[实用新型]一种基于微带天线的疲劳应变传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应变传感器，尤其涉及一种基于微带天线的疲劳应变传感器。

背景技术

金属结构在现代的机械设备和土木工程等领域中的使用量极为庞大。大型金属结构常年工作或者暴露在恶劣的环境中，并长期承受重载及疲劳载荷，难以避免地会产生一定程度的应变。当应变增大到材料的弹性范围时，会使结构产生不可逆转的变形，造成钢结构的承载能力和抗疲劳性能降低，为设备的安全持续运行带来隐患，甚至酿成极其严重的后果。因此，需要一定的技术手段提前对结构关键部位的应变进行实时监测，并采取相应的预防措施。现有的应变测量技术主要有光纤光栅、应变仪、压电陶瓷等，光纤光栅易于损坏，而且比较昂贵；压电元件脆性大，不易埋入结构。

目前现有的有线传感器线缆布置比较麻烦，运用在运动部件或旋转机构上时，有线传感器的使用就会受到很大的限制；普通的无线传感器虽然可以回避线缆布置问题，但需要用到集成电路和电源，完成信号的接收、发送甚至是处理，这就会给传感器的使用环境、使用寿命带来很大的限制。

随着结构健康监测技术的发展，传感器的性能和结构形式也越来越重要，无源、无线、体积小、结构简单等特点也逐渐成为传感器的发展趋势。这些优势会给传感器的安装、阵列布置和维护带来很大的便利。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种检测效果好，并可以从而减少对测量仪器的要求的基于微带天线的疲劳应变传感器。

本实用新型所采用的技术方案为：一种基于微带天线的疲劳应变传感器，包括导体贴片、介质基片，所述导体贴片安设在介质基片上，其特征在于：所述导体贴片包括腹板和安设在腹板两侧的翼板，所述翼板的宽度大于腹板的宽度。

按上述技术方案，还包括金属接地板，所述介质基片与金属接地板相连。

按上述技术方案，所述翼板对称设置在腹板的两侧。

按上述技术方案，在翼板的两外侧靠近腹板的下端部对称设置成光滑过渡的曲面状。

按上述技术方案，所述翼板的长度为5-20mm，宽度为8-12mm。

本实用新型所取得的有益效果为：本实用新型通过改变导体贴片的形状，即通过将翼板的宽度大于腹板的宽度，可以实现对检测的应变结果进行放大，且通过改变腹板的长度可以将传感器的应力应变输出结果进行不同程度的放大，使传感器的在一定的总体尺寸条件下工作频率变小，或者在同样的工作频率下具有更小的工作频率。因此，其检测效果更好，同时也可以从而减少对测量仪器的要求。

附图说明

图1为本实用新型的结构图。

图2为本实用新型中导体贴片的结构示意图。

图3为本实施例中具体实例的S11(应变灵敏度)仿真曲线图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1、2所示，本实施例提供了一种基于微带天线的疲劳应变传感器，包括导体贴片1、介质基片2，导体贴片1采用铜、银、金等导电性比较好的材料，通过腐蚀、光刻、强力胶水粘贴的方式覆盖在介质基片2的一个表面。所述的介质基片2采用已知介电常数的绝缘材料(其厚度要远小于传感器的工作波长)，包括：聚酰亚胺、聚四氟乙烯、环氧树脂等。所述导体贴片1包括腹板5和安设在腹板两侧的翼板4，所述翼板4的宽度大于腹板5的宽度，所述翼板4对称设置在腹板的两侧。

当被测对象为金属时，本实用新型的疲劳应变传感器可以不设置有金属接地板层，当被测对象为非金属时，本实用新型的疲劳应变传感器还包括金属接地板3，所述金属接地板3为铝板、钢板、铜板中的一种。

本实施例中，在翼板4的两外侧靠近腹板的下端部对称设置成光滑过渡的曲面状6，既增加了贴片边沿和接地板之间的辐射场，也保证了贴片边缘有更好的粘贴效果。其中，优选，所述翼板的长度为：5-20mm，宽度为8-12mm。

所述传感器的参考中心频率与传感器相关参数的关系如下列公式所示：