一种基于SoPC的低应变反射波检测系统

　　信息化、自动化、智能化、高集成度已经成为当今工程技术领域的发展趋势，并广泛应用于各个领域。可编程片上系统（）技术将中央处理器、内存、I/O接口以及大型可编程数字逻辑单元融合到单块FPGA芯片上，使得整个系统小型化、集成度高、灵活性强、功耗低且成本低廉。

　　基桩的低应变完整性测试因其简单易用及较低的成本，被广泛用于分析和评价基桩的工程建造质量。大多数传统的低应变桩身仪器都采用独立的单元：包括信号调制单元、模数转换器、存储器、微控制器及其外围电路和PC104工控机。因此，其很难在功耗、成本及抗噪性上令人满意。本文提出了一种基于以Altera Ⅱ软核处理器为核心单元的的智能低应变反射波系统。该系统的硬件结构包括信号采集单元、存储器模块、电源模块、LCD触摸屏、USB/UART接口及模块Altera CycloneⅡ EP2C8。

　　1 低应变反射波法简介

　　大多数的基桩缺陷都是基于音波回音法，低应变反射波法也不例外。在该方法中，通过直径4~5 cm的小锤敲击基桩顶部得到震源。再利用基桩上的加速度计来捕获记录加速度的变化情况，进而计算得到速度时间曲线[1]。其示意图如图1所示。

　　图1中横坐标为速度，纵坐标为时间。该测试记录能反映出震源波在桩内的运动情况。根据一维波理论，声波信号的幅度是一个与基桩阻抗相关的函数。因此，基桩的长度及缺陷的位置便可由式(1)计算得到。