同軸電纜法布里-珀羅傳感器性能及應用研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)在長期服役過程中受到環(huán)境腐蝕、材料老化、荷載長期效應的影響，會產(chǎn)生損傷累積，在極端情況下可能發(fā)生災難性事故，因此對重大工程結(jié)構(gòu)進行實時監(jiān)測診斷具有重要意義。而真正工程適用的應變傳感器，需要在正常荷載作用下有較高的靈敏度和分辨力，在過載情況下有足夠大的測量范圍以監(jiān)測結(jié)構(gòu)性態(tài)的改變。同軸電纜憑借材料堅固、抵抗電磁干擾、價格低廉、延伸率大等諸多優(yōu)點進入研究視野，尤其是與光纖相似的電磁場理論機制，使開發(fā)同軸電纜傳感器成為可能。本文圍繞同軸電

2、纜法布里-珀羅干涉（Coaxial Cable Fabry-Perot Interferometer，CCFPI）傳感器的電磁場理論機制和變形感知機理、同軸電纜的型號選擇和性能測試、傳感器設計參數(shù)的仿真分析和制作工藝的優(yōu)化改進、智能筋和智能鋼絞線的部品制作與性能測試、CCFPI傳感器對鋼筋混凝土梁的應變監(jiān)測進行研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴基于傳輸線理論分析同軸電纜特性阻抗的影響因素，闡述阻抗不連續(xù)點的形成方式；根據(jù)雙波干涉理

3、論研究CCFPI傳感器的感知機理，對干涉譜諧振頻率的變化與電纜應變之間的關(guān)系做出公式描述。⑵選取9種型號同軸電纜采用鉗壓法制作CCFPI傳感器，進行感知性能測試，獲得各型號傳感器的基本性能指標；通過 HFSS軟件仿真分析優(yōu)化 SF141型號 CCFPI傳感器的設計參數(shù)，并試驗驗證了其用于應變測量的有效性。⑶以玻璃纖維增強塑料（Glass Fiber Reinforced Plastic，GFRP）封裝微細型SF047型號 CCFPI傳感