收藏本站
《中国地震局工程力学研究所》 2004年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

激光非接触位移传感器的研制及其应用

李昆  
【摘要】:结构试验是土木工程学和地震工程学的重要研究领域,其发展对认识结构破坏机理,识别和修正计算模型,最终提高结构抗震防灾能力具有重要意义。 在地震工程领域,利用大型振动台进行结构地震模拟实验研究历来受到广泛重视,但目前在实验中,结构相对位移的准确测量一直未能得到满意的解决。位移传感器种类较多,但适合地震模型试验中空间振动位移测量的传感器很少,由传感器结构和机理所至,测试结果精度不高。针对这一问题,本文将新型相对位移传感器的研制作为基本目标。在开发激光非接触位移传感器的基础上,对混凝土构件在小变形下的力学特性进行实验研究,具体包括:混凝土构件动、静刚度的实测和比较,动刚度与构件变形的关系,不同振动频率下的构件阻尼比变化关系,以及水平双向受力条件对构件刚度的影响,还利用该传感器对地震模拟试验中的管道跨越工程进行了测量,并与其它传感器进行了比较,主要研究进展概括如下: 在总结和借鉴国内外传感技术发展的基础上,开发了采用非接触方式的激光位移计。该位移计由激光光源和光敏器件组成,可满足结构相对位移的测量要求;可根据测点位置和量程大小,调整传感器光学镜头的焦距,适应不同测试工况。该位移计的机理和结构设计,提高了位移测量的分辨率、线性度和频响特性,可提高地震模拟振动台试验中结构相对位移的测量精度。另外,该位移计还具有结构简单、成本较低的优点。 利用激光非接触位移传感器可较精确测量动态微小变形的功能,对混凝土结构构件在微小变形条件下的力学特性进行了实测研究。测试结果表明,在实验工况下,构件动刚度比静刚度高约20%。即使在微小变形条件下,砼材料也具有非线性性质,不是理想的弹性材料。在实验的频率范围内,不同振动频率下的阻尼比近似保持常数,再次证实混凝土并非耗能特性与频率相关的粘弹性材料;砼构件的动刚度随振动频率变化不大,表明其力学参数无明显频变特征。另外,在微小变形条件,混凝土构件的动刚度也会因空间受力状态而发生较大的变化,由单向变形试验测定的构件刚度在经受正交方向微小变形后,可降低20%。上述试验结果可供进一步研究混凝土结构的力学模型、振动控制和健康诊断参考。 在某管道跨越工程模型地震模拟试验中,设置了包括本文研制开发的激光位移计在内的多种位移计,并对测试结果进行了比较分析。结果表明,激光位移计为振动试验中结构相对位移和自振特性的测量提供了一种新的、可靠的手段。
【学位授予单位】:中国地震局工程力学研究所
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU317

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 苗强强;陈正汉;孙树国;任心志;黄雪峰;张磊;;三轴试样径向变形激光量测系统的改进[J];岩石力学与工程学报;2011年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 李明;激光切割头与工件距离检测系统的研制[D];哈尔滨工业大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑坚立,钱浚霞;高灵敏度光纤位移振幅传感器[J];传感技术学报;1993年03期
2 袁慎芳,陶宝祺;改善及应用强度型光纤传感器的研究[J];传感技术学报;1995年04期
3 王玉田,王晓娜,王莉田,郑龙江;一种光纤式温度位移传感器的研究[J];传感技术学报;2001年03期
4 肖绯雄;新型的激光位移传感器[J];传感器技术;1997年01期
5 田石柱,周智,赵雪峰,欧进萍;土木工程监测用光纤F-P位移测量技术[J];传感器技术;2001年06期
6 欧进萍,关新春;土木工程智能结构体系的研究与发展[J];地震工程与工程振动;1999年02期
7 李宏男,阎石,林皋;智能结构控制发展综述[J];地震工程与工程振动;1999年02期
8 黄振平,王绍荣;大型振动台模型的相对位移测量[J];地震工程与工程振动;1999年03期
9 李宏男,李东升,赵柏东;光纤健康监测方法在土木工程中的研究与应用进展[J];地震工程与工程振动;2002年06期
10 张敏政;地震模拟实验中相似律应用的若干问题[J];地震工程与工程振动;1997年02期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴晓涵,王灵,周强;交银金融大厦模型等效风荷载静力试验研究[J];四川建筑科学研究;1999年01期
2 侯发亮,关喜才,毛星明,桑大勇;抗震结构粘钢加固动力计算、试验与实践[J];四川建筑科学研究;2000年01期
3 蒋欢军,吕西林,卢文胜,李帧章,廖旭钊;广州南航大厦模型地震模拟振动台试验研究[J];四川建筑科学研究;2001年01期
4 淡丹辉,何广汉;智能土木结构理论初探[J];四川建筑科学研究;2001年04期
5 柳会红,何益斌,沈蒲生;反复荷载作用下型钢混凝土梁—柱节点中梁抗剪性能试验研究[J];四川建筑科学研究;2004年03期
6 邹翾,周德源;3层钢筋混凝土框架结构反复加载试验分析[J];四川建筑科学研究;2005年02期
7 周鲁敏;龚进;吴树勋;;劲性钢筋混凝土开洞低剪力墙抗震性能的研究[J];四川建筑科学研究;2006年02期
8 黄伟;丰定国;;结构动力试验的信号处理探讨[J];四川建筑科学研究;2006年05期
9 张卫东;王振波;;施工缝对框架结构抗震性能影响的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年05期
10 程书剑;刘西拉;方从启;;混凝土结构埋入式传感器的耐久性研究[J];四川建筑科学研究;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴庆华;钟飞;夏明安;何涛;;光切法薄片零件在线厚度测量[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
2 李倩;高伟;奔粤阳;孙枫;;Ixsea公司光纤陀螺捷联惯性装置性能分析与试验研究[A];微机电惯性技术的发展现状与趋势——惯性技术发展动态发展方向研讨会文集[C];2011年
3 刘华波;王红囡;;结构控制与智能材料[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ卷[C];2001年
4 韩冬;何闻;;超低频标准振动系统基础设计技术[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
5 李京胜;孙桥;;DASP在环境振动测量中的应用[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
6 何平安;王基尧;翁兴涛;李松;余长明;;角锥棱镜直角误差斜入射法检测的理论分析[A];2000年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2000年
7 何平安;张剑;陈海波;;基于图像处理的自动调焦系统[A];2009年全国测绘仪器综合学术年会论文集[C];2009年
8 陆烨;李国强;石文龙;蒋东红;;Ⅰ型大高宽比防屈曲组合钢板剪力墙的试验研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
9 张文江;曹万林;张建伟;董宏英;;钢管混凝土边框内藏钢板剪力墙抗震性能试验研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
10 朱旭东;吕西林;卢文胜;;证大喜玛拉雅酒店结构振动台试验研究[A];第八届全国地震工程学术会议论文集(Ⅱ)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 马云;激光超声技术及其在高压声速测量中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 张琛;光纤陀螺光路偏振特性及温度性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 韩嵘;水泥基压电智能器件特性分析[D];北京交通大学;2010年
4 谢小林;基于电阻法碳布增强环氧树脂复合材料损伤自诊断的研究[D];武汉理工大学;2010年
5 郑华升;树脂基碳纤维智能层的功能特性及其机理研究[D];武汉理工大学;2010年
6 雷波;直线边缘光学精密测量系统研究与开发[D];武汉理工大学;2010年
7 吴静;多重螺旋箍筋增韧轻质混凝土抗震性能研究[D];武汉理工大学;2010年
8 杨玉芬;基于模糊数学的机械零件表面结构几何特征研究[D];太原理工大学;2011年
9 曲磊;多场耦合电磁弹性体的基本理论与计算方法研究[D];合肥工业大学;2011年
10 孙海峰;地下结构地震破坏机理研究[D];中国地震局工程力学研究所;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄长辉;金属材料断口三维形貌检测与表征分析[D];南昌航空大学;2010年
2 于虎;基于LMS的数字煤场系统的研究[D];山东科技大学;2010年
3 张杨;基于双目立体视觉的CCD测距系统设计[D];长春理工大学;2010年
4 张恩政;基于双频干涉的直线度及其位置测量方法研究[D];浙江理工大学;2010年
5 张萍;激光合成波长干涉技术的信号处理方法研究[D];浙江理工大学;2010年
6 贾林涛;折射率调制光纤气体传感系统设计与研究[D];郑州大学;2010年
7 罗小军;基于VFC的电子式电流互感器的设计[D];山东农业大学;2010年
8 王杨;结构监测的PVDF动态特性分析和无线传感器研究[D];大连理工大学;2010年
9 胡钟;高强箍筋约束高强混凝土柱在轴压下的力学性能研究[D];大连理工大学;2010年
10 何继明;浅海重力式海洋平台抗震性能数值模拟与试验研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨放琼;用于激光切割的电容传感器研究[J];传感器世界;1996年10期
2 朱国力,段正澄;基于运动控制器的开放式激光焦点位置控制系统[J];锻压机械;2000年01期
3 孙剑,吴海;五轴联动激光切割机床激光头自动垂直定位方法的研究[J];电子机械工程;1998年04期
4 刘强,郑莹娜,盛镔,曹键;电容传感器激光焦点检测误差分析[J];工业仪表与自动化装置;1998年03期
5 刘强,段正澄,周祖德,李宇扬;激光束聚焦特性与切割质量关系的研究[J];华中理工大学学报;1992年S1期
6 刘强,段正澄,李斌;激光切割喷嘴性能的分析与参数设计[J];华中理工大学学报;1993年04期
7 谢耀辉,朱国力,段正澄,龚时华;三维激光切割加工中曲面法矢获取算法的研究[J];华中理工大学学报;1999年01期
8 陈秀娥;国外固体激光器的新进展及其激光晶体的新发展[J];国外激光;1994年12期
9 苏敏;石世宏;胡进;;基于PMAC的三维激光加工自动编程系统的研究[J];激光与红外;2006年06期
10 宋威廉;;激光加工技术的发展[J];激光与红外;2006年S1期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 虞瑶;基于CCD的激光切割机高度跟随检测系统的研究[D];华中科技大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 陈锋;蔡德钩;张千里;叶阳升;赵有明;何华武;;基于激光测距的三轴试样径向变形测量装置研究[J];中国铁路;2012年11期
2 刘潇;邵龙潭;郭晓霞;;Local Data Analysis for Eliminating End Restraint of Triaxial Specimen[J];Transactions of Tianjin University;2013年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 师岩哲;精确测量三轴试验中微小应变的传感器的研制[D];中南大学;2012年
2 彭珍;基于DSP的激光切割机高度跟踪系统的研究[D];华中科技大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵廷超,黄尚廉,陈伟民,付勇;光纤传感器用于混凝土结构状态检测的研究[J];传感技术学报;1997年03期
2 赵勇,李鹏生,浦昭邦;光纤位移传感器进展及其应用[J];传感器技术;1999年02期
3 黄维平,邬瑞锋,张前国;配重不足时的动力试验模型与原型相似关系问题的探讨[J];地震工程与工程振动;1994年04期
4 欧进萍,关新春;土木工程智能结构体系的研究与发展[J];地震工程与工程振动;1999年02期
5 李宏男,阎石,林皋;智能结构控制发展综述[J];地震工程与工程振动;1999年02期
6 李宏男,李东升;土木工程结构安全性评估、健康监测及诊断述评[J];地震工程与工程振动;2002年03期
7 欧进萍,吴波;被动耗能减振系统的研究与应用进展[J];地震工程与工程振动;1996年03期
8 赵廷超,黄尚廉,陈伟民;机敏土建结构中光纤传感技术的研究综述[J];重庆大学学报(自然科学版);1997年05期
9 潘树新,刘耀炜;光纤传感器在水文地球化学地震前兆观测中的应用及其前景[J];国际地震动态;2001年12期
10 查开德;用于大型结构应变测量的光纤传感器[J];中国激光;1995年10期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 沃国纬,徐善才;测定吊钩开口位移[J];起重运输机械;1986年10期
2 鲍丙豪,赵凯;非晶态合金位移传感器的研究[J];仪表技术与传感器;1993年02期
3 张明聚,王志刚;电阻应变式位移传感器在轨道动态位移测试中的应用[J];石家庄铁道学院学报;1994年01期
4 张冈,李少慧,秦忆;一种电感式大位移传感器的理论与设计[J];华中理工大学学报;1999年03期
5 刘维波,张小鹏;位移传感器在冰力学测试中非线性探讨[J];大连理工大学学报;2000年03期
6 曹辉,张业建,李洪人,杨年宝;抑制采样过程中奇异点对系统影响的方法研究[J];机床与液压;2000年02期
7 刘援朝;袁济民;赵晓辉;安东;;液压轧机压下油缸内置式检测装置[J];重型机械;2006年06期
8 刘玉国;李居峰;;基于PLC的现场数据采集和自动化控制[J];现代机械;2007年03期
9 李军英;王安敏;刘艳香;;气动伺服系统的速度特性分析[J];机械制造与自动化;2007年02期
10 赵鹏;;磁敏式位置传感器的原理和维修[J];中国医疗设备;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张泽宇;刘长岭;;基于位移传感器的数据采集系统研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
2 廖椿庭;区明益;赵金生;董诚;;长江三峡链子崖危岩体裂缝位移监测系统的研究[A];新世纪岩石力学与工程的开拓和发展——中国岩石力学与工程学会第六次学术大会论文集[C];2000年
3 陈建东;;篦冷机控制系统疑难故障处理两例[A];2010首届全国熟料冷却技术经验交流会暨篦冷机操作实务培训班论文集[C];2010年
4 刘成虎;李涛;杨立安;朴喜彬;;板坯连铸机中间罐车升降同步闭环控制原理及改进[A];全国冶金自动化信息网2010年年会论文集[C];2010年
5 陈育荣;杨旭东;谢铁邦;;一种高精度非接触式位移传感器及其应用[A];2006年湖北省博士论坛——先进制造技术与制造装备论文集[C];2006年
6 谢向群;毛玉生;张奉贤;;梅钢热连轧电动压下检测元件改型的探讨与应用[A];中国计量协会冶金分会2007年会论文集[C];2007年
7 曾建华;卢普杰;窦松柏;张慧霞;;位移传感器自动化校准技术研究与应用[A];2010航空试验测试技术学术交流会论文集[C];2010年
8 李学金;张杰锋;王欣义;张榕城;;差动式光纤微弯传感器[A];第十届全国敏感元件与传感器学术会议论文集[C];2007年
9 段子龙;胡传琴;;位移传感器的改进与维护[A];2008年中小高炉炼铁学术年会论文集[C];2008年
10 孙保平;付纳新;;某型雷达天线单元组件的检验方法[A];2008年电子机械与微波结构工艺学术会议论文集[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 桑新霞;Solartron推出新一代S系列位移传感器[N];中国纺织报;2011年
2 成都 胥绍禹 摘译;高精度1μm位移传感器[N];电子报;2008年
3 本报记者 张国圣;彭东林:用时间测量空间[N];光明日报;2008年
4 王继征;Solartron位移传感器在变频式自调匀整仪中的应用[N];中国纺织报;2009年
5 本报实习记者 吴艳;防劫防盗防遗失的自动遥控系统[N];中国知识产权报;2006年
6 ;南方地区雨雪冰冻灾后重建实用技术推介[N];科技日报;2008年
7 唐新培;惯性公司确立行业排头兵地位[N];中国航天报;2010年
8 本报记者 李春玲;桥梁支座位移测量向智能化迈进[N];人民铁道;2006年
9 本报记者 吴艳 薛飞 张海志 撰稿;第十届中国专利资金项目介绍[N];中国知识产权报;2008年
10 叶东蕾;我国地铁专利技术布署分析[N];中国知识产权报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 谭为民;差线栅位移传感器原理与参数设计准则及其实验研究[D];重庆大学;2004年
2 金超武;高温磁悬浮轴承若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
3 李昆;激光非接触位移传感器的研制及其应用[D];中国地震局工程力学研究所;2004年
4 冯平;智能位移传感器系统的研究[D];浙江大学;2001年
5 刘小康;基于电气制导与误差修正的几何量计量新方法及新型栅式智能位移传感器研究[D];重庆大学;2005年
6 田云辉;基于双纵模双频激光干涉测量的位移传感器自动检定系统的研究[D];四川大学;2003年
7 刘会勇;混凝土泵排量实时测量方法研究[D];浙江大学;2008年
8 杨伟;时栅的波动方程分析与行波形成新方法的研究与实验[D];重庆大学;2006年
9 楼俊;变间距光栅设计、制作及其在位移传感器中的应用研究[D];中国科学技术大学;2006年
10 杨练根;基于微恒力位移传感器的表面形貌测量系统和二维Motif评定方法[D];华中科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武芃樾;光谱共焦位移传感器设计技术研究[D];中国工程物理研究院;2012年
2 罗静;盘形栅式位移传感器信号获取与处理方法研究[D];重庆理工大学;2012年
3 张孝芳;非对称电磁式位移传感器结构性能仿真技术研究[D];西安电子科技大学;2013年
4 李娟;非对称结构差动位移传感器参数化仿真与优化[D];西安电子科技大学;2013年
5 何章宏;双光栅干涉位移传感器及其电路系统研究[D];华中科技大学;2011年
6 蔡轲;微加工技术在高精度位移传感器中的应用[D];安徽大学;2014年
7 郭增强;非等齿耦合位移传感器的研究[D];重庆理工大学;2012年
8 许瑞;轴角位移传感器智能化系统的研究[D];沈阳理工大学;2011年
9 刘炎;几种工程化光纤光栅传感器的研制及其工程应用研究[D];哈尔滨工业大学;2006年
10 姜镇军;磁致伸缩液压缸位移传感器[D];大连理工大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026