隨著科技日新月異的發(fā)展，重點(diǎn)工程領(lǐng)域結(jié)構(gòu)向著大型化、復(fù)雜化的智能結(jié)構(gòu)發(fā)展，其中，各種類型的板狀結(jié)構(gòu)被廣泛應(yīng)用。大型結(jié)構(gòu)的服役周期一般在幾十年以上，且由于其設(shè)計(jì)理論的限制、所處環(huán)境大多在戶外以及結(jié)構(gòu)之間的荷載等原因，在服役過(guò)程中會(huì)因?yàn)橥饨鐭o(wú)法避免的自然狀況帶來(lái)的環(huán)境荷載以及結(jié)構(gòu)本身受不完善的設(shè)計(jì)理論以及材料、結(jié)構(gòu)的疲勞之間的耦合作用，造成大型結(jié)構(gòu)的損傷破壞，所以對(duì)大型結(jié)構(gòu)的健康狀況進(jìn)行定期的健康監(jiān)測(cè)和健康管理已經(jīng)變成刻不容緩的問(wèn)題。

實(shí)驗(yàn)名稱：環(huán)形柔性IDT及其陣列的制備與傳感性能實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)原理：實(shí)驗(yàn)基于壓電效應(yīng)（PVDF材料實(shí)現(xiàn)機(jī)電信號(hào)轉(zhuǎn)換）、IDT寬頻帶設(shè)計(jì)（優(yōu)化叉指參數(shù)實(shí)現(xiàn)多頻率融合）、環(huán)形陣列全方位特性（周向波束指向性一致）及Lamb波傳播特性（板狀結(jié)構(gòu)中遠(yuǎn)距低衰減），通過(guò)Lamb波的反射與散射識(shí)別結(jié)構(gòu)損傷，最終實(shí)現(xiàn)寬頻帶、全方位的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)與損傷定位。

實(shí)驗(yàn)框圖：

實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖：

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：先通過(guò)刮膜機(jī)沉積PDMS與PVDF形成復(fù)合基底，再用3D打印技術(shù)制備環(huán)形銀漿電極，經(jīng)導(dǎo)通測(cè)試與鋁板粘貼預(yù)處理后，搭建“信號(hào)發(fā)生器-功率放大器-示波器”實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，分別對(duì)單個(gè)環(huán)形柔性IDT及14陣元陣列進(jìn)行頻響、振動(dòng)輸出、方位性/距離衰減特性標(biāo)定，最后通過(guò)模擬損傷驗(yàn)證其損傷檢測(cè)與定位能力。

應(yīng)用方向：

重點(diǎn)工程結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)：大型柔性板狀/曲面板狀結(jié)構(gòu)（飛機(jī)機(jī)身、大型管道、風(fēng)機(jī)葉片）的損傷檢測(cè)與定位。

多損傷/復(fù)雜結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)：寬頻帶特性適配多損傷識(shí)別，柔性基底適配曲面/曲率較大的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。

無(wú)損檢測(cè)技術(shù)升級(jí)：替代傳統(tǒng)壓電陶瓷傳感器，應(yīng)用于需輕量化、柔性附著的結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)場(chǎng)景。

應(yīng)用場(chǎng)景：環(huán)形柔性IDT、叉指換能器陣列、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)（SHM）、傳感性能標(biāo)定、Lamb波、PDMS/PVDF復(fù)合基底、3D打印電極、寬頻帶傳感、全方位檢測(cè)、介電彈性體、損傷定位、鋁板無(wú)損檢測(cè)、柔性壓電傳感器

產(chǎn)品推薦：ATA-2000系列高壓放大器

圖：ATA-2000系列高壓放大器指標(biāo)參數(shù)

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審核編輯 黃宇