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研究生:陳俊瑋
研究生(外文):Jun-Wei Chen
論文名稱:應用LabVIEW開發基樁表面反射非破壞檢測軟體
論文名稱(外文):Development of a Software for Integrity Testing of Piles Based on Surface Reflection non-destructive Testing Technique
指導教授:賴俊仁賴俊仁引用關係
指導教授(外文):Jiunnren Lai
學位類別:碩士
校院名稱:朝陽科技大學
系所名稱:營建工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:60
中文關鍵詞:LabVIEW依時指數放大音波回音法脈波反應法
外文關鍵詞:LabVIEWExponential AmplificSonic EchoImpulse Response
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以表面反射法為基礎之基樁非破壞檢測技術已被廣泛運用於新建場鑄基樁之完整性檢測試驗上,而傳統的非破壞檢測系統有:體積龐大、按鍵繁多、介面呆版、指令複雜等問題。
本論文利用現有的衝擊鎚及加速度規,以LabVIEW 8.6軟體為開發環境,使用類比數位轉換卡進行波型訊號之擷取及轉換成數位數據,研發出一套表面反設法原理為基礎的基樁完整性。本論文整合前人所開發之音波回音法與脈波反應法非破壞檢測軟、硬體,並增加了依時指數放大功能。對於埋設在土壤中之基樁而使得反射訊號隨深度而衰減,因為依時指數放大之功能使得缺陷式樁底之訊號更容易判定。為驗證本論文所開發之軟硬體之可行性,本研究亦針對本系非破壞檢測試驗場之三根模型基樁進行檢測,結果顯示此一系統可正確判斷出基樁之缺陷類型,故可推廣至實際應用上。
The surface reflection non-destructive testing technique has been widely used for the integrity testing of the cast-in-place piles. There are several defects in the traditional non-destructive testing system, such as huge size, redundant buttons and rigid user interface, etc.

In this study, a non-destructive testing system based on surface reflection technique was developed. The hardware utilizes existing impact hammer and accelerates. An analog to digital card was used to capture the test signal. A software which integrates the sonic echo and impulse response method with exponential amplification function was developed using LabVIEW. To verify the feasibility of the hardware and software developed in this study, three model piles with various defects were tested. The results show that system can identify the defects within these three model piles.Therefore, it is feasible to implement this system into practical application.
摘要 I
ABSTRACT II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2 研究方法與目的 2
1.3 研究內容及流程 5
第二章 理論背景與文獻回顧 7
2.1前言 7
2.2相關研究之文獻回顧 7
2.3音波回音法(Sonic Echo method) 9
2.4脈波反應法(Impulse Response,IR) 10
2.4.1脈波反應法檢測原理 10
2.5 Olson NDT 系統之缺點 14
2.6時間域與頻率域訊號之介紹 14
2.7快速傅立葉轉換 15
2.7.1 FFT的理論基礎 16
2.7.2 FFT的基本假設 16
2.7.3 FFT的限制 17
2.8力學導納值計算公式 17
2.9依時指數放大: 18
第三章 資料擷取與訊號處理 20
3.1資料擷取的概念與原理 20
3.2實驗硬體介紹: 21
3.2.1 筆記型電腦 21
3.2.2 NI USB-6251擷取卡 22
3.2.3 訊號處理盒( NI SC-2345) 23
3.2.4 波源產生器 Hammer 24
3.2.5 接收器 Receiver 25
3.3 訊號處理分析常見問題 25
3.3.1 取樣長度(Sampling length) 25
3.3.2 取樣頻率(Sampling rate) 26
3.3.3 解析度(resolution bits) 26
3.3.4 觸發(Trigger) 27
第四章 程式開發設計與規劃 28
4.1 前置面板功能介紹 28
4.2軟體撰寫流程說明 32
4.3 讀取舊檔與擷取資料區塊 34
4.4 SE法程式區塊 37
4.5 IR程式區塊 39
4.6依時指數放大曲線程式區塊 40
第五章 現地基樁測試實例 42
5.1測試基樁介紹 42
5.2 試驗步驟 43
5.3 基樁測試結果 46
5.3.1 P1基樁測試結果 46
5.3.2 P2基樁測試結果 50
5.3.3 P3基樁測試結果 54
第六章 結論建議 59
6.1結論 59
6.2 建議 59
參考文獻 60



圖目錄
圖1-1 Olson NDT 電腦 (Olson Freedom NDT PC) 2
圖 1-2 Olson 應力波訊號擷取系統配件 3
圖1-3 Olson NDT 系統操作介面 3
圖1-4 Olson Freedom NDT PC設備示意圖 4
圖1-5 研究流程圖 6
圖2-1 音波回音法示意圖 9
圖2-2 脈波反應法示意圖 12
圖2-3 時間域與頻率域之關係 15
圖2-4 法國製儀器組MIMP16顯示依時放大處理之效果 19
圖3-1 資料擷取系統 20
圖3-2 資料擷取系統硬體設備 21
圖3-3筆記型電腦 22
圖3-4 NI USB-6251擷取卡 22
圖3-5 NI SC-2345外接式擴充接線盒 23
圖3-6 SCC-ACC01模組的抗雜接線盒 24
圖3-7應力波源產生器(衝擊鎚) 24
圖3-8 Receiver 接收器 (加速度規) 25
圖4-1 力規及加速度歷時曲線圖 29
圖4-2 速度歷時曲線圖 30
圖4-3 力學導納曲線圖 31
圖4-4 依時指數放大曲線圖 32
圖4-5研究軟體程式方塊圖 33
圖4-6 執行程式流程圖 33
圖4-7讀取舊檔及擷取資料人機介面與程式方塊圖 34
圖4-8 讀取舊檔程式方塊圖(False Case) 35
圖4-9擷取資料程式方塊圖(True Case) 35
圖4-10 讀取舊檔按執行後系統畫面 36
圖4-11 擷取資料敲擊後系統畫面 37
圖4-12 SE分析程式方塊圖 38
圖4-13 IR分析程式方塊圖 39
圖4-14 依時指數放大程式方塊圖 40
圖4-15 放大值=4依時指數放大之情況 41
圖4-16 放大值=8依時指數放大之情況 41
圖5-1 基樁缺陷示意圖 42
圖5-2 基樁現地埋置圖 43
圖5-3 設定DAQ Assistant Triggering Level 44
圖5-4 設定Force Signal Input Range和Sensitivity 44
圖5-5設定Acceleration Signal Input Range和Sensitivity 45
圖5-6 現地實例敲擊圖 45
圖5-7 P1基樁敲擊後力規及加速度歷時曲線頁面 47
圖5-8 P1基樁敲擊後力規及速度歷時曲線頁面(樁長) 47
圖5-9 P1基樁敲擊後力規及速度歷時曲線頁面(缺陷位置) 48
圖5-10 P1基樁敲擊後力學導納曲線頁面(樁長) 48
圖5-11 P1基樁敲擊後力學導納曲線頁面(P及Q值) 49
圖5-12 P1基樁敲擊後依時指數放大曲線頁面 (放大值=5) 49
圖5-13 P1基樁敲擊後依時指數放大曲線頁面 (放大值=7) 50
圖5-14 P2基樁敲擊後力規及加速度歷時曲線頁面 51
圖5-15 P2基樁敲擊後力規及速度歷時曲線頁面(樁長) 51
圖5-16 P2基樁敲擊後力學導納曲線頁面(樁長) 52
圖5-17 P2基樁敲擊後力學導納曲線頁面(P及Q值) 52
圖5-18 P2基樁敲擊後依時指數放大曲線頁面(放大值=5) 53
圖5-19 P2基樁敲擊後依時指數放大曲線頁面(放大值=7) 53
圖5-20 P3基樁敲擊後力規及加速度歷時曲線頁面 55
圖5-21 P3基樁敲擊後力規及速度歷時曲線頁面(樁長) 55
圖5-22 P3基樁敲擊後力規及速度歷時曲線頁面(缺陷1位置) 56
圖5-23 P3基樁敲擊後力規及速度歷時曲線頁面(缺陷2位置) 56
圖5-24 P3基樁敲擊後力學導納曲線頁面(樁長) 57
圖5-25 P3基樁敲擊後力學導納曲線頁面(P及Q值) 57
圖5-26 P3基樁敲擊後依時指數放大曲線頁面(放大值=5) 58
圖5-27 P3基樁敲擊後依時指數放大曲線頁面(放大值=7) 58
QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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