[发明专利]一种基于多场耦合传感器网络的复合材料结构监测系统

权利要求书

1.一种基于多场耦合传感器网络的复合材料结构监测系统，其特征在于，包括多场耦合传感器网络（1）、传感器网络接口模块（2）、信号发生及采集模块（3）和数据处理模块（4）；所述多场耦合传感器网络（1）用于对复合材料结构的多种监测参数进行主动及被动实时在线传感；所述传感器网络接口模块（2）用于所述多场耦合传感器网络（1）与所述信号发生及采集模块（3）之间的连接；所述信号发生及采集模块（3）用于产生任意波形信号并采集传感器网络接口模块（2）提供的传感信号，且将获取的传感信号发送至数据处理模块（4）；所述数据处理模块（4）根据获得的传感信号获得复合材料结构的雷击电流及损伤状况。

2.根据权利要求1所述的基于多场耦合传感器网络的复合材料结构监测系统，其特征在于，所述多场耦合传感器网络（1）由压电传感器子网络（11）、柔性涡流传感器子网络（12）和罗氏线圈子网络（13）组成。

3.根据权利要求2所述的基于多场耦合传感器网络的复合材料结构监测系统，其特征在于，所述传感器网络接口模块（2）包括多功能网络选择器（21）、多通道电压放大及高压保护模块（22）、罗氏线圈多通道转换模块（23）和多通道选择器（24）；所述罗氏线圈多通道转换模块（23）的输入端连接至罗氏线圈子网络（13），罗氏线圈多通道转换模块（23）的输出端连接至多通道电压放大及高压保护模块（22），多通道电压放大及高压保护模块（22）的另一端连接至多功能网络选择器（21），罗氏线圈子网络（13）用于获取多路电流微分信号并发送至罗氏线圈多通道转换模块（23），罗氏线圈多通道转换模块（23）对罗氏线圈子网络（13）输入的多路电流微分信号进行积分并转换为电压信号，电压信号经多通道电压放大及高压保护模块（22）进行放大，并通过设置电压阈值来确认罗氏线圈子网络（13）传感的雷击电流微分信号是否过大，所述多通道电压放大及高压保护模块（22）控制罗氏线圈子网络（13）与传感器网络接口模块（2）的连接；所述多功能网络选择器（21）根据监测需求选择接通相应的压电传感器子网络（11）、柔性涡流传感器子网络（12）和罗氏线圈子网络（13）；所述多功能网络选择器（21）连接至多通道选择器（24）。

4.根据权利要求3所述的基于多场耦合传感器网络的复合材料结构监测系统，其特征在于，所述信号发生及采集模块（3）包括任意信号发生模块（31）、主动信号调理及采集模块（32）和被动信号采集模块（33）；所述任意信号发生模块（31）分别连接传感器网络接口模块（2）和主动信号调理及采集模块（32），任意信号发生模块（31）用于产生任意波形信号和放大所述任意波形信号的功率，并把功率放大前后的任意波形信号作为触发信号和激励信号，分别提供给主动信号调理及采集模块（32）和传感器网络接口模块（2）；所述主动信号调理及采集模块（32）一端连接至传感器网络接口模块（2），另一端连接至数据处理模块（4），主动信号调理及采集模块（32）用于对传感器网络接口模块（2）提供的传感信号进行放大、滤波和采集，并将传感信号发送至数据处理模块（4）；所述被动信号采集模块（33）一端连接至传感器网络接口模块（2），另一端连接至数据处理模块（4），被动信号采集模块（33）用于多通道同步采集传感器网络接口模块（2）提供的传感信号，并发送至数据处理模块（4）。

5.根据权利要求4所述的基于多场耦合传感器网络的复合材料结构监测系统，其特征在于，所述主动信号调理及采集模块（32）包括信号放大及滤波模块（321）和双通道高速数据采集模块（322）；所述任意信号发生模块（31）包括任意波形发生模块（311）和功率放大模块（312）。