[发明专利]复合材料机械连接结构综合监测系统

权利要求书

1.一种复合材料机械连接结构综合监测系统，其特征在于，所述复合材料机械连接结构综合监测系统包括多场耦合混杂传感器网络、传感器网络接口模块、主动信号调理及采集模块、任意信号发生模块、被动信号多通道采集模块、结构状态监测模块、系统控制模块；

所述多场耦合混杂传感器网络用于对复合材料机械连接结构的多种监测参数进行主动和／或被动实时在线传感；

所述传感器网络接口模块用于所述多场耦合混杂传感器网络分别与所述的主动信号调理及采集模块、任意信号发生模块、被动信号多通道采集模块和系统控制模块之间的连接；

所述主动信号调理及采集模块用于对传感器网络接口模块提供的传感信号进行放大、滤波、采集中的至少一种；

所述任意信号发生模块用于产生任意波形信号和放大所述任意波形信号的功率，并把功率放大前后的任意波形信号作为触发信号和激励信号，分别提供给主动信号调理及采集模块和传感器网络接口模块；

所述被动信号多通道采集模块用于多通道同步采集传感器网络接口模块提供的传感信号；

所述多场耦合混杂传感器网络用于对复合材料机械连接结构的多种监测参数进行主动和／或被动实时在线传感；

所述传感器网络接口模块用于所述多场耦合混杂传感器网络分别与所述的主动信号调理及采集模块、任意信号发生模块、被动信号多通道采集模块和系统控制模块之间的连接；

所述主动信号调理及采集模块用于对传感器网络接口模块提供的传感信号进行放大、滤波、采集中的至少一种；

所述任意信号发生模块用于产生任意波形信号和放大所述任意波形信号的功率，并把功率放大前后的任意波形信号作为触发信号和激励信号，分别提供给主动信号调理及采集模块和传感器网络接口模块；

所述被动信号多通道采集模块用于多通道同步采集传感器网络接口模块提供的传感信号；

所述结构状态监测模块用于根据采集到的多场耦合混杂传感器网络的传感信号，并根据所述传感信号分别得到被测复合材料机械连接结构的雷击电流和损伤等状况，从而得到被测复合材料机械连接结构的综合监测结果；

所述的系统控制模块用于控制协调所述多场耦合混杂传感器网络、传感器网络接口模块、主动信号调理及采集模块、任意信号发生模块、被动信号多通道采集模块、结构状态监测模块、结构寿命预测模块和系统控制模块的工作，并负责与外部系统与设备之间的交互通信。

2.根据权利要求1所述的复合材料机械连接结构综合监测系统，其特征在于，所述的多场耦合混杂传感器网络包括压电传感器子网络、柔性涡流传感器子网络和Rogowski线圈子网络。

3.根据权利要求1所述的复合材料机械连接结构综合监测系统，其特征在于，所述传感器网络接口模块连接多场耦合混杂传感器网络，用于对Rogowski线圈子网络的电流传感信号的前置调理，对压电传感器子网络、柔性涡流传感器子网络和Rogowski线圈子网络的选择以及控制对压电传感器子网络、柔性涡流传感器子网络和Rogowski线圈子网络传感过程中多个采集通道的通断。

4.根据权利要求3所述的复合材料机械连接结构综合监测系统，其特征在于，所述传感器网络接口模块包括Rogowski线圈多通道转换电路、多通道电压放大及高压保护电路、多功能网络选择器、多通道选择器和第一通信及控制电路；

所述Rogowski线圈多通道转换电路，用于对连接Rogowski线圈子网络输入的多路电流微分信号进行积分并转换为电压信号，经多通道电压放大及高压保护电路进行放大，并通过设置电压阈值来判断Rogowski线圈传感的雷击电流微分信号是否过大；

所述多通道电压放大及高压保护电路，可快速切断Rogowski线圈子网络与传感器网络接口模块的连接，用于保护所述复合材料机械连接结构综合监测系统的硬件被过大的雷击电流信号烧坏；

所述多功能网络选择器，用于根据监测需求选择接通相应的压电传感器子网络、柔性涡流传感器子网络和Rogowski线圈子网络；

所述多通道选择器，用于控制网络中各个激励一传感通道的通断来采集网络中各个传感器的信号；

所述第一通信及控制电路，用于控制所述传感器网络接口模块内信号与系统控制模块的通信。