分峰截幅c语言算法,面向桥梁健康监测的复合传感技术研究

摘要：

桥梁在长期使用过程中,受交通荷载、气候、自然灾害及一些人为因素的影响,将不可避免地出现不同程度损坏。为监测桥梁的健康状况,预防桥梁损坏,降低潜在损失,本文研究了基于复合传感技术的桥梁健康状况监控技术。光纤光栅传感器因其体积小、成本低、灵敏度高及抗电磁干扰等优点受到越来越多的关注。本文结合桥梁健康监测系统的需求,分析了光纤光栅传感器相对于相统电传感器的优点。使用电传感器对光纤光栅传感器进行温度和应变标定。在此基础上,通过光传感与电传感的复合技术,设计出了一套桥梁健康监测系统,实现了温度和应变的同时监控。主要工作如下: 首先,对光纤光栅传感进行了温度和应变标定,通过实验验证双光栅温度补偿方法可用于应变-温度的复合信息监测。其次,研究了多种光纤光栅波长解调方法。可调谐F-P滤波法可直接将波长信号转成电信号,且体积小、造价成本低,满足本课题要求,因此采用可调谐F-P滤波器法对光纤光栅传感器进行波长解调,完成光路系统设计。再次,设计了基于ARM的八通道光纤光栅传感系统解调仪。首先使用CPLD实现时序同步和采样数据并将数据发给ARM。接着在ARM中对原始数据进行移动平均滤波和分峰截幅,最后将处理后的数据发送给上位机。与此同时,使用C#语言编写上位机软件系统,设计了上位机软件系统与解调仪电路系统的通信协议,实现了远程监测以及数据图形化显示与保存。最后,本文介绍了在数据处理过程中的数据滤波算法、分峰截幅算法,并对比常用的波长寻峰算法。经对比发现高斯多项式法最稳定,误差小且平稳。此外,根据本课题中的数据处理方案,介绍了光纤光栅传感器的安装方案。

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