传感器

1传感器简介

传感器能感受到被测量的信息，并能将这些信息按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出。传统的振动测量采用的传感器有压电式力传感器、加速度传感器、阻抗传感器、应变片等，它们已广泛应用于各类工程结构的实测中。

2传感器的优化布置

传感器的布置对于参数识别和损伤监测具有重要的意义。一般来讲，传感器的优化布设应遵循以下几个原则：

(1)使传感器系统的设备、数据处理、传输和数据通道等费用小。

(2)从含有噪声的测量数据中得出较好的结构模型参数的估计。

(3)通过对大型结构模型的试验研究，改善结构控制。

(4)有效确定结构特性及其变化，改进结构整体性能评估系统。

(5)对于大型结构，提高结构早期损伤识别的能力。

结构损伤识别

损伤识别是结构健康监测的核心。它的基本思想是认为损伤将显著改变结构的刚度、质量或耗能能力，进而引起所测结构动力特征或响应的改变。通过从监测数据中提取不同部位的信息，并比对结构无损状态下的相应信息，来实现结构的健康检测与评估，从而判断损伤的出现、位置和程度。

损伤识别技术可分为整体法和局部法两种。整体法试图评价整体结构的状态，而局部法则依靠成熟的无损检测技术对某个特定的结构部件进行检测。通常先用整体法确定一些可能的损伤部位，然后再结合局部法对这些部位的构件进行详细具体的损伤检测，进而对结构的损伤情况进行评估。

1整体检测法

结构整体检测法主要有：动力指纹分析法、模型修正与系统识别法、神经网络法、遗传算法等几种。

如果结构发生损伤，质量和刚度等结构参数会发生变化，从而导致相应的动力指纹的变化，这是动力指纹分析法所依据的原理。模型修正与系统识别法的基本思想是使用动力测试资料，通过条件优化约束，不断修正模型中的刚度分布，然后与修正刚度后模型的反应所测数据比较。当两者基木吻合时，则认为此组参数为结构当前参数。

神经网络以生物神经系统为基础，模拟人脑的功能，是一种由简单神经元连接成的具有高度非线性的超人规模的网络系统。遗传算法是根据达尔文进化论中适者生存、优胜劣汰的进化原则来搜索下一代的个体，以得到满足要求的解。

2局部检测法

传统的局部检测方法有染色法、目检法、压痕法、回弹法、超声脉冲法、射线法等。近年来又出现了一些新的专门针对土木工程结构的局部损伤检测方法，如声发射法、Lamb法、频域ARX法、超声光谱法、几何时域法等。