背衬对埋人混凝土中压电陶瓷电一声特性的影响

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1、第25卷第1期传感技术学报Vo1．25No．12012年1月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSJan．2012ResearchontheInfluenceoftheBackingtotheElectricity—AcousticCharacteristicsofthePiez0electricCeramicEmbeddedinConcreteL／Pengcheng，CHEN，TANBin，CHENHao(ElectronicsandInformationEngineering，Sichuan

2、University，Chengdu610065)Abstract：Conventionalultrasonicpulsemethodcannotprocessreal—timehealthmonitoringtotheconcretequality，insteadpiezoelectricembeddedconcretealertmodulethatembeddedthepiezoelectricceramicinconcrete，canachievetheon—linemonitoringonconcretestructu

3、res．Butbecausetheelectricacousticperformancewasseverelyaffectedafterthepiezoelectricceramicembeddedinconcrete，includingweakenergyofacousticsignalwhichcanbestimulated，lowSNR，itisdifficulttoapplytotheoccasionswhichhasstrongnoiseandthickstructuretobedetected．Tosolvethi

4、sproblem，methodsthatcombinedmetalbackinguponthepiezoelectricceramicembeddedinconcretetoimproveenergyeficiencyandsounddirectivityisproposed．Timedomainandfrequencydomaincharacteristicsofthereceivedsignalundertheconditionsdifferentofbackingthicknessanddifferentexcitati

5、onfrequencyareanalyzed．Theresultsshowthat，afterprocessingofmetalbackingtheenergyofultrasoundsignalincreases2～6times，andthismethoddoesnotaffectwaveformandfrequencycomponentsoftheultrasonicsignalwithhighfeasibility．Keywords：ultrasonictesting；concrete；piezoelectricsubm

6、erged；metalbacking；energyEEACC：2860；7230doi：10．3969／j．issn．1004—1699．2012．01．009背衬对埋人混凝土中压电陶瓷电一声特性的影响李鹏程，陈雨，谭斌，陈浩(1~3Jl大学电子信息学院，成都610065)摘要：传统超声脉冲法不能对混凝土质量进行实时健康监测，将压电陶瓷埋入混凝土中构成的压电埋入式混凝土机敏模块能够进行混凝土结构的在线监测，但由于压电陶瓷在埋入混凝土后其电一声性能受到较大影响，能够激励的声信号能量弱、信噪比低，很难应用于噪声干扰强、待检测结构厚

7、的场合。针对这一问题，提出了通过在埋入混凝土中的压电陶瓷上层合金属背衬的方法，提高声能的利用率和指向性。分析了在不同背衬厚度和不同激励频率条件下接收信号的时、频域特征。结果表明，经过层合金属背衬处理后的超声信号的能量提高了2—6倍，且这种方法并没有影响超声检测信号的波形及频率成分，具有较高的可行性。关键词：超声检测；混凝土；压电埋入式；金属背衬；能量中图分类号：034文献标识码：A文章编号：1004—1699(2012)01—0044—05混凝土结构内部可能出现的不密实、裂缝及空长期安全监测的重任_5j。为实现混凝土结构的实洞

8、区往往会影响结构的承载力和耐久性而造成不同时超声无损监测，文玉梅等提出了一种将压电材料程度的事故，所以需要对混凝土结构进行无损检测埋入混凝土中以实现对混凝土健康状况进行实时监以监测其健康状况⋯。超声脉冲法具有良好方向测的方法l6]。陈雨等研究了埋人条件下压电元件性与几何特性，