定量监测裂纹涡流传感器阻抗特性研究.pdf

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1、2016焦仪表技术与传感器2016第12期InstrumentTechniqueandSensorNo．12定量监测裂纹涡流传感器阻抗特性研究尹志朋，李培源‘，李全通，刘宇汇(1．空军工程大学航空航天工程学院，陕西西安710038；2．94333部队96分队，山东潍坊261000)摘要：为了提高环状涡流柔性传感器的裂纹监测灵敏度，首先分析了提离距离和材料电导率对传感器阻抗的影响．然后搭建实验系统证明了传感器模型的正确性；进而建立了提离距离和材料电导率双参数跨阻抗网格图，并对系统监测2A12一T4铝合金材料的工作

2、频率进行了优化。结果表明：在双参数跨阻抗特性网格图中，网格面积越大，该网格对应参数条件下监测灵敏度越高；相交曲线夹角越接近90~．双参数对系统输出影响的独立性越好。预制裂纹监测试验表明，基于分段监测理念的环状涡流传感器具备识别和定量监测裂纹的能力。关键词：结构健康监测；涡流传感器；跨阻抗；2A12-T4铝合金中图分类号：TP212．1；V215．6文献标识码：A文章编号：1002-1841(2016)12—0005一O4ResearchonTrans-impedancePropertyofEddyCurrent

3、SensorforQuantjficati0nallyMonitoringCrackYINZhi—peng，LIPei-yuan‘，LIQuan—tong，LIUYu—hui(1．AeronauticsandAstronauticsEngineeringCollege，AirForceEngineeringUniversity，Xi’an710038，China；2．96Detachmentsof94333Army，Weifang261000，China)Abstract：Inordertoincreaseth

4、ecrackmonitoringsensitivityofthecyclicflexibleeddycurrentsensor，theeffectsofthelift—offandmaterialconductivityonthesensor'strans—impedancewereanalyzed，andtheexperimentalsystemwasestablishedtoprovethecorrectnessofthesensormode1．Furthermore，thelift—ofandmateri

5、alconductivitydoubleparameterstrans-impedancegridpat—ternwasproposed，andthesystemwork9equencyofmonitoring2A12一T4aluminumalloymaterial'scrackwasoptimized．There—sultsshowthatinthedoubleparameterstrans-impedancedpattern，thegreaterthedareais，thehigherthecrackmon

6、itoringsensitivityundercorespondingparametersconditionwillbe．Whenthecrosscurveangleiscloserto90。，theinfluenceofthetwoparametersontheoutputsignalismoreirrelevant．Prefabricatedcrackmonitoringtestresultsprovethatthesensorbasedonthesegment-monitoringmethodhasthe

7、capabilityofrecognitionandqUantificationallymonitoringcrackpropagation．Keywords：structurehealthmonitoring；eddycurrentsensor；trans·impedance；2A12·T4aluminumalloy0引言．数的重要组成部分，微小的裂纹损伤引起的传感器输结构损伤是评价飞机在服役期安全可靠性的重出参数的变化量很小，在强的背景噪声中提取有效信要指标，如果未及时发现并修复机体承力结构上的损息是传感器

8、研究的难点。为了提高传感器的灵敏度，伤，往往会导致事故发生_1]。随着工业的不断发展，需要对传感器的结构参数及工作参数进行优化。本维修决策和管理方法的革新。基于结构健康监测技术文首先介绍了环状涡流传感器．该传感器对金属结构的视情维修方式被提出并逐渐应用到飞机结构的精裂纹的监测能力已在实验室条件下得到初步验确维修中。结构健康监控系统能够在结构安全隐患证l3J．然后建立了涡流监测模型。并通