用于行车健康监测的PVDF传感器及检测方法研究

【摘要】：行车是搬运大型物资不可缺少的设备,被广泛应用于冶金、建筑、化工、汽车、港口等行业,用于各种物料的起重、运输、装卸、安装等作业。行车作业起重负荷量大,而且往往在恶劣的条件下工作,粉尘大、温度高。行车在运行的过程中,由于一些因素可能导致内部结构受到损伤。及时对行车主梁进行健康监测一直是企业安全生产的主攻方向之一。 本文提出了一种通过检测行车主梁受损前后固有频率的变化来反映行车健康状况的监测方法。PVDF材料的传感元件具有压电性能好、声阻抗低、频响宽等优点,可广泛应用于各种振动量的实际测量中,本文选用了PVDF压电薄膜并根据其压电特性,制作了基于PVDF压电薄膜的传感器,可以布置在行车主梁上,用来检测出对行车施加白噪声驱动的激振力激振后得到的振动响应,从而得到行车的固有频率。根据本文实验的需要,同时设计了与传感器配套的信号调理系统,PVDF传感器得到的数据经数据采集卡采集后,通过USB接口与计算机相连接,可以运用相关软件进行处理与显示。最后通过实验验证了传感器与行车健康监测方法的准确性与可行性。