[发明专利]一种基于微带天线的裂纹检测传感器及其检测方法

权利要求书

1.一种基于微带天线的裂纹检测传感器，其特征在于，包括介质基片（2），介质基片（2）的一面上设置有导体贴片（1），设置方法包括刻蚀、沉积或腐蚀，介质基片（2）另一面附于被测结构（3）上构成完整的传感器；导体贴片（1）、介质基片（2）均根据不同谐振频率采用相应的材料和形状尺寸，如以下公式所示：

ϵe=ϵ+12+ϵ-121+10h/we]]>

ΔLc=0.412h(ϵe+0.3)(we/h+0.264)(ϵe-0.258)(we/h+0.813)]]>

f=c2ϵe1Le+2ΔLc]]>

其中：ε为介质基片（2）的介电常数，ε_e为介质基片（2）的有效介电常数，h为介质基片（2）的厚度，w_e为导体贴片（1）的电流宽度，c为光在真空中的速度，L_e是有效电流长度，ΔL_e为由于边缘效应产生的线性补偿，f为天线谐振频率，当电流方向平行于导体贴片（1）长度方向时即辐射模态TM₀₁得出谐振频率f=f₀₁，当电流方向平行于导体贴片（1）宽度方向时即辐射模态TM₁₀得出谐振频率f=f₁₀。

2.根据权利要求1所述的一种基于微带天线的裂纹检测传感器，其特征在于，所述的导体贴片（1）使用良导体，包括银、铜；介质基片（2）使用绝缘材料，包括聚四氟乙烯、聚酰亚胺。

3.一种基于微带天线的裂纹检测传感器的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、将传感器上介质基片（2）未设置导体贴片（1）的一面附在被测金属结构（3）表面上；

步骤二、裂纹的信息通过传感器传递给外部设备，得到传感器长度和宽度方向上的谐振频率f₀₁和f₁₀的漂移，分别表示为Δf₀₁和Δf₁₀；

步骤三、引入单独参数R：得到横坐标为裂纹长度L，纵坐标为R值的R-L曲线图，每条沿不同方向扩展的裂纹都有唯一一条R-L曲线与之对应,这样，曲线上的每个点都与一定裂纹长度和方向想对应，从而可根据R-L曲线得到裂纹长度和方向信息。