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地下隧道变形检测的无线倾角传感器
  • ISSN号:1004-924X
  • 期刊名称:《光学精密工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP212.12[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
  • 作者机构:[1]同济大学电子与信息工程学院,上海201804
  • 相关基金:国家973重点基础研究发展计划资助项目(No.2011CB013800); 国家自然科学基金资助项目(No.51145013); 高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(No.20100101120017); 铁道部科技研究开发计划资助项目(No.J2011Z004)
中文摘要:

设计了一种无线倾角传感器来检测地下隧道的结构变形,并研究了该无线倾角传感器所采用的温度补偿和数字滤波算法。首先,根据地下隧道结构特点,结合微机电系统(MEMS)技术和无线传感器网络技术,给出无线倾角传感器的硬件结构,并描述了传感器实现无线通信和可视化上位机界面的软件设计流程。然后,针对地下隧道温度变化大、振动扰动频繁等因素,分析其对传感器精度的影响,实现了对无线倾角传感器的温度补偿。最后,通过对传感器数据噪声频谱分析,选择数字滤波方法,充分抑制振动对传感器的影响,提升了无线倾角传感器的测量精度。实验结果表明:无线倾角传感器在±30°范围内的测量精度为0.05°,符合地下隧道变形检测的功能需求。

英文摘要:

To monitor the structure deformation of an underground tunnel, a high-resolution wireless inclinometer was developed in this paper, and the algorithm of temperature compensation and digital filter applied to the wireless inclinometer were analyzed. First, based on complex conditions in the un- derground tunnel, the hardware structure of the wireless inclinometer was presented combined the Mi- cro-electromechanic System(MEMS) with the Wireless Sensor Network(WSN) technology and the software processes of wireless communication and PC interface of the inclinometer were described. Then the effects of different environment parameters on the inclinometer were discussed according to the conditions of underground tunnel such as wide-range temperature changes and frequent vibration. Finally, the temperature compensation and resistance to vibration interference were achieved, and the accuracy of the inclinometer was improved. Experimental results indicate that the precision of the in- clinometer is 0.05~ in the range from --30~to 30~, which meets the design requirements of the under- ground tunnel for the monitoring deformation.

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期刊信息
  • 《光学精密工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 中国仪器仪表学会
  • 主编:曹健林
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:gxjmgc@sina.com;gxjmgc@ciomp.ac.cn
  • 电话:0431-86176855 84613409传
  • 国际标准刊号:ISSN:1004-924X
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1198/TH
  • 邮发代号:12-166
  • 获奖情况:
  • 三次获得“百种中国杰出学术期刊”,2006年获得中国科协择优支持基金,2007年获“吉林省新闻出版精品期刊奖”,2008年获“中国精品科技期刊”,2012年《光学精密工程》看在的3篇论文获得中国百...,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:22699