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用于水电机组螺栓松动检测的无源RFID标签天线模型优化
1
作者
宋坤
谢蓉
+3 位作者
冉运蒸
鲁罗平
钟建伟
廖红华
《湖北民族大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第1期64-68,74,共6页
为辅助螺栓松动检测管理,应用射频识别技术(radio frequency identification,RFID),设计了用于螺栓松动检测的无源RFID标签天线模型。首先,采用弯折偶极子和末端短路设计,使天线达到目标中心谐振频率;其次,在标签天线结构下方增加类似...
为辅助螺栓松动检测管理,应用射频识别技术(radio frequency identification,RFID),设计了用于螺栓松动检测的无源RFID标签天线模型。首先,采用弯折偶极子和末端短路设计,使天线达到目标中心谐振频率;其次,在标签天线结构下方增加类似于匹配环结构的矩形环馈设计,使标签天线与目标芯片实现阻抗匹配。通过高频结构仿真(high frequency structural simulator,HFSS)软件对标签天线结构参数进行仿真优化,确定标签天线的最终尺寸为60.0 mm×60.0 mm×1.6 mm。Farsens Rocky100芯片在915 MHz时的阻抗为51-j460Ω,仿真结果表明标签天线的阻抗为46.7+j461.4Ω,与芯片匹配良好;标签天线的中心频率为915 MHz,得到的回波损耗小于-10 dB带宽的范围为840~970 MHz,增益最大为0.8 dB,能满足螺栓松动检测的距离要求。该研究在螺栓松动检测方面具有一定的应用价值。
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关键词
螺栓松动
射频识别
标签天线
弯折偶极子
阻抗匹配
HFSS仿真
回波损耗
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职称材料
基于响应面法的螺栓预紧力压电振动传感器结构多目标优化设计
2
作者
谢蓉
宋坤
+4 位作者
冉运蒸
鲁罗平
张吉庆
梁会军
廖红华
《湖北民族大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第1期92-96,共5页
为优化用于螺栓预紧力监测的压电式振动传感器结构参数,增大输出响应并优化其动态性能,提出以压电片最大等效应变、10 Hz传感器固有频率和传感器最小质量为优化目标,将响应面法(response surface methodology,RSM)与多目标遗传算法(mult...
为优化用于螺栓预紧力监测的压电式振动传感器结构参数,增大输出响应并优化其动态性能,提出以压电片最大等效应变、10 Hz传感器固有频率和传感器最小质量为优化目标,将响应面法(response surface methodology,RSM)与多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA)相结合的设计方法。选取质量块厚度、悬臂梁和压电片的长度、宽度和厚度作为设计要素,采用最佳空间填充设计实验方案,构建标准响应面模型,并基于MOGA得到传感器的最佳结构参数组合,最后根据优化结果进行数值模拟验证。结果表明:优化后的悬臂梁和压电片结构尺寸分别为100.0 mm×45.0 mm×0.7 mm、45.0 mm×18.0 mm×0.7 mm,质量块厚度为15.0 mm,传感器结构谐振频率减小为9.49 Hz,输出响应增大了6.39%。该优化设计可用于螺栓预紧力的监测。
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关键词
螺栓松动
压电振动传感器
响应面法
多目标优化设计
数值模拟
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职称材料
题名
用于水电机组螺栓松动检测的无源RFID标签天线模型优化
1
作者
宋坤
谢蓉
冉运蒸
鲁罗平
钟建伟
廖红华
机构
湖北民族大学智能科学与工程学院
出处
《湖北民族大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第1期64-68,74,共6页
基金
国家自然科学基金项目(62163013)
湖北省自然科学基金项目(2021CFB542)。
文摘
为辅助螺栓松动检测管理,应用射频识别技术(radio frequency identification,RFID),设计了用于螺栓松动检测的无源RFID标签天线模型。首先,采用弯折偶极子和末端短路设计,使天线达到目标中心谐振频率;其次,在标签天线结构下方增加类似于匹配环结构的矩形环馈设计,使标签天线与目标芯片实现阻抗匹配。通过高频结构仿真(high frequency structural simulator,HFSS)软件对标签天线结构参数进行仿真优化,确定标签天线的最终尺寸为60.0 mm×60.0 mm×1.6 mm。Farsens Rocky100芯片在915 MHz时的阻抗为51-j460Ω,仿真结果表明标签天线的阻抗为46.7+j461.4Ω,与芯片匹配良好;标签天线的中心频率为915 MHz,得到的回波损耗小于-10 dB带宽的范围为840~970 MHz,增益最大为0.8 dB,能满足螺栓松动检测的距离要求。该研究在螺栓松动检测方面具有一定的应用价值。
关键词
螺栓松动
射频识别
标签天线
弯折偶极子
阻抗匹配
HFSS仿真
回波损耗
Keywords
bolt loosening
RFID
tag antenna
bending dipole
impedance matching
HFSS simulation
return loss
分类号
TN82 [电子电信—信息与通信工程]
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职称材料
题名
基于响应面法的螺栓预紧力压电振动传感器结构多目标优化设计
2
作者
谢蓉
宋坤
冉运蒸
鲁罗平
张吉庆
梁会军
廖红华
机构
湖北民族大学智能科学与工程学院
国网湖北省电力有限公司恩施供电公司
出处
《湖北民族大学学报(自然科学版)》
CAS
2024年第1期92-96,共5页
基金
国家自然科学基金项目(62163013)
湖北民族大学研究生教育创新项目(MYK2023075)。
文摘
为优化用于螺栓预紧力监测的压电式振动传感器结构参数,增大输出响应并优化其动态性能,提出以压电片最大等效应变、10 Hz传感器固有频率和传感器最小质量为优化目标,将响应面法(response surface methodology,RSM)与多目标遗传算法(multi-objective genetic algorithm,MOGA)相结合的设计方法。选取质量块厚度、悬臂梁和压电片的长度、宽度和厚度作为设计要素,采用最佳空间填充设计实验方案,构建标准响应面模型,并基于MOGA得到传感器的最佳结构参数组合,最后根据优化结果进行数值模拟验证。结果表明:优化后的悬臂梁和压电片结构尺寸分别为100.0 mm×45.0 mm×0.7 mm、45.0 mm×18.0 mm×0.7 mm,质量块厚度为15.0 mm,传感器结构谐振频率减小为9.49 Hz,输出响应增大了6.39%。该优化设计可用于螺栓预紧力的监测。
关键词
螺栓松动
压电振动传感器
响应面法
多目标优化设计
数值模拟
Keywords
bolt loosening
piezoelectric vibration sensor
response surface methodology
multi-objective optimum design
numerical simulation
分类号
TH136 [机械工程—机械制造及自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
用于水电机组螺栓松动检测的无源RFID标签天线模型优化
宋坤
谢蓉
冉运蒸
鲁罗平
钟建伟
廖红华
《湖北民族大学学报(自然科学版)》
CAS
2024
0
下载PDF
职称材料
2
基于响应面法的螺栓预紧力压电振动传感器结构多目标优化设计
谢蓉
宋坤
冉运蒸
鲁罗平
张吉庆
梁会军
廖红华
《湖北民族大学学报(自然科学版)》
CAS
2024
0
下载PDF
职称材料
已选择
0
条
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参考文献
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