[發(fā)明專利]位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810377826.8
• 申請(qǐng)日: 2018-04-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110161116B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高勇;肖登紅;李乃田;孟繁超;葉全紅;張?zhí)K;周小紅;仝宗凱;魏域鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京機(jī)電工程研究所
• 主分類號(hào): G01N29/04
• 分類號(hào): G01N29/04;G01N29/14;G01B17/00
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

本發(fā)明提供了一種位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置，該位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置包括波導(dǎo)桿、空間定位模塊、聲發(fā)射傳感器和位移傳感器，波導(dǎo)桿的一端與被測(cè)物體相接觸，空間定位模塊的一端與波導(dǎo)桿的另一端連接，空間定位模塊具有容納腔，聲發(fā)射傳感器設(shè)置在波導(dǎo)桿的另一端且位于容納腔內(nèi)，空間定位模塊通過(guò)容納腔對(duì)聲發(fā)射傳感器進(jìn)行定位和夾緊，聲發(fā)射傳感器用于檢測(cè)由波導(dǎo)桿傳遞的被測(cè)物體所發(fā)出的聲發(fā)射信號(hào)，位移傳感器與空間定位模塊的另一端連接，位移傳感器用于檢測(cè)被測(cè)物體所產(chǎn)生的位移。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，以解決現(xiàn)有技術(shù)中高溫力熱試驗(yàn)中所測(cè)結(jié)構(gòu)的承載能力和性能測(cè)量精度差以及結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷能力差的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及航天器結(jié)構(gòu)損傷監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置。

背景技術(shù)

臨近空間是指高度為20km至100km之間的廣闊空域，介于傳統(tǒng)的空與天之間。隨著軍事理論和軍事需求的迅猛發(fā)展，臨近空間領(lǐng)域的防御和打擊能力獲得了廣泛的關(guān)注，正逐步成為各軍事強(qiáng)國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的領(lǐng)域之一。臨近空間飛行器作為該空域作戰(zhàn)的核心武器系統(tǒng)，是當(dāng)今世界空天一體化領(lǐng)域的主要研究對(duì)象，具有快速反應(yīng)、強(qiáng)突防、強(qiáng)摧毀和高機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)以及精確打擊等能力，對(duì)未來(lái)空天一體化作戰(zhàn)有著革命性影響。臨近空間飛行器高速飛行或再入過(guò)程中要承受嚴(yán)酷的氣動(dòng)熱載荷，為保證飛行器內(nèi)部的元器件能夠正常工作，需要一個(gè)有效的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)。隨著飛行馬赫數(shù)及航時(shí)的不斷增加，機(jī)身表面溫度不斷升高，傳統(tǒng)的熱防護(hù)結(jié)構(gòu)和材料如金屬熱防護(hù)、隔熱氈等無(wú)法繼續(xù)滿足使用要求，必須采用耐溫性更高、抗氧化性更優(yōu)異的陶瓷基復(fù)合材料熱防護(hù)結(jié)構(gòu)。

基于此，需要對(duì)熱防護(hù)機(jī)構(gòu)開(kāi)展高溫狀態(tài)下的相關(guān)地面試驗(yàn)。模擬真實(shí)環(huán)境下的高溫力熱試驗(yàn)是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)應(yīng)用過(guò)程中重要環(huán)節(jié)，高溫條件下的信號(hào)測(cè)試也是試驗(yàn)考核面臨的突出難點(diǎn)。高溫力熱試驗(yàn)考核熱環(huán)境和力學(xué)環(huán)境下結(jié)構(gòu)的承載能力和性能，要求具有極端熱環(huán)境下的測(cè)試手段，以獲得結(jié)構(gòu)在高溫承載環(huán)境下的承載能力。現(xiàn)有技術(shù)中通常采用非接觸測(cè)量方式來(lái)用于力熱試驗(yàn)，然而由于非接觸測(cè)量方式需要使用激光等介質(zhì)來(lái)進(jìn)行測(cè)量，而激光等介質(zhì)在高溫力熱環(huán)境下容易受到干擾，從而影響測(cè)量效果，降低測(cè)量精度。再者，在高溫力熱試驗(yàn)條件下，由于實(shí)驗(yàn)條件的限制，導(dǎo)致可用的測(cè)點(diǎn)較少，極大地限制了布置傳感器的數(shù)目，降低了結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置，能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中高溫力熱試驗(yàn)中所測(cè)結(jié)構(gòu)的承載能力和性能測(cè)量精度差以及結(jié)構(gòu)損傷狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷能力差的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供了一種位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置，位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置包括：波導(dǎo)桿，波導(dǎo)桿的一端與被測(cè)物體相接觸；空間定位模塊，空間定位模塊的一端與波導(dǎo)桿的另一端連接，空間定位模塊具有容納腔，容納腔設(shè)置在空間定位模塊和波導(dǎo)桿的另一端之間；聲發(fā)射傳感器，聲發(fā)射傳感器設(shè)置在波導(dǎo)桿的另一端且位于容納腔內(nèi)，空間定位模塊通過(guò)容納腔對(duì)聲發(fā)射傳感器進(jìn)行定位和夾緊，聲發(fā)射傳感器用于檢測(cè)由波導(dǎo)桿傳遞的被測(cè)物體所發(fā)出的聲發(fā)射信號(hào)；位移傳感器，位移傳感器與空間定位模塊的另一端連接，位移傳感器用于檢測(cè)被測(cè)物體所產(chǎn)生的位移。

進(jìn)一步地，位移和聲發(fā)射一體化傳感裝置還包括中繼定位模塊，中繼定位模塊的一端設(shè)置在空間定位模塊的另一端，位移傳感器設(shè)置在中繼定位模塊的另一端。

進(jìn)一步地，空間定位模塊包括相連接的第一連接段和第二連接段，空間定位模塊通過(guò)第一連接段與波導(dǎo)桿的另一端連接，容納腔設(shè)置在第二連接段內(nèi)。

進(jìn)一步地，波導(dǎo)桿為圓柱形桿，第一連接段為空心圓柱體，空心圓柱體與波導(dǎo)桿的另一端螺紋配合連接。

進(jìn)一步地，波導(dǎo)桿的長(zhǎng)度大于100mm。

進(jìn)一步地，波導(dǎo)桿的材質(zhì)為陶瓷基復(fù)合材料。

進(jìn)一步地，聲發(fā)射傳感器包括圓柱形壓電陶瓷傳感器。

進(jìn)一步地，位移傳感器包括頂針式位移傳感器。