一种柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜及其监测裂纹的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109541018A(43)申请公布日2019.03.29(21)申请号201811374954.3(22)申请日2018.11.19(71)申请人厦门大学地址361000福建省厦门市思明南路422号(72)发明人孙虎王涛卿新林王奕首(74)专利代理机构厦门市首创君合专利事务所有限公司35204代理人张松亭李艾华(51)Int.Cl.G01N27/90(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜及其监测裂纹的方法(57)摘要本发明一种柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜及其监测裂纹的方法，用于监测螺栓连接结构孔边裂纹，包括至少一个激励线圈和至少三个感应线圈组成的交叉传感阵列，所述激励线圈和感应线圈组成的交叉传感阵列通过柔性印刷电路板技术将导线打印在柔性薄膜上制作成一个整体；所述激励线圈覆盖整个连接结构的孔壁，所述感应线圈组成沿着螺栓周向分布并具有交叉传感区域的感应线圈交叉传感阵列；所述感应线圈交叉传感阵列的感应线圈分布在两层薄膜的上下侧，所述两层薄膜叠在一起时感应线圈沿着一个方向依次交错分布构成交叉阵列。本发明的交叉阵列可以实现在任一周向位置具有相同的裂纹识别能力，不存在裂纹识别盲区。CN109541018ACN109541018A权利要求书1/2页1.一种柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，用于监测螺栓连接结构孔边裂纹，其特征在于，包括至少一个激励线圈和至少三个感应线圈组成的交叉传感阵列，所述激励线圈和感应线圈组成的交叉传感阵列通过柔性印刷电路板技术将导线打印在柔性薄膜上制作成一个整体；其中，所述激励线圈覆盖整个连接结构的孔壁，所述感应线圈组成沿着螺栓周向分布并具有交叉传感区域的感应线圈交叉传感阵列；所述感应线圈交叉传感阵列的感应线圈分布在两层薄膜的上下侧，所述两层薄膜叠在一起时感应线圈沿着一个方向依次交错分布构成交叉阵列。2.根据权利要求1所述的柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，其特征在于，所述激励线圈由m个线圈构成；所述感应线圈交叉传感阵列由m×n个打印在a层薄膜上下侧的线圈与m×(n-1)个b层薄膜上下两侧的线圈沿着螺栓周向分布共同构成；其中，m为沿着螺栓轴向分布的层数，n为感应线圈沿着周向分布的线圈个数，取值范围为m≥1以及n≥2。3.根据权利要求2所述的柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，其特征在于，构成激励线圈的m个线圈沿着螺栓轴向阵列分布，所述m个线圈中的每一个空间结构为双矩形结构，导线在柔性薄膜上一侧按照矩形形状以顺时针方向或逆时针方向由外向内走线，不交叉，不留有空余空间，满足预设的线宽与线间距要求，在矩形中心处从薄膜穿孔走线至另一侧，再反方向由内向外走线直至两侧矩形尺寸相同，最终印刷在薄膜两侧。4.根据权利要求3所述的柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，其特征在于，m×n个线圈中的每个线圈的空间结构为双矩形结构，导线在柔性薄膜上一侧按照矩形形状以顺时针方向或逆时针方向由外向内走线，不交叉，不留有空余空间，满足预设的线宽与线间距要求，在矩形中心处从薄膜穿孔走线至另一侧，再反方向由内向外走线直至两侧矩形尺寸相同，最终印刷在a层薄膜两侧；m排中每一排线圈沿周向分布，n个感应线圈之间不留有空余空间，所覆盖区域与激励线圈覆盖区域大小一致；m×(n-1)个线圈中的每个线圈的空间结构为双矩形结构，导线在柔性薄膜上一侧按照矩形形状以顺时针方向或逆时针方向由外向内走线，不交叉，不留有空余空间，满足预设的线宽与线间距要求，在矩形中心处从薄膜穿孔走线至另一侧，再反方向由内向外走线直至两侧矩形尺寸相同，最终印刷在b层薄膜两侧；m排中每一排线圈沿周向分布，n-1个感应线圈之间不留有空余空间，第一个线圈的导线起始位置在a层薄膜上第一个矩形线圈的中心线上，并与其导线起始位置同高。5.根据权利要求4所述的柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，其特征在于，所述激励线圈与感应线圈的交叉阵列层叠设置，并相互绝缘；所述感应线圈的交叉阵列a层薄膜与b层薄膜之间相互绝缘。6.根据权利要求1所述的柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，其特征在于，所述连接结构具有一定大小的电导率；包括金属结构和碳纤维复合材料结构。7.根据权利要求1所述的柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，其特征在于，所述传感薄膜一边与螺栓周长等长。8.一种监测连接结构孔边裂纹的方法，其特征在于，基于权利要求1至7中任一项权利要求所述的柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜，包括：将所述柔性周向交叉阵列涡流传感薄膜沿着与螺栓周长等长边平行于螺栓周向卷绕并粘贴在螺杆上；2CN109541018A权利要求书2/2页所述激励线圈连接交变信号，所述感应线圈的交叉阵列连接一数据采集装置，用于采集并输出所述感应线圈的交叉阵列接收的