基于无线无源RFID技术的金属裂纹传感器

作     者：王博 侯蓉蓉 王柯 曹盛力 

作者机构：西安邮电大学自动化学院 

出 版 物：《华中科技大学学报(自然科学版)》 (Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition))

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：1305[艺术学-设计学（可授艺术学、工学学位）] 13[艺术学] 080202[工学-机械电子工程] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0802[工学-机械工程] 081101[工学-控制理论与控制工程] 0811[工学-控制科学与工程] 

基　　金：国家自然科学青年基金(12204373) 陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2023-JC-QN-0002) 西安邮电大学创新基金(CXJJZL2023031) 

主　　题：无线无源射频识别技术 结构健康监测 裂纹检测 雷达散射截面 

摘      要：设计一种基于无线无源射频识别(Radio Frequency Identification，RFID）技术的结构健康监测(Structural Health Monitoring， SHM)传感器，能够有效识别金属结构表面的裂纹。传感器采用Taconic CER衬底，嵌入四个对称半圆环的方形环作为谐振器。利用HFSS软件对传感器搭建模型并仿真，模拟金属板不同位置和方向（水平、垂直和对角）的裂纹，即0°、45°、90°和135°裂纹。通过对比有裂纹和无裂纹情况下的雷达散射截面（Radar Cross section， RCS）值，观察到有裂纹时RCS的幅频特性发生变化，即幅度的偏移，从而实现对金属表面裂纹的检测。