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专利号: 2019102448049
申请人: 淮阴师范学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 飞行器;航空;宇宙航行
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于飞机结构健康监测的预警系统,其特征在于,包括超声波传感监测模块、激光测震模块、光纤传感模块、监测信息接收模块、监测信息分析模块、飞机结构数据导入模块、信息转存模块、信息储存云端与检索模块;

其中,所述超声波传感监测模块与监测信息接收模块通信连接,所述激光测震模块与监测信息接收模块通信连接,所述光纤传感模块与监测信息接收模块通信连接,所述监测信息接收模块与监测信息分析模块通信连接,所述信息分析模块与预警分级模块通信连接,所述信息储存云端与信息转存模块通信连接,所述总控模块与预警分级模块通信连接,所述预警消息发送模块与总控模块通信连接,所述检索模块与信息储存云端通信连接;

所述超声波传感监测模块用于对飞机结构进行无损探伤作业,其监测接灰会被发送到监测信息接收模块中,所述激光测震模块用于采集监测时飞机结构内的结构信息,并将采集到的结构信息传递到监测信接收模块中,所述光纤传感模块用于采集应变信息、温度信息和腐蚀度信息,其采集到的信息也会被发送到监测信息接收模块中,所述飞机结构数据导入模块用于导入飞机结构健康时数据信息,其导入的信息会被发送到监测信息分析模块中,所述监测信息接收模块接收到的数据信息会被复制成两分,其中一份会被发送到信息转存模块中,另一份会被发送到监测信息分析模块中,所述信息转存模块会将接收到的数据信息发送到信息储存云端中储存起来,所述检索模块让维护人员可以随时调取相应时段的飞机结构维护数据,所述监测信息分析模块在接收到监测信息接收模块和飞机结构数据导入模块导入的数据后会对所有数据进行分析,分析好的数据会被发送到预警分级模块中进行预警分析,分析好的数据会被发送到总控模块中,所述总控模块会将接收到的信息转化为控制指令并将控制指令发送到预警消息发送模块中,所述预警消息发送模块在接收到控制指令后会将预警消息发送出去;

所述监测信息分析模块光纤传感模块采集的数据的具体分析过程如下:

步骤一:光纤传感模块采集会将采集的信息计算为布拉格波长,将布拉格波长标记为L,将采集到的应变量标记为ε,温度信标记为T;

步骤二:通过公式 能计算出变量ΔλB;

步骤三:公式中的Kεε表示应变量ε对波长的影响值;

所述监测信息分析模块对所有接收到的数据具体分析过程如下:

S1:将超声波传感模块采集到的探伤信息标记为T1,将激光测震模块采集到的结构损伤数据标记为C1,再将光纤传感模块计算出的布拉格波长标记为L1;

S2:将飞机结构数据导入模块导入的探伤信息标记为T2,将飞机结构数据导入模块导入的结构损伤数据C2,将飞机结构数据导入模块导入的布拉格波长数据标记为L2;

S3:通过公式T2-T1=t可以得到探伤信息数据差值t;

S4:通过公式C2-C1=c可以得到结构损伤数据差值c;

S5:通过公式L2-L1=l可以得到布拉格波长数据的差值l;

S6:当t大于预设值时,即表示飞机结构损伤较为严重,当t在预设范围值之内时,即说明飞机结构损伤轻微;

S7:当c大于预设值时,即表示飞机结构损伤较为严重,c在预设范围值之内时,即说明飞机结构损伤轻微;

S8:当l大于预设值时,即表示飞机结构损伤较为严重,l在预设范围值之内时,即说明飞机结构损伤轻微;

S9:所述有的损伤信息在显示屏上显示出来;

所述监测信息分析模块将数据分析出后会将数据传递到预警模块中进行预警分析,其预警分析的具体过程如下:SS1:当探伤信息数据差值t大于预设值、结构损伤数据差值c大于预设值和布拉格波长数据的差值均大于预设值时,发布三级预警信息;

SS2:当探伤信息数据差值t大于预设值、结构损伤数据差值c大于预设值和布拉格波长数据的差值中任意两项大于预设值时,发布二级预警信息;

SS3:当探伤信息数据差值t大于预设值、结构损伤数据差值c大于预设值和布拉格波长数据的差值中任意一项大于预设值时,发布一级警报;

所述三级警报的具体警报内容为“请全体维修人员对飞机结构进行整体维修”,所述二级警报的具体警报内容为“请全体维修人员对飞机结构故障位置进行维修,并对飞机结构进行全体检修”,所述一级警报的警报内容为“请XXX部门的维修人员对飞机结构故障位置进行维修,其他部门人员对飞机结构进行全体检修”。

2.根据权利要求1所述的一种用于飞机结构健康监测的预警系统,其特征在于,所述信息转存模块在将信息转存到信息储存云端前会对数据进行分类并添加时间标签,其具体分类过程如下:(1):对于数据来源来自超声波传感模块的,在其文件名称前添加前缀CH;

(2):对于数据来源来自激光测震模块的,在其文件名称前添加前缀CZ;

(3):对于数据来源来自光纤传感模块的,在其文件名称前添加前缀GX;

添加时间标签的具体过程如下:

1):获取数据采集时的网络时间;

2):当网络时间处于0时到6时之间时,其标记为A1i,0<i<6;

3):当网络时间处于6时到12时之间时,其标记为A2k,6<i<12;

4):当网络时间处于12时到18时之间时,其标记为A3f,12<f<18;

5):当网络时间处于12时到24时之间时,其标记为A4x,18<x<24;

6):信息转存模块会根据采集数据的将A1i、A2k、A3f与A4x采集数据中对应时间时的名称加入到文件名的后缀上。

3.根据权利要求1所述的一种用于飞机结构健康监测的预警系统,其特征在于,所述检索模块在使用时只需要输入文件前缀加后缀即可进行检索,其检索内容均会在显示屏上显示出来。

4.根据权利要求1所述的一种用于飞机结构健康监测的预警系统,其特征在于,所述预警消息发送模块由播报喇叭、蜂鸣器和警示灯组成,当预警消息发出时播报喇叭会播报警报级别消息,同时蜂鸣器响起,警示灯会根据警报级别闪烁不同颜色的光,所述一级预警时闪烁黄色灯光,所述二级预警时闪烁红色灯光,所述三级预警时红黄光交替闪烁。