水泥基传感器与混凝土的应变协调性分析

为研究镍粉水泥基传感器应用于混凝土结构健康监测过程中传感器与周围混凝土的应变协调性,采用有限元软件ANSYS建立传感器与混凝土模型,计算改变传感器的埋设位置及偏斜角度、混凝土强度等级、荷载大小及类型等条件下传感器与周围混凝土的应力和应变值,并采用传感器与混凝土之间的应变相对差对它们之间的应变协调性进行分析.结果表明:传感器应埋设在应变均匀的中心区域,避免埋在表层;小角度偏斜对监测准确性影响不大;传感器应用于混凝土结构健康监测需综合考虑混凝土强度等级、荷载大小及类型等因素对监测结果的影响;应变相对差可以较好地反映传感器与周围混凝土的应变协调程度.     

光纤法珀传感器及其在桥梁应变监测中的应用

应变是反映桥梁健康状况的重要参数,将光纤法珀传感器埋入混凝土结构内部,作为桥梁应变的智能传感元件,它与光开关、光纤应变解调仪、计算机等组成应变测量系统,可以实现桥梁应变自动监测。目前,该系统已经安装在重庆大佛寺长江大桥上,监测数据表明光纤法珀传感器的稳定性和可靠性好,能够用于大桥应变的长期监测。     

粘贴式光纤光栅应变传感器动态特性实验研究

从应变传感模型的角度分析了光纤光栅应变传感器的轴向应变检测特性的理论基础，研究了粘贴式光纤布拉格光栅应变传感器和压电陶瓷加速度传感器对柔性梁的动态响应特性。结果表明，粘贴式光纤布拉格光栅传感器具有和压电陶瓷加速度传感器一致的动态响应特性，是一种新的高灵敏度在线监测技术。     

关于具有空气隙的矩形微带天线的谐振频率探讨

对微带天线的腔模理论进行修改,利用电磁场理论推导了具有空气隙的矩形微带天线的谐振频率的计算公式,同时考虑了边缘效应,引入了有效介电常数,对谐振频率的计算公式进行了修正。最后将其用于实例的计算结果与文献[3,4]实测结果相比较。结果表明,理论计算结果与实测值有良好的吻合。     

粘贴式光纤光栅应变传感器的应变传递分析

通过分析光纤光栅传感器的原理,定义了应变传递系数,建立了粘贴式光纤光栅应变传感器5层有限元结构模型,通过计算机的仿真计算得到不同粘接剂、材料的弹性模量以及它们的厚度对应变传递系数的影响.     

光纤传感器阵列监测建筑结构应变的系统设计

提出了一种用光纤传感器阵列监测建筑结构应变的方法。并且应用了多模光纤传感器和四FBG传感器，使测试结果更可靠。设计了用FBG传感器阵列监测500m空间范围的系统，使分辨率达1．6με。同时讨论了光纤传感器的封装与贴置方法。     

基于光纤传感器的输电杆塔角钢应变在线监测研究

针对目前输电杆塔结构应力-应变监测方法中存在较大测量误差的问题,从提高输电杆塔角钢应变的测量精度出发,基于光纤光栅传感器提出一种考虑传感器在角钢表面安装位置及安装方式的输电杆塔角钢应变精准在线监测方法。首先,对输电杆塔角钢表面不同位置的应变分布特性进行有限元仿真分析;其次,根据输电杆塔结构中L角钢的形状特点,设计了一种可拆卸手环式的L型传感器固定夹具,对比分析了传感器不同安装方式对角钢应变测量精度的影响;最后,利用该方法设计了输电杆塔角钢应变在线监测系统。对某220 kV输电线路杆塔薄弱位置角钢进行应变数据实测分析,结果表明：实测数据和有限元仿真数据应变测量误差小于1.5×10^-5,相对误差小于6.28%。研究结果为输电杆塔结构健康状态精准在线监测提供了参考依据,具有较高的工程实用价值。     

管式封装FBG应变传感器应变传递率影响因素分析

目的研究自行开发的管式FBG应变传感器自身的应变传递率影响因素及相应的应变传递误差规律,为FBG应变传感器的设计与开发提供参考.方法采用有限元方法对封装的光纤光栅传感器进行应变传递分析.结果参考光纤、保护层、黏结层和封装材料之间的内部应变传递率和封装后的应变传感器外部保护层与基体材料之间的外部应变传递率是影响光纤光栅(FBG)应变传感器的应变灵敏度系数的两个决定因素.当封装钢管的直径和壁厚一致(胶层厚度一致)的情况下,胶黏剂的弹性模量越大,光纤的平均应变越小,变化非常明显,胶黏剂弹性模量分别为1.0×102MPa和2.0×103MPa时,钢管应变最大相差263μm.结论封装长度越长、胶粘剂的弹性模量越大,应变传递率越大.     

激光诱导石墨烯基柔性应变传感器的传感行为分析

基于柔性聚酰亚胺(PI)基底的应变传感器通常在轴向拉伸或压缩下的变形有限,灵敏度不高,在多维柔性应变传感器方面的发展受到了限制。为了制备具有多维应变传感能力和高检测灵敏度的柔性传感器,采用紫外激光烧蚀PI薄膜制备图案化石墨烯材料,利用聚乙烯(PE)泡棉丙烯酸双面胶带转印图案化石墨烯,并构建双层石墨烯基柔性应变传感器。对激光诱导石墨烯的微观结构进行表征分析,并测试传感器在不同变形下的传感性能,实验结果表明：激光诱导的石墨烯薄膜呈现蓬松的孔状结构,该结构在不同应变状态下呈现拉伸或压缩状态,从而改变了石墨烯的导电通路,导致石墨烯薄膜电阻相应地增大或减小。双层石墨烯基柔性应变传感器可以感受不同方向的拉、压、弯、扭等复杂形变,并表现出很高的灵敏度、良好的线性度和优异的机械重复性。此外,该柔性应变传感器能够适应人体四肢或关节处的多维运动,可对手指弯曲、手掌弯曲等肢体运动进行有效监测和识别,并实现摩尔斯电码的编码。该激光诱导石墨烯基柔性应变传感器在手势识别、智能化控制和人机交互等领域有广阔的应用前景。     

三维层叠微带天线的FDTD模拟

借助Maxwell方程组,将时域有限差分法应用于实验室研制的新型层叠式微机械微带贴片天线的建模和分析,并根据数值模拟结果讨论了天线的特性参数。根据实际情况,灵活地给出了各边界的近似吸收边界条件,有效地减少了存储空间和计算时间。     

基于微遗传算法的微带可重构天线设计

提出了一种微带可重构天线方案,并将微遗传算法与时域有限差分法相结合,对天线的可重构能力进行了探索。在特定工作频率条件下,优化设计了一方向图可重构天线。优化结果表明,在工作频率为6.5 GHz时,该微带可重构天线能够通过三种工作状态在特定平面内实现方向图扫描,同时也表明了遗传算法在可重构天线设计中的巨大潜力。     

基于文化粒子群算法的RFID天线设计

针对天线优化设计涉及高度非线性的问题,传统优化方法往往无法获得全局最优解,在此研究背景下,引入文化粒子群优化算法,提出了基于文化粒子群算法与高频结构电磁场仿真软件HFSS联合仿真的优化设计方案。将该方案应用于RFID阅读器天线优化设计,优化结果表明,所设计的天线在2．39 GHz 2．51 GHz频段内回波损耗小于－10 dB,圆极化轴比带宽为2．44 GHz 2．48 GHz,为此类天线结构的优化设计提供了一定的参考。     

具覆盖层微带贴片天线的时域有限差分法分析

采用时域有限差分法模拟了具有覆盖层微带贴片天线的瞬态特性 ,为实现含多种介质复杂结构天线的分析应用理想匹配层吸收边界条件和网格共形技术模拟同轴线的馈电 ,求解出与实验结果有极好的吻合的谐振频率 ,并进一步求解辐射方向图 ,讨论了不同介质覆盖和空气隙对微带贴片天线谐振频率和辐射特性的影响 .     

一种LoRa微带天线的小型化设计

针对LoRa可穿戴冲击波检测记录仪需要小体积天线的问题,设计了一种小型的LoRa微带天线.该天线采用曲流技术即蛇形蜿蜒走线形式,减小了天线的结构尺寸,通过加载匹配网络的方法改善了天线的阻抗性能.使用Ansoft HFSS 15.0仿真软件设计了天线的整体结构,推导出天线的各个最优参数.仿真结果表明,天线在中心频率470...     

一种双频微带贴片天线的设计

在矩形微带辐射贴片的设计基础上,通过选择合适的50Q同轴线的馈电位置,设计了一个双频微带贴片天线,工作于1．3GHz及1．8GHz频段。基于ANSOFT公司HFSS三维仿真软件,对天线尺寸进行设计,并通过合适的馈电位置实现与微带线之间的匹配,降低天线的回波损耗。结果表明：端口散射参数s11表明天线在1．3GHz及1．8GHz表现小的回波损耗,该方法可为实际双频天线的设计提供指导。     

基于Zigbee的一种矩形微带天线的设计

针对传统的无线模块中直立式天线体积大,功耗高等不足,提出了用微带天线替代传统的直立式天线的方法．根据项目需求确定微带天线的材料、形状、类型,估算出天线的尺寸,在ADS设计软件环境下,介绍了基于Zigbee的中心频率为2．4GHz微带天线的整个设计流程,利用ADS仿真软件建立天线模型并对其仿真,通过优化匹配和调整天线模型,最终使天线的特性达到最佳、参数符合项目要求．     

基于分形的小型化宽频带微带天线设计

结合分形理论的优点,仿真设计了2种基于分形技术的微带天线。这2种天线均采用正六边形分形迭代结构,分别使用微带线和共面波导馈电。通过数值仿真,对天线的阻抗特性和方向图进行了研究,结果表明这2种分形天线的阻抗带宽均达到了90％左右,并且在整个工作频段内具有良好的辐射方向性。同时分形结构的引入,实现了天线的小型化。     

基于RFID应用的小型化印刷偶极子天线设计

为了研究满足工程需要的RFID标签天线,以2.45 GHz工作频段为例,给出了印刷偶极子标签天线以及其小型化设计。所设计的2.45GHz印刷偶极子标签天线的性能指标为：在驻波比小于1.5时,工作带宽约为450MHz;天线增益为1.4dB;天线尺寸大小为37mm×45.8mm。小型化后的天线尺寸缩小为31.8mm×28.5mm,面积减小了约47%,在驻波比小于1.5时,天线带宽约220MHz,天线增益为1.2dB。此外,给出了小型化天线的实测结果,并且与理论结果进行了比较,结果吻合良好。