基于虚拟仪器技术的桩基动测系统构建

论文摘要

本论文以当前流行的虚拟仪器技术为基础，利用计算机自带或外接声卡，与必要的与外围硬件，通过软件编程，设计完成了一套桩基质量动测系统。该系统应用简单、实用、高效且成本低廉。该系统主要包括两大部分:硬件部分与软件部分。系统的硬件部分包括计算机、传感器、声卡、连接线等，利用计算机的标配声卡或USB声卡作为数据采集硬件;系统的关键是软件，主要包括驱动程序和应用程序，驱动程序是利用声卡自带的驱动程序，应用程序利用MATLAB软件进行开发，主要包括数据采集模块、实时信号波形显示模块、数据存储模块、信号分析模块等。系统信号分析部分是利用MATLAB软件建立降噪模型对实测信号进行降噪处理，并选用合适的小波基或小波包对实测信号进行分析处理，提取有用信息，再根据桩基反射波原理，对桩基的质量做出分析、判断。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 桩基动测技术的简介
• 1.2.2 桩基动测技术的发展
• 1.2.3 桩基检测仪器的现状
• 1.2.4 声卡作为采集中心设备简介
• 1.3 主要研究内容
• 第2章 虚拟仪器技术
• 2.1 测试仪器的发展
• 2.2 虚拟仪器的概念
• 2.3 虚拟仪器的构成
• 2.4 虚拟仪器接口技术
• 2.5 虚拟仪器的特点
• 2.5.1 虚拟仪器的优势
• 2.5.2 虚拟仪器的不足
• 2.6 虚拟仪器技术前景展望
• 2.7 本章小结
• 第3章 桩基质量检测原理
• 3.1 反射波法基本原理
• 3.2 反射波信号波形识别
• 3.2.1 完整桩的波形
• 3.2.2 缩颈桩的波形
• 3.2.3 扩颈桩的波形
• 3.2.4 夹泥或离析桩的波形
• 3.2.5 断桩的波形
• 3.3 桩身缺陷的位置及桩长估计
• 3.3.1 时域判断
• 3.3.2 频域判断
• 3.4 低应变检测的适用性
• 3.4.1 低应变能检测现象
• 3.4.2 低应变暂不能检测现象
• 3.4.3 低应变测试信号判读
• 3.4.4 典型异常曲线分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 桩基动测系统的硬件方案设计
• 4.1. 计算机
• 4.2 工程测试传感器技术
• 4.2.1 传感器的定义
• 4.2.2 传感器的分类
• 4.2.3 桩基动测系统常用传感器
• 4.2.4 传感器的安装
• 4.3 声卡
• 4.3.1 声卡的主要构成
• 4.3.2 声卡的工作原理
• 4.3.3 声卡主要技术参数
• 4.3.3.1 声卡数据缓冲区
• 4.3.3.2 没有基准电压
• 4.3.3.3 信号调理电路
• 4.3.3.4 声卡的频响函数
• 4.3.4 声卡为数据采集卡
• 4.4 本章小结
• 第5章 桩基动测系统软件方案设计
• 5.1 LABVIEW 虚拟仪器软件简介
• 5.2 MATLAB 数据采集系统简介
• 5.3 MATLAB 程序设计
• 5.3.1 数据采集设计模块
• 5.3.1.1 触发原理
• 5.3.1.2 采样频率和采样点数
• 5.3.2 数据资料分析处理模块
• 5.4 本章小结
• 第6章 桩基检测信号的小波分析
• 6.1 小波变换
• 6.1.1 小波与付氏变换
• 6.1.2 各类小波变换简介
• 6.1.3 小波及小波包分解
• 6.1.4 小波基及小波的选择
• 6.2 信号的滤波处理
• 6.2.1 动测信号的小波滤波
• 6.2.2 基于 MATLAB 的小波滤波
• 6.2.2.1 载入原始信号
• 6.2.2.2 利用 Coif 3 小波对信号分解重构
• 6.2.2.3 小波滤波机理
• 6.3 动测信号的小波去噪
• 6.3.1 小波去噪方法及步骤
• 6.3.2 小波在桩基信号去噪中的运用
• 6.3.2.1 小波不同去噪方式效果对比
• 6.3.2.2 不同小波及小波包去噪效果对比
• 6.4 小波分析检测突变信号的原理
• 6.4.1 信号与奇异性
• 6.4.1.1 信号奇异性分析
• 6.4.1.2 信号奇异性检测
• 6.4.2 小波变换模极大值
• 6.4.3 桩基信号的突变检测
• 6.5 本章小结
• 第7章 工程实例分析
• 7.1 系统测试准备
• 7.1.1 系统连接
• 7.1.2 声卡标定
• 7.2 基桩实测反射信号小波分析
• 7.3 本章小结
• 结论与建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果