[发明专利]起重装备裂纹Lamb波在线监测系统与方法

权利要求书

1.一种压电柔性传感模块化阵列，包括接插件、印制线路、压电晶片和聚酰亚胺薄膜，考虑到起重装备现场环境的复杂性，分别在所述聚酰亚胺薄膜的上下两侧粘接用于防水和防腐蚀的轻薄柔性材料，其特征在于，接插件焊接在所述聚酰亚胺薄膜印制电路板顶端的预留位置处，所述印制线路通过印刷电路板的方式印制在所述聚酰亚胺薄膜上；所述压电晶片通过高性能的导电胶，粘贴于所述聚酰亚胺薄膜的预留位置处，所述压电晶片依次排列，使所述压电晶片的正、负极和所述印制线路的一端连接；所述接插件与所述印制线路的另一端连接。

2.一种起重装备裂纹Lamb波在线监测的系统，包括如权利要求1所述的压电柔性传感模块化阵列、多路转换开关、硬件激励/采集模块和系统软件。

3.如权利要求2所述的起重装备裂纹Lamb波在线监测的系统，其特征在于：所述多路转换开关采用高速继电器和高压模拟开关混合设计，实现多路高压激励信号和低压接收信号之间的快速切换。

4.如权利要求2所述的起重装备裂纹Lamb波在线监测的系统，其特征在于：所述硬件激励/采集模块包括中央处理器、激励信号发生单元、线性功率放大单元和采集信号处理单元，中央处理器用于各单元模块的逻辑控制及与计算机的高速数据通信；激励信号发生单元产生正弦调制信号以加载至激励传感器；线性功率放大单元用于将信号发生单元产生的宽带低压信号线性放大至激励压电柔性传感模块化阵列所需的高压信号；采集信号处理单元包括滤波电路、前置放大电路及A/D采样电路，用于获得高信噪比的采集信号。

5.如权利要求2所述的起重装备裂纹Lamb波在线监测的系统，其特征在于：系统软件具有良好的人机交互界面，基本功能包括被测结构定义、信号激励/采集参数设置、扫查路径定义、采集数据可视化、特征参数提取、历史数据查询，实现起重装备裂纹的可靠在线监测。

6.一种起重装备裂纹Lamb波在线监测的方法，采用如权利要求2-5中任一所述的起重装备裂纹Lamb波在线监测的系统，具体包括如下步骤：

第一步：组成压电柔性传感模块化阵列，将所述压电柔性传感模块化阵列中的每个压电晶片通过粘接的方式对应地固定在被测起重装备上；

第二步：将模块化阵列和系统连接匹配，系统硬件设置与压电柔性传感模块化阵列匹配的接头，从而将每个压电柔性传感模块化阵列顶端的接插件公头与起重装备裂纹Lamb波在线监测系统硬件中配套的接插件母头连接；

第三步：所述起重装备裂纹Lamb波监测系统产生激励信号并加载到所述压电柔性传感模块化阵列上，同时读取所述压电柔性传感模块化阵列的监测信号；

第四步：系统软件对所述监测信号进行分析、处理，提取裂纹信号并进行显示。