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传感器的选择-结构健康监测系统设计专题

更新时间:2015-07-22 20:03:39点击次数:9423次字号:T|T


2) 压电式压力传感器:

3) 压阻式压力传感器:膜片式压电压力传感器、固态压阻式压力传感器。

4) 磁弹性仪。

5) 剪力销。

6)索力:压力传感器、压力环、磁通量索力计、频率方法(加速度计)。

4 外部荷载监测传感器:

(1) 车速:雷达检测、激光检测、红外线视频检测、超声波检测、感应线圈检测、磁传感器检测、视频检测。

(2) 车载:石英压电传感器、光纤称重传感器、压电薄膜传感器、弯板式称重系统、动态称重系统。

5 材料特性检测传感器:

(1) 锈蚀:钢筋锈蚀仪、埋入式钢筋混凝土的腐蚀检测系统。

(2) 裂缝:裂缝数显显微镜、裂缝宽度测试仪、裂缝深度测试仪。

(3) 疲劳:混凝土疲劳计、钢结构疲劳计。

传感器的选型原则

结构健康监测传感器类型众多,功能各异,需要根据具体的项目要求和实际应用条件,本着力争实现监测完整、性价比最优、性能稳定的主要原则选择合理的传感器类型和数量。

3.2.1 优良的传感器选型方案注意以下几个方面:

1 建立比较精确的力学模型,并进行适当的分析。


首先需要对结构的内力分布和动力特性作全面的分析,并结合之前的检测或监测数据寻找结构静动力响应较大的部位,实现对结构整体性能的初步评估。

2 选择合适的监测参数。

根据经验以及当前传感器产品的制作水平、性能参数和价格确定需要而且可能检测的参数,从而确定传感器的基本类型。

3 选择恰当的监测位置、数量及安装方式。

根据现场调研、初步检测结果、力学分析结果确定必要和最佳的监测位置;根据项目造价以及监测参数的重要性确定各种类型传感器的精度和价格。

4 选择可靠的传感通讯系统。

结合传感器类型,选择操作方便、耐候性好且精度合适的传感器和通讯处理系统,保证监测结果的可信度。

3.2.2 选择传感器时应考虑以下性能参数:

1 量程:传感器能测量的物理量的最大值。

2 最大采样频率:传感器每秒从实际连续信号中提取并组成离散信号的采样最大个数。

3 线性度:传感器的输出与输入成线性关系的程度。

4 灵敏度:传感器在稳态下输出量变化对输入量变化的比值。

5 分辨率:传感器能够感知或检测到的最小输入信号增量。

6 迟滞:在相同测量条件下,对应于同一大小的输入信号,传感器正反行程的输出信号大小不相等的现象。

7 重复性:传感器在输入量按同一方向做全量程多次测试时所得的输入-输出特性曲线的一致程度。


8 漂移:传感器在输入量不变的情况下,输出量随时间变化的现象。

9 供电方式:传感器采用直流电供电还是交流电供电。

10 寿命:传感器的有效期。

3.2.3 对于实时监测要求比较高的传感器,还需要考虑以下动态特性:

1 传感器的传递函数。

2 传感器的频率响应函数。

3 传感器的静态标定与校准。

4 传感器的动态标定与校准。