[实用新型]一种用于孔边裂纹监测的双面补强柔性涡流阵列传感器

说明书

本实用新型公开了一种用于孔边裂纹监测的双面补强柔性涡流阵列传感器，包括涡流阵列传感器，涡流阵列传感器包括感应线圈和激励线圈，激励线圈的两端引线伸出涡流阵列传感器，激励线圈的内部设有挖空的圆形区域；涡流阵列传感器的底面设有柔性基底，涡流阵列传感器的顶面覆有保护膜，挖空的圆形区域的内径与螺栓孔径相匹配，螺栓孔内穿设有螺栓，用于固定结构件，涡流阵列传感器与螺栓、结构件之间均设有补强层。本实用新型能够有效对螺栓孔边裂纹进行监测，并且不会破坏传感器的正常功能，实现了螺栓孔边裂纹有效、准确监测。

技术领域

本实用新型属于裂纹监测技术领域，涉及一种用于孔边裂纹监测的双面补强柔性涡流阵列传感器。

背景技术

金属材料具有强度大、刚度高等优良的特点，是重要承力结构的不二之选。尤其对于飞机、高铁等重型设备，金属结构担任着极其重要的角色。但是金属结构在使用过程中，受到极端环境的影响（如：疲劳裂纹、腐蚀和冲击等），极易对结构造成损伤。若损伤没有及时发现，往往会造成灾难性的后果。为确保结构的安全性，急需定期对结构进行无损检测或采用结构健康监控。若对结构进行定期无损检测，人力物力消耗很大。为确保准备维修的经济性，最好的选择是采用结构健康监控。

结构健康监测是通过在装备的关键结构布置先进的传感器，通过采集传感器表征结构健康状态的数据，通过数据处理、损伤识别和健康状态诊断来判断结构的健康状态。对于结构的损伤监测，常用的传感器有应变传感器、比较真空度传感器、光纤传感器、智能涂层传感器、超声导波传感器和柔性涡流阵列传感器等。

孔边作为结构应力集中的部分，是极易发生疲劳裂纹的，因此对该部位裂纹的监测显得格外的重要，能够有效、准确监测螺栓孔边裂纹一直为本领域的技术难题。应变传感器不能够监测微小裂纹的萌生；比较真空度传感器与智能涂层传感器安装复杂，难以用于螺栓孔边裂纹监测；光纤传感器受环境影响较大，容易产生“虚警”或“误警”，超声导波传感器也难以对螺栓孔边等复杂结构进行检测。柔性涡流阵列传感器具有柔性可弯曲、质量轻、抗干扰能力强等优良特点，在结构健康监控领域具有较为广泛的应用前景。

然而，若将常规的柔性涡流阵列传感器置于螺栓孔边监测，一般置于垫片下方，但是在螺栓与结构件之间压力的作用下，激励线圈或感应线圈极易断裂，激励线圈的断裂造成线圈断路，没有激励电流通过激励线圈，因此不会产生磁场，所以，造成整个传感器失效。若感应线圈断裂，该感应通道无信号输出，因此造成该通道失效。不论是那种失效模式，都会严重影响传感器的监测功能。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种用于孔边裂纹监测的双面补强柔性涡流阵列传感器，能够有效对螺栓孔边裂纹进行监测，并且不会破坏传感器的正常功能，实现了螺栓孔边裂纹有效、准确监测，解决了现有技术中存在的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，一种用于孔边裂纹监测的双面补强柔性涡流阵列传感器，包括涡流阵列传感器，涡流阵列传感器包括感应线圈和激励线圈，激励线圈的两端引线伸出涡流阵列传感器，激励线圈的内部设有挖空的圆形区域；涡流阵列传感器的底面设有柔性基底，涡流阵列传感器的顶面覆有保护膜，挖空的圆形区域的内径与螺栓孔径相匹配，螺栓孔内穿设有螺栓，用于固定结构件，涡流阵列传感器与螺栓、结构件之间均设有补强层。

进一步的，所述感应线圈布置在螺栓孔左右两侧，从内至外依次布设有多个感应线圈。

进一步的，所述螺栓孔内穿设有螺栓，用于固定第一结构件和第二结构件，第一结构件与螺栓的端部之间设有垫片，螺栓另一端设有螺母，用于限制第二结构件移动；涡流阵列传感器安装于垫片与第一结构件之间，涡流阵列传感器与垫片之间设有顶补强层，涡流阵列传感器与第一结构件之间设有底补强层。

进一步的，所述涡流阵列传感器安装于第一结构件与第二结构件之间，涡流阵列传感器与第一结构件之间设有顶补强层，涡流阵列传感器与第二结构件之间设有底补强层。