基于压电传感技术的钢板冲击定位与监测研究

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中文摘要：在工程实践中,桥梁、管道、飞机和风力涡轮机叶片等钢结构经常受到鸟击、雹灾、山体滑坡和抛射物的冲击,对大型结构物的彻底检查往往需要耗费大量的时间和资源.对此,提出一种利用压电传感器阵列间接表示冲击力的冲击应力波分析方法.采用 COMSOL Multiphysics 的仿真方法,建立了粘接 4 个高灵敏度石英晶体压电传感器的钢板声固耦合模型.此外,还利用 LabVIEW 平台建立了多通道声波信号采集和处理系统,结合基于 MATLAB 的信号处理模型进行傅里叶变换,计算声波飞行时间差.采用模拟退火算法优化实验方案,准确监测撞击位置.通过自主设计的 LabVIEW 平台自动显示和实时监测所有采集到的声波和计算出的撞击位置,其具有体积小、便携、成本低、刷新速度快(小于 1 s)等优点,在减少工程结构冲击造成的灾害事故方面具有广阔的应用前景.

作者：

黄璇璇

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作者单位：

长江大学电子信息与电气工程学院湖北荆州 434023

关键词：

结构健康监测压电传感器阵列冲击定位声固耦合

出版年：

2024

DOI：

10.3969/j.issn.1672-9528.2024.10.029

信息技术与信息化

山东电子学会

信息技术与信息化

影响因子：0.29

ISSN：1672-9528

年,卷(期)：2024.(10)