The invention discloses a one-dimensional spherical particle chain type nonlinear solitary wave detection sensor, which realizes the stable excitation and detection of nonlinear solitary waves, and is used for nondestructive testing of materials or structures. The impact of particles is controlled by an electromagnetic valve from a fixed height by a free falling impact of one-dimensional spherical particles along the chain, to form a one-dimensional nonlinear spherical particle chain propagation of solitary wave propagation, to observe particle displacement, solitary wave generated will be embedded in the observation of particles of piezoelectric materials and perception in the form of voltage output, called the incident solitary wave when the interface; nonlinear solitary wave propagation to one-dimensional spherical particles and particle chain end tested material or structure will produce reflection, once again into the one-dimensional spherical particle chain propagation were again observed in particle detection of piezoelectric materials, the output voltage signal is called solitary wave reflection. By using the time difference or amplitude ratio of the reflected solitary wave and the incident solitary wave, the stiffness or damage of the measured material or structure can be evaluated nondestructive.
【技术实现步骤摘要】
一维球形颗粒链非线性孤波传感器
本专利技术涉及一种一维球形颗粒链式非线性孤波检测传感器,属于无损检测
,其作用是通过冲击颗粒的撞击,在一维球形颗粒链中产生非线性孤波,利用观察颗粒中的压电材料记录的入射和反射孤波信号,对待测材料或结构进行无损评价。
技术介绍
多层板粘接结构在航空航天高端装备中广泛使用,当结构内部存在损伤或层间出现脱粘时,材料的局部属性(如密度、刚度等)将发生变化。目前能够针对多层板粘接结构中损伤或层间脱粘的通用无损检测方法主要是超声法。一般采用压电超声换能器激发超声,并需使用耦合剂。压电超声换能器的激励源一般包括精密、复杂的信号发生器和放大电路等,接收的超声波反射信号一般幅值低,易受噪声干扰而影响局部损伤或脱粘检测效果。为实现一种激励方式简单、接收信号幅值高的局部损伤和脱粘检测方法,本专利技术提供了一种一维球形颗粒链式非线性孤波检测传感器,只需采用冲击颗粒冲击一维球形颗粒链,即可在颗粒链中形成高能量的非线性孤波,与被测试件表面作用后,反射回颗粒链中的非线性孤波信号可以用于表征局部损伤和脱粘程度。该方法操作简单,无需激励电路,观察颗粒中压电材料接收的信号幅值高,便于实际现场检测。
技术实现思路
本专利技术的目的是研制一款适用于板结构的一维球形颗粒链式非线性孤波检测传感器,有效激励和接收非线性孤波检测信号。为实现上述目的,本专利技术采用的技术方案为包含了如下部件: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、导杆10。一维球形颗粒链非线性孤波传感器,该传感器包括冲击颗粒1、球形颗粒链2、观察颗粒3、底座 ...
【技术保护点】
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。
【技术特征摘要】
1.一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。2.根据权利要求1所述的一维球形颗粒链非线性孤波传感器,其特征在于:四根导杆(10)贯穿卡具(7)的方形槽(14)并固定于底座(5)的沉孔(12)中;四根导杆(10)围束的通道内放置由多颗等直径实心球构成的一维球形颗粒链(2),一维球形颗粒链(2)与导杆间的接触力通过调节螺栓在螺纹孔(13)的位置进行细微调整;底座(5)中的通孔(11)直径小于一维球形颗粒链中颗粒球直径,以使末端颗粒不从通道滑出而与待测材料(4)表面接触。3.根据权利要求1所述的一维球形颗粒链非线性孤波传感器,其特征在于:压电材料(18)通过环氧树脂夹...
【专利技术属性】
技术研发人员:吴斌,李明智,王鹤萤,肖婷,刘秀成,何存富,
申请(专利权)人:北京工业大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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