傳感器

1傳感器簡介

傳感器能感受到被測量的信息，并能將這些信息按一定規(guī)律變換成為電信號或其他所需形式的信息輸出。傳統(tǒng)的振動測量采用的傳感器有壓電式力傳感器、加速度傳感器、阻抗傳感器、應變片等，它們已廣泛應用于各類工程結構的實測中。

2傳感器的優(yōu)化布置

傳感器的布置對于參數識別和損傷監(jiān)測具有重要的意義。一般來講，傳感器的優(yōu)化布設應遵循以下幾個原則：

(1)使傳感器系統(tǒng)的設備、數據處理、傳輸和數據通道等費用小。

(2)從含有噪聲的測量數據中得出較好的結構模型參數的估計。

(3)通過對大型結構模型的試驗研究，改善結構控制。

(4)有效確定結構特性及其變化，改進結構整體性能評估系統(tǒng)。

(5)對于大型結構，提高結構早期損傷識別的能力。

結構損傷識別

損傷識別是結構健康監(jiān)測的核心。它的基本思想是認為損傷將顯著改變結構的剛度、質量或耗能能力，進而引起所測結構動力特征或響應的改變。通過從監(jiān)測數據中提取不同部位的信息，并比對結構無損狀態(tài)下的相應信息，來實現結構的健康檢測與評估，從而判斷損傷的出現、位置和程度。

損傷識別技術可分為整體法和局部法兩種。整體法試圖評價整體結構的狀態(tài)，而局部法則依靠成熟的無損檢測技術對某個特定的結構部件進行檢測。通常先用整體法確定一些可能的損傷部位，然后再結合局部法對這些部位的構件進行詳細具體的損傷檢測，進而對結構的損傷情況進行評估。

1整體檢測法

結構整體檢測法主要有：動力指紋分析法、模型修正與系統(tǒng)識別法、神經網絡法、遺傳算法等幾種。

如果結構發(fā)生損傷，質量和剛度等結構參數會發(fā)生變化，從而導致相應的動力指紋的變化，這是動力指紋分析法所依據的原理。模型修正與系統(tǒng)識別法的基本思想是使用動力測試資料，通過條件優(yōu)化約束，不斷修正模型中的剛度分布，然后與修正剛度后模型的反應所測數據比較。當兩者基木吻合時，則認為此組參數為結構當前參數。

神經網絡以生物神經系統(tǒng)為基礎，模擬人腦的功能，是一種由簡單神經元連接成的具有高度非線性的超人規(guī)模的網絡系統(tǒng)。遺傳算法是根據達爾文進化論中適者生存、優(yōu)勝劣汰的進化原則來搜索下一代的個體，以得到滿足要求的解。

2局部檢測法

傳統(tǒng)的局部檢測方法有染色法、目檢法、壓痕法、回彈法、超聲脈沖法、射線法等。近年來又出現了一些新的專門針對土木工程結構的局部損傷檢測方法，如聲發(fā)射法、Lamb法、頻域ARX法、超聲光譜法、幾何時域法等。