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原文传递一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统与方法

专利名称：	一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统与方法
摘要：	本发明提供一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统和方法。本发明的复合材料损伤检测系统，将声发射检测系统与应变测量系统连接起来，核心为应变监测系统，并采用声发射特征信号与有无损伤应变比这一特征值相结合的评定方法，对复合材料压力容器的缺陷进行检测探伤，该方法将声发射信号与复合材料本征性能和加载过程中的应力、应变和变形特性结合起来，揭示复合材料的损伤程度和破坏机理，预测容器的寿命。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	华东理工大学
发明人：	柏慧;惠虎;杨斌;杨宇清;蔚道祥
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-22T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-20T00:00:00+0800
申请号：	CN201910058122.9
公开号：	CN110261487A
代理机构：	上海三和万国知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	任艳霞
分类号：	G01N29/14(2006.01);G;G01;G01N;G01N29
申请人地址：	200237 上海市徐汇区梅陇路130号
主权项：	1.一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统，其特征在于，所述系统包括复合材料压力容器(1)，所述复合材料压力容器通过管路连接打压水泵(2)，所述复合材料压力容器上设有压力表和压力传感器(9)；所述复合材料压力容器外表面布置了声发射检测系统的传感器(3)和双向应变花(4)；所述声发射检测系统的传感器(3)通过信号线依次连接声发射检测仪(5)、声发射检测计算机(6)和压力传感器(9)；双向应变花(4)通过信号线依次连接静态电阻应变仪(7)、含有配套软件的计算机(8)和压力传感器(9)；所述声发射检测仪(5)采集来自声发射检测系统的传感器(3)的声发射信号和来自压力传感器(9)的压力变化，静态应变仪(7)则采集应变信号。 2.根据权利要求1所述一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统，其特征在于，所述复合材料压力容器外表面布置了3个为一组的声发射检测系统的传感器(3)。 3.根据权利要求1所述一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统，其特征在于，所述复合材料压力容器外表面布置了声发射检测系统的传感器(3)根据损伤待检区域范围确定传感器的位置和数量，如不知损伤范围，可以布置多组传感器，根据声速及接受声信号的时间，判断损伤的大概位置。 4.根据权利要求1所述一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统，其特征在于，将声发射检测系统与电测法应变测量系统结合，用声发射检测系统确定损伤范围，在此范围内的双向应变花来确定损伤的模式及程度，双向应变花(4)为多个，要贴在圆周范围的圆心、曲线周长上，非损伤范围处也要贴应变花，每个位置最少贴3个，可根据压力容器的大小做相应改变。最主要的目的是多点测量求平均值，确保数据的准确性。 5.根据权利要求1所述一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统，其特征在于，水泵打压系统，包括一台充水泵，水管和充水打压阀门，在充水之前，先打开压力容器的排气阀，通过水管连接将压力容器充满水，然后关掉排气阀，继续充水的过程称作打压，通过信号线分别连接压力传感器和计算机，可以采集并记录压力容器中压力的变化数据，当压力达到一定值时，停止打压。 6.一种复合材料压力容器的损伤检测方法，其应用权利要求1-5任一项所述一种复合材料压力容器的损伤检测装置系统，其特征在于，包括如下步骤： ①声速的测量：复合材料压力容器在各个方向上的声速不同，测量该复合材料压力容器在不同方向上声波的速度，AB连线为纤维缠绕方向，∠CAB＝15°，∠DAC＝15°依此类推，∠GAF＝15°，由A位置传感器发射的脉冲信号，在复合材料筒体上传播一定距离后，由B、C、D、E、F、G分别接收，记录信号到达的时间△T1，△T2，△T3，△T4，△T5，△T6，经过简单计算就可以获得声波在复合材料AB,AC,AD,AE,AF,AG方向的传播速度V1＝DAB/△T1,V2＝DAC/△T2等； ②用打压水泵对压力容器进行加载，计算出缺陷的位置，进行下一步； ③损伤范围定位法：先按照已有的时差定位法，大概定位损伤的位置，并以此为圆心，传感器的直径为半径，作为疑似有损伤位置范围，此步骤应多次布置传感器位置，找到每个缺陷的位置； ④有无损伤应变比的测量：在损伤范围内贴应变片，用静态应变仪连接计算机获取应变随载荷及时间变化曲线，并得到有无损伤应变比； ⑤损伤程度评估：经过以上测量获得的应变比，与数据库中的应变比做对比，属于哪个范围，就可以判断该压力容器的损伤程度，以及预测复合材料压力容器的数量。 7.根据权利要求6所述一种复合材料压力容器的损伤检测方法，其特征在于，步骤(1)中如想知道除以上之外每个方向的声速，可采用曲线拟合的方法求解声速与角度的曲线公式，以便接下来定位使用。 8.根据权利要求6所述一种复合材料压力容器的损伤检测方法，其特征在于，步骤(4)中一般选用箔式应变片，采用502胶粘贴在范围内，至少贴3个应变片，同时在无损伤处同一方向至少贴3个应变片。
所属类别：	发明专利