技术摘要：
本发明属于结构健康监测及能量采集领域，公开了一种基于压电效应的自能量式结构监测无线传感器，包括无线传感器组件和能量采集组件，无线传感器组件包括信号处理集成电路板、无线信号发射模块及贴附于监测物体表面的压电薄片，信号处理集成电路板上设置传感器芯片模块  全部
背景技术：
无线传感器因其采用低功耗设计、无线传输的优点可以作为结构健康监测技术手 段。把传感器网络安置到监测结构（如桥梁、建筑和飞机）中，利用无线传感器进行结构健康 监测是一种可靠且不昂贵的做法，可以在第一时间检测到缺陷的形成。这种网络可以提早 监测出结构中出现的缺陷，从而避免灾难性事故。然而如果没有有效的数据处理方法，无线 传感器在进行结构监测时产生的庞大、复杂的电信号就无法被计算终端及时而准确的识 别。由此可知，无线传感器数据处理的灵活性成为限制无线传感器应用性的影响因素，该问 题成为领域内亟待解决的关键技术问题。 利用压电效应制造的压电材料可以利用其自发电特性用于产生电能。其优点是利 用压电原理收集结构产生的微弱振动机械能，转化为电能，为传感器提供电源，保证整套装 置自供给。有效规避了传统监测设备需使用电池或外接电路的局限性，保证设备长期持久 工作并节约能源。 目前，压电材料已经被开发应用于压电传感器制造，利用其机电转换特性,在机械 激励下产生电学响应。这部分的电学相应被信号网络处理成可被计算终端识别的电信号， 通过应变与电信号的联系，计算终端即反映出结构产生的实时形变。 与现有的结构健康监测技术相比，基于压电效应的自能量式无线传感器在自能量 的前提下更有效、更精确地监测结构的动态机械响应过程，提前做出预警，以便技术人员采 取预防措施，减轻结构损坏造成的生命财产安全。因为所提出的传感器信号网络数据处理 方法用于简化由特定形变引起的电信号，与现有的长期监测技术相比，大大减少了监测数 据量。
技术实现要素：
针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于压电效应的自能量式 结构监测无线传感器的技术方案。 所述的一种基于压电效应的自能量式结构监测无线传感器，其特征在于包括无线 传感器组件和能量采集组件，无线传感器组件包括信号处理集成电路板、无线信号发射模 块及贴附于监测物体表面的压电薄片，信号处理集成电路板上设置传感器芯片模块和储存 单元模块，能量采集组件包括振动放大器和锆钛酸铅压电梁。 所述的一种基于压电效应的自能量式结构监测无线传感器，其特征在于压电薄片 通过导线与信号处理集成电路板连接。 所述的一种基于压电效应的自能量式结构监测无线传感器，其特征在于信号处理 集成电路板上设置无线信号设备外接口，无线信号设备外接口上设置有无线信号发射模块 3 CN 111551139 A 说　明　书 2/3 页 插槽，无线信号发射模块插槽通过排线与无线信号发射模块连接。 所述的一种基于压电效应的自能量式结构监测无线传感器，其特征在于锆钛酸铅 压电梁用于将机械振动转化电能，锆钛酸铅压电梁上设置有压电陶瓷片。 所述的一种基于压电效应的自能量式结构监测无线传感器，其特征在于能量采集 组件通过导线为无线传感器部分供电。 本发明创新性地将电压阀值处理方法应用于无线传感器中，提高了结构监测持续 性、效率性；本发明创新型地结合两种压电形式，首次实现了压电材料自发电与机电信号转 变的两用性；本发明较其他结构监测无线传感技术具有更加优秀的测量灵敏性，准确性和 能耗节约性。 附图说明 图1为本发明结构示意图； 图2为本发明中的信号处理集成电路板与压电薄片连接结构示意图； 图3为本发明中的信号处理集成电路板与能量采集组件连接结构示意图； 图4为本发明中的信号处理集成电路板与无线信号发射模块连接结构示意图； 图5为本发明的电路结构示意图； 图中：1-信号处理集成电路板；2-传感芯片；3-存储单元组；4-无线信号外接口；5-无线 信号发射模块；6-压电薄片；7-振动放大器；8-锆钛酸铅压电梁；9-压电陶瓷片；10-导线； 11-排线。