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1、钢结构磁性应力无线测量系统的开发孟德龙钢结构磁性应力无线测量系统的开发DevelopmentoftheWirelessMagneticStressMeasurementSystemforSteelStructures孟德龙(国投大同能源有限责任公司,山西大同037001)摘要:针对现在常用钢结构应力测定技术存在较明显的缺陷,采用磁性应力测量的方法,建立硬件测试系统,实现对钢结构应力实时、连续的测量。同时考虑到某些测量点的特殊性,工作人员无法长时间守点检测,基于ZigBee协议开发了配套的无线数据接
2、收系统。系统采用VB中的MSCommon控件作为串口数据的接收端,实现数据采集。实验室检测和实际应用验证了系统性能的可靠,对远程、自动化检测钢结构的发展方向有很好的示范作用。关键词:钢结构磁应力系统硬件系统软件ZigBee无线协议中图分类号:TP274+.5文献标志码:AAbstract:Atpresent,obviousdefectsareexistingincommonlyusedstressmeasuringtechnologiesforsteelstructures,thusbyusing
3、magneticstressmeasurementmethod;thehardwaretestsystemisbuilttoimplementrealtimeandcontinuousstressmeasurementforsteelstructure.Consideringtheparticularityofsomeofthemeasuringpoints,theworkingstaffisunabletostaylongtimeon-site;theancillarywirelessdatar
4、eceivingsystembasedonZigBeeprotocolisalsodeveloped.ThecontrolofMSCommoninVBisusedastheserialportreceivingterminalfordataacquisition.Thelaboratorytestingandpracticalapplicationverifythereliabilityofthesystemperformance;thesystempossessesdemonstrationef
5、fectforthedevelopmentdirectionofremoteautomaticdetectionofthesteelstructures.Keywords:SteelstructureMagneticstressSystemhardwareSystemsoftwareZigBeewirelessprotocol的测量提供了很大的方便。0引言1磁性应力测量原理随着钢结构在高架桥、斜拉桥、钢架建筑等工业及生活中的大量应用,建立完善的失效监测系统是必不磁性应力测量法能测量的材料是铁磁性材
6、料,利可少的。而通过研究可知,这些钢结构出现失效的原用的是可磁化物质磁性各项异性的原理。即当铁磁性因大部分是由应力集中引起的,所以监测系统主要是材料内部残留有残余应力时,它的磁性会因残余应力实现应力的监测。而发生改变,所以只要根据其磁性的变化就可以知道[1-3]现在比较成熟的监测方法有X射线法和应变片其残余应力的大小。磁性应力测量原理框图如[4]法。这两种方法都有其不可避免的缺陷。如X射线图1所示。法,需要大型的设备,这对于在环境多变的施工现场就不能顺利完成测量工作。该方法在实验室中应用较多。而应
7、变片法必须对被测对象表面进行处理,存在破坏被测实验体表面的缺点,对于环境多变的施工现场亦不适用。本文应用的磁性应力测量技术是在原应力测量技术上,利用可磁化物质磁性各项异性的原理兴起的一项无损测量技术。该技术应用了无线数据传输,这为图1磁性应力测量原理图一些测量环境与数据处理环境不能保证在同一个地点Fig.1Schematicdiagramofmagneticstressmeasurement修改稿收到日期:2014-01-09。2系统实现作者孟德龙(1988-),男,2013年毕业于中国矿业大学应
8、用物理专业,获学士学位;主要从事信息自动化方面的工作。整个系统要实现的功能有:磁应力测量的采集、磁24PROCESSAUTOMATIONINSTRUMENTATIONVol.35No.8August2014钢结构磁性应力无线测量系统的开发孟德龙应力测量的无线传输、磁应力测量的分析处理。2.1.2信号放大无线采集系统的具体实现需要两个部分:①采集用于信号放大的芯片是LM358。LM358内部有两系统硬件的实现,②采集系统软件的实现。其中硬件个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器
