橋梁損傷的神經脈絡仿生健康監(jiān)測系統(tǒng).pdf

1、本文針對橋梁結構的監(jiān)測所使用的方法存在成本高、監(jiān)測手段單一、不能在線實時觀測等方面的問題提出了一種用神經脈絡仿生傳感器系統(tǒng)對橋梁裂紋進行實時監(jiān)測的方法，從而判斷是否對橋梁的結構產生了損傷，為橋梁的維護和維修提供依據。 本文通過對結構健康監(jiān)測現狀的分析，設計了一種新的神經脈絡仿生傳感器以及相配套的傳感器系統(tǒng)。該研究分四方面：(1)為了能夠解決橋梁結構中的區(qū)域監(jiān)測問題，模擬生物體感知神經元及神經脈絡分布對生物內部或外部各個局部變化的

2、感知機制，將傳感材料以神經脈絡的方式設置在橋梁結構中，脈絡的傳感交點形成神經元節(jié)點，設計了橋梁損傷的神經脈絡仿生傳感器：包括利用銀粉制作網格形成傳感層的主體，同時提出了傳感層的制作方法和制作工藝。(2)根據現有橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)和實時監(jiān)測系統(tǒng)的需要，對神經脈絡仿生監(jiān)測系統(tǒng)硬件進行了全面設計；針對目前橋梁健康監(jiān)測系統(tǒng)逐步由非實時監(jiān)控過渡到實時監(jiān)控、由分散監(jiān)控過渡到集中監(jiān)控這一趨勢，設計了橋梁結構監(jiān)測系統(tǒng)的總體結構；對橋梁損傷神經脈絡仿生健康

3、監(jiān)測系統(tǒng)設計了主控系統(tǒng)硬件框圖和功能，并且對現場監(jiān)測子系統(tǒng)進行了較詳細設計，包括中間處理單元設計、終端處理單元設計等。(3)在硬件基礎上，給出了裂紋判斷的仿真算法；同時給出了軟件系統(tǒng)的設計和程序代碼。通過在傳感層上建立笛卡爾參考模型，計算每一個裂紋斷點，建立了畫裂紋算法，采用三次B樣條曲線進行裂紋仿真，在計算機上畫出仿真裂紋。軟件系統(tǒng)包括兩大部分：單片機上運行的數據檢測模塊、數據傳輸模塊和在PC機上運行的數據庫模塊、通信模塊和模擬顯示模