發(fā)布時(shí)間：2020-07-02 02:09

【摘要】：近年來隨著科學(xué)技術(shù)水平的提高以及國力的增強(qiáng),基層設(shè)施的建設(shè)與現(xiàn)代化的推進(jìn)成為我國的重要的前進(jìn)方向,現(xiàn)代化建設(shè)對(duì)設(shè)備工作生命周期的監(jiān)測(cè)具有更大的要求。傳統(tǒng)的無損檢測(cè),因?yàn)槠錂z測(cè)設(shè)備局限,在復(fù)雜環(huán)境下的數(shù)據(jù)失真,以及檢測(cè)精度的要求,對(duì)構(gòu)件的各類缺陷長時(shí)間監(jiān)測(cè)對(duì)無損檢測(cè)技術(shù)是一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。因此,無損檢測(cè)與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合成為了一種有效的解決方法。結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)常用的有源傳感器所帶來的高成本以及解決電池所需要承擔(dān)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)使得提出新的解決方案成為研究方向。射頻識(shí)別技術(shù)(RFID)的標(biāo)簽具有無源性,以及無線通信等特點(diǎn),使RFID傳感技術(shù)逐漸成為一個(gè)具有應(yīng)用潛力的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)研究方向。本文研究RFID標(biāo)簽陣列傳感技術(shù)在結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)以及無損檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用,可以監(jiān)測(cè)試件全位置應(yīng)力分布,并能夠得出更高魯棒性的監(jiān)測(cè)方案。本文主要從如下幾個(gè)方面具體介紹所做工作:(1)、介紹無損檢測(cè)與結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)的應(yīng)用,討論傳統(tǒng)無損檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),討論結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)中有源傳感器的優(yōu)缺點(diǎn),提出了RFID傳感技術(shù)可作為無損檢測(cè)技術(shù)與健康結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)技術(shù)的結(jié)合的應(yīng)用來適應(yīng)復(fù)雜的工作環(huán)境,介紹了RFID的起源,研究現(xiàn)狀,目前應(yīng)用領(lǐng)域以及前景。(2)、介紹了利用RFID傳感技術(shù)對(duì)金屬裂紋進(jìn)行檢測(cè)的可行性方法,介紹了所用的實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及搭建了實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),包括對(duì)FreeRTOS系統(tǒng)的使用以及提出了一種基于掃頻技術(shù)的定頻分析啟動(dòng)功率算法。提取了標(biāo)簽返回功率與全頻率啟動(dòng)均值作為比值特征,建立與缺陷的深度的關(guān)系,并進(jìn)行了驗(yàn)證。(3)、建立了標(biāo)簽陣列傳感技術(shù)對(duì)復(fù)合材料的彎曲應(yīng)力評(píng)估方法,首先對(duì)標(biāo)簽陣列布局進(jìn)行了分析,并由該分析選取合適的標(biāo)簽陣列的設(shè)計(jì)。然后通過貼附于試件表面的標(biāo)簽陣列對(duì)不同撓度下的試件進(jìn)行標(biāo)簽信息的采集,提取標(biāo)簽陣列內(nèi)不同標(biāo)簽的全頻率啟動(dòng)功率均值,分析不同標(biāo)簽處的彎曲應(yīng)力分布,并且通過全標(biāo)簽陣列信息提取全頻率均值,建立與試件撓度變化的映射關(guān)系,最后利用線性回歸模型建立標(biāo)簽陣列啟動(dòng)功率均值與撓度的關(guān)系模型。(4)、設(shè)計(jì)基于RFID標(biāo)簽傳感的監(jiān)測(cè)系統(tǒng),設(shè)計(jì)了基于Farsens阻值傳感標(biāo)簽以及Spectra Flex Sensor彎曲傳感器的RFID彎曲傳感標(biāo)簽,設(shè)計(jì)了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件界面以刷新界面的形式展示以及特殊RFID彎曲傳感標(biāo)簽的讀取與保存,并且能夠?qū)崟r(shí)返回讀取的信息以便得到被監(jiān)測(cè)試件的彎曲程度。將RFID彎曲傳感器與RFID標(biāo)簽陣列同時(shí)進(jìn)行彎曲實(shí)驗(yàn),通過傳感器將試件的彎曲程度以返回阻值差的形式直觀的表示,并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,得出直觀的彎曲度與標(biāo)簽陣列提取特征的關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：R318;TP391.44
【圖文】：

圖 2-1 無線電通信系統(tǒng)框圖天線是一種輻射或接收空間電磁波的一種裝置，是轉(zhuǎn)換導(dǎo)行波與自由空間波的轉(zhuǎn)換裝置。隨著 1865 年麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，此后的一百多年，天線的技術(shù)取得巨大的進(jìn)步，成為了移動(dòng)通信、導(dǎo)航、廣播電視、雷達(dá)、衛(wèi)星、微波遙感的重要的，必不可少的設(shè)備。如圖 2-1 所示，最基本的無線通信系統(tǒng)由發(fā)射端、饋線、天線和接收端組成[55]。在發(fā)射端，信號(hào)被調(diào)制成高頻電流能量，通過饋線傳送至天線，發(fā)射天線將高頻已調(diào)電流變換為空間傳播的電磁波能量的同時(shí)將其發(fā)送至預(yù)定的方向。接收天線將無線電波的能量再次轉(zhuǎn)化為高頻電流由饋線傳遞給接收端。2.1.2 天線輻射場(chǎng)理論點(diǎn)電流天線又可看做電基本振子，為一段載有高頻電流，且?guī)в邢嗤诞愄?hào)電荷的短導(dǎo)線。如圖 2-1-2 所示，其直徑 d l ，其中l(wèi) ， 分別為長度和波長。有矢量磁位A可以推導(dǎo)出電基本振子在空間所產(chǎn)生的電磁場(chǎng)，A的計(jì)算公式如下:

v 222 x )(y y )(z z )為源點(diǎn)到場(chǎng)點(diǎn)的距離，( )xyz , , 為場(chǎng)點(diǎn)的坐標(biāo)。再同下述麥克斯韋方程以及電源流密度方程HjE 1( )J Il z 產(chǎn)生的電磁場(chǎng)E： jkrrjkrjkrrerrkjIlHHHEerjrkrkjIlEerjrIlkE2223231sin4001sin14cos24

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

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本文編號(hào)：2737600