[發(fā)明專利]基于無線壓電傳感技術(shù)的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611205801.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN106742057B
• 公開（公告）日: 2019-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈意平;王送來;王鋼;李學(xué)軍;韓清凱;李鴻光;蔣勉;賓光富
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B64F5/60
• 分類號(hào): B64F5/60
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 顏昌偉

1.一種基于無線壓電傳感技術(shù)的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：包括機(jī)身無線壓電傳感裝置、左翼無線壓電傳感裝置、尾翼無線壓電傳感裝置、右翼無線壓電傳感裝置和損傷監(jiān)測(cè)裝置，所述機(jī)身無線壓電傳感裝置安裝在飛機(jī)機(jī)身蒙皮上，左翼無線壓電傳感裝置安裝在飛機(jī)左翼蒙皮上，尾翼無線壓電傳感裝置安裝在飛機(jī)尾翼蒙皮上，右翼無線壓電傳感裝置安裝在飛機(jī)右翼蒙皮上，損傷監(jiān)測(cè)裝置安裝在機(jī)頭內(nèi)飛行員觀測(cè)到的區(qū)域，所述機(jī)身無線壓電傳感裝置、左翼無線壓電傳感裝置、尾翼無線壓電傳感裝置、右翼無線壓電傳感裝置均與損傷監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行無線通訊；

所述機(jī)身無線壓電傳感裝置、左翼無線壓電傳感裝置、尾翼無線壓電傳感裝置、右翼無線壓電傳感裝置結(jié)構(gòu)相同且均包括一個(gè)中繼器和多個(gè)無線壓電傳感單元，機(jī)身無線壓電傳感裝置、左翼無線壓電傳感裝置、尾翼無線壓電傳感裝置、右翼無線壓電傳感裝置的無線壓電傳感單元分別安裝在對(duì)應(yīng)的飛機(jī)機(jī)身蒙皮、飛機(jī)左翼蒙皮、飛機(jī)尾翼蒙皮、飛機(jī)右翼蒙皮上，多個(gè)無線壓電傳感單元均與中繼器相連，中繼器與損傷監(jiān)測(cè)裝置進(jìn)行無線通訊；

所述無線壓電傳感單元包括壓電激振器、內(nèi)圈導(dǎo)線、壓電傳感器、相位編碼器、外圈導(dǎo)線、電壓放大器、終端，所述內(nèi)圈導(dǎo)線和外圈導(dǎo)線同心設(shè)置，內(nèi)圈導(dǎo)線和外圈導(dǎo)線之間形成一個(gè)環(huán)形區(qū)域，壓電激振器位于內(nèi)圈導(dǎo)線的中心位置，8個(gè)壓電傳感器呈環(huán)形均勻設(shè)置在所述環(huán)形區(qū)域內(nèi)，每個(gè)壓電傳感器的一端均連接內(nèi)圈導(dǎo)線，每個(gè)壓電傳感器的另一端均經(jīng)一個(gè)相位編碼器后連接外圈導(dǎo)線，所述電壓放大器的輸入端與外圈導(dǎo)線相連，電壓放大器的輸出端與終端相連，終端與中繼器相連；每個(gè)無線壓電傳感單元的壓電激振器和8個(gè)壓電傳感器均粘附于飛機(jī)對(duì)應(yīng)位置的蒙皮上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線壓電傳感技術(shù)的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述損傷監(jiān)測(cè)裝置包括監(jiān)控單元和網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，監(jiān)控單元通過RS232總線與網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器相連，網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器與機(jī)身無線壓電傳感裝置、左翼無線壓電傳感裝置、尾翼無線壓電傳感裝置、右翼無線壓電傳感裝置的中繼器行無線通訊。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線壓電傳感技術(shù)的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述中繼器為Zigbee中繼器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線壓電傳感技術(shù)的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于：所述終端為Zigbee終端。

5.一種利用權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的基于無線壓電傳感技術(shù)的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)裝置的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

步驟一：飛機(jī)機(jī)身蒙皮、飛機(jī)左翼蒙皮、飛機(jī)尾翼蒙皮、飛機(jī)右翼蒙皮上各無線壓電傳感單元發(fā)射無線監(jiān)測(cè)信號(hào)：

步驟二：中繼器接收對(duì)應(yīng)的無線壓電傳感單元發(fā)射的無線監(jiān)測(cè)信號(hào)，并將信號(hào)發(fā)射出去；

步驟三：損傷監(jiān)測(cè)裝置的網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器接收各中繼器發(fā)射的信號(hào)，并將信號(hào)經(jīng)RS232總線傳輸至監(jiān)控單元；

步驟四：由監(jiān)控單元將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并分析判斷飛機(jī)蒙皮是否出現(xiàn)損傷，將有損傷的蒙皮位置進(jìn)行聲音播報(bào)和圖像顯示。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于無線壓電傳感技術(shù)的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)裝置的飛機(jī)蒙皮損傷監(jiān)測(cè)方法，其特征在于：所述步驟一具體步驟為

對(duì)飛機(jī)機(jī)身蒙皮、飛機(jī)左翼蒙皮、飛機(jī)尾翼蒙皮、飛機(jī)右翼蒙皮上各無線壓電傳感單元的壓電激振器施加高頻電壓信號(hào)，由于逆壓電效應(yīng)，壓電激振器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，在飛機(jī)蒙皮內(nèi)產(chǎn)生以壓電激振器為中心，向四周傳播的Lamb波，該Lamb波傳播到八個(gè)壓電傳感器位置，帶動(dòng)每個(gè)壓電傳感器做高頻振動(dòng)，由于壓電效應(yīng)，壓電傳感器產(chǎn)生高頻電壓信號(hào)，壓電傳感器產(chǎn)生的高頻電壓信號(hào)經(jīng)相位編碼器選擇，再由電壓放大器放大后經(jīng)導(dǎo)線傳輸至終端，再由終端將高頻電壓信號(hào)無線發(fā)射。