摘要：飞行器结构健康监测对保障飞行安全、降低飞行器维护成本具有重要意义,压电导波结构健康监测技术由于对小损伤敏感、可在线或离线监测,应用前景广阔。针对飞行器结构地面快速监测应用,研制了一种小型化便携式的压电导波结构健康监测系统。首先提出了一种分层设计的总体架构,并对系统的软硬件设计展开了研究,系统设计体积仅为273 mm×184 mm×59 mm,重量小于3 kg,支持32个传感器通道,激励电压幅值可达140 V_(pp),最大采样率60 MS/s。最后开展了系统应用验证实验,实现了对金属结构裂纹扩展的准确监测。

摘要：导波信号调理模块是导波结构健康监测系统的核心模块。随着导波结构健康技术的发展,需要设计出集成度比较高的导波信号调理模块,同时要保证导波信号调理模块的性能指标。针对目前集成化系统中导波信号调理模块存在噪声大,增益小,频带窄等问题,对导波信号调理模块的电路结构和电路参数其进行优化设计。首先设计了基于计算机总线的导波信号调理模块的数字电路与模拟电路架构。在总体架构下详细设计了各部分的功能电路,对总体的模拟电路进行仿真优化。最后对硬件实现及性能和功能的测试与验证。

摘要：导波结构健康监测技术在国内外已得到了广泛而深入的研究。导波结构健康监测系统软硬件的研制对该技术的工程应用非常重要。针对导波结构健康监测系统产生的数据参数类型多、数据量大,缺乏统一的规范化的处理的问题,应用LabVIEW虚拟仪器平台设计了导波结构健康监测系统软件数据管理模块,提出了数据管理模块的整个架构,分别研制了数据管理模块中的功能子单元,包括数据接口层、功能驱动层、应用界面层,最后设计了模块主程序界面并对各个功能单元进行了集成。在复合材料机翼盒段上进行实验验证,实验结果表明数据管理模块可以实现相应的功能,该软件模块适用于结构健康监测工程化的需要。

摘要：基于压电导波的结构健康监测(SHM)技术在国内外已得到了广泛而深入的研究。压电导波SHM系统的主被动监测功能兼容集成化设计对该技术的工程应用具有重要意义。提出了一种支持大规模传感器通道的主被动兼容型通道切换模块研制方法。首先针对模块需求设计了基于CPCI总线的软硬件总体架构;然后分别阐述了CPCI总线接口单元、通道切换控制单元、开关阵列单元的详细设计原理;最后,在机翼盒段上进行了实验验证,结果表明该模块能够支持64路传感器,切换速率小于0.05s/通道,具有集成度高、可靠稳定的特点,并且集成到系统后能够可靠完成损伤和冲击监测任务。

摘要：直升机尾桁在加载疲劳或者恶劣环境条件下,金属结构容易产生裂纹。本文利用LabVIEW虚拟仪器平台设计了直升机尾桁实时故障诊断地面事后分析软件。首先针对软件功能指标设计了软件总体架构,并针对系统硬件采集的原始信号和参数进行了数据接口规范设计。然后分别阐述了软件读取传感器监测数据、信号特征参数提取、数据拟合以及损伤监测功能模块的实现机理。最后,利用在铝板上采集的信号数据进行演示验证,结果表明该软件可以实现原始数据的快速处理、分析和损伤诊断功能。