[发明专利]基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测装置及方法

说明书

本发明公开了一种基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测装置，包括安装在飞机机身蒙皮上的机身无线压电传感装置、安装在飞机左翼蒙皮上的左翼无线压电传感装置、安装在飞机尾翼蒙皮上的尾翼无线压电传感装置、安装在飞机右翼蒙皮上的右翼无线压电传感装置和安装在机头内飞行员观测到的区域的损伤监测装置，机身无线压电传感装置、左翼无线压电传感装置、尾翼无线压电传感装置、右翼无线压电传感装置均与损伤监测装置进行无线通讯。本发明采用无线传输和智能定位对飞机蒙皮损伤进行实时在线监测，克服了有线监测下的系统接线紊乱繁杂等的缺陷，具有结构简单、体积小、重量轻、安装方便的优点。

技术领域

本发明涉及一种飞机蒙皮损伤监测装置，特别涉及一种基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测装置及方法。

背景技术

现代高速运输技术对飞机性能指标越来越苛刻，复合材料大量应用在飞机的机翼、机身等主承力复杂曲面板类结构。高强度严酷的飞行条件下，飞机复合材料结构极易发生损伤，尤其对飞鸟撞击、零件脱落等冲击或撞击损伤非常敏感，这些损伤在服役期间不断扩张，容易导致飞机蒙皮结构失效而引发灾难性事故。为了全面掌握整个飞机蒙皮的损伤状态，设置压电传感器阵列被认为是一种非常有效的方式，然而这也将带来传感系统连线复杂、数据处理量大的问题。无线传感器网络被列为21世纪最有影响的21项技术和改变世界的10项技术之一。因此无线压电传感监测技术已成为飞机蒙皮损伤监测重点攻克的技术难关。

公开号为CN102866201A的发明专利批露了一种飞机蒙皮健康监测机器人及其控制系统，由上框架、下框架、中心轴转向机构、无线CCD、超声探头和控制箱组成的控制系统对飞机蒙皮结构损伤进行检测，该技术需要利用健康监测机器人在飞机蒙皮上来回移动进行检测，不能在任何时刻对飞机蒙皮损伤实时在线监测。公开号为CN102426195A的发明专利批露了一种结构损伤监测系统及其监测方法，该系统由电源系统、控制器、功率放大器、信号发生器、数据采集板、I/O控制板、电荷放大器、多通道切换装置、24路传感器阵列、计算机人机界面等组成，实现了集成化和便携性好的实时采集数据及即时成像的机构损伤监测系统，该系统不适合应用在大面积监测、受空气阻力相对较大的飞机蒙皮损伤监测上，且该专利未提起无线监测方面内容，监测系统比较臃肿。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种结构简单、监测方便、准确度高、智能化程度高的基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测装置，并提供一种基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测装置，包括机身无线压电传感装置、左翼无线压电传感装置、尾翼无线压电传感装置、右翼无线压电传感装置和损伤监测装置，所述机身无线压电传感装置安装在飞机机身蒙皮上，左翼无线压电传感装置安装在飞机左翼蒙皮上，尾翼无线压电传感装置安装在飞机尾翼蒙皮上，右翼无线压电传感装置安装在飞机右翼蒙皮上，损伤监测装置安装在机头内飞行员观测到的区域，所述机身无线压电传感装置、左翼无线压电传感装置、尾翼无线压电传感装置、右翼无线压电传感装置均与损伤监测装置进行无线通讯。

上述基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测装置中，所述机身无线压电传感装置、左翼无线压电传感装置、尾翼无线压电传感装置、右翼无线压电传感装置结构相同且均包括一个中继器和多个无线压电传感单元，机身无线压电传感装置、左翼无线压电传感装置、尾翼无线压电传感装置、右翼无线压电传感装置的无线压电传感单元分别安装在对应的飞机机身蒙皮、飞机左翼蒙皮、飞机尾翼蒙皮、飞机右翼蒙皮上，多个无线压电传感单元均与中继器相连，中继器与损伤监测装置进行无线通讯。

上述基于无线压电传感技术的飞机蒙皮损伤监测装置中，所述损伤监测装置包括监控单元和网络协调器，监控单元通过RS232总线与网络协调器相连，网络协调器与机身无线压电传感装置、左翼无线压电传感装置、尾翼无线压电传感装置、右翼无线压电传感装置的中继器行无线通讯。