[发明专利]复合材料微波无损检测、快速修复与实时监测的方法及装置

权利要求书

1.一种复合材料微波无损检测、快速修复与实时监测的方法，其特征在于：该方法基于同一微波源与收发天线实现微波无损检测复合材料损伤区域，微波加热固化待修复区域与在固化修复的同时监测复合材料的固化状态，实时调整修复工艺，检测、监测与修复能同时进行、分步进行或单独进行操作；所述的微波源在微波控制器的控制下产生微波经过传输线，由半球面收发器辐射微波直接对复合材料进行检测，或直接切换至有源放大器放大后，再通过半球面收发器中的多路发射天线对复合材料快速修复与固化监测；在加热修复过程中，半球面收发器中的收发天线辐射微波至复合材料待修复区域后，基于反射的微波信号变化计算复合材料介电常数随修复温度与时间变化，监测复合材料的固化状态；半球面收发器中的收发天线接收回波，对材料的固化状态进行实时监测；复合材料损伤检测过程中，半球面收发器中的收发天线内同一周线上的微波天线既能发射微波，又能接收微波，同时有至少两个在不同周线上的接收端接收材料反射的微波。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的微波检测、修复与监测的频率在300MHz至300GHz之间。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征是所述的微波检测、修复与监测的频率在2GHz至8GHz之间。

4.一种权利要求1所述方法使用的复合材料微波无损检测、快速修复与实时监测一体化装置，其特征是它包括微波控制器（1）、微波源（2）、微波切换器（3）、有源放大器（4）、半球面收发器（5）、微波收发天线（6）、信号调制器（8）和测温传感器（11），微波控制器（1）控制微波源（2）产生微波经过传输线（9）传送至半球面收发器（5）中的微波收发天线（6）辐射微波直接对复合材料（12）需检测修复的部件进行检测，或经微波切换器（3）切换至有源放大器（4）放大，通过半球面收发器（5）中安装的多路发射天线（13）对复合材料加热固化区（7）快速修复；在加热修复过程中，半球面收发器（5）中的多路接收天线（14）根据接收到的反射的微波信号的变化计算出复合材料介电常数随修复温度与时间变化，监测复合材料的固化状态；复合材料损伤检测过程中，半球面收发器(5)内同一周线上的多路发射天线（13）和多路接收天线（14）分别进行微波发射和微波接收；安装在复合材料加热固化区（7）的测温传感器（11）将测得的温度送入信号调制器（8）处理后送入微波控制器（1），微波控制器（1）根据测得的温度控制微波源（2）的开启和微波发射功率。

5.根据权利要求4所述的一体化装置，其特征是所述的半球面收发器（5）由不透波球面外壳(16)和内部天线阵列组成，其中内部天线由奇数或偶数排接收天线(14)阵列和发射天线(13)阵列交错组成，每条阵列由多条微波天线经过传输线(17)组成，所述的半球面收发器（5）能实现同时进行损伤检测、固化加热和回波信号接收。