[发明专利]冲击荷载自动化识别方法、电子设备和存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种冲击荷载自动化识别方法、电子设备和存储介质，方法包括：远程实时获取待监测结构表面一正方形区域四个顶角位置处四个碳纳米管复合传感器的电阻；如果所述四个碳纳米管复合传感器的电阻在一定时长内均发生变化，根据所述四个碳纳米管复合传感器的电阻变化，识别所述正方形区域受到的冲击荷载的位置；其中，每个碳纳米管复合传感器的尺寸根据传感器泊松比确定，所述尺寸使得所述碳纳米管复合传感器对一个方向的冲击荷载的响应突出于其他方向。本实施例自动识别监测冲击荷载，简单易行，准确度高。

技术领域

本发明实施例涉及结构健康监测领域，尤其涉及一种冲击荷载自动化识别方法、电子设备和存储介质。

背景技术

在土木工程中，混凝土材料凭借承载力高、抗震性能好、经济性好等优点，在大型结构中广泛应用，然而这些大型结构在其服役期间将受到复杂环境荷载的作用以及各类突发性外在因素如外来物冲击、振动等影响；其中，冲击荷载由于难以预测、荷载值高且作用时间短的特点，对大型结构的损伤尤为突出，因此如何实现对冲击荷载的识别监测是结构健康监测领域的热点问题。

目前，在冲击荷载识别监测技术研究中，由冲击荷载产生的结构响应信号是对冲击源进行识别的信息基础，因此结构响应信号的测量就是需要首先解决的问题。由于结构对冲击荷载的响应信号具有时间短、频带宽的特点，在结构健康监测中常用集中式或分布式压电应变测量方法测量结构的响应信号；压电式传感器具有灵敏度高、使用方便、测量信号频率高等优点，但其易受电磁环境干扰；而对于常规低速采样的光纤光栅传感模式，虽然精度相对较高，但在实际应用中由于解调仪采样频率较低，将会导致表征冲击响应特征的有效信息大量缺失，无法满足时差定位原理，导致定位精度大幅降低。

同时，由于实际工程环境复杂，传统监测技术使用的传感器容易受到外界环境尤其是温度的干扰，为了获得精度较高的结果需要进行多次滤波，无疑增加了工作量。此外，这几类传感器存在造价高、耐久性差以及与混凝土结构兼容性不好等问题。

随着材料相关领域的不断研究，碳纳米管作为一种新型高性能材料，被尝试添加到水泥基材料中来制作传感器；现有技术中有大量技术方案对碳纳米管传感器本身进行了改进创新，而如何使用碳纳米管传感器来实现对冲击荷载的监测，从而使碳纳米管传感器在实际工程领域中的使用具有可行性依据，该方面的技术方案相对匮乏。

发明内容

本发明实施例提供一种冲击荷载自动化识别方法、电子设备和存储介质，采用具有单向响应特性的碳纳米管复合传感器和简支梁的影响线理论，自动识别冲击荷载，简单易行，准确度高。

第一方面，本发明实施例提供了一种冲击荷载自动化识别方法，包括：

远程实时获取待监测结构表面一正方形区域四个顶角位置处四个碳纳米管复合传感器的电阻；

如果所述四个碳纳米管复合传感器的电阻在一定时长内均发生变化，根据所述四个碳纳米管复合传感器的电阻变化，识别所述正方形区域受到的冲击荷载的位置；

其中，每个碳纳米管复合传感器为压阻式压力传感器，内置于所述待监测结构内侧；每个碳纳米管复合传感器包括：水泥基复合材料，以及分散在所述水泥基复合材料中的碳纳米管；每个碳纳米管复合传感器的尺寸根据传感器泊松比确定，所述尺寸使得所述碳纳米管复合传感器对一个方向的冲击荷载的响应突出于其他方向。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现任一实施例所述的冲击荷载自动化识别方法。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现任一实施例所述的冲击荷载自动化识别方法。