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大飞机结构健康监测系统

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大飞机结构健康监测系统

  1.产品背景
  飞机在使用过程中,会不断经历着起飞、空中飞行、机动、着陆等过程和循环受载。由于疲劳、过载、腐蚀、意外事件等原因,会导致飞机结构产生裂纹、变形、腐蚀、烧伤等损伤。这些结构损伤必须能够及时发现并进行修理,以保证飞机始终处于良好的使用状态。飞机的结构健康监测成为一种必备需要。
  2.方案内容
  结构健康监测技术是利用集成在结构中的先进传感器网络,见下图,在线、实时地获取与结构健康状况有关的信息(如应力、应变、温度等),结合先进的信息处理方法和建模方法,提取结构特征参数,识别结构的完好程度和故障信息,从而实现对结构完好状态评估的一种技术体系。结构健康监测技术也是一种新的结构损伤(完好状态)的检测方法,特点是把传感器粘贴/嵌入到结构中,能够提供任意时刻的结构事件或状态信息,是发展大型客机迫切需要的创新技术之一。
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图1:结构健康监测系统应用示意图
  3.解决问题
  公司重点发展基于应力应变分析的应变监测技术、光纤传感器应变监测技术。针对上述传感技术,公司内在传感器封装、安装技术、传感器环境补偿技术、损伤定位方法、损伤识别和评估技术、结构健康监测系统集成等方面进行了大量深入的研究。
  基于光纤测试技术打造飞机结构健康监测系统,结合光纤的技术优势和应用特点,适合飞机结构健康监测使用。
  1)基于光纤应变测量技术的结构可靠性评估,用于疲劳预测,扩展用于冲击探测,可以定位和进行撞击能量评估。
  快速发展的光纤应变监测技术,本质上来说,还是一种应变监测技术,只是应变的测量手段变了而已,更易发挥光纤传感在航空领域应用的优势。 基于应力应变分析的损伤监测技术,在实际工作中,对多次应变异常区域的后续检测中,都发现了结构中的损伤/缺陷。
  拜安科技建立自主制造的生产基地;基于栅区金属化封装+无损焊接安装的高精度应变测量技术;
  2)基于光纤MEMS振动测试技术,进行飞机结构疲劳损伤识别,实现结构疲劳损伤识别;
  3)基于光纤MEMS硅基底压力测量技术,用于大气载荷测量,利用硅基F-P腔镜间距变化进行压力测量,兼具高精度和高可靠性能,可用于嵌入式大气数据测量,飞机油箱分布式液位测量,液压系统、环控系统、燃油系统温压测量。
  4.比较优势
  对比常规传感器,光纤传感器具有以下优势。
  +无源器件,安全性高
  +材料轻便,适合飞机使用
  +传输性能快
  +组网方式优越
  +环境适应性强
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