基于微带天线传感器的疲劳裂纹扩展监测系统及其监测方法与流程

文档序号:15460564发布日期:2018-09-18 18:02阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于微带天线传感器的疲劳裂纹扩展监测系统,其特征在于,包括微带天线传感器、无线问询装置和数据采集及处理装置;

所述微带天线传感器粘贴在被测试件上;

所述无线问询装置包括信号发生装置、RF环形器和号角天线,信号发生装置通过RF环形器与号角天线连接,所述无线问询装置通过号角天线发射问询信号给无线传感器,并接收天线传感器的反射信号;

所述数据采集及处理装置,与RF环形器连接,用于接收来自无线问询装置的信号并对其进行处理,根据拟合得到的“裂纹长度—谐振频率”(或“裂纹长度—谐振频率变化量”)关系曲线,得到疲劳裂纹沿横向和纵向的扩展长度,进而拟合出裂纹扩展路径,得到扩展方向信息。

2.根据权利要求1所述的基于微带天线传感器的疲劳裂纹扩展监测系统,其特征在于,微带天线传感器包括基质,基质的一面设有导体贴片,基质的另一面粘贴在被测试件表面。

3.根据权利要求1所述的基于微带天线传感器的疲劳裂纹扩展监测系统,其特征在于,所述无线问询装置周期发射问询信号。

4.根据权利要求2所述的基于微带天线传感器的疲劳裂纹扩展监测系统,其特征在于,所述导体为良导体铜,基质为绝缘材料。

5.根据权利要求2所述的基于微带天线传感器的疲劳裂纹扩展监测系统的疲劳裂纹监测方法,其特征在于,包括如下步骤:

1)设置微带天线传感器:将制作好的微带天线传感器使用强力胶粘贴在被测试件表面;

2)设置问询信号发射频率及信号的频率范围:根据实际要求,设置问询信号发射频率;根据制作好的微带天线传感器的谐振频率,设置问询信号频率范围;

3)疲劳裂纹扩展在线监测:无线问询装置不断对微带天线传感器发射问询信号,同时接收微带天线传感器发射的信号,由于信号反射过程中会有损耗,当发射信号的频率和微带天线传感器的谐振频率相同时,损耗最小;信号采集及处理装置从无线问询装置接收信号,并对信号进行处理得到微带天线传感器的两个不同方向的谐振频率f01f10,根据谐振频率的变化量Δf01和Δf10,得到微带疲劳裂纹扩展的长度和方向;其中当电流平行于导体贴片长度方向时,辐射模态为TM01,对应谐振频率为f01,当电流平行于导体贴片宽度方向时,辐射模态为TM10,对应谐振频率为f10

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