[发明专利]一种复合材料结构的损伤监测系统

权利要求书

1.一种复合材料结构的损伤监测系统，其特征在于，包括压力传感器网络（1）、压电传感器配置机构（2）、电荷放大器（3）和数据采集处理器（4）；所述压力传感器网络（1）由均匀布置在复合材料机构上的多个压电传感器（11）组成；

所述压力传感器网络（1）经压电传感器配置机构（2）连接至电荷放大器（3），所述压电传感器配置机构（2）包括撞击监测配置模块（21）和损伤监测配置模块（22），所述撞击监测配置模块（21）用于从布置在复合材料结构中的整个压力传感器网络（1）中选择用于对所述复合材料结构进行撞击监测的压电传感器（11），所选择的压电传感器（11）用于当所述复合材料结构发生撞击事件时，利用信号采集器通过所选择的压电传感器（11）同步采集撞击响应信号，并根据所述撞击响应信号进行撞击监测得到撞击事件参数；所述损伤监测配置模块（22）用于根据所述撞击事件参数确定损伤监测区域，并从所述整个压力传感器网络（1）中选择用于对所述损伤监测区域进行损伤监测的压电传感器（11）；

所述电荷放大器（3）连接至数据采集处理器（4），所述电荷放大器（3）用于对所述损伤监测区域进行损伤监测的压电传感器（11）所输出的接收信号进行放大处理，并输出传感信号给所述数据采集处理器（4）；所述数据采集处理器（4）用于获得传感信号，并对获得的传感信号进行模数转换，得到接收波形信号；对所述接收波形信号进行预处理，得到预处理后的数据矩阵；对所述预处理后的数据矩阵进行稀疏盲源分离，得到分离后的信号；对所述分离后的信号进行小波消噪处理，得到消噪后的分离信号。

2.根据权利要求1所述的复合材料结构的损伤监测系统，其特征在于，所述信号采集器包括撞击响应信号调理单元和多通道信号同步采集单元，撞击响应信号调理单元与用于撞击监测的多个压电传感器（11）相连，撞击响应信号调理单元用于对多个压电传感器（11）输出的多路撞击响应信号分别进行滤波和放大，多通道信号同步采集单元用于对撞击响应信号调理单元输出的多路信号进行模数转化并同步采集。

3.根据权利要求1或2所述的复合材料结构的损伤监测系统，其特征在于，所述数据采集处理器（4）包括原始波形信号提取单元（41）、信号预处理单元（42）、稀疏盲源分离单元（43）和信号后处理单元（44），原始波形信号提取单元（41）、信号预处理单元（42）、稀疏盲源分离单元（43）和信号后处理单元（44）依次相连；所述原始波形信号提取单元（41）用于获得传感信号，并对获得的传感信号进行模数转换，输出接收波形信号；所述信号预处理单元（42）用于对所述接收波形信号进行预处理，输出预处理后的数据矩阵；所述稀疏盲源分离单元（43）用于对所述预处理后的数据矩阵进行稀疏盲源分离，输出分离后的信号；所述后处理单元（44）用于对所述分离后的信号进行小波消噪处理，得到消噪后的分离信号。

4.根据权利要求3所述的复合材料结构的损伤监测系统，其特征在于，所述所述信号预处理单元（42）包括带通滤波器子单元（421）、有效数据提取子单元（422）、中心化子单元（423）和预白化子单元（424）；所述带通滤波器子单元（421）用于对所述接收波形信号进行低频载荷信号滤除处理，并输出无载荷接收信号；所述有效数据提取子单元（422）用于对所述带通滤波器子单元（421）输出的无载荷接收信号进行有效的接收数据段截取处理，并输出有效接收信号；所述中心化子单元（423）用于对所述有效数据提取子单元（422）输出的有效接收信号进行中心化处理，并输出中心化接收信号；所述预白化子单元（424）用于对所述中心化子单元（423）输出的中心化接收信号进行预白化处理，并输出所述预处理后的数据矩阵。