精度、高效率测试,可有效应用于桥梁检测及长期健康监测中的桥梁挠度及线形测量.     

拉索索力测试系统软件简介

拉索索力的测试是个复杂的过程，一方面要保证测量精度，另一方面又要测试系统具有便携性，而且使用方便，为此我们开发了这套软硬件系统。同时，这套系统也能进行多通道振动信号的采集和分析。     

振动信号在内燃机检测中的应用

文章介绍了振动信号在内燃机检测中的应用.对振动信号采样频率、测点布置方式及传感器的安装方式进行了讨论,为振动信号的准确测量提供了依据.指出振动信号可用于内燃机气门系,燃油喷射系统及活塞等的故障诊断并对燃烧状态进行评价,得出今后可通过对振动信号的分析,获得和缸内燃烧相关的信息,对内燃机状态的诊断提供参考依据,并且能够为内燃机电子管理系统提供参考信号.     

水泥混凝土路面厚度、强度超声检测方法

该文研究了水泥混凝土路面厚度和强度超声检测中的信号处理方法,设计了宽带换能器,提出了水耦合法和声时综合处理法。现场检测试验证明,该系统可明显提高检测效率,厚度测量精度优于5%,强度测量精度优于7%。     

水泥混凝土路面厚度超声检测系统研究

研究了混凝土路面厚度和强度超声检测中信号处理方法,设计了宽带换能器,提出了水耦合法和声时综合处理法。现场检测实验证明:该系统可明显提高检测效率,厚度测量精度优于5%,强度测量精度优于7%。     

水泥混凝土路面厚度超声检测系统

研究了水泥混凝土路面厚度和强度超声检测中的信号处理方法,设计了宽带换能器,提出了水耦合法和声时综合处理法,现场检测实验证明,该系统可明显提高检测效率,厚度测量精度优于5％．强度测量精度优于7％。     

基于分布式光纤的混凝土路面振动场感知与解析

感知并解析路面振动可为智能车路系统提供健康诊断、定位循迹、风险预警等多功能服务，有效驱动路面智能化。通过优化分布式光纤器件设计与阵列布设，研发了水泥混凝土路面振动分布式感知系统；利用短时能量分析、功率谱分析等构建了振动时间-空间特征、频域-空间特征的场式表达方法；基于短时能量时空场、功率谱频空场，提出了水泥混凝土路面振动时空响应特征、全局频域特征的变维度解析方法；并于同济大学足尺试验场进行实测验证。结果表明：①荷载位置显著影响短时能量时空场，短时能量峰值坐标能灵敏地反映荷载位置变化，且相比线形光缆，由光纤环阵列组成的感知系统具有更高的空间分辨率(0.35 m)；②相同荷载激振下，振动分布式感知系统与商用高精度加速度计测试结果相近(频峰识别误差小于1 Hz，空间振型置信度大于0.9)，且在多点重复测试下具有较高稳定性；③面板模量显著影响功率谱频空场，模量越大前4阶频率越大，且增幅随阶次增高而愈发显著，该实测现象与理论分析吻合，且在6块板内测得相同趋势。该振动分布式感知系统能够准确、稳定地感知路面振动场时间、空间、频域信息；振动场变维度解析方法能够有效、可靠地解析时空响应特征、全局频域特征。     

机械法联络通道施工自动导向及监测技术

机械法施工作为当今联络通道施工的发展方向,一方面因测量通道空间狭小和测站不规则位移等原因,其施工导向测量手段仍然停留在人工测量阶段,降低了机械法的施工效率;另一方面为掘进面附近受力管片的位移监测也多为人工方法,难以满足监测时效性的需求。为了同步解决机械法联络通道施工导向测量和监测的问题,开发了一套机械法联络通道自动导向系统。该系统基于高精度光纤陀螺的指北原理,采用光纤陀螺与双轴倾斜仪和目标棱镜组合构成导向靶,通过巧妙布设的基准棱镜和监测棱镜,在自动导向的同时也能够实现管片位移监测。     

免棱镜全站仪在桥梁拱圈竖向线形检测中的应用研究

既有拱桥在检测时,拱圈竖向线形测量工作量大、危险性高、操作不方便,为解决这个难题,提出一种在拱桥侧面适当位置架设免棱镜全站仪测量拱圈竖向线形的方法,并给出详细操作步骤.分析该方法测量误差的主要来源,并根据误差传播定律,推导拱圈竖向线形测量中误差的计算公式.工程实例证明,该方法具有简单、实用价值高、适应性强等优点,是桥梁拱圈竖向线形检测的一种较好方法.     

基于振动信号和小波变换的转速测量方法研究

通过分析发动机振动信号的基频与转速之间的数学关系,设计了基于LabVIEW的采集系统,利用小波变换的方法提取振动信号的基频,提出了一种精度高、易于实现的发动机瞬时转速检测算法,并通过试验验证了该方法的可行性.经过与实际转速比较,该算法的误差率在1%以内,准确性和鲁棒性均符合测量求,具有重要的实用价值.