振弦式传感器工程应用研究

发布时间：2019-09-29 00:36

【摘要】：随着国民经济建设的不断发展,基础设施建设的脚步越来越快,大型工程如桥梁、隧道、超高层建筑等不断兴建。大型工程的建造规模大,施工周期长,服役时间长,影响范围广,长达几十年、上百年的使用过程中,建筑物可能会遭受荷载、环境、材料老化及地震、爆炸等多种作用,结构自身的抵抗能力会逐渐减弱。对重大工程的施工安全监测及服役过程中健康诊断,及时发现结构内部脆弱之处,并评估结构安全性能,做出加固维护的方案对减少安全事故的发生、保证运营安全有极大的意义。作为监测系统的基础,传感器对结构内部的变化做出可识别的反应。传感器选择的优劣关系到整个工程监测系统的可靠性与准确性。作为结构健康监测中精度较高,信号稳定,适用广泛的传感器,振弦式传感器以其各方面的优点赢得该领域的关注。本文通过以下四个方面研究振弦式传感器的工程应用:1、介绍结构健康监测和振弦式传感器的数学模型、结构形式、工作原理及研究发展状况,从理论角度对其有了一定的认识。2、通过对振弦式钢筋应力计非破坏轴向拉伸试验,研究在量程范围内振弦式传感器测量的准确性,得到在量程范围内测量规律。3、将振弦式钢筋计应用于钢筋混凝土构件中,对构件进行弯曲破坏试验,测量构件内部纵向受力钢筋应力,并通过有限元软件仿真和挠度、弯矩理论公式计算对试验进行分析,研究振弦式传感器在钢筋混凝土受弯构件中数据测量的可靠性,发现在受弯构件中振弦式钢筋计对受拉钢筋测量效果优于受压钢筋测量,承担荷载较大时数据准确性好,并简单推导了推导了使用钢筋计测试受弯构件截面弯矩的计算方法。4、将振弦式传感器应用于天津诺德英蓝国际金融中心健康监测项目,设计安装振弦式传感器的监测系统,并对焊接过程钢板应变变化和施工引起的剪力墙与巨型柱应变进行数据采集,并分析得到一定的规律,实现高层建筑结构施工阶段的监测。
【图文】：

振弦式传感器原理国际电工委员会的定义为：传感器是测量系统中的前置部件，它将输入可供测量的信号[7]。一般力传感器分为三部分组成：敏感元件、转换元,其工作原理如图 1.1 所示。

振弦式传感器的数学模型
【学位授予单位】：河北工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TU317

【参考文献】

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1 张丹丹;土木工程及模型试验中的光纤光栅传感技术研究[D];大连理工大学;2009年

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本文编号：2543571