基于超聲波的工程錨桿長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，錨桿支護(hù)技術(shù)已被廣泛的應(yīng)用在公路、鐵路等工程界中，它對(duì)承受建筑物荷載，預(yù)防結(jié)構(gòu)變形、斷裂具有重要作用。錨桿質(zhì)量的無(wú)損檢測(cè)成為工程中亟待解決的重要問(wèn)題。但是由于錨桿工程的高度隱蔽性，現(xiàn)有的多種檢測(cè)方法都存在一定的局限性，影響了工程錨桿的精確測(cè)量。超聲波具有定向發(fā)射、光線(xiàn)粉塵對(duì)其無(wú)影響的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、液位測(cè)量、無(wú)損探傷、車(chē)輛導(dǎo)航等領(lǐng)域。為此，本文提出一種基于超聲波的工程錨桿檢測(cè)方法，該方法能有效的克服傳統(tǒng)

2、測(cè)量方法的局限性，無(wú)損的精確測(cè)量工程錨桿長(zhǎng)度。本研究成果對(duì)煤礦井下巷道錨桿支護(hù)、隧道錨桿支護(hù)等的質(zhì)量檢測(cè)具有一定的指導(dǎo)意義。
　　本課題主要研究工作有以下三個(gè)方面:
　　1、研究了有關(guān)超聲波和錨桿的基本理論，包括超聲波的特性、超聲波發(fā)射及接收原理及錨桿分類(lèi)等知識(shí)，重點(diǎn)分析了超聲波測(cè)錨桿長(zhǎng)度的原理及如何提高測(cè)距性能的措施。
　　2、完成了基于超聲波的工程錨桿測(cè)距系統(tǒng)的硬件及軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)本系統(tǒng)的檢測(cè)要求設(shè)計(jì)了基于FP

3、GA的超聲波發(fā)射電路、前置放大電路、帶通濾波電路、自動(dòng)增益控制電路、溫度補(bǔ)償電路等硬件電路設(shè)計(jì)以及包括超聲波激發(fā)、超聲波接收、中斷控制、串口通信等的軟件設(shè)計(jì)。
　　3、建立了工程錨桿長(zhǎng)度測(cè)量的數(shù)學(xué)模型。通過(guò)研究最小二乘法的原理，分析計(jì)數(shù)值及錨桿長(zhǎng)度這兩個(gè)變量之間的內(nèi)在關(guān)系，利用最小二乘法獲得關(guān)于錨桿長(zhǎng)度和計(jì)數(shù)值之間的擬合函數(shù)，并建立了錨桿長(zhǎng)度的計(jì)算算法。
　　盡管本測(cè)量系統(tǒng)從理論上具有突出的測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)，但本系統(tǒng)真正應(yīng)用到工程現(xiàn)