專利名稱：基于dsp技術(shù)的智能結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明所述的一種新型的基于光修復(fù)技術(shù)的智能結(jié)構(gòu)自愈傷方法與健康監(jiān)測(cè)系 統(tǒng)，結(jié)合光固化技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、復(fù)合材料結(jié)構(gòu)力學(xué)和數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)，利用太陽(yáng) 光能實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料的自愈傷，并結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)了復(fù)合材料結(jié)構(gòu) 的健康監(jiān)測(cè)，屬于一種全新的智能結(jié)構(gòu)自修復(fù)與自診斷。尤其本發(fā)明提出的以太陽(yáng)光作為 能量補(bǔ)給，光固化修復(fù)劑作為物質(zhì)補(bǔ)給的材料自愈傷解決方案，為復(fù)合材料構(gòu)件更安全廣 泛的使用提供了一種實(shí)用性強(qiáng)、成本低、環(huán)保節(jié)能的有效途徑。
背景技術(shù)：
廣泛應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域的復(fù)合材料由于其組分的多樣性和復(fù)雜性，在制造加工 成型以及使用過程中，其表面和內(nèi)部不可避免的會(huì)出現(xiàn)各類缺陷和損傷，尤其，微裂紋損傷 的產(chǎn)生和擴(kuò)展將引起材料整體性能的下降，導(dǎo)致構(gòu)件失效，減短材料的使用壽命，嚴(yán)重時(shí)則 會(huì)帶來(lái)災(zāi)難性的后果。20世紀(jì)80年代末，美國(guó)和日本科學(xué)家將仿生學(xué)融入復(fù)合材料的研究中，提出了智 能結(jié)構(gòu)的新概念。智能結(jié)構(gòu)是指從仿生學(xué)的觀點(diǎn)設(shè)計(jì)和制造復(fù)合材料，使材料具有感知和 自修復(fù)的功能。目前，具有自診斷、自修復(fù)功能的智能自修復(fù)材料已成為新材料領(lǐng)域的研究 重點(diǎn)之一，自修復(fù)的核心是能量補(bǔ)給和物質(zhì)補(bǔ)給，其過程由生長(zhǎng)活性因子來(lái)完成。模仿生物 體損傷愈合的原理，使得復(fù)合材料對(duì)內(nèi)部或者外部損傷能夠進(jìn)行自修復(fù)，從而消除隱患，增 強(qiáng)材料的機(jī)械強(qiáng)度，延長(zhǎng)使用壽命。目前，國(guó)內(nèi)外在復(fù)合材料健康監(jiān)測(cè)與診斷方面已開展了大量的研究工作，并取得 一些成果，方法主要是在材料內(nèi)埋置傳感器陣列，在線診斷結(jié)構(gòu)在加工、固化、成形及由于 外力、疲勞等產(chǎn)生的變形、裂紋損傷等。然而，對(duì)于智能復(fù)合材料損傷自修復(fù)方面的研究還 處于起步階段。目前，研究使用的方法主要有熱可逆交聯(lián)反應(yīng)法、液芯纖維法和微膠囊法。 熱可逆交聯(lián)反應(yīng)法主要通過加熱的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)損傷修復(fù)，這將損害材料的其他性能，例如 引起晶粒長(zhǎng)大等，并且修復(fù)速度慢，工藝復(fù)雜，不利于智能結(jié)構(gòu)的應(yīng)用和發(fā)展。液芯纖維法 和微膠囊法是指在智能復(fù)合材料基體中埋入包含修復(fù)劑的纖維或微膠囊，在復(fù)合材料內(nèi)部 形成智能型仿生自修復(fù)網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)復(fù)合材料出現(xiàn)裂紋時(shí)，部分液芯纖維或微膠囊破裂，修復(fù)劑 流出并滲入裂縫，使受損區(qū)域愈合以實(shí)現(xiàn)自修復(fù)功能。現(xiàn)有的文獻(xiàn)資料所使用的修復(fù)劑均 為雙組分膠粘劑，設(shè)計(jì)中將修復(fù)劑和催化劑分別置于纖維(或膠囊)和復(fù)合材料基體內(nèi)，在 纖維(或膠囊)破裂后，要保證修復(fù)劑能接觸到催化劑，則催化劑在復(fù)合材料基體中的分散 密度必須足夠大。因此，催化劑的使用效率很低，且較大的催化劑濃度對(duì)智能復(fù)合材料的性 能也有一定影響。因此，無(wú)論是修復(fù)方法還是修復(fù)材料，都有很大的研究發(fā)展空間，存在很多問題有待解決。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明的目的是研制一種具有快速自愈傷和實(shí)時(shí) 在線健康監(jiān)測(cè)功能的智能結(jié)構(gòu)。所提出的利用太陽(yáng)光實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料自愈傷的光修復(fù)智能結(jié) 構(gòu)，分別采用單組份光固化粘結(jié)劑和修復(fù)強(qiáng)化纖維作為光固化修復(fù)劑和修復(fù)劑載體，改變 了目前使用雙組份粘結(jié)劑和微膠囊進(jìn)行材料損傷修補(bǔ)的不足，使用雙組分粘結(jié)劑實(shí)現(xiàn)材料 自修復(fù)，必須依賴于組分之間的接觸和反應(yīng)，這樣必然降低了修復(fù)的可靠性，同時(shí)也限制了 損傷的可修復(fù)區(qū)域，采用單組份光固化粘結(jié)劑不僅解決了這一問題，而且還能充分顯現(xiàn)光 固化粘結(jié)劑固化速度快，可“適時(shí)固化”的特點(diǎn)，使所研制的智能結(jié)構(gòu)的自愈傷過程獨(dú)立于 控制系統(tǒng)，具有“自發(fā)”和“本能”的類生物體特征。本發(fā)明同時(shí)采用正交分布的方式將光纖粘附于智能結(jié)構(gòu)表面形成傳感網(wǎng)絡(luò)，用于 感應(yīng)和傳遞結(jié)構(gòu)的形變和損傷信息，通過光電轉(zhuǎn)換和放大電路將光信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，再 將電信號(hào)傳輸給數(shù)字信號(hào)處理器，最后將經(jīng)過數(shù)字濾波的信號(hào)傳輸給監(jiān)控主機(jī)，在監(jiān)控主 機(jī)內(nèi)通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)現(xiàn)材料結(jié)構(gòu)的健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)。1、技術(shù)問題本發(fā)明要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是基于光修復(fù)技術(shù)的智能結(jié)構(gòu)自愈傷方法的研 究和實(shí)現(xiàn)，其中主要包括(1)光固化修復(fù)劑的制備本發(fā)明提出的智能結(jié)構(gòu)光修復(fù)方法，是以太陽(yáng)光作為能量補(bǔ)給，光固化修復(fù)劑作 為物質(zhì)補(bǔ)給，因此作為修復(fù)劑的光固化粘接劑，其性能對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)自愈傷效果將產(chǎn)生 直接的影響。為滿足智能結(jié)構(gòu)自愈傷的光修復(fù)要求，需要研制一種固化速度快、粘度低、與 復(fù)合材料具有良好粘接強(qiáng)度的光固化粘結(jié)劑，為材料自愈傷提供物質(zhì)補(bǔ)給；(2)修復(fù)強(qiáng)化纖維涂層的制備與埋置修復(fù)強(qiáng)化纖維作為光固化修復(fù)劑的載體，一方面要保證處于纖維內(nèi)部的光固化修 復(fù)劑不發(fā)生光固化反應(yīng)，另一方面要保證纖維與基體具有良好的兼容性，為達(dá)到這一要求 必須對(duì)纖維涂層及其埋置體積比進(jìn)行研究。本發(fā)明要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是智能結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究和實(shí)現(xiàn)，其中主 要包括(1)傳感網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)傳輸及處理模塊智能結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的傳感網(wǎng)絡(luò)與信號(hào)傳輸及處理模塊涉及光纖傳感網(wǎng)絡(luò)，光 電轉(zhuǎn)換和放大電路，數(shù)字信號(hào)處理器和SCI-PC通信接口電路的設(shè)計(jì)。由光纖傳感網(wǎng)絡(luò)采集 的攜帶結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息的光信號(hào)，必須通過光電轉(zhuǎn)換后變成電信號(hào)，并經(jīng)過放大電路，輸入數(shù) 字信號(hào)處理器，再經(jīng)過SCI-PC通信接口傳送至損傷定位模塊；(2)損傷定位模塊包含智能復(fù)合結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息的信號(hào)在濾波后，經(jīng)SCI-PC通信接口，傳送至損傷定 位模塊，損傷定位模塊采用數(shù)學(xué)模型與算法對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的健康監(jiān)測(cè)，并在結(jié) 構(gòu)出現(xiàn)損傷時(shí)，判斷損傷位置，進(jìn)行預(yù)警。如何完成損傷位置的定位，是健康監(jiān)測(cè)的研究重點(diǎn)ο
2、技術(shù)方案為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案(1)技術(shù)方案1 研制一種光固化粘結(jié)劑使其能夠作為智能結(jié)構(gòu)自愈傷的光固化 修復(fù)劑。確定光固化修復(fù)劑的成份，其成份影響了光固化修復(fù)劑的固化性能、粘結(jié)強(qiáng)度及粘 度等，從而決定了其用于智能復(fù)合材料自修復(fù)的可行性，具體包括下列步驟步驟一配制光固化修復(fù)劑的預(yù)聚物——環(huán)氧丙烯酸酯，它是采用環(huán)氧樹脂和丙 烯酸在催化劑的作用下反應(yīng)制得的，制備過程中，采用監(jiān)測(cè)反應(yīng)物酸值和粘度的方法選擇 和控制合理的反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度，以獲得低粘度的預(yù)聚物，從而降低光固化修復(fù)劑的粘 度；步驟二配制光固化修復(fù)劑的光引發(fā)劑體系，光引發(fā)劑決定著引發(fā)光固化反應(yīng)的 波長(zhǎng)和引發(fā)的效率，是固化反應(yīng)速度的主要影響因素。本步驟中，通過對(duì)多種高效的光引發(fā) 劑的吸收光譜研究，分析計(jì)算了它們的量子效率，并根據(jù)太陽(yáng)光的光譜特征，選擇和配制了 與太陽(yáng)光譜特征相匹配的復(fù)合光引發(fā)劑體系；步驟三確定光固化修復(fù)劑的成份(預(yù)聚物、活性稀釋劑和光引發(fā)劑)的配比，調(diào) 整各個(gè)組分的配比，對(duì)比各種配比下的光固化修復(fù)劑的固化速度、硬度、粘度等性能，選擇 性能優(yōu)異的配比作為制備光固化修復(fù)劑的方案。(2)技術(shù)方案2 修復(fù)強(qiáng)化纖維涂層的制備與埋置。具體包括下列步驟步驟一選擇光屏蔽劑。修復(fù)強(qiáng)化纖維涂層的功能之一是屏蔽和吸收光輻射，抑制 光能對(duì)光固化修復(fù)劑的直接作用。目前，使用光屏蔽劑制備涂層，是防止聚合物直接受光輻 射的最有效方法。光屏蔽劑能吸收或反射有害光能，并在產(chǎn)生破壞自身光穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的不可 逆光化學(xué)反應(yīng)前，以無(wú)害的形式把激發(fā)態(tài)的能量釋放；步驟二 選擇偶聯(lián)劑。聚合物基復(fù)合材料的基體是有機(jī)高分子材料，為提高修復(fù)強(qiáng) 化纖維與基體的兼容性。研究采用偶聯(lián)劑對(duì)兩者的界面進(jìn)行改善，并采用三點(diǎn)彎曲實(shí)驗(yàn)法， 檢驗(yàn)界面的性能，選擇合適的埋置體積比。(3)技術(shù)方案3 傳感網(wǎng)絡(luò)、信號(hào)傳輸及處理模塊。本發(fā)明采用光纖正交排列方式 以高速數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)為核心處理器，配以外圍光電轉(zhuǎn)換、電壓放大、濾波、模數(shù)變 換等一系列的處理，將光纖傳感網(wǎng)絡(luò)的輸出光強(qiáng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，并配以適當(dāng)算法程 序來(lái)實(shí)時(shí)分析，監(jiān)測(cè)復(fù)合材料的不同狀態(tài)。另外，信息處理模塊還預(yù)留了計(jì)算機(jī)通信接口， 以便進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和系統(tǒng)升級(jí)，為后續(xù)研究提供了空間。(4)技術(shù)方案4 損傷定位模塊。對(duì)智能復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷定位、診斷與評(píng)估是一 個(gè)運(yùn)用數(shù)學(xué)建模描述物理系統(tǒng)的過程。結(jié)構(gòu)狀態(tài)的變化必然會(huì)引起其自身的狀態(tài)特征發(fā)生 變化，健康監(jiān)測(cè)就是提取這些特征，并采用相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行損傷識(shí)別。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 以其信息的分布存儲(chǔ)、大規(guī)模并行處理、高度的非線性以及很強(qiáng)的自學(xué)習(xí)能力和良好的容 錯(cuò)性、魯棒性等特點(diǎn)在近年來(lái)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為信息處理工具，可以克 服某些損傷識(shí)別方法的缺點(diǎn)。所述損傷定位模塊采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，對(duì)智能結(jié)構(gòu)狀態(tài) 的信號(hào)進(jìn)行處理并實(shí)現(xiàn)損傷定位。3、有益效果本發(fā)明所涉及的基于光修復(fù)技術(shù)的智能結(jié)構(gòu)自愈傷與健康監(jiān)測(cè)方法，具有不需提 供專用修復(fù)光源，僅借助自然界的太陽(yáng)光能就可實(shí)現(xiàn)材料快速自愈傷的特征，研究成果可大大提高材料的性能和延長(zhǎng)其使用壽命，具有環(huán)保、節(jié)能和高效等特點(diǎn)，并能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)集成 化和輕型化。本發(fā)明基于光固化技術(shù)，提出了一種采用自然界光能實(shí)現(xiàn)材料自修復(fù)的全新 概念，比現(xiàn)有的傳統(tǒng)方法具有優(yōu)越性，為智能復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的自修復(fù)和自診斷的研究提供 了一個(gè)新解決方案。


圖1為基于光修復(fù)技術(shù)的智能結(jié)構(gòu)自愈傷方法與健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)示意2為制備預(yù)聚物的實(shí)驗(yàn)裝置3為復(fù)合光引發(fā)劑的吸收光譜圖4為光纖傳感網(wǎng)絡(luò)模塊示意5為信號(hào)傳輸及處理模塊電路6為智能結(jié)構(gòu)自愈傷過程示意圖(損傷初期)圖7為智能結(jié)構(gòu)自愈傷過程示意圖(損傷修復(fù))圖中1.光源；2.光纖傳感網(wǎng)絡(luò)模塊；3.修復(fù)強(qiáng)化纖維；301.纖維涂層；302.光 固化修復(fù)劑；4.信號(hào)傳輸及處理模塊；401.光電轉(zhuǎn)換與放大；402.模數(shù)轉(zhuǎn)換；403.信號(hào)處 理；404.數(shù)據(jù)通信；5.損傷定位模塊；6.攪拌機(jī)；7.三口燒瓶；8.分液漏斗；9.水浴鍋； 10.裂紋
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 圖1給出了本發(fā)明的一個(gè)智能結(jié)構(gòu)自愈傷方法與健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意 性實(shí)施例。如圖1所示本發(fā)明包括光源(1)、光纖傳感網(wǎng)絡(luò)模塊( 、修復(fù)強(qiáng)化纖維(3)、 信號(hào)傳輸及處理模塊(4)和損傷定位模塊(5)。其中，修復(fù)強(qiáng)化纖維C3)包括纖維涂層(301)和光固化修復(fù)劑(302)；信號(hào)傳輸 及處理模塊(4)包括光電轉(zhuǎn)換與放大(401)、模數(shù)轉(zhuǎn)換(40 、信號(hào)處理(40 和數(shù)據(jù)通信 (404)。實(shí)施例2 圖2，3，6，7給出了本發(fā)明的一個(gè)示意性智能結(jié)構(gòu)自愈傷的實(shí)施例。在實(shí)施例中，以環(huán)氧樹脂和丙烯酸為原材料，在催化劑(N，N-二甲基芐 胺)的作用下，經(jīng)5小時(shí)100°C恒溫酯化反應(yīng)制備環(huán)氧丙烯酸酯預(yù)聚物(其粘度為 6800mPa*S(25°C))，作為光固化修復(fù)劑的基材(圖2為預(yù)聚物制備的實(shí)驗(yàn)裝置圖)；以光 引發(fā)劑1173(2-羥基-2-甲基-1-苯基丙酮)和TPO(雙2，4，6_三甲基苯甲?；交?化膦)按質(zhì)量比1 1配制復(fù)合光引發(fā)體系(圖3是復(fù)合光引發(fā)劑的吸收光譜，橫坐標(biāo)為 波長(zhǎng)，縱坐標(biāo)為吸光度)；以預(yù)聚物(環(huán)氧丙烯酸酯)、活性稀釋劑(甲基丙烯酸甲酯)和光 引發(fā)劑(由1173和TPO配制的復(fù)合光引發(fā)劑)按質(zhì)量百分比15 4 1配制光固化修復(fù) 劑，所制備的光固化修復(fù)劑在25°C時(shí)的粘度為5983mPa · s ；分別采用炭黑和KH560( Y-縮水甘油醚丙基三甲氧基硅烷)作為光屏蔽劑和偶聯(lián) 劑對(duì)修復(fù)強(qiáng)化纖維進(jìn)行了表面涂層處理，并將光固化修復(fù)劑置于強(qiáng)化纖維內(nèi)部。發(fā)明采用 后處理和遷移法將纖維埋入復(fù)合材料基體中，基體材料為環(huán)氧樹脂，埋入體積比采用15 %， 圖6和圖7為自愈傷過程示意圖。如圖所示當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂紋(10)時(shí)，處于裂紋前沿的纖維 受力斷裂，光固化修復(fù)劑(30 流至裂紋(10)處，在太陽(yáng)光照射下，滲透至裂紋的光固化修復(fù)劑快速固化并粘接修復(fù)裂紋。實(shí)施例3 圖4，5給出了本發(fā)明的一個(gè)具體的智能結(jié)構(gòu)傳感、信號(hào)傳輸與處理模塊 的實(shí)施例。在實(shí)施例中，圖4為按照正交分布粘附于智能復(fù)合結(jié)構(gòu)表面的光纖傳感網(wǎng)絡(luò)模塊 (圖中 &分別表示正交分布的8根傳感光纖，該傳感網(wǎng)絡(luò)包括16個(gè)傳感區(qū)域)，用于 感應(yīng)和傳遞結(jié)構(gòu)的形變和損傷信息；圖5為信號(hào)傳輸及處理模塊(4)包括光電轉(zhuǎn)換與放大(401)、模數(shù)轉(zhuǎn)換(402)、 信號(hào)處理(40 和數(shù)據(jù)通信004)。光電轉(zhuǎn)換與放大(401)采用無(wú)基極引線的光電三極管 L-31R0PT1D2^!1)、可調(diào)電阻(Rl = 28ΚΩ)和限流電阻(R2 = 20k Ω )對(duì)攜帶結(jié)構(gòu)健康信息 的光信號(hào)進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，將光電三極管的光電流轉(zhuǎn)換為電壓，由于光電轉(zhuǎn)換輸出的電壓不 夠理想，因此采用工作電壓為士5V的雙列直插式封裝四輸入集成運(yùn)算放大器LM3M組成的 電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路對(duì)電信號(hào)進(jìn)行放大。其中，由阻值分別為51kQ和60kQ的電阻R5和 R6組成的反饋支路用于減小運(yùn)放的非線性失真；平衡電阻R3取R4//(R5+R6)，用于減小運(yùn) 放的輸入失調(diào)電流的大小。濾波電容(C = 2. 2 μ F)用于消除電源不穩(wěn)定對(duì)于電路形成的 干擾。電路的放大倍數(shù)為A = Vout/Vin = 1+(R5+R6)/R4 ；經(jīng)放大的電信號(hào)傳輸至數(shù)字信號(hào)處理器TMS320LFM07內(nèi)置的10位模數(shù)轉(zhuǎn)換模 塊002)的ADCIN00通道，在數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)完成數(shù)模轉(zhuǎn)換和信號(hào)處理(40 后，采用 SCI-PC串行數(shù)據(jù)通信004)電路實(shí)現(xiàn)TMS320LFM07與RS_232的串行口進(jìn)行異步通訊。該 電路采用了符合RS_232標(biāo)準(zhǔn)的驅(qū)動(dòng)芯片MAX232，進(jìn)行串行通信。MAX232芯片由+5V供電， 包括兩個(gè)接受和發(fā)送通道，且具有功耗低、集成度高等特點(diǎn)。由于TMS320LFM07采用+3. 3V 供電，所以在MAX232與TMS320LFM07之間加入由二極管D1(1N5819)和三個(gè)電阻(R7 = 10KQ,R8 = 1KQ,R9 = 2ΚΩ)組成的典型電平匹配電路。權(quán)利要求
1.一種基于DSP技術(shù)的智能結(jié)構(gòu)狀態(tài)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括(1)光纖傳感網(wǎng)絡(luò)模塊，該模塊將傳感光纖按照正交分布粘附于智能結(jié)構(gòu)表面，用于感 應(yīng)和傳遞結(jié)構(gòu)的形變和損傷信息；(2)信號(hào)傳輸及處理模塊，光纖中攜帶結(jié)構(gòu)狀態(tài)信息的光信號(hào)，經(jīng)光電三極管實(shí)現(xiàn)光電 轉(zhuǎn)換，采用雙列直插式封裝四輸入集成運(yùn)算放大器組成的電壓串聯(lián)負(fù)反饋電路對(duì)電信號(hào)進(jìn) 行放大，再將電信號(hào)經(jīng)由數(shù)字信號(hào)處理器的A/D模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，在數(shù)字信號(hào)處理器 內(nèi)完成數(shù)字濾波后，最終通過串行通信接口電路將該信號(hào)傳輸給損傷定位模塊；(3)損傷定位模塊，該損傷定位模塊采用概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，根據(jù)監(jiān)測(cè)主機(jī)接收的結(jié)構(gòu) 狀態(tài)信息，對(duì)智能結(jié)構(gòu)的損傷進(jìn)行定位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能結(jié)構(gòu)狀態(tài)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，利用DSP完成數(shù)據(jù) 的A/D轉(zhuǎn)換，并對(duì)光纖智能結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理和發(fā)送。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能結(jié)構(gòu)狀態(tài)健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，將概率神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 建模融入智能結(jié)構(gòu)的損傷定位中。
全文摘要
本發(fā)明所述的智能結(jié)構(gòu)自愈傷方法與健康監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用太陽(yáng)光能和光固化技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料損傷自愈合，同時(shí)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)健康監(jiān)測(cè)的一種全新的智能結(jié)構(gòu)自修復(fù)與自診斷方法。本發(fā)明以光固化粘結(jié)劑作為光固化修復(fù)劑，將其置于涂覆有光屏蔽劑和偶聯(lián)劑的空芯纖維中，在材料出現(xiàn)裂紋時(shí)，處于裂紋擴(kuò)展前沿的纖維斷裂，光固化修復(fù)劑滲透至損傷裂紋中，采用太陽(yáng)光作為補(bǔ)給能源，實(shí)現(xiàn)材料損傷自愈合；同時(shí)，采用光纖傳感器作為信號(hào)傳輸與傳感元件，結(jié)合數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)智能結(jié)構(gòu)的狀態(tài)健康監(jiān)測(cè)。本發(fā)明具有實(shí)用性強(qiáng)、成本低、環(huán)保節(jié)能等特點(diǎn)，為實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料構(gòu)件的自愈傷和健康監(jiān)測(cè)提供了有效的解決方案。
文檔編號(hào)G01N21/88GK102049867SQ20101052024
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月8日
發(fā)明者俞曉磊, 李鵬, 洪小芹, 趙志敏, 陳玉明 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)