面向橋梁健康監(jiān)測的復(fù)合傳感技術(shù)研究.pdf

1、橋梁在長期使用過程中，受交通荷載、氣候、自然災(zāi)害及一些人為因素的影響，將不可避免地出現(xiàn)不同程度損壞。為監(jiān)測橋梁的健康狀況，預(yù)防橋梁損壞，降低潛在損失，本文研究了基于復(fù)合傳感技術(shù)的橋梁健康狀況監(jiān)控技術(shù)。
　　光纖光柵傳感器因其體積小、成本低、靈敏度高及抗電磁干擾等優(yōu)點(diǎn)受到越來越多的關(guān)注。本文結(jié)合橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)的需求，分析了光纖光柵傳感器相對于相統(tǒng)電傳感器的優(yōu)點(diǎn)。使用電傳感器對光纖光柵傳感器進(jìn)行溫度和應(yīng)變標(biāo)定。在此基礎(chǔ)上，通過光傳感

2、與電傳感的復(fù)合技術(shù)，設(shè)計(jì)出了一套橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了溫度和應(yīng)變的同時監(jiān)控。主要工作如下：
　　首先，對光纖光柵傳感進(jìn)行了溫度和應(yīng)變標(biāo)定，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證雙光柵溫度補(bǔ)償方法可用于應(yīng)變-溫度的復(fù)合信息監(jiān)測。
　　其次，研究了多種光纖光柵波長解調(diào)方法?？烧{(diào)諧F-P濾波法可直接將波長信號轉(zhuǎn)成電信號，且體積小、造價成本低，滿足本課題要求，因此采用可調(diào)諧F-P濾波器法對光纖光柵傳感器進(jìn)行波長解調(diào)，完成光路系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
　　再次，設(shè)計(jì)

3、了基于ARM的八通道光纖光柵傳感系統(tǒng)解調(diào)儀。首先使用CPLD實(shí)現(xiàn)時序同步和采樣數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)發(fā)給ARM。接著在ARM中對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行移動平均濾波和分峰截幅，最后將處理后的數(shù)據(jù)發(fā)送給上位機(jī)。與此同時，使用C#語言編寫上位機(jī)軟件系統(tǒng)，設(shè)計(jì)了上位機(jī)軟件系統(tǒng)與解調(diào)儀電路系統(tǒng)的通信協(xié)議，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程監(jiān)測以及數(shù)據(jù)圖形化顯示與保存。
　　最后，本文介紹了在數(shù)據(jù)處理過程中的數(shù)據(jù)濾波算法、分峰截幅算法，并對比常用的波長尋峰算法。經(jīng)對比發(fā)現(xiàn)高斯多項(xiàng)式法最