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桥梁损伤的神经脉络仿生健康监测系统
| 论文题名： | 桥梁损伤的神经脉络仿生健康监测系统 |
| 关键词： | 损伤裂纹监测;神经脉络仿生;传感器设计;在线实时观测;桥梁健康监测系统 |
| 摘要： | 本文针对桥梁结构的监测所使用的方法存在成本高、监测手段单一、不能在线实时观测等方面的问题提出了一种用神经脉络仿生传感器系统对桥梁裂纹进行实时监测的方法，从而判断是否对桥梁的结构产生了损伤，为桥梁的维护和维修提供依据。 本文通过对结构健康监测现状的分析，设计了一种新的神经脉络仿生传感器以及相配套的传感器系统。该研究分四方面：(1)为了能够解决桥梁结构中的区域监测问题，模拟生物体感知神经元及神经脉络分布对生物内部或外部各个局部变化的感知机制，将传感材料以神经脉络的方式设置在桥梁结构中，脉络的传感交点形成神经元节点，设计了桥梁损伤的神经脉络仿生传感器：包括利用银粉制作网格形成传感层的主体，同时提出了传感层的制作方法和制作工艺。(2)根据现有桥梁健康监测系统和实时监测系统的需要，对神经脉络仿生监测系统硬件进行了全面设计；针对目前桥梁健康监测系统逐步由非实时监控过渡到实时监控、由分散监控过渡到集中监控这一趋势，设计了桥梁结构监测系统的总体结构；对桥梁损伤神经脉络仿生健康监测系统设计了主控系统硬件框图和功能，并且对现场监测子系统进行了较详细设计，包括中间处理单元设计、终端处理单元设计等。(3)在硬件基础上，给出了裂纹判断的仿真算法；同时给出了软件系统的设计和程序代码。通过在传感层上建立笛卡尔参考模型，计算每一个裂纹断点，建立了画裂纹算法，采用三次B样条曲线进行裂纹仿真，在计算机上画出仿真裂纹。软件系统包括两大部分：单片机上运行的数据检测模块、数据传输模块和在PC机上运行的数据库模块、通信模块和模拟显示模块。(4)模拟现场，精心设计了实验系统，得出了实验数据，对传感器设计原理、可靠性和监测系统的工作流程进行了充分验证。 |
| 作者： | 曹建秋 |
| 专业： | 计算机技术 |
| 导师： | 张家树;胡久永 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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