14760.地下變形三維測量磁環(huán)傳感方法及傳感器

1、碩士學(xué)位論文MASTERDISSERTATION地下變形三維測量磁環(huán)傳感方法及傳感器TheSensfDetectingThreeDimensionalUndergroundDefmationUsedbySensingMethodofMagicRing作者謝揚名導(dǎo)師李青教授學(xué)科檢測技術(shù)與自動化裝置中國計量學(xué)院二〇一四年三月I地下變形三維測量磁環(huán)傳感方法及傳感器摘要摘要：因地下巖土體變形所引起的滑坡災(zāi)害時常發(fā)生并對人類社會危害巨大。能否直觀

2、反應(yīng)出地下巖土體的變形情況是各類滑坡監(jiān)測指標中的重點和難點，對存在滑坡風(fēng)險的區(qū)域進行實時在線測量，可起到預(yù)警的作用。國內(nèi)外對于巖土體深部的形變監(jiān)測主要利用測斜儀、多點位移計和TDR同軸電纜。然而這三種主流的測量方法均不能有效的反映出地下巖土體的三維變形?；诖耍P者提出了一種基于霍爾效應(yīng)的磁環(huán)傳感方法來監(jiān)測地下三維變形。常見的滑坡類型有旋轉(zhuǎn)型滑坡和平移型滑坡。以此為研究對象，提出測量方案：將多個圓柱形長筒狀的測量單元沿著共同的中軸線串接

3、后以一定的方位埋入待測土體，通過測量所有相鄰單元間的空間相對位移來反映出測量區(qū)域內(nèi)地下巖土體的三維變形情況。將霍爾傳感器陣列、磁環(huán)以及電路板安裝在圓柱形測量單元之中，并建立圓柱形坐標系來定位測量單元的空間位置。當?shù)叵聨r土體發(fā)生變形時，會使得相鄰測量單元發(fā)生空間相對位移。通過采集一系列的電壓數(shù)據(jù)，再調(diào)用相應(yīng)的算法就可得到其中一個測量單元相對于另一個測量單元的空間三維坐標和兩者的相對運動方向。搭建實驗平臺，依次改變單個霍爾傳感器與磁環(huán)的空間

4、相對位置以標定放置于測量單元中的傳感器。采用標定的數(shù)據(jù)，根據(jù)磁環(huán)的磁場分布并結(jié)合MATLAB軟件得到霍爾傳感器輸出電壓的等值線，依據(jù)此等值線特征，提出基于四個霍爾傳感器陣列的測量模型。對于空間任意位置的一個磁環(huán)，由于磁場的激勵，每一個霍爾傳感器都會輸出一個特定的霍爾電壓值，而每一個霍爾電壓值都對應(yīng)這一條電壓等值線，理論上四條電壓等值線必交于一點，該點就是磁環(huán)的空間三維坐標點，實際上通過近似處理，也可得到此點?；诖吮憧傻玫絻上噜彍y量單元