土木工程智能结构中传感器原理与应用

智能材料结构起源于90年代初的航空、航天领域,近年来在医学、船舶、建筑等领域也迅速形成了智能材料结构在该领域的应用研究热点。土木工程智能结构是集传感、控制和驱动等功能的工程结构,其中,传感元件的功能及其特性至关重要。文中重要介绍了应用于土木工程智能结构中的电压材料、光导纤维、形状记忆合金、电阻应变丝和碳纤维等传感元件的传感机理及相关的应用领域以及电脉冲时域反向技术在土木工程中的应用。上述传感元件及传感技术在土木工程结构的健康检测、安全评估和大型结构的抗震工作中有着重要和广阔的应用前景。     

浅谈智能传感器的典型应用

智能传感器是测量技术、半导体技术、计算机技术、信息处理技术、微电子学、材料科学等综合密集型技术的结合,主要由传感器、微处理器(或微计算机)及相关电路组成。本文重点阐述智能传感器的功能及应用。     

土木工程智能结构中传感器原理与应用

智能材料结构起源于 90年代初的航空、航天领域 ,近年来在医学、船舶、建筑等领域也迅速形成了智能材料结构在该领域的应用研究热点 土木工程智能结构是集传感、控制和驱动等功能的工程结构 ,其中 ,传感元件的功能及其特性至关重要 文中重点介绍了应用于土木工程智能结构中的压电材料、光导纤维、形状记忆合金、电阻应变丝和碳纤维等传感元件的传感机理及相关的应用领域以及电脉冲时域反射技术在土木工程中的应用 上述传感元件及传感技术在土木工程结构的健康检测、安全评估和大型结构的抗震工作中有着重要和广阔的应用前景     

开发指南

智能传感器是一种新型的传感器,它结合了当代高新电子技术,在集成化传感器的集成电路部分制作微处理器,微处理器的作用是用于信号的加工、通信及控制,这样就使传感器具有了先进的智能化功能.智能传感器可以直接与执行装置连接,也可以把输出信号先传递给控制器,由控制器根据输出信号去改变过程.如果与执行装置相连,它可以分担控制器的部分控制任务.智能传感器可分为三种类型,即具有判断能力的传感器、具有学习能力的传感器和具有创造能力的传感器,其主要特点是具有自补偿、环境补偿、通信、自诊断、逻辑与执行、数据采集和处理等功能.新兴的智能传感器技术还具有遥控设计、集成、编程及防止非法侵袭等特征.     

网络化智能传感器

网络化智能传感器是传感技术发展的主要趋势。嵌入式微处理器是网络化智能传意器的核心。现场总线技术和工业以太网技术的发展是智能传感器网络化的基础。     

智能材料与智能传感器

以信息、材料和生物为主要支柱的新技术革命，正在将人类社会工业化时代推向信息化时代。作为感知、采集、转换、处理和传输各种信息不可缺少的传感器技术，已成为与计算机同等重要的技术而渗入新技术革命的所有领域和国民经济的各个部门．当前传感器的技术动向，一是传感器本身的基础研究，二是跟微处理器组合在一起的传感器系统的研究。前者重点是研究新的传感器材料和工艺，后者将检测功能与信号处理技术相结合，向智能传感器发展。传感器材料是传感技术的重要基础．多位传感器都是利用某些材料的特殊功能来达到冽星目的的，所以探索已知…     

压电智能材料在土木工程中的应用

智能传感材料是近年来兴起的一些具有特殊性质、能用于传感的新材料。本文综述了基于压电传感器的常用监测方法以及在土木工程中的研究和应用。利用这些材料的特性,能够使桥梁结构的监测更加灵敏、精确、便捷。     

智能结构的研究现状及其前景展望

智能结构是指在基体结构中使用智能材料做为传感和驱动元件的新型结构,它不仅具有自感知、自适应、自诊断和自修复的优点,而且还具有集传感和驱动一体化的优越特性。近年来,智能结构振动控制技术已被广泛应用到军事、机械、医学、等领域。本文介绍了智能结构的概况,对目前智能结构在振动控制领域的应用现状进行了回顾,最后指出了今后需要解决的主要问题和发展方向。     

用于自适应可展结构的压电式智能主动杆

为自适应调节和改善可展结构动力学性能 ,研制了一种具有传感和作动双重功能的智能主动杆。利用压电材料的正逆压电效应 ,建立了压电微位移作动器的设计模型。给出了智能主动杆的组成和工作原理。研制了一种用于自适应可展结构的新型智能主动杆。该主动杆由压电作动器、微位移传感器、压力传感器等组成 ,具有输出微位移和压力 ,及对位移和压力监测的功能     

光纤光栅传感技术在重大工程结构诊断与监测中的应用

光纤光栅传感技术具有传统传感器无可比拟的优势,重大工程结构的健康诊断与监测是跨学科的前沿研究领域。介绍了光纤光栅传感技术用于重大工程结构的原理、国内外研究以及在重大工程中应用的概况,阐述了基于光纤光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断智能结构系统的基本构成、原理,并指出近期应当加强光纤光栅传感技术的结构诊断、动态解调、工业化批量生产及其埋设等方面研究工作。     

含压电材料复合板有限元模型

智能结构由主结构和作为传感元件和执行元件的分布压电材料及控制系统组成，是80年代末至90年代初兴起的一门综合性的高技术交叉学科，在建模、控制、优化等诸方面仍存在许多问题有待进一步研究。本文利用最小势能原理导出了具有压电传感器和执行器弯曲板的有限元方程的一般形式，建立了智能结构有限元静力模型，构造了一种新的压电板单元。最后用实例验证了该模型的正确性，该单元不仅节省计算机内存和计算机机时，而且提高了计算结果的精度。     

光纤Bragg光栅传感技术用于应变模态检测

介绍了光纤Bragg光栅传感技术原理，阐述了基于光纤Bragg光栅传感技术和应变模态理论的损伤自诊断智能结构系统的原理，并进行了相关的实验研究。实验表明光纤Bragg光栅传感器抗干扰能力强，具有高灵敏度和长期稳定性，其作为应变测量的工具用于应变模态，进行结构损伤识别是可行的。     

基于应力物理模型的碳纤维复合材料温阻效应

碳纤维增强复合材料(CFRP)既具有承载能力又具有一定的智能特性。开发其智能特性,研发具有相关功能的传感元件运用于结构健康监测具有重要的理论与应用价值。基于应力模型,建立了CFRP温阻效应预测模型,在室温(18.5、20℃)~高温(100℃)温度条件下,分别对有无掺入碳粉/SiO_2混合颗粒的CFRP传感元件进行温阻试验,并验证CFRP温阻效应预测模型。试验结果表明:第1次升温中两种传感元件均表现为正温度系数(PTC)效应;第2、3次温度循环试验中,掺入碳粉/SiO_2颗粒的CFRP传感元件负温度系数(NTC)效应/PTC效应之间的转变温度为45.20℃,重复性和规律性更好,CFRP温阻效应预测模型相关系数均大于0.85。研究结果对研发CFRP传感元件运用于结构健康监测的温度检测方面具有实际工程意义。     

基于光纤光栅和BP神经网络的结构损伤识别

以光纤光栅为传感元件,四边简支板为研究对象,BP神经网络为信号处理手段,研究了光纤光栅传感器和BP神经网络在结构损伤识别中的应用,实验表明,光纤光栅传感器具有灵敏度高、稳定性好的特点,是结构损伤识别中的一种新的信号采集工具。采用光纤光栅作为传感元件,不仅可使BP神经网络成功地实现对四边简支板的损伤识别。而且提高了结构损伤识别的精度。     

纤维增强复合筋中FBG的传感特性

纤维增强聚合物(FRP)具有突出的耐腐蚀、高强度、非磁性、质量轻、高疲劳限值的特性,而光纤布拉格光栅(FBG)具有抗电磁干扰、尺寸小、准分布式测量、抗腐蚀、绝对测量等突出优点.将FRP与FBG相结合,制作FRP-FBG智能复合筋.通过材料拉伸和温度试验分析智能复合筋的力学特性、应变传感特性和温度传感特性.试验结果表明:FRP-FBG智能复合筋既不改变FRP的力学特性也不改变FBG的应变传感特性,智能复合筋的温度传感性系数提高了约2.16倍.FRP-FBG智能复合筋克服了FBG在混凝土中埋设时难以保护的难题,是集功能材料和结构材料于一体的新型土木工程材料,具有广泛的应用前景.     

无线传感网络构建城市新生活

城市的建设发展,对信息技术和智能监控应用提出了越来越高的要求,同时为无线传感网络在城市建设和管理等领域发挥作用搭建了舞台.在可预见的未来,无线传感网络的触角将深入到智能城市的各个领域,改善人们生活. 无线传感网络是传感器技术和无线通信技术结合的产物,是利用在监测区域部署大量传感器,组成的无线多跳自组织网络.通过无线传感网络可以将监测信息采集、处理、汇总、传输到监控平台.     

结构健康监测新技术——智能传感网络

智能传感器用于结构健康监测是近几年出现的一项新技术。文章介绍了这项技术的构成,出现背景和特点,并分析了和传统的有线传感网络的差别。指出智能传感网络已成为大型结构健康监测系统的最佳选择。     

我国传感器网络及智能信息处理技术取得长足进步

随着我国经济社会的发展,传感器网络及智能信息处理技术日趋重要。《国家中长期科学和技术发展规划纲要2006—2020年》(以下简称《纲要》)将"传感器网络及智能信息处理"列为我国信息产业与现代服务业领域优先主题,本文就《纲要》实施以来,我国在传感器网络及智能信息处理技术领域的工作进展、技术突破、面临的挑战以及领域专家对进一步发展的建议进行了报道。     

基于光纤光栅的振动参数监测及信号处理系统

针对光纤光栅传感与其他传感技术相比,有其独特的优点,对光纤光栅传感器进行了理论分析,建立了通过测量光纤光栅传感元件的波长而得到振动参数的理论模型,介绍了测量信号处理系统的结构,作了光纤光栅传感器与加速度传感器的振动参数监测实验,并对实验结果进行了比较。结果表明,光纤光栅传感器的性能很好,可以用于低频振动结构的动态实时监测。     

浅谈电力设备状态监测技术

介绍了电力设备状态监测技术发展及现状,论述了状态监测将向着智能型、系统性的状态智能管理系统发展,介绍了状态检测系统的组成及功能,指出了先进的传感器技术和智能信息处理技术在发展新型的状态监测系统方面的巨大作用。