智能回弹仪系统的研究
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摘要
回弹仪是用来检测混凝土抗压强度的一种无损检测仪器,广泛应用于混凝土施工的整个过程之中。目前国内普遍使用的是机械式回弹仪,操作过程中需要人工记录数据,且数据处理过程繁琐,现场难以直接分析检测结果。本文的研究成果是合肥市重点科研项目“混凝土抗压强度智能检测系统”的重要组成部分。通过对国内外回弹仪系统的分析比较,根据回弹仪系统的检测原理,结合现代光电转换技术和电子技术的应用,提出了基于线阵CCD的智能回弹仪系统。
     回弹仪滑块(游标)位置的检测是本系统的关键,为了保证回弹仪滑块的阻尼不变,我们采用了完全非接触式的位移检测方法——线阵CCD成像获取游标的位置。CCD(电荷耦合器件)是一种性能独特的半导体光电器件,近年来在摄像、工业检测等科技领域里得到了广泛的应用。将CCD技术应用于几何测量可以实现高精度和非接触测量的要求,尤其是对小尺寸的测量具有很强的优势。根据CCD特点,提出在系统上采用CCD作为游标位移传感器,并在光路设计上采用双CCD拼接直接投影方式,减少了光学系统的复杂度,同时通过软件方法实现无缝拼接。从而实现了对信号的无损检测,且光学系统易实现。
     系统充分利用了PIC单片机集成的多个功能模块,外围电路简单。首先采用PWM方式驱动CCD芯片,在完成原始信号的放大、滤波和二值化处理后,再通过单片机两路计数器对输出脉冲信号采样计数,获得测量值,并可对数据进行储存和显示。最后用户还可以通过PIC单片机的USB接口,将数据导入到上位机系统。
     上位机数据处理系统主要完成对现场检测数据的接收,并根据国家标准对现场检测的数据进行处理和分析,最后输出一个评估结果。
     试验证明该系统具有硬件结构简单、使用方便、抗干扰性好、采集数据可靠等特点。
Rebound hammer is a sort of nondestructive instrument, which used to detect concrete's resisting pressure intensity. Abroad used in the whole process of construction. Presently most of rebound hammers are manual instrument, need people record and process data, can not get the result directly. The paper is a important part of intelligent rebound hammer system, which is Heifei key scientific project. Via compare with domestic and aboard rebound hammer, according the principle of rebound hammer, combining the photo-electricity and electronic technology, we design a new intelligent system of rebound hammer based on linear CCD.Detecting rebound hammer's nonius position is the key of system, in order to keep the damp of nonius doesn't change. We use the completely non-contact detect method, which uses linear CCD imaging to obtain the position of nonius. CCD (Charge Coupled Device) is a particular photo-electricity semiconductor, which is abroad used in camera, industry detection and other area. The technology of CCD can realize high precise and non-contact detection requirement, especially in the small size detection. According to CCD character, we connect two CCD in a line and use directly reflect method image the nonius to it. Then we use software method realize non-gap connection. Those methods realize nondestructive detection and simple phonics system can be easily realized.System utilizes PIC microchip's integrated functions, so periphery circuit is simple. Firstly using PWM function driver CCD chip, after magnifying original signal, flitting and binarization, then via chip's two counters get the value of detection. Value can be stored and displayed. At last user can use the USB transfer data to computer.Data process system of computer can accept detecting data and process those data according to national standard, then give a evaluative result.The system has the excellence of simple hardware structure, using convenience, good interference rejection, and data collection reliable in the experimentation.
引文
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