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原文传递一种基于光纤光栅传感的复合材料冲击裂纹检测算法

专利名称：	一种基于光纤光栅传感的复合材料冲击裂纹检测算法
摘要：	本发明涉及一种基于光纤光栅传感的复合材料冲击裂纹检测算法，属于复合材料的结构健康检测技术领域。包括步骤：S1，把光纤光栅传感器埋入固化到复合材料中，并对复合材料进行冲击实验；S2，采集冲击实验的光纤光栅传感器光谱数据；S3，计算光纤光栅传感器反射光谱的波长梯度变化量；S4，高清数字照相机对复合材料冲击样本进行实时照相采样；S5，根据高清数字照相机判断识别复合材料裂纹情况等。本发明基于光纤光栅传感的复合材料冲击裂纹检测算法，本算法利用波长梯度变化量来确定复合材料冲击裂纹的产生，并通过光纤光栅传感器反射光谱的归一化扩展宽度来判断冲击裂纹的密度，具有较高的识别率与计算效率。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	云南;53
申请人：	昆明理工大学
发明人：	谢涛;张靠民;彭晓刚
专利状态：	有效
申请日期：	2019-01-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-21T00:00:00+0800
申请号：	CN201910048029.X
公开号：	CN109916741A
分类号：	G01N3/30(2006.01);G;G01;G01N;G01N3
申请人地址：	650093 云南省昆明市五华区学府路253号
主权项：	1.一种基于光纤光栅传感的复合材料冲击裂纹检测算法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S1，把光纤光栅传感器埋入固化到复合材料中，并对复合材料进行冲击实验；步骤S2，采集冲击实验的光纤光栅传感器光谱数据；步骤S3，计算光纤光栅传感器反射光谱的波长梯度变化量；步骤S4，高清数字照相机对复合材料冲击样本进行实时照相采样；步骤S5，根据高清数字照相机判断识别复合材料裂纹情况；步骤S6，若复合材料出现裂纹则记录下S3所对应的光纤光栅传感器反射光谱的波长梯度变化量及复合材料属性，否则跳转到S1继续冲击实验；步骤S7，对复合材料进行冲击实验，并计算光纤光栅传感器的反射光谱的波长梯度变化；步骤S8，提取S6中的冲击样本波长梯度数据；步骤S9，比较S7与S8的波长梯度数据判断复合材料是否出现裂纹，若是则记录下本检测实验的光纤光栅传感器反射光谱，并计算光纤光栅传感器反射光谱的归一化扩展宽度，若不是则跳转到S7；步骤S10，高清数字照相机对复合材料检测样本进行实时照相采样，并对其进行裂纹密度识别；步骤S11，将S9输出的光纤光栅传感器反射光谱的归一化扩展宽度与S10高清数字照相机判断出的裂纹密度送入最小二乘拟合算法模块；步骤S12，重复以上步骤在大量实验数据的基础上，拟合得到基于光纤光栅传感的复合材料裂纹密度响应数学模型。 2.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的复合材料冲击裂纹检测算法，其特征在于，所述步骤S3中，当复合材料受到冲击损伤出现裂纹时，埋入固化在复合材料中光纤光栅传感器的反射光谱波长必然发生突变，通过计算波长梯度变化量来准确反映这种变化。 3.根据权利要求1所述的一种基于光纤光栅传感的复合材料冲击裂纹检测算法，其特征在于，所述步骤S9中，当判断出复合材料产生裂纹时，埋入复合材料中的光纤光栅传感器将受到不均匀的拉伸作用，光纤布拉格光栅将产生啁啾化，光纤光栅传感器的反射光谱宽度扩展变宽，设定以离波峰高度1/2位置的光谱宽度为依据计算光谱归一化扩展宽度。
所属类别：	发明专利