[發(fā)明專利]一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610839875.X
• 申請(qǐng)日: 2016-09-22
• 公開（公告）號(hào): CN107860823A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫紅兵;陳勇;熊樹;戴金橋;俞阿龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 淮陰師范學(xué)院
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.一種復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)（1）、壓電傳感器配置機(jī)構(gòu)（2）、電荷放大器（3）和數(shù)據(jù)采集處理器（4）；所述壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)（1）由均勻布置在復(fù)合材料機(jī)構(gòu)上的多個(gè)壓電傳感器（11）組成；

所述壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)（1）經(jīng)壓電傳感器配置機(jī)構(gòu)（2）連接至電荷放大器（3），所述壓電傳感器配置機(jī)構(gòu)（2）包括撞擊監(jiān)測(cè)配置模塊（21）和損傷監(jiān)測(cè)配置模塊（22），所述撞擊監(jiān)測(cè)配置模塊（21）用于從布置在復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的整個(gè)壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)（1）中選擇用于對(duì)所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行撞擊監(jiān)測(cè)的壓電傳感器（11），所選擇的壓電傳感器（11）用于當(dāng)所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)發(fā)生撞擊事件時(shí)，利用信號(hào)采集器通過(guò)所選擇的壓電傳感器（11）同步采集撞擊響應(yīng)信號(hào)，并根據(jù)所述撞擊響應(yīng)信號(hào)進(jìn)行撞擊監(jiān)測(cè)得到撞擊事件參數(shù)；所述損傷監(jiān)測(cè)配置模塊（22）用于根據(jù)所述撞擊事件參數(shù)確定損傷監(jiān)測(cè)區(qū)域，并從所述整個(gè)壓力傳感器網(wǎng)絡(luò)（1）中選擇用于對(duì)所述損傷監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行損傷監(jiān)測(cè)的壓電傳感器（11）；

所述電荷放大器（3）連接至數(shù)據(jù)采集處理器（4），所述電荷放大器（3）用于對(duì)所述損傷監(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行損傷監(jiān)測(cè)的壓電傳感器（11）所輸出的接收信號(hào)進(jìn)行放大處理，并輸出傳感信號(hào)給所述數(shù)據(jù)采集處理器（4）；所述數(shù)據(jù)采集處理器（4）用于獲得傳感信號(hào)，并對(duì)獲得的傳感信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，得到接收波形信號(hào)；對(duì)所述接收波形信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣；對(duì)所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏盲源分離，得到分離后的信號(hào)；對(duì)所述分離后的信號(hào)進(jìn)行小波消噪處理，得到消噪后的分離信號(hào)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述信號(hào)采集器包括撞擊響應(yīng)信號(hào)調(diào)理單元和多通道信號(hào)同步采集單元，撞擊響應(yīng)信號(hào)調(diào)理單元與用于撞擊監(jiān)測(cè)的多個(gè)壓電傳感器（11）相連，撞擊響應(yīng)信號(hào)調(diào)理單元用于對(duì)多個(gè)壓電傳感器（11）輸出的多路撞擊響應(yīng)信號(hào)分別進(jìn)行濾波和放大，多通道信號(hào)同步采集單元用于對(duì)撞擊響應(yīng)信號(hào)調(diào)理單元輸出的多路信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)化并同步采集。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集處理器（4）包括原始波形信號(hào)提取單元（41）、信號(hào)預(yù)處理單元（42）、稀疏盲源分離單元（43）和信號(hào)后處理單元（44），原始波形信號(hào)提取單元（41）、信號(hào)預(yù)處理單元（42）、稀疏盲源分離單元（43）和信號(hào)后處理單元（44）依次相連；所述原始波形信號(hào)提取單元（41）用于獲得傳感信號(hào)，并對(duì)獲得的傳感信號(hào)進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，輸出接收波形信號(hào)；所述信號(hào)預(yù)處理單元（42）用于對(duì)所述接收波形信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，輸出預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣；所述稀疏盲源分離單元（43）用于對(duì)所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行稀疏盲源分離，輸出分離后的信號(hào)；所述后處理單元（44）用于對(duì)所述分離后的信號(hào)進(jìn)行小波消噪處理，得到消噪后的分離信號(hào)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述所述信號(hào)預(yù)處理單元（42）包括帶通濾波器子單元（421）、有效數(shù)據(jù)提取子單元（422）、中心化子單元（423）和預(yù)白化子單元（424）；所述帶通濾波器子單元（421）用于對(duì)所述接收波形信號(hào)進(jìn)行低頻載荷信號(hào)濾除處理，并輸出無(wú)載荷接收信號(hào)；所述有效數(shù)據(jù)提取子單元（422）用于對(duì)所述帶通濾波器子單元（421）輸出的無(wú)載荷接收信號(hào)進(jìn)行有效的接收數(shù)據(jù)段截取處理，并輸出有效接收信號(hào)；所述中心化子單元（423）用于對(duì)所述有效數(shù)據(jù)提取子單元（422）輸出的有效接收信號(hào)進(jìn)行中心化處理，并輸出中心化接收信號(hào)；所述預(yù)白化子單元（424）用于對(duì)所述中心化子單元（423）輸出的中心化接收信號(hào)進(jìn)行預(yù)白化處理，并輸出所述預(yù)處理后的數(shù)據(jù)矩陣。