结构健康监测技术：嵌入式传感器方法论

20世纪的最后十年，技术领域的突破并不仅仅局限于创新高性能材料的研发，先进的传感技术同样取得了长足的进步。将传感器嵌入材料或结构内部，为我们开启了一扇全新的大门：它使得实时探测裂纹的萌生、预警结构失效的发生、评估材料的劣化程度乃至精确定位损伤区域成为可能。这便是结构健康监测（Structural Health Monitoring, SHM）技术的核心思想，近年来其重要性日益凸显。

作为一门新兴技术，结构健康监测致力于开发能够对结构进行连续监测、检查和损伤探测的系统与方法。如今，从航空器（Aircraft）到齐柏林飞艇（Zeppelin），SHM的应用已渗透到广泛的工业领域。无论是前沿的桥梁设计、日益严苛的安全规范、延长结构服役寿命的需求，还是降低维护与检测成本（例如，减少甚至取代传统的人工目视检查和无损检测NDT）的迫切愿望，都构成了推动结构健康监测系统应用的强大驱动力。准确识别并定位结构内部的微小裂纹或劣化区域，对传感器的灵敏度和数据的解读能力提出了极高的要求。

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这项技术的终极目标，是彻底颠覆当前基于固定时间表的检修模式，代之以基于结构实际状况的“视情维修”或“状态修护”（Condition-Based Maintenance）。这种转变意味着从被动的、预防性的维护，迈向主动的、预测性的维护，从而在保障安全的前提下，实现资源利用和运行效率的最大化。

本章旨在介绍结构健康监测的基本概念，概述用于性能控制与状态监测的前沿传感技术，并回顾其在不同工业领域的典型应用。