本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)翻譯資料中文題目彈性電磁傳感器用于彈性變形和斷裂報(bào)警方面的實(shí)時(shí)監(jiān)控英文題目MAGNETOELASTICSENSORFORREALTIMEMONITORINGOFELASTICDEFORMATIONANDFRACTUREALARM專業(yè)機(jī)械工程及自動(dòng)化彈性電磁傳感器用于彈性變形和斷裂報(bào)警方面的實(shí)時(shí)監(jiān)控CORNELIAHISONA,GIOVANNIAUSANIOB,ALBERTOCBARONEB,VINCENZOIANNOTTIB,EUFEMIAPEPEC,LUCIANOLANOTTEB摘要近期報(bào)道了多功能彈性電磁傳感器模型用于在線檢測(cè)土木工程上的彈性變形和斷裂報(bào)警方面的發(fā)展情況。這種彈性電磁傳感器是基于電磁彈性波振幅的縱向共振，這種共振是由于無(wú)定形的FE625CO6NI75ZR6CU1NB2B15原子核的活性而引起。在進(jìn)行了在突琺壁下各種各樣載荷測(cè)試后，得到的結(jié)果表明，傳感器在微米級(jí)到厘米級(jí)變形范圍內(nèi)的響應(yīng)是可靠的和靈敏的1MV/10UM此種傳感器能夠預(yù)測(cè)斷裂范圍的臨近程度,可以監(jiān)控一些典型的斷裂表現(xiàn)。關(guān)鍵字壓力受迫傳感器；彈性電磁共振器；斷裂報(bào)警；結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度監(jiān)控；1引言建立結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定度考慮到斷裂現(xiàn)象的時(shí)機(jī)、地震、暴風(fēng)雪、加上空氣和水污染、城市交通帶來(lái)的震動(dòng)等方面，由于像歷史建筑物那樣保持和維護(hù)現(xiàn)代建筑在失敗之后得到了極大的關(guān)注一樣，此項(xiàng)工作在于對(duì)社會(huì)文明有重大的意義和影響。結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度監(jiān)控是一個(gè)合并了許多領(lǐng)域包括合適的傳感、合適的本地?cái)?shù)據(jù)和溝通技術(shù)的專業(yè)技能多指標(biāo)的研究領(lǐng)域。因此，我們?yōu)檫@種經(jīng)常有大量傳感器的發(fā)展所做出的努力，能夠發(fā)現(xiàn)可能直接指向系統(tǒng)的退化或破壞現(xiàn)象。盡管如此，這些努力都無(wú)法改變幾乎沒(méi)有任何一種傳感器可以在一個(gè)很寬的估計(jì)斷裂范圍內(nèi)總是保持高的靈敏度，并且同時(shí)保證耐用、經(jīng)濟(jì)，而且可以在市面上見(jiàn)到?；谝陨峡紤],我們計(jì)劃使用一種用于土木工程中監(jiān)控?cái)嗔押蛷椥宰冃蔚膹椥噪姶艂鞲衅髂Ｐ汀?實(shí)驗(yàn)這種彈性電磁傳感器的工作原理是基于電磁彈性波振幅縱向共振的變化，這種共振是產(chǎn)生于無(wú)定形的FE625CO6NI75ZR6CU1NB2B15原子核內(nèi)的條狀物，此時(shí)，原子核的彈性性能已經(jīng)發(fā)生了變化。在理想情況下，這些條狀物經(jīng)過(guò)一小時(shí)的退火,退火溫度為390C。關(guān)于彈性電磁傳感器模型的實(shí)驗(yàn)的建立如圖1如所示，這種條狀物感應(yīng)元素長(zhǎng)6102米通過(guò)二根尼龍線懸掛于由彈性材料制成的管狀體里，這些另人興奮的活躍原子核在末端的尼龍線，在條狀物內(nèi)的聲學(xué)上穩(wěn)定的縱波產(chǎn)生了交替的感應(yīng)磁場(chǎng)B，把這些磁場(chǎng)頻率作為基準(zhǔn)頻率0。由于直接的電磁彈性效應(yīng)，B引起了一個(gè)交變壓力，頻率為V0這就決定了一個(gè)源激勵(lì)沿著條狀物產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的電磁彈性波，頻率為基準(zhǔn)頻率V0V0V/2L這種電磁感應(yīng)器的產(chǎn)生了包括電磁彈性波的感應(yīng)波產(chǎn)生了一個(gè)條狀物另一端的拾取電壓。因此，信號(hào)分析器探測(cè)到了一個(gè)交變電壓，電壓幅度為VTVTV0SIN20T，V0由方程V0H0K2E/1/2控制。傳感器的振幅V0，激勵(lì)頻率,都不受任何外界約束。如圖二曲線（A）所示。共振頻率0的不穩(wěn)定度，取決于當(dāng)?shù)卮艌?chǎng)和溫度。這些物理量是隨機(jī)變化的，可能取決于頻率變化102,其中是共振曲線的最大值1/2處對(duì)應(yīng)X軸寬度的一半，如圖二中的曲線（A）；所以，由圖所知，頻率的不穩(wěn)定度相對(duì)于1的誤差率是可以忽略的。在約束X作用下沿條狀物的X軸方向縱向產(chǎn)生了一個(gè)XX/E的應(yīng)力，并且在隨之產(chǎn)生了長(zhǎng)度方向的改變量LXXL0X/E。因此，彈性電磁傳感器縱波的基準(zhǔn)頻率在條狀物的約束下由0V/2L0X變?yōu)?V/2L0XXL0X/EV/2L0X1X/E00在X0時(shí)，共振頻率由0變?yōu)楦偷?（00），此時(shí)，0的測(cè)量值由VA0曲線A,圖二所示變化為VC0曲線C，如圖二所示。如果|X|小于VC0,將產(chǎn)生共振頻率大于的波形顯然，可測(cè)量的約束（壓力）的范圍取決于在正常實(shí)驗(yàn)條件下，30這就意味著，施加的約束引起V0的變化是可以測(cè)量的。當(dāng)X0時(shí)，感應(yīng)頻率0必須滿足002，因此，可以寫出如下過(guò)程002V/2L0XXL0X/E0600/1X/E0161/1X16X63綜上，在上述實(shí)驗(yàn)條件下使用題目中計(jì)劃使用的彈性電磁傳感器，可以測(cè)量的相關(guān)變形值X3X6在民用構(gòu)件系統(tǒng)中，這個(gè)可測(cè)量的變形范圍對(duì)于可保證彈性變形和預(yù)測(cè)斷裂現(xiàn)象的可測(cè)量的范圍是足夠大的為了確定彈性電磁傳感器的可靠性和靈敏度，必須對(duì)一個(gè)系統(tǒng)在大載荷情況下進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，受水平微米級(jí)夾具移動(dòng)和影響，B受A的影響（如圖一中所示）彈性材料的線連接的尼龍線（如圖一）作為條狀約束的傳感器，材料的彈性我在傳感器靈敏度起重要作用。對(duì)于實(shí)地測(cè)量，傳感器通過(guò)復(fù)合后安裝在突琺墻上，所以最初的感應(yīng)核不受約束（圖三所示）。這樣，就監(jiān)測(cè)了沿X軸，正交于沿Y軸大載荷下的結(jié)構(gòu)變形。圖3彈性電磁傳感器模型在實(shí)地檢測(cè)時(shí)于突琺墻上的安裝3結(jié)果及討論為了校驗(yàn)傳感器模型的穩(wěn)定性，實(shí)地檢測(cè)必須通以下因素影響由最初的不受約束的傳感器0150KHZANDV005V，移位400UM的基礎(chǔ)上加大B就確定打擊的基礎(chǔ)上實(shí)行定期間隔時(shí)間20秒，由此在核的表面派生出一個(gè)增大的表面張力。在總移位值達(dá)到6毫米后，重復(fù)同樣的實(shí)現(xiàn)步驟，但在相反方向上，表面張力卻減小了。圖四中顯示了彈性傳感器反應(yīng)電壓V0與實(shí)驗(yàn)時(shí)間，在同等壓力條件下，增大和減小在重復(fù)測(cè)量的周期內(nèi)施加的壓力，可以得到更高的傳感器可靠性。與此同時(shí)，在不斷施加的壓力下，這種傳感器反應(yīng)出了良好的穩(wěn)定性，在各個(gè)測(cè)量周期內(nèi)，最大差值在5V0值左右上下變化。顯然，對(duì)任意一個(gè)已知在B基礎(chǔ)上A的遷移LX可以做出反應(yīng)。所以，實(shí)地檢測(cè)的結(jié)果可以確定彈性電磁傳感器的校正曲線。傳感器輸出信號(hào)V0是關(guān)于兩個(gè)夾具基礎(chǔ)的相對(duì)遷移值的函數(shù)XLXLX/L（其中，L126102M是傳感器處于無(wú)約束情況下二夾具基礎(chǔ)之間的距離，如圖所示。實(shí)際應(yīng)用中，彈性電磁傳感器模型的應(yīng)用受大載荷下突琺墻的塑性和彈性變性的隨動(dòng)影響。以前的實(shí)驗(yàn)表明，相似于突琺的結(jié)構(gòu)在施加壓力Y1340KPA后破壞。傳感器感應(yīng)信號(hào)V0是施加在突琺墻上壓力Y的函數(shù)，如圖6所示。在間隔0400KPA的約束下，突琺的結(jié)構(gòu)發(fā)生了彈性變形，包括受到大載荷的Y軸方向和X軸方向，V0隨著Y的增大表現(xiàn)出了線性的減小在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，這個(gè)種線性減少的表現(xiàn)一直到外界載荷在900KPA下，相應(yīng)的V0044V圖4在加卸在活性核上載荷的實(shí)地檢測(cè)中，底座B相對(duì)于底座A的移位,平均取值時(shí)間20秒可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)圖5中的校準(zhǔn)曲線，可以發(fā)現(xiàn)突琺墻的彈性變形范圍在06104米內(nèi)在施加臨界壓力1340KPA附近極小的范圍內(nèi)，傳感器顯示出的系統(tǒng)彈性變形如圖7所示。一個(gè)階段前的斷裂可以觀察到，其特點(diǎn)是電壓幅度的增大，然后突然下降到最小值，相應(yīng)最大開(kāi)始斷裂的監(jiān)測(cè)區(qū)域。運(yùn)用圖5的標(biāo)準(zhǔn)校核曲線，壓力X_LX/L在斷裂前期和斷裂階段取決于約束Y，如圖8所示?？梢钥闯觯滑m墻的斷裂可由DX/DY的增大過(guò)程預(yù)測(cè)，從0到彈性極限之間不斷的變化，然后，變化為相反方向。結(jié)構(gòu)的斷裂由斷裂前根本上從改變，從大載荷下單一的校準(zhǔn)曲線相應(yīng)的變化到彈性極限，然后收縮。隨著施加的約束達(dá)到彈性極限1340KPA，DX/DY在信號(hào)的相反方向變化（由負(fù)值到正值變化），然后，突然增長(zhǎng)到相應(yīng)結(jié)構(gòu)完全斷裂時(shí)的最大值。在斷裂前做的工作能夠非常有效的預(yù)防斷裂在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生，這種預(yù)防是通過(guò)啟動(dòng)一個(gè)報(bào)警系統(tǒng)，這個(gè)報(bào)警系統(tǒng)在隨著信號(hào)由正到負(fù)，也就是DX/DY減少為0后發(fā)出警示。4結(jié)論對(duì)于土木工程的穩(wěn)定性來(lái)說(shuō)，彈性電磁傳感器是一個(gè)非常靈活的監(jiān)視和診斷工具。獲得的數(shù)據(jù)表明，這種傳感器在微米級(jí)到厘米級(jí)的變形范圍內(nèi)有著非常好的可靠性和靈敏度1MV/10UM，再加上非常低的價(jià)格，使得這種傳感器完全可以在市場(chǎng)上出售甚至比傳統(tǒng)的用在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變形的傳感器更好。此外，系統(tǒng)完整的相反加載情況，是在嚴(yán)重的危險(xiǎn)下，可以實(shí)時(shí)的報(bào)警，通過(guò)運(yùn)用信號(hào)DX/DY減少到0的變化，這個(gè)變化可以明顯的表示為斷裂的初期形式。傳感器模型只是發(fā)展的最早的階段，進(jìn)一步關(guān)于微型無(wú)線遙控監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定度的研究工作正在開(kāi)展。5參考文獻(xiàn)1GFFERNANDO,AHAMEED,DWINTER,JTETLOW,JLENG,RBARNES,GMAYS,GKISTER,STRUCTURALINTEGRITYMONITORINGOFCONCRETESTRUCTURESVIAOPTICALFIBERSENSORSSENSORPROTECTIONSYSTEMS,STRUCTHEALTHMONIT220031231352PCCHANG,AFLATAU,SCLIU,HEALTHMONITORINGOFCIVILINFRASTRUCTURE,STRUCTHEALTHMONIT220032572673JTDEWOLF,GROBERT,MCULMO,MONITORINGBRIDGEPERFORMANCE,STRUCTHEALTHMONIT120021291384JBYDZOVSKY,LKRAUS,PSVEC,MPASQUALE,MAGNETOELASTICSTRAINSENSORSFORTHEOUTDOORSAPPLICATION,JMAGNMAGNMATER2722762004174317455LLANOTTE,GAUSANIO,MCARBUCICCHIO,VIANNOTTI,MMULLER,COEXISTENCEOFVERYSOFTMAGNETISMANDGOODMAGNETOELASTICCOUPLINGINTHEAMORPHOUSALLOYFE625CO6NI75ZR6CU1NB2B15,JMAGNMAGNMATER21521620002762796VIANNOTTI,LLANOTTE,MODELLINGOFTHEMAGNETOELASTICWAV