基于带补丁天线的被动倾斜传感器,具有可重新配置的水负载
Zhuoran Yi1, Zihan Xia1, Xianzhi Li2
1Department of Disaster Mitigation for Structures, Tongji University, Shanghai 200092, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|October 26, 2024
概括
这项研究引入了一种新的,低成本的倾斜传感器,用于使用可重新配置的水载补丁天线进行结构健康监测. 它通过测量共振频率的变化来准确检测结构倾斜,为传统传感器提供了切实可行的替代方案.
科学领域:
- 电气工程 电气工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 土木工程 土木工程是指土木工程.
背景情况:
- 持续的结构健康监测对于历史建筑的安全和价值保护至关重要.
- 传统的倾斜传感器由于成本和布线复杂性而面临局限性,阻碍了广泛应用.
研究的目的:
- 提出和验证用于结构健康监测的低成本倾斜传感器.
- 为了利用可重新配置的水载补丁天线来进行倾斜检测.
主要方法:
- 理论研究介电性质与倾斜之间的关系.
- 使用高频结构模拟器 (HFSS 15) 进行电磁模拟,以优化设计.
- 对天线传感器性能进行实验验证.
主要成果:
- 拟议的传感器表明倾斜和共振频率变化之间存在强烈的相关性 (0.9771).
- 实现了7.92 MHz/°的灵敏度,用于倾斜检测.
- 模拟和实验结果证实了传感器的准确性和灵敏度.
结论:
- 可重新配置的水载补丁天线传感器为结构倾斜监测提供了可行的,具有成本效益的解决方案.
- 传感器的性能表明,在结构健康监测中,其实际应用的潜力很大.


