集压电驱动/传感一体化技术的结构在线健康监测的研究

土木工程结构实时在线健康监测是当今结构工程安全监测研究的趋势，很多结构工程的恶性事故就是未能实时掌握结构的安全状态而发生。现有的结构健康监测技术很难做到这一点，主要因为：1）传统的检测手段，不论是局部探伤方法、还是动力识别方法等，只能定期的对结构进行现场监测，操作实施难度大；2）传统的监测信号多注重结构整体信息，试验规模大，成本高；3）传统的检测方法从时间上和空间上都难于对结构早期的损伤做出判断，并提出在线预警。本研究基于智能压电驱动/传感一体化技术，将结构弹性波的激励功能与局域弹性波反馈的识别功能由一小片粘贴在结构表面或预埋在结构内部的压电晶片来完成，并且由电信号做输入与输出控制。它在手段上先进、实施上简便和信号上可靠，而且试验成本很小。在脉冲电压作用下，压电晶片产生高频弹性波，能够在有效的局域范围内识别出结构的早期损伤，并以电阻抗的输出信号传送到计算机终端，进行分析、识别和预警。