[发明专利]分布式结构健康监测系统及方法

权利要求书

1.一种分布式结构健康监测系统，包括：结构健康诊断节点以及与所述结构健康诊断节点相连接的一个或多个涡流阵列检测节点，其特征在于，

所述涡流阵列检测节点包括：控制与数据处理单元以及与所述控制与数据处理单元相连接的多频激励信号发生单元、线圈选通单元、数据采集单元；其中，所述多频激励信号发生单元依次通过所述线圈选通单元、交流电桥与所述数据采集单元相连接，且所述线圈选通单元连接有线圈阵列；所述控制与数据处理单元分别通过第一以太网交换单元、第一时间同步单元与所述结构健康诊断节点、其他涡流阵列检测节点相连接；

其中，所述控制与数据处理单元：用于根据预设的检测方式控制所述多频激励信号发生单元产生多频激励信号，所述多频激励信号经过所述线圈选通单元、交流电桥产生输出信号；所述控制与数据处理单元通过所述数据采集单元对所述输出信号进行数据采集，并对采集数据进行处理，将处理结果通过第一以太网交换单元与第一时间同步单元同步至所述结构健康诊断节点；

所述结构健康诊断节点，用于根据所述处理结果提取健康诊断特征，获取诊断结构健康状态以及诊断结果；

所述控制与数据处理单元，具体用于：

根据所述结构健康诊断节点通知的预设的检测方式控制所述多频激励信号发生单元依次执行：顺序选定激励信号类型、产生多频激励信号、保持激励信号类型和激励线圈不变、遍历所有接收线圈进行扫查；

其中，所述控制与数据处理单元，具体用于：将数字采样序列u₁(n)与数字参考信号序列u_r(n)相乘，得到乘积信号序列x(n)，将数字采样序列u₁(n)与数字参考信号序列u_s(m)相乘得到序列y(n)，其中，u₁(n)是数据采集单元所采集的交流电桥的输出信号u₁(t)的数字采样信号，参考信号序列u_r(n)是多频激励信号发生单元产生的激励信号u_r(t)的数字采样信号，数字参考信号序列u_s(m)是对序列u_r(n)进行相移后的序列；对乘积序列x(n)和y(n)分别进行信号处理，得到所述处理结果，所述处理结果包括涡流检测信号的实部R(n)、虚部I(n)以及幅度、相位。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多频激励信号发生单元包括依次连接的多频信号发生器、激励信号选择开关和信号放大器，所述激励信号选择开关与所述控制与数据处理单元相连接，所述信号放大器与线圈选通单元、数据采集单元相连接。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多频激励信号发生单元包括依次连接的多频数字激励信号寄存器、D/A转换器和信号放大器，所述多频数字激励信号寄存器、D/A转换器分别与所述控制与数据处理单元相连接，所述信号放大器与线圈选通单元、数据采集单元相连接。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述结构健康诊断节点包括：数据处理单元以及与所述数据处理单元相连接的第二时间同步单元、第二以太网交换单元、存储单元；所述第二以太网交换单元分别与所述第二时间同步单元、涡流阵列检测节点相连接，所述第二时间同步单元通过同步信号线与所述涡流阵列检测节点相连接。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的系统，其特征在于，还包括：

一个或多个网络设备，与所述结构健康诊断节点相连接，用于根据用户需求对所述诊断结果进行相应处理；

其中，所述网络设备包括以下至少之一：遥控器、智能手机、平板电脑、手表、手环。