[发明专利]基于压电超声-机敏网格的结构损伤监测系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于压电超声-机敏网格的结构损伤监测系统及方法，包括上位机、控制电路、紧密粘贴于待监测结构上的压电超声发射元件、压电超声接收元件和机敏网格；压电超声接收元件通过以网格方式分布的机敏线和信号线与控制电路相连，压电超声发射元件和控制电路相连。本发明采用压电超声阵列和机敏网格来实现对结构损伤全方位的立体监测，在控制电路作用下，选择距离裂缝位置最佳的压电超声发射元件和接收元件检测裂缝深度；通过检测压电超声接收元件电信号的变化，检测结构应力变化；通过检测机敏线的通断来获取裂缝的出现、位置、宽度、长度、形状以及扩展等信息。最后将所有的信息通过控制电路传送到上位机中，以三维图像的形式呈现出来，更为直观的了解结构状态。

主权项

基于压电超声‑机敏网格的结构损伤监测系统，其特征在于：包括上位机、控制电路、紧密粘贴于待监测结构上的压电超声阵列和机敏网格；所述压电超声阵列包括压电超声发射单元和压电超声接收单元； 所述压电超声接收单元中的各压电超声接收元件与机敏线相连，所述机敏线由绝缘金属线组成，每一根线都设置相应编号，通过检测机敏线上是否有超声接收元件产生的电信号，判断机敏线是否断裂，从而获取裂缝的出现、位置、长度、形状以及扩展信息；所述机敏网格由以网状方式分布的机敏线构成；所述机敏线与控制电路相连；所述压电超声发射单元由压电超发射元件组成，所述各压电超发射元件直接与控制电路中相连，当机敏网格确定了裂缝位置后，控制电路选择距离裂缝位置最佳的一对压电超声发射元件和接收元件测量裂缝深度。