声发射智能结构健康监测系统研制及其应用
文献类型：学位论文
| 作者 | 童官军 |
| 答辩日期 | 2009-01-07 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 王汝笠 |
| 关键词 | 声发射 智能 结构健康监测 Dsp 远程监测 |
| 学位专业 | 物理电子学 |
| 英文摘要 | 随着人们对结构安全性重视程度的提高，结构健康监测技术的研究和应用也得到了越来越多的关注。声发射技术因为其具有独特的实时、动态、可测、方便等特点，有很好的应用前景。智能结构健康监测技术是指应用多种测量技术来评估服务中或工作中的结构健康状况的一种新兴技术，是一种利用有线或无线传感器网络技术实现工程结构状态实时远程在线监测的方法，它改变了传统的以人工为主的监测手段，大大提高了检测的自动化程度，且具有自组织、自诊断功能，提高了对结构损坏和突发事件的反应速度，节约人力、物力。本文以声发射技术为依托，在充分研究传感技术、信号处理技术、数据传输和存储技术、无线通信技术的基础上，对声发射数据采集和智能结构健康监测系统进行了相关研究，设计了一种声发射传感器的智能化组件，提出了一种声发射智能传感器网络系统架构，设计并实现了一种声发射分层网络系统结构，并对系统进行了试验应用研究。该系统采用模块化设计，系统具有很好的可扩展性，可扩展为树状多级监测管理系统。主要研究内容如下：1． 结合声发射信号的特点，设计了一种声发射传感器的智能化组件，并对该型传感器进行了智能化的设计和实际应用进行了相关研究；2． 鉴于声发射特征和材料的特性有很大关系，不同结构缺陷的产生会有不同的声发射信号出现。本文针对实际工程结构健康监测的需要，构建了声发射全波形数据采集平台，利用该采集平台可采集全波形数据以便对不同构件的声发射特性进行分析。明确了来自缺陷的声发射信号特征，就可以长期连续地监视结构缺陷的安全性。为实现上述目的，本文进行了钢筋混凝土的载荷加压破坏性试验，并根据采集的全波形声发射数据进行了频域分析，指出了在不同载荷阶段下，声发射信号在整个宽频域各部分分量的特点；3． 设计并实现了一种声发射智能结构健康监测网络系统，提出了一种声发射传感器网络的拓扑结构，该系统基于GPRS-Internet网络，网络结构分为数据采集层、网络传输层和用户应用层。对各层结构进行了模块化设计。整个系统由四部分组成，即宽带声发射智能传感器，实时信号采集与处理节点、信息汇聚终端和用户交互界面。系统通过宽带AE传感器采集钢筋混凝土的声发射事件，各信号处理节点利用DSP实时提取结构缺陷的声发射特征参数，如声发射事件数，振铃数，能量，和不同位置传感器的声发射事件率以及到达时间等。各节点将这些参数传送给智能终端。终端的功能是组织并管理信号处理节点，并实现了有线、无线和USB在线存储三种数据传输方式，利用Internet实现和用户的交互，可针对不同工程结构提供个性化的服务。 4． 对声发射智能结构健康监测系统进行了一些实际的探索性应用研究，分别对在建工程结构和在役运行工程结构和基础设施进行了健康状态监测，监测效果良好，不仅能够实时在线远程监测土木结构的健康状况，而且还能降低系统的复杂性和成本，为大型工程结构和基础设施健康安全监测提供一种解决方案。 |
| 学科主题 | 红外系统与元部件 |
| 公开日期 | 2012-08-22 |
| 源URL | [http://202.127.1.142/handle/181331/4950]  |
| 专题 | 上海技术物理研究所_上海技物所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 童官军. 声发射智能结构健康监测系统研制及其应用[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：上海技术物理研究所
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