【摘 要】
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随着国家经济不断发展,对基础设施投入不断加大,基桩工程也迅速发展起来。由于基桩深埋地下,且施工时环境复杂,经常出现一些不易察觉的问题,如灌注桩的扩颈、缩颈,人工操作不当引起的断桩、离析、夹缝等。基桩作为承载建筑物的重要基础部分,其质量问题关乎建筑物整体安全。因此基桩质量准确有效的检测就显得尤为重要。传统基桩检测多采用有线设备,设备笨重、操作复杂,耗费人力物力。综合以上分析,本文研究设计了一种新型无
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随着国家经济不断发展,对基础设施投入不断加大,基桩工程也迅速发展起来。由于基桩深埋地下,且施工时环境复杂,经常出现一些不易察觉的问题,如灌注桩的扩颈、缩颈,人工操作不当引起的断桩、离析、夹缝等。基桩作为承载建筑物的重要基础部分,其质量问题关乎建筑物整体安全。因此基桩质量准确有效的检测就显得尤为重要。传统基桩检测多采用有线设备,设备笨重、操作复杂,耗费人力物力。综合以上分析,本文研究设计了一种新型无线低应变基桩完整性检测仪,主要研究内容如下:（1）硬件设计与开发。优化设计基桩检测仪的硬件电路,引入无线WIFI模块,解决传统基桩检测仪需多人协作,检测效率低的问题。本文设计的无线低应变基桩完整性检测仪主要分为:激振振源、传感器、采集装置和接收装置。其中激振振源和传感器主要根据设计要求做好选型工作。设计重点为采集装置,为了方便设计和调试,将其分为模拟、数字、电源和采集程序四部分。模拟部分包括放大、滤波、AD转换模块,主要作用是将加速度传感器采集到的模拟信号进行放大、滤波,然后在AD模块中转换成数字信号,交给微控制器处理;数字部分主要包括微控制器、总线驱动模块和网络无线模块,微控制器对接收到的信号经串口转无线模块发送至上位机进行显示和处理;电源部分主要包括恒流源模块和电源管理模块,其中恒流源模块给加速度传感器提供恒定电流,电源管理模块是由两个DC-DC模块和低压差线性调压器组成来给系统提供工作电压。（2）检测信号去噪研究。在仪器使用过程中发现,某些信号波形不能很好表征桩身特性,尤其是周围环境存在噪声干扰的情况下,就信号去噪问题进行深入研究,引入一种自适应白噪声的完整集合经验模态分解（CEEMDAN,Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise）结合小波阈值去噪算法,对采集的低应变反射信号做去噪处理。首先对信号进行CEEMDAN分解,将采集到到信号分解为n个本征模态分量（Intrinsic Mode Function,IMF）,然后将这些信号与原信号进行相关性计算,选择相关性小的分量做小波阈值去噪,最后将这些小波阈值去噪后的信号和相关性大的模态分量重构,得到最终去噪信号。现场实验结果表明:该算法有效消除高频噪声和基线漂移噪声,降噪后平均信噪比SNR为20.181,均方误差MSE为2.245。理论分析结合现场验证,本文设计的基桩检测仪小巧便携,操作简单,能够满足复杂环境下的检测要求,具有实际应用价值和良好应用前景。
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