基于应变式传感器的桥梁无线测试系统的设计和实现

针对传统的应变式采集仪以有线方式进行数据采集和传输方法存在的问题,结合电阻应变式传感器的工作机理,提出了一种基于应变式传感器网络化的桥梁无线测试系统,使用采集软件、单片机、调制解调器FX429等主要器件,实现了数据的高精度采集。在可靠的通信协议下,采用无线方式进行主控节点和各远端数据采集节点之间的数据传输。并利用数据库技术,实现数据管理。通过主控软件,提高了系统的方便与灵活性。对比试验研究表明:该无线系统具有安全、高效、可靠、精度高、稳定性强,无需借助现有的通信网络、成本低、适应性好等优点。     

沥青层应变传感器数据采集及处理方法研究

介绍了沥青路面电阻应变传感器的基本原理,分析了数据采集过程中初始电压达到极限状态的原因和调整方法,通过试验分析确定了高速车轮荷载和FWD荷载作用下应变传感器数据采集系统的合理采集频率,最后结合应力应变传感器在动态荷载作用下的响应规律,总结了将电阻应变传感器电压信号转换为应变信号的数据处理方法.     

简介几种应变式传感器在汽车保修检测设备中的应用（上）

本文介绍了近十十种应变式测力称重传感器在汽车保修检测设备中应用的优缺点，重点介绍了轴重，累重，制动台上应用的传感器最近发展的新情况。     

基于光纤光栅技术的沥青路面结构应变场分析

在北京某高速公路埋设了光纤光栅传感器以开展应变研究,两组三维传感器组分别被布设于沥青路面的中、下面层以获取各层位内的三维应变信息。通过改变车辆的加载重量和运行速度,分别监测应变响应的变化趋势和规律。试验选用的接地压力范围由0.49~0.97 MPa,而车辆的运行速度包括17、30、44、56、69 km/h等。基于采集数据的计算和分析表明,不同层位的各传感器应变值均随车速降低和轴载增加而显著增加,该规律与力学分析及经验预测的结果一致,这不但验证了将光纤光栅传感器进行路用的可行性,并且提升了传感器现场埋设的流程和工艺。试验结果说明了光纤光栅传感器具有良好的路用性质,将其应用于沥青路面结构的应变场测试是可行的。     

汽车碰撞试验用安全带肩带拉力传感器准静态校准方法的探讨

针对汽车碰撞试验用安全带肩带拉力传感器的使用特点,结合电阻应变式传感器计量性能,探讨了一种准静态的方法进行校准。从而保障汽车碰撞试验数据的可靠性,进一步完善汽车碰撞试验仪器的量值传递体系。     

智能型缆索光纤光栅应变传感器

将传感器集成于缆索内部,研发具有自感知能力的智能缆索是桥梁结构健康监测领域研究的前沿。特制光纤光栅应变传感器,将传感器局部布置于缆索内钢丝上,通过光纤光栅中心波长的变化测量钢丝的局部应变、进而获得缆索整体索力是实现智能缆索的有效方法。对特制的光纤光栅应变传感器与索内钢丝的连接固定方式进行了研究,在不破坏钢丝的前提下,研究了传统的胶粘结和特制的抱箍连接两种固定方式,通过张拉性能测试,两种连接结构均有效;通过疲劳性能测试,采用特制的抱箍结构连接是解决缆索内置应变传感器长期可靠性、稳定性测试的有效途径。     

锂离子电池安全检测传感器研究进展

近年来, 由于热失控引发的锂离子电池安全事故频繁发生, 严重影响了新能源汽车运行安全, 作为保障车辆运行安全的有效手段, 对电池系统进行安全检测尤为重要。为提高锂离子电池的性能、延长循环寿命, 减少热失控安全事故的发生, 需要利用传感器技术对电池工作状态进行实时监控和检测。根据电池正常和异常工作状态下各物理量的变化, 常用的安全检测信号有应力应变、温度以及特征气体等。目前, 用于检测上述信号的安全检测传感器在电池状态检测方面已得到了广泛的应用。然而, 传统的传感器存在着体积大、灵敏度低、不耐电解液腐蚀等问题。对新型光纤布拉格光栅传感器、柔性薄膜传感器以及半导体式气体传感器的工作原理进行概述, 总结了上述3种传感器在锂离子电池应力应变、温度和气体检测的应用现状, 并从稳定性以及灵敏度等角度指出当前研究的不足, 如光纤布拉格光栅传感器电池体系适用性差, 插入式薄膜传感器影响电池性能, 半导体气体传感器精度和寿命低等问题。如何以经济、安全和实用的方式将传感器安装到电芯中, 减轻实际应用中传感器对电池循环性能的影响以及提高传感器信号传递的稳定性、精度、灵敏度, 是锂离子电池安全传感器开发面临的挑战, 仍然需要在传感器、电池设计等方面开展大量实验研究。      

杭州湾跨海大桥监测系统中应变传感器的优化布点

传感器优化布点问题是大桥监测系统的重要研究课题之一,针对在建的世界上最长的跨海大桥之一———杭州湾跨海大桥,对健康与安全监测系统中应变传感器的优化布点问题进行了研究,该文主要通过基于结构应变模态得到的广义应变能密度对桥梁应变传感器布点进行分析,并且综合考虑实际测试的情况,结合恒载作用下结构的应变情况,得出大桥应变传感器的布点,实现结构状态信息的最优采集。     

基于千斤顶油压精确量测的预应力摩阻参数测试方法研究

该文介绍了采用应变式压力传感器,通过对千斤顶油压的精确量测进行预应力摩阻参数测试。并结合佛山市甘竹滩大桥工程实例,对预应力长束的摩阻参数测试方法进行了探讨,利用最小二乘法求取预应力摩阻系数μ和k。该成果可为大跨径预应力桥梁的设计和施工提供一定的参考。     

光纤应变传感器在一座公路桥上的应用

１９９２年，在澳大利亚的Ｎｏｅｓｔｓｃｈ桥中首次应用了以光纤为基础的监控系统和ＦＰＣ预应力筋。重点介绍了其中的光纤应变传感器，包括其工作原理和通过这些传感器所做的一系列实验。实验证明，由光纤应变传感器测量的结果与分析计算及实际测量值吻合得非常好。由此说明，这种传感器具有非常广泛的应用范围。     

HDS系统汽车称重传感器应变分析与安装方式的研究

推导ＨＤＳ系统中的汽车称重传感器应变计算公式，分析传感器安装位置与测试灵敏度的关系，并论证胶接传感器联结柱的安装方法的优越性。     

湿热重载地区长寿命沥青路面动态响应实测系统研究

设计了湿热重载地区沥青路面动态响应实测系统及其布设、测试方案,实测系统包括4个子模块。湿热地区区域环境高温多雨,模块一以温湿度传感器动态监测沥青路面结构的温湿度场;重载地区重轴载、高胎压、大交通量,模块二以电阻应变式传感器动态监测各层横、纵向应变,模块三以多点位移计动态监测各层竖向变形;模块四以竖向压力计动态监测各层压应力。4个模块协同工作以确定沥青路面结构不同温、湿度场下应力及三向应变状态。对云罗高速公路3种长寿命沥青路面结构试验路动态响应系统进行布设、测试,统计传感器存活率,对测试结果进行滤波和平滑处理。结果表明实测系统设计合理,布设、测试方案得当,实测结果能较好地体现沥青路面动态响应。     

混凝土桥梁振弦传感器应力测试温度影响性分析

为消除温度对混凝土桥梁应力测试的影响,对埋入混凝土试件、静定桥梁结构中及自由状态下的传感器进行了温度、应变长期测试,研究两者之间的关系,给出埋入式振弦式传感器测试应变的温度影响性系数。研究结果表明,随全年温度变化,自由状态下的传感器测试应变变化较小,基本在(-8~0)×10-6之间,影响系数基本为-0.3×10-6/℃;埋入试件及静定桥梁结构中传感器测试应变变化较大,随温度升高,应力传感器实测压应变显著增大,最大可达-166×10-6,全年平均温度影响系数为-4.3×10-6/℃,对结构应力测试结果影响较大,应予以修正。     

路面响应传感器与路面结构交互作用分析

用三维有限元分析了传感器与路面结构的交互作用。结果表明,植入传感器的路面结构在荷载的作用下有局部应力集中现象发生,传感器的应力和应变响应小于路面结构在相同位置的实际响应。     

光纤应变传感器在桥梁应变监测上的应用研究

随着外界应力的变化,光纤应变传感器中干涉光发生相应移动,输出多个干涉明暗变化,光波相位发生改变。利用此特性,通过对干涉光相位的解调,就可以测出应变的大小。实验结果与理论分析证明,该测试系统具有结构简单、测量范围大、稳定性好、灵敏度和信噪比高等特点,其测试精度达1微应变。可满足土木工程结构健康监测的要求,特别为桥梁的应变监测提供了新方法。     

内置应变传感器与沥青路面结构协同工作性能研究

为研究传感器与沥青路面结构的协同工作性能，揭示传感器的感知效能及与混合料协同工作的性能演化规律，通过对融合内置传感器的沥青混合料试件，开展多重模式下的力学响应试验，分析不同加载模式和环境工况下的应变响应规律特征；采用ABAQUS软件，建立融合内置传感器的梁试件有限元模型，通过数值模拟与计算，并结合四点弯曲疲劳试验，对内置传感器与沥青混合料协同工作下的交互影响行为和耐久性进行分析。研究结果表明：在逐级加载和动载作用下，传感器表现出良好的感知时效性；实测应变响应受混合料黏弹性质影响存在明显的滞后效应，加载频率f愈大，滞后效应产生的不利影响愈明显；当信息采集频率f^′为加载频率f的120倍时，数据采集效果最佳；应变传感器在温度变化、水-热耦合及不同速率等工况下能保持稳定的应变感知功能，实测应变响应曲线符合沥青路面结构的力学行为特征；与传感器法兰相接触的混合料和传感器自身测力杆处存在明显的应力集中现象，导致梁试件发生疲劳开裂而降低混合料的疲劳寿命；荷载反复作用下，裂缝的形成和拓展及传感器与基体材料发生滑移，造成实测应变难以反映混合料的真实形变，且感知功能呈现协同工作、感知失...     

沥青路面动力响应检测传感器的设计及应用

针对路面结构复杂的施工环境和力学特点,研究开发了一套用于检测实际交通荷载下路面结构动力响应的传感器,并进行了沥青路面结构动力响应的野外现场试验研究。研究结果表明,该传感器不仅能够承受施工时的高温和强剪切破坏作用,在没有特殊保护措施情况下,传感器成活率达82%,而且该传感器灵敏度高,抗噪声能力强;能够检测半刚性基层沥青路面面层底部、上基层和下基层底部的动应变。     

差动式传感器在大跨度混凝土斜拉桥应变及温度测试中的应用

介绍了目前混凝土斜拉桥应变及温度测试的现状 ,差动式传感器的工作原理 ,并对大跨度混凝土斜拉桥应变及温度测试的方案进行了探讨。作为工程实例 ,以大跨度混凝土斜拉桥广东崖门大桥为背景 ,给出了大桥 2 4h的应变及温度测试数据 ,并对差动式传感器的性能进行了分析     

基于BOTDA的隧道变形监测技术研究

文章提出了一种将气吹敷设传感光纤法和真空灌浆固定传感光纤法相结合的光纤传感器铺设方法,该方法能在较短施工期内将分布式光纤传感器准确埋入混凝土内部。同时采用经典剪滞理论分析了该方法铺设的传感光纤感应结构应变的有效性,并结合工程应用介绍了基于分布式光纤传感系统的隧道变形监测技术的基本方法。     

钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶裂缝损伤全过程检测

利用光纤Bragg光栅(FBG)传感器与电阻应变片同时监测,完成了钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶裂缝损伤检测。模型试验经历了静载、疲劳(300万次)和破坏3个阶段。测试结果表明无纵向承载裂缝出现时,FBG传感器测得相应位置的应变值。在破坏阶段,传感器布控区域相继出现裂缝损伤。利用FBG传感器测得了经历300万次疲劳循环后钢-混凝土组合桥面板模型混凝土顶发生裂缝损伤的临界应变值并追踪裂缝损伤的发展。与传统电测方式相比,FBG传感器显示了灵敏度高、精度高、测试范围大等优点。