【導讀】在高頻領(lǐng)域,信號或電磁波必須沿著(zhù)具有均勻特征阻抗的傳輸路徑傳播。一旦阻抗失配或不連續現象,一部分信號被反射回發(fā)送端,剩余部分電磁波將繼續被傳輸到接收端。
本實(shí)驗將利用壓電陶瓷傳感器,通過(guò)模型試驗,對基于時(shí)間反演技術(shù)的螺栓球節點(diǎn)連接區健康狀態(tài)監測方法進(jìn)行驗,時(shí)間反演聚焦信號的峰值只與該信號在結構上傳遞時(shí)所經(jīng)過(guò)的傳播路徑的傳遞函數有關(guān),當螺栓球節點(diǎn)內部螺栓發(fā)生損壞或未安裝到位(受損狀態(tài))時(shí),相當于傳遞函數發(fā)生改變,聚焦信號的峰值也會(huì )發(fā)生改變。
實(shí)驗名稱(chēng):功率放大器基于壓電主動(dòng)傳感技術(shù)健康監測方法中的的應用
實(shí)驗目的:
驗證壓電陶瓷傳感器的時(shí)間反演法能夠有效地對螺栓球節點(diǎn)連接區的連接狀態(tài)和受力狀態(tài)進(jìn)行監測。
實(shí)驗設備:功率放大器ATA-2022H,壓電陶瓷,螺栓球,套筒,數據采集卡,電腦。
實(shí)驗內容:
本實(shí)驗將利用壓電陶瓷傳感器,通過(guò)模型試驗,對基于時(shí)間反演技術(shù)的螺栓球節點(diǎn)連接區健康狀態(tài)監測方法進(jìn)行驗,時(shí)間反演聚焦信號的峰值只與該信號在結構上傳遞時(shí)所經(jīng)過(guò)的傳播路徑的傳遞函數有關(guān),當螺栓球節點(diǎn)內部螺栓發(fā)生損壞或未安裝到位(受損狀態(tài))時(shí),相當于傳遞函數發(fā)生改變,聚焦信號的峰值也會(huì )發(fā)生改變。
實(shí)驗過(guò)程:
試驗過(guò)程中,信號經(jīng)功率放大器放大后對壓電陶瓷傳感器進(jìn)行激勵,該信號經(jīng)由螺栓球和套筒傳遞到桿件,桿件上的PZT2傳感器接收到信號,并傳遞回數據采集卡,由筆記本工作站使用LabView進(jìn)行時(shí)間反演處理。隨后將時(shí)間反演的信號作為激勵信號施加在桿件上的的 PZT2傳感器,將反轉信號經(jīng)由桿件、套筒傳遞到螺栓球上,形成一個(gè)有峰值的聚焦信號,最后由中心螺栓球節點(diǎn)上的PZT1接收聚焦信號,并由筆記本電腦顯示處理信號數據。

基于時(shí)間反演法試驗裝置

時(shí)間反演分析法信號傳遞圖
實(shí)驗結果:

無(wú)噪聲工況與有噪聲工況下聚焦信號峰值圖

無(wú)噪聲工況聚焦峰值、有噪聲工況聚焦峰值、桿件軸力變化圖
實(shí)驗結論:
綜上所述,無(wú)論有噪聲還是無(wú)噪聲干擾,基于時(shí)間反演法的螺栓球節點(diǎn)連接區出現了相同的監測結果,說(shuō)明該法具有較強的噪聲魯棒性,即抗噪性。在實(shí)際工程的安裝和使用過(guò)程中,不可避免會(huì )受到風(fēng)荷載、施工荷載、監測試驗誤差等因素的影響,時(shí)間反演良好的抗噪性將保證該方法更好地適用于工程實(shí)際。
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