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水泥基压电传感器是济南大学山东省水泥工程技术研究中心开发研制的,该传感器与传统压电传感器相比具备很多优点。水泥基压电传感器与混凝土材料具有良好的相容性,这样就大大提高了其传感精度,在应变、加速度、振动、冲击载荷、声波等物理量的测量方面显示出优异的传感特性,能够应用于很多工程领域,例如:对公路通行汽车的轴重测量,车速测量以及混凝土结构桥梁和建筑物的振动监测等领域。此外,该传感器具备耐久性好,强度高,抗干扰能力强,响应速度快,辅助设备少,制备工艺简单,造价低的优点,为其在工程中的广泛应用打下良好的基础。
论文首先介绍了水泥基压电传感器在工程应用的必要性和重要意义,指出了水泥基压电传感器的优点;通过分析水泥基压电传感器的几种工程领域中的应用,例如:对公路通行汽车轴重的测量,车速测量以及混凝土结构桥梁和建筑物的振动监测等领域的应用,总结出水泥基压电传感器信号的采集、传输等需求。在此基础上,以水泥基压电传感器的汽车轴重及车速监测为依托,搭建一个有利于推广水泥基压电传感器应用的平台。
这个硬软件平台包括上位机和下位机两部分,采用模块化的设计方法设计了系统的软件框架,即先设计系统,再划分任务模块,编写任务流程图,直至最终的编程实现。上位机软件提供了可视化人机界面,用于信号的接收、存储和分析功能。信号分析除了具有针对汽车轴重及车速的检测分析专用算法外,也有用于振动分析常用的时域分析和FFT等频域算法。下位机软件根据应用需求设计传输数据的具体模式。针对上、下位机之间的网络通讯,设计了通讯协议,并采用WinsockAPI和PacketDriver编程接口进行了实现。
本系统的各项功能已基本完成,可以应用到汽车的轴重及车速的检测及其它工程领域的检测中,有较高的实用价值。