基于壓電陶瓷的損傷識別方法

PZT通常為壓電換能器( Piezoe-lectric Transducer ) 、錯鈦酸鉛( PbbasedLanthanumdoped Zirconate Titanates）及壓電陶瓷的簡稱。壓電陶瓷具有能作為傳感器與驅(qū)動器的雙重性能、快速響應(yīng)、高帶寬、種類多樣、低成本、能量收集、可以嵌入結(jié)構(gòu)內(nèi)部等一些優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于土木工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測領(lǐng)域。被廣泛用在混凝土密實程度的監(jiān)測、板類結(jié)構(gòu)的損傷識別]、管道結(jié)構(gòu)損傷識別、管類結(jié)構(gòu)內(nèi)部混凝土澆筑過程監(jiān)測和荷載監(jiān)控等方面。

在損傷識別方面，通過不同的壓電陶瓷片布置方式可實現(xiàn)不同的損傷識別方法。壓電陶瓷在界面損傷識別中具有顯著效果。主要采用基于應(yīng)力波和基于壓電阻抗的兩種方法。基于應(yīng)力波測量的方法通過設(shè)置驅(qū)動器與傳感器于結(jié)構(gòu)內(nèi)部或表面形成收發(fā)機制，通過驅(qū)動器發(fā)射應(yīng)力波并由傳感器接收應(yīng)力波;由于界面損傷會造成路徑上應(yīng)力波的衰減及反射，傳感器所接收到的信號也有所改變，從而可以建立起損傷與信號變化之間的聯(lián)系。

搭建了如圖所示無損探傷實驗平臺，其中數(shù)據(jù)采集儀為成都華太測控公司組裝，最大采樣頻率為600kHz;信號發(fā)生器可實現(xiàn)最大幅值為20V的脈沖、正弦波、方波、掃頻信號等多種信號的生成;高壓放大器放大器型號為ATA-2022H，最大可將輸入信號放大至200V;連接電腦。信號生成器用于生成特定激勵信號到驅(qū)動器上。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)用于采集傳感器所接收到的應(yīng)力波響應(yīng)。監(jiān)測終端實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的儲存與分析。

Aigtek高壓放大器還被廣泛的用于MEMS測試，壓電陶瓷驅(qū)動，換能器驅(qū)動，微粒分選，超聲波測試等多個方面。

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審核編輯：湯梓紅