[发明专利]一维球形颗粒链非线性孤波传感器

摘要

本发明公开了一维球形颗粒链式非线性孤波检测传感器，可实现非线性孤波的稳定激发和检测，用于材料或结构的无损检测。冲击颗粒由电磁阀控制从固定高度以自由落体方式冲击一维球形颗粒链，以形成沿一维球形颗粒链传播的非线性孤波，传播至观察颗粒时，孤波产生的位移将被内嵌于观察颗粒的压电材料感知并以电压形式输出，称作入射孤波；当非线性孤波传播至一维球形颗粒链末端颗粒与待测材料或结构的界面时将产生反射，再次进入一维球形颗粒链，传播过程中再次被观察颗粒中的压电材料检测到，输出的电压信号称作反射孤波。利用反射孤波和入射孤波的飞行时间差或幅值比，可以对待测材料或结构的刚度或损伤进行无损评价。

主权项

一维球形颗粒链非线性孤波传感器，其特征在于：该传感器包括冲击颗粒(1)、球形颗粒链(2)、观察颗粒(3)、底座(5)、支架(6)、卡具(7)、不锈钢角码(8)、电磁阀(9)和导杆(10)；一维球形颗粒链为核心部件，该核心部件由冲击颗粒(1)、球形颗粒链(2)与观察颗粒(3)组成；观察颗粒(3)作为检测与记录孤波信号的结构，由两个半球(16)与一个压电片(18)组成；导线(15)通过焊点(19)焊接到压电片(18)上，压电片(18)通过环氧树脂粘接到两个半球(16)中间；利用螺栓紧固支架(6)与底座(5)；同时利用不锈钢角码(8)将两对卡具(7)连接在支架(6)上；电磁阀(9)通过末端螺纹与支架(6)连接；四根导杆(10)插入卡具(7)的方形槽(14)与底座(5)的沉孔(12)中；沉孔(12)支撑导杆(10)、方形槽(14)限制导杆的位移与旋转；当四根导杆(10)中心放入球形颗粒链(2)时，通过螺纹孔(13)，利用螺栓调节4根导杆(10)的位置，能够保证球形颗粒链(2)中颗粒自由移动。