[发明专利]飞行器智能蒙皮非均匀传感器阵列、其制备方法及包含其的采集系统

说明书

本发明属于传感器领域，并公开了飞行器智能蒙皮非均匀传感器阵列，包括次级阵列传感器组和主阵列传感器组，该非均匀传感器阵列是通过次级阵列传感器组替换M×N传感器组的任意一个主传感器单元形成，所述次级阵列传感器组由M′行、N′列的次级传感器单元形成；所述M×N传感器组由M行、N列的主传感器单元形成；所述主阵列传感器组由所述M×N传感器组去除被次级阵列传感器组替换的主传感器单元后，剩余的主传感器单元所形成。本发明优化了传感器的阵列布局，利用少量的传感器有效获取与更大规模均匀传感器阵列几乎等效的有效数据信息，同时避免无用测点的布置，容易实现更大面积的功能扩展，适合集成到飞行器蒙皮中。

技术领域

本发明属于传感器领域，更具体地，涉及飞行器智能蒙皮非均匀传感器阵列、其制备方法及包含其的采集系统。

背景技术

飞行器智能蒙皮的主要用途是用于飞行器结构健康监测，就是利用埋入或表面粘贴的传感器网络作为神经系统，以生物界的方式感知结构内部的状态，结构整体形变、局部应力应变、强度、刚度等数据信息。目前常用的分布式传感测量技术有大面积涂覆敏感材料，最典型的是以风洞中飞行器模型表面侧压作为主要应用背景发展起来的压敏漆侧压技术。压敏漆是一种播有光敏分子的聚合物,利用光致发光及氧猝灭原理使压敏漆成为测压的敏感元件。以光源、压敏漆和CCD探测器等组成的压敏漆测压系统可以测量汽轮机高速转动的叶片表面和风洞中模型表面上的当地压力。压敏漆测压已由离散的点侧量向像素组成的面测量演变，空间分辨率,测力和测压可以同时完成,力数据和压力分布数据利于参照分析,宏观测量和细观分析得以相互结合。但整体装置比较复杂，不适应实际飞行环境采样需求。另一种采用少数离散节点采样数据，实际飞行环境中的测压方式采用测压孔，常规的测压系统由测压孔、管和扫描阀组成。其缺点是测压孔的测点难布置而且测点少，且破坏了表面结构的完整性。目前在其他领域应用较多分布式阵列传感采集技术在飞行器上应用较少。西北工业大学提出的基于流体壁面剪应力分布测量边界层分离点原理的一维微型热敏传感器阵列输出信号的处理方法,得到流体剪应力对应翼型表面位置传感器上的输出电压数据，用于实际飞行器分离点测量。分布式阵列传感采集测量技术多用在触摸压力感知，电容，压电，电阻等类型的均匀传感器阵列压力感知有很多的研究工作。

总的来说在分布式传感测量技术研究方面，用于飞行器智能蒙皮的分布式阵列传感器的工作很少，且应用在其他领域的分布式传感器阵列都采用均匀的传感器阵列进行传感采集。若实现跟大面积的测量，若采用上述均匀阵列，在飞行器表面布局，为获得更精确的信息，采用更密集的均匀传感器布局可以实现。但会产生一些数据冗余的无用测点，导致数据采集资源的浪费。且传感器系统通常是多类别传感器感知系统，目前的采集方式采用分散布置分散采集的方式进行，布局方式及采集电路都比较复杂。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了飞行器智能蒙皮非均匀传感器阵列、其制备方法及包含其的采集系统，优化了传感器的阵列布局，利用少量的传感器有效获取与更大规模均匀传感器阵列几乎等效的有效数据信息，同时避免无用测点的布置。

为实现上述目的，按照本发明，提供了飞行器智能蒙皮非均匀传感器阵列，其特征在于，包括次级阵列传感器组和主阵列传感器组，该非均匀传感器阵列是通过次级阵列传感器组替换M×N传感器组的任意一个主传感器单元形成，其中，

所述次级阵列传感器组由M′行、N′列的次级传感器单元形成；

所述M×N传感器组由M行、N列的主传感器单元形成；

所述主阵列传感器组由所述M×N传感器组去除被次级阵列传感器组替换的主传感器单元后，剩余的主传感器单元所形成，即该主阵列传感器组具有M×N-1个主传感器单元；

此外，M、N、M′、N′均为大于等于2的正整数。