[發明專利]一種基于多場耦合傳感器網絡的復合材料結構監測系統

在審

• 申請號: 201610839613.3
• 申請日: 2016-09-22
• 公開（公告）號: CN107860418A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發明（設計）人: 孫紅兵;陳勇;熊樹;戴金橋;俞阿龍
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;G01N27/82;G01N27/92
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于多場耦合傳感器網絡的復合材料結構監測系統，其特征在于，包括多場耦合傳感器網絡（1）、傳感器網絡接口模塊（2）、信號發生及采集模塊（3）和數據處理模塊（4）；所述多場耦合傳感器網絡（1）用于對復合材料結構的多種監測參數進行主動及被動實時在線傳感；所述傳感器網絡接口模塊（2）用于所述多場耦合傳感器網絡（1）與所述信號發生及采集模塊（3）之間的連接；所述信號發生及采集模塊（3）用于產生任意波形信號并采集傳感器網絡接口模塊（2）提供的傳感信號，且將獲取的傳感信號發送至數據處理模塊（4）；所述數據處理模塊（4）根據獲得的傳感信號獲得復合材料結構的雷擊電流及損傷狀況。

2.根據權利要求1所述的基于多場耦合傳感器網絡的復合材料結構監測系統，其特征在于，所述多場耦合傳感器網絡（1）由壓電傳感器子網絡（11）、柔性渦流傳感器子網絡（12）和羅氏線圈子網絡（13）組成。

3.根據權利要求2所述的基于多場耦合傳感器網絡的復合材料結構監測系統，其特征在于，所述傳感器網絡接口模塊（2）包括多功能網絡選擇器（21）、多通道電壓放大及高壓保護模塊（22）、羅氏線圈多通道轉換模塊（23）和多通道選擇器（24）；所述羅氏線圈多通道轉換模塊（23）的輸入端連接至羅氏線圈子網絡（13），羅氏線圈多通道轉換模塊（23）的輸出端連接至多通道電壓放大及高壓保護模塊（22），多通道電壓放大及高壓保護模塊（22）的另一端連接至多功能網絡選擇器（21），羅氏線圈子網絡（13）用于獲取多路電流微分信號并發送至羅氏線圈多通道轉換模塊（23），羅氏線圈多通道轉換模塊（23）對羅氏線圈子網絡（13）輸入的多路電流微分信號進行積分并轉換為電壓信號，電壓信號經多通道電壓放大及高壓保護模塊（22）進行放大，并通過設置電壓閾值來確認羅氏線圈子網絡（13）傳感的雷擊電流微分信號是否過大，所述多通道電壓放大及高壓保護模塊（22）控制羅氏線圈子網絡（13）與傳感器網絡接口模塊（2）的連接；所述多功能網絡選擇器（21）根據監測需求選擇接通相應的壓電傳感器子網絡（11）、柔性渦流傳感器子網絡（12）和羅氏線圈子網絡（13）；所述多功能網絡選擇器（21）連接至多通道選擇器（24）。

4.根據權利要求3所述的基于多場耦合傳感器網絡的復合材料結構監測系統，其特征在于，所述信號發生及采集模塊（3）包括任意信號發生模塊（31）、主動信號調理及采集模塊（32）和被動信號采集模塊（33）；所述任意信號發生模塊（31）分別連接傳感器網絡接口模塊（2）和主動信號調理及采集模塊（32），任意信號發生模塊（31）用于產生任意波形信號和放大所述任意波形信號的功率，并把功率放大前后的任意波形信號作為觸發信號和激勵信號，分別提供給主動信號調理及采集模塊（32）和傳感器網絡接口模塊（2）；所述主動信號調理及采集模塊（32）一端連接至傳感器網絡接口模塊（2），另一端連接至數據處理模塊（4），主動信號調理及采集模塊（32）用于對傳感器網絡接口模塊（2）提供的傳感信號進行放大、濾波和采集，并將傳感信號發送至數據處理模塊（4）；所述被動信號采集模塊（33）一端連接至傳感器網絡接口模塊（2），另一端連接至數據處理模塊（4），被動信號采集模塊（33）用于多通道同步采集傳感器網絡接口模塊（2）提供的傳感信號，并發送至數據處理模塊（4）。

5.根據權利要求4所述的基于多場耦合傳感器網絡的復合材料結構監測系統，其特征在于，所述主動信號調理及采集模塊（32）包括信號放大及濾波模塊（321）和雙通道高速數據采集模塊（322）；所述任意信號發生模塊（31）包括任意波形發生模塊（311）和功率放大模塊（312）。