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1、压电、光栅混和结构健康监测诊断系统(译文)KinlinQing,AmritaKumar,^hangZhang,2IgnacioF・Gonzalez,2GuangpingGuo,2Fu-KuoChang(lAccllcnt技术公司Sunnyvale,CA94089;2航空航天系,斯坦福大学,斯坦福,CA94305)摘要:针对快速无损评估利航空E行器长期结构健康监测,开发了种压电、光栅混和结构健康监测诊断系统。混合诊断系统采用压电驱动器向结构输入控制信号,山光纤传感器捕获结构的响应。该系统山三个主要部分构成:山压电元件网络与光栅网络构成的诊断层,用于
2、将大型传感网络简单冇效的集成到结构上;诊断硕件,由任意波形发生器、高速光栅调制单元以及髙速采集卡构成,用來提供激励输入、数据采集与信号处理;诊断软件,用于测定结构的情况。本文主耍介绍了有关压电、光栅混和结构健虑监测诊断层以及高轻便诊断软件的开发。同时,介绍了该诊断系统的论证试验。关键词:结构健康监测,无损检测(NDT),混合诊断系统,压电片,光栅,诊断层HybridPiezoelectric/FiberOpticDiagnosticSystemforStructuralHealthMonitoringXinlinQing,AmritaKumar,
3、ChangZhangAcellentTechnologies.Inc.Sunnyvale,CA94089IgnacioF・Gonzalez,GuangpingGuo,Fu-KuoChangAeronauticsandAstronauticsDepartmentStanfordUniversity,StanfordsCA94305Abstract:Ahybridpiezoelectric/flberopticdiagnosticsystemhasbeendevelopedforquicknondestructiveevaluationandlong
4、-termhealthmonitoringofaerospacevehiclesandstructures・Thehybriddiagnosticsystemusespiezoelectricactuatorstoinputacontrolledexcitationtothestructureandfiberopticsensorstocapturethecorrcspondingstiucturalrcsponsc.Thesystemconsistsofthreemajorparts:adiagnosticlayerwithanetworkof
5、piezoelectricelementsandfibergratingstoofferasimpleandefficientwaytointegratealargenetworkoftransducersontoastructure;diagnostichardwareconsistingofanarbitrarywaveformgeneratorandahighspeedfibergratingdemodulationunittogetherwithahighspeeddataacquisitioncardtoprovideactuation
6、input,datacollectionandinformationprocessing;anddiagnosticsoftwaretodeterminetheconditionofthestructure.Thispaperpresentskeydcvclopmcntissuesrelatedtothemanufacturingofthehybridpiczoclcctric/fibcropticdiagnosticlayerandintegrationofahighlyportablediagnostichardware・Validation
7、andprooftestingofthisintegrateddiagnosticsystemisalsopresented・Keyword:Structuralhealthmonitoring,Non-DestructiveTesting(NDT),Hybriddiagnosticsystem,Piezoelectric,Fibergrating,diagnosticlayer・1引言在线结构的健廉监测集成极大的关系到制造以及人工维护,冃的是通过较低的监测与维护费川显著提高安全性与可靠性-4,0由于只能对可接触到的区域进行检测,因此目前所使用的
8、无损检测(NDT)技术存在着局限性,同时,在使用时盂要大量的人力,从而导致了生命周期成木的增加。利用结构集成分布式传感器、精确的信号分析