题目：基于传感器阵列的智能结构健康监测技术研究

结构健康监测技术是检测技术的一个新的研究领域，它能够实现对结构的实时、在线的监测，及时发现结构中的损伤。而传感器阵列技术又是传感器技术的前沿，它采用分布式的传感器网络，多点感知被测对象的信息，不但能够更精确地检测到被测量，而且能够测量对被测量的分布状况。本文将结构健康检测技术与传感器阵列技术结合起来，依托于健康检测技术对结构进行实时、在线的损伤监测，并且依靠铺设于结构上的压电传感器阵列，对结构的损伤进行定位。论文主要完成的工作有：1、 对结构健康监测技术的背景、概念和研究内容进行了介绍，对国内外相关技术的研究现状、最新的研究领域、研究成果和应用状况进行了论述。2、 根据论文研究的需要，分析了压电材料的相关理论与弹性波传播理论。并以这些理论为依据，选取了压电式传感器作为敏感元件，提出了本文采用的损伤检测的方法，利用损伤点对弹性波的能量散射和反射特性来进行损伤的检测。3、 提出了实现整个健康监测系统的总体方案。讨论了传感器阵列的铺设方法与粘贴工艺、压电传感器的激励信号的选择和激励信号的产生、阵列信号的采集方法等等，完成了整个系统的硬件结构设计。4、 设计了传感器拾取信号的信号处理算法。采用了小波滤波方法对信号进行滤波、采用信号的相关理论对信号进行平均处理并采用小波包能量分解提取出信号的损伤特征量，找出了传感器信号提取出来的损伤特征与结构的损伤的映射关系。5、 研究了传感器阵列的定位原理和定位算法。根据紧固件在结构上的分布特点，对传感器阵列的布局方式进行了设计，提出了传感器的数据处理和标定的算法，并通过具体实验对传感器阵列的定位方法进行了验证。6、 完成了整个健康监测系统的集成。将信号的处理算法、硬件系统的驱动控制以及显示界面统一集成在VC++环境下，使整个系统协调工作。该研究表明了采用压电传感器阵列进行结构健康检测的有效性，实现了对结构紧固件松动的实时、在线的监测，及时发现结构的损伤。这是传统的无损检测手段无法比拟的，具有一定的理论价值和实际意义。但由于工程应用环境的条件复杂，因此，在实际应用中还有其他诸多问题需要考虑和深入研究。例如，传感器粘贴工艺、应用现场中的抗干扰措施以及传感器布局和损伤定位算法的进一步优化等问题。