同軸電纜法布里-珀羅傳感器性能及應(yīng)用研究.pdf

1、結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期服役過(guò)程中受到環(huán)境腐蝕、材料老化、荷載長(zhǎng)期效應(yīng)的影響，會(huì)產(chǎn)生損傷累積，在極端情況下可能發(fā)生災(zāi)難性事故，因此對(duì)重大工程結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)診斷具有重要意義。而真正工程適用的應(yīng)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(guò)載情況下有足夠大的測(cè)量范圍以監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)性態(tài)的改變。同軸電纜憑借材料堅(jiān)固、抵抗電磁干擾、價(jià)格低廉、延伸率大等諸多優(yōu)點(diǎn)進(jìn)入研究視野，尤其是與光纖相似的電磁場(chǎng)理論機(jī)制，使開(kāi)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(chǎng)理論機(jī)制和變形感知機(jī)理、同軸電纜的型號(hào)選擇和性能測(cè)試、傳感器設(shè)計(jì)參數(shù)的仿真分析和制作工藝的優(yōu)化改進(jìn)、智能筋和智能鋼絞線的部品制作與性能測(cè)試、CCFPI傳感器對(duì)鋼筋混凝土梁的應(yīng)變監(jiān)測(cè)進(jìn)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(diǎn)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(jī)理，對(duì)干涉譜諧振頻率的變化與電纜應(yīng)變之間的關(guān)系做出公式描述。⑵選取9種型號(hào)同軸電纜采用鉗壓法制作CCFPI傳感器，進(jìn)行感知性能測(cè)試，獲得各型號(hào)傳感器的基本性能指標(biāo)；通過(guò) HFSS軟件仿真分析優(yōu)化 SF141型號(hào) CCFPI傳感器的設(shè)計(jì)參數(shù)，并試驗(yàn)驗(yàn)證了其用于應(yīng)變測(cè)量的有效性。⑶以玻璃纖維增強(qiáng)塑料（Glass Fiber Reinforced Plastic，GFRP）封裝微細(xì)型SF047型號(hào) CCFPI傳感