一种用于监测裂纹速率的传感器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于一种结构健康(损伤)的监测传感器，具体涉及一种用于监测裂纹速率的传感器。
【背景技术】
[0002]现有技术的监测传感器按照构件的特征将信息智能涂层涂于结构危险部位，智能涂层包括设置于构件基体上的传感层，传感层由导电粒子、改性剂组成，厚度为几十纳米到几十微米之间，在传感层与构件基体之间设置有驱动层，驱动层分为有机材料驱动层，无机材料驱动层，无机材料驱动层由无机非导电材料组成，有机材料驱动层由有机非导电材料组成，驱动层与构件基体和传感层固化成一体，驱动层的厚度为几十微米到几百微米之间，在传感层外设置有保护层，保护层由非导电材料组成。在实验室有足够的时间和空间可以实现，而在现有设备结构危险部位涂上信息智能涂层受时间和空间条件限制很难实现，智能涂层质量难以保证，不可能在现有设备上广泛应用。且现有技术中监测传感器一般只能监测到有没有裂纹产生，不能监测裂纹扩展速率。
【实用新型内容】
[0003]为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供了一种用于监测裂纹速率的传感器，通过感知结构表面裂纹长度变化，并将其转换为电阻变化量来测量被测物件表面裂纹的检测元件传感器，是结构裂纹实时监测系统信息感知部件。
[0004]本实用新型所采用的技术方案为:
[0005]一种用于监测裂纹速率的传感器，其改进之处在于:所述传感器包括依次设置的信息传感层，信息采集层和保护层；
[0006]所述信息传感层为绝缘性材料，其粘贴在被监测件上；所述信息采集层属于电阻性材料，包括五根并列线组、外接引线焊点和五个并列电阻焊盘；所述传感器水平粘贴在被监测件的边缘，外接引线焊点焊接引线焊盘，所述外接引线焊点设置在信息采集层中；所述传感器的粘贴区域设置在所述传感器的裂纹区；所述五个并列电阻焊盘焊接lkQ电阻。
[0007]优选的，所述信息传感层由聚合物、导电粒子和胶粘剂组成，所述胶粘剂与被监测件的结构表面固化融为一体，所述聚合物溅射在导电粒子的表面。
[0008]优选的，所述保护层由聚酰亚胺膜和AB胶或金属构件组成；所述保护层的聚酰亚胺膜设置在所述传感器的最外层，所述传感器通过AB胶或金属构件进行固定。
[0009]本实用新型的有益效果为:
[0010]1.将裂纹监测传感器粘接在结构件上，可实现对结构件部位进行实时监测裂纹萌生及扩展情况，并计算出裂纹扩展速率；本传感器解决监测裂纹扩展速率问题；
[0011]2.对封闭结构零部件必须进行裂纹损伤监测时，可将裂纹监测传感器组装在封闭结构裂纹件上后，再进行部位安装，解决了目前常规探伤手段不能检查的问题；
[0012]3.检测时无须分解结构部位和密封部位，不用去除漆层，与传统的检测技术相比检测更方便快捷，工程适用性强；
[0013]4.选用电阻值变量作为结构裂纹监测的表征参量，信号提取、采集、处理系统有效可靠。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的裂纹监测传感器的剖面结构示意图；
[0015]图2是本实用新型提供的直条形裂纹监测传感器示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步的详细说明。
[0017]以下描述和附图充分地示出本实用新型的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本实用新型的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本实用新型的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“实用新型”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的实用新型，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个实用新型或实用新型构思。
[0018]裂纹监测传感器是通过感知结构表面裂纹长度变化，并将其转换为电阻变化量来测量被测物件表面裂纹的检测元件传感器，是结构裂纹实时监测系统信息感知部件，由信息传感层，信息采集层和保护层组成；传感器为电阻性材料，其粘贴在被监测件上；其剖面示意图如图1所示，所述信息传感层为绝缘性材料，其粘贴在被监测件上；所述信息采集层属于电阻性材料，包括五根并列线组、外接引线焊点和五个并列电阻焊盘；所述传感器水平粘贴在被监测件的边缘，外接引线焊点焊接引线焊盘，所述外接引线焊点设置在信息采集层中；所述传感器的粘贴区域设置在所述传感器的裂纹区；所述五个并列电阻焊盘焊接lkQ电阻。信息传感层由聚合物、导电粒子和胶粘剂组成，所述胶粘剂与被监测件的结构表面固化融为一体，所述聚合物溅射在导电粒子的表面，通过胶粘剂与被监测的结构表面固化融为一体，结构表面受力变形或产生裂纹时，信息传感层驱动信息采集层一起变形，采集层的电阻会产生一个变量，为结构裂纹实时监测系统提供裂纹信息；保护层由聚酰亚胺膜和AB胶或金属构件组成；所述保护层的聚酰亚胺膜设置在所述传感器的最外层，所述传感器通过AB胶或金属构件进行固定。根据不同的检测环境保护要求确定。
[0019]如图2所示，1位置焊接外接引线，2位置焊接lkQ电阻(考虑到电解铜箔本身电阻很小，此时计算忽略)；
[0020]将传感器贴装在被监控件的边缘；
[0021 ] 裂纹产生时，传感器的电解铜箔依次断裂，此时阻值发生变化，变化情况如下:
[0022]无裂纹时的阻值R0 = 1000 Ω/5 = 200 Ω ；
[0023]当裂纹产生并扩展到第一条电解铜箔拉断时，阻值R1 = 1000 Ω /4 = 250 Ω，此时判定裂纹扩展距离为amm，此时记录时间为tl，裂纹扩展速率vl = a/tl ；
[0024]当裂纹产生并扩展到第二条电解铜箔拉断时，阻值R2 = 1000 Ω /3 = 333 Ω，此时判定裂纹扩展距离为(a+b)mm，此时记录时间为t2，本区间裂纹扩展速率v2 = b/(t2_tl)；
[0025]当裂纹产生并扩展到第三条电解铜箔拉断时，阻值R3 = 1000 Ω/2 = 500 Ω，此时判定裂纹扩展距离为(a+b+c)mm，此时记录时间为t3，本区间裂纹扩展速率v3 = c/(t3_t2)；
[0026]当裂纹产生并扩展到第四条电解铜箔拉断时，阻值R4 = 1000 Ω/1 = 1000 Ω，此时判定裂纹扩展距离为(a+b+c+d)mm，此时记录时间为t4，本区间裂纹扩展速率v4 = d/(t4—t3)；
[0027]当裂纹产生并扩展到第五条电解铜箔拉断时，阻值⑴，此时判定裂纹扩展距离为(a+b+c+d+e)mm，此时记录时间为t5，本区间裂纹扩展速率v5 = e/ (t5_t4)；
[0028]平均扩展速率=(vl+v2+v3+v4+v5)/5。
[0029]本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是具有与本申请相同或相近似的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种用于监测裂纹速率的传感器，其特征在于:所述传感器包括依次设置的信息传感层，信息采集层和保护层； 所述信息传感层为绝缘性材料，其粘贴在被监测件上；所述信息采集层属于电阻性材料，包括五根并列线组、外接引线焊点和五个并列电阻焊盘；所述传感器水平粘贴在被监测件的边缘，外接引线焊点焊接引线焊盘，所述外接引线焊点设置在信息采集层中；所述传感器的粘贴区域设置在所述传感器的裂纹区；所述五个并列电阻焊盘焊接lkΩ电阻。2.根据权利要求1所述的一种用于监测裂纹速率的传感器，其特征在于:所述信息传感层由聚合物、导电粒子和胶粘剂组成，所述胶粘剂与被监测件的结构表面固化融为一体，所述聚合物溅射在导电粒子的表面。3.根据权利要求1所述的一种用于监测裂纹速率的传感器，其特征在于:所述保护层由聚酰亚胺膜和AB胶或金属构件组成；所述保护层的聚酰亚胺膜设置在所述传感器的最外层，所述传感器通过AB胶或金属构件进行固定。
【专利摘要】本实用新型涉及一种用于监测裂纹速率的传感器，所述传感器包括依次设置的信息传感层，信息采集层和保护层；所述信息传感层为绝缘性材料，其粘贴在被监测件上；所述信息采集层属于电阻性材料，包括五根并列线组、外接引线焊点和五个并列电阻焊盘；所述传感器水平粘贴在被监测件的边缘，外接引线焊点焊接引线焊盘，所述外接引线焊点设置在信息采集层中；所述传感器的粘贴区域设置在所述传感器的裂纹区；所述五个并列电阻焊盘焊接1kΩ电阻。本实用新型的有益效果为：通过感知结构表面裂纹长度变化，将其转换为电阻变化量来测量被测物件表面裂纹的检测元件传感器，实时监测感知部件，可实现对结构件部位进行实时监测裂纹萌生及扩展情况。
【IPC分类】G01N27/04
【公开号】CN205080084
【申请号】CN201520857999
【发明人】李海鹏
【申请人】金翼安达航空科技（北京）有限公司
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2015年10月30日