CN202066821U - 一种疲劳裂纹监测系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型的方案是涉及一种疲劳裂纹监测系统，包括用于粘贴在监测部位的断裂丝组片、AD采集卡及后台计算机；断裂丝组片的每个断裂丝与对应的限流电阻串联构成的串联电路均并接在试验电源的两端，每个断裂丝两端均并联有对应的测试电阻，每个测试电阻两端为电压采样点，每个电压采样点均连接一个AD采集卡的对应检测端口，所述AD采集卡通过数据输出端口连接后台计算机。本实用新型通过AD采集卡收集裂纹产生的准确时间，上传给后台计算机分析处理，以此及断裂丝之间的间距以及与裂纹产生的角度信息计算出裂纹扩展速度，对结构疲劳断裂进行更深入直观的研究。本实用新型构思简洁，实施方便可靠，系统所使用的部件材料均为经济实用的材料，监测系统成本低廉、性能可靠，在工程中有很大的实用意义。
Description
技术领域
本实用新型涉及材料疲劳断裂研究领域，特别是一种疲劳裂纹监测系统。
背景技术
结构和材料的疲劳断裂是航空、航天、船舶、车辆等工程领域不可避免的问题，尽管在材料、设计、工艺和检测上采取了种种措施，缺陷和裂纹仍然难以避免。
对疲劳裂纹的监测方法较多，如采用异变磁信号方式检测，采用光谱信号进行检测，采用在监测点设置断裂敏感元件等方式。其中设置敏感元件方式最直观，实际使用也更简便易行。敏感元件一般由断裂片和导电薄膜构成，使用较多的是断裂丝组片1（如图1所示），在断裂片上敷设一层导电断裂丝，当检测点开裂，断裂丝也会断开。但是现在采用断裂丝方式，对裂纹6产生时间和扩展速度仍很难实现实时监测。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种疲劳裂纹监测系统，用以解决监测疲劳裂纹产生与发展情况的问题。
为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种疲劳裂纹监测系统，包括用于粘贴在监测部位的断裂丝组片、AD采集卡及后台计算机；断裂丝组片的每个断裂丝与对应的限流电阻串联构成的串联电路均并接在试验电源的两端，每个断裂丝两端均并联有对应的测试电阻，每个测试电阻两端为电压采样点，每个电压采样点均连接一个AD采集卡的对应检测端口，所述AD采集卡通过数据输出端口连接后台计算机。
本实用新型通过AD采集卡收集裂纹产生的准确时间，上传给后台计算机分析处理，以此及断裂丝之间的间距以及与裂纹产生的角度信息计算出裂纹扩展速度，对结构疲劳断裂进行更深入直观的研究。本实用新型构思简洁，实施方便可靠，系统所使用的部件材料均为经济实用的材料，监测系统成本低廉、性能可靠，在工程中有很大的实用意义。
进一步的，所述AD采集卡通过PCI接口连接后台计算机。所述每个测试电阻的对应两个电压采样点之间均设有与测试电阻串联的报警元件。所述报警元件为发光二极管和/或蜂鸣器。通过发光二极管和/或蜂鸣器向试验人员提供声光报警，能够及时把握试验动态，掌握现场情况。
附图说明
图1疲劳断裂及断裂丝组片示意图；
图2是监测系统电路原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1、图2所示为疲劳断裂监测系统及测量原理。断裂丝组片1由一排断裂丝构成，断裂丝组片1的各断裂丝与相应断裂丝限流电阻串联形成的串联电路均并接在试验电源两端，每个断裂丝两端均并联有对应的测试电阻，每个测试电阻两端为电压采样点，每个电压采样点均连接一个AD采集卡4的对应检测端口，所述AD采集卡4通过数据输出端口连接后台计算机5。后台计算机上安装有相关监测软件。当表面无裂纹，相应位置的测试电阻被断裂丝短路，两端电压为零；当有裂纹发生，相应位置的测试电阻两端的电压就不再为零，AD采集卡4将检测到电压变化的时间上传到后台计算机5。AD采集卡是标准产品，很多种规格的AD采集卡都可以满足要求，本实施例的AD采集卡规格如下：采集速率500kbps,12位AD，16通道，AD采集卡与计算机连接采用PCI插槽方式。
进行试验时，将断裂丝组片1粘贴在结构需要研究的部位，随着结构表面应变变化，断裂丝组片1也随之变化，当结构表面产生疲劳裂纹时，所在部位的断裂丝也随之断开，在结构裂纹张合过程中，断开的断裂丝也会再次触碰，监测软件以断裂丝首次断开时间为该处结构裂纹产生时间，并记录该时间。随着断裂丝的逐渐断裂，根据每根断裂丝断裂时间、断裂丝之间的间距以及与裂纹产生的角度，则可得到裂纹扩展的速度。
进一步的，可以在每个测试电阻的对应两个电压采样点之间设置与测试电阻串联的报警元件。报警元件可以是发光二极管2、蜂鸣器3的其中之一或两个串联。这样，在裂纹发生时，会通过发光二极管2、蜂鸣器3组成的声光报警对试验人员进行提醒。
Claims (4)
1.一种疲劳裂纹监测系统，其特征在于，包括用于粘贴在监测部位的断裂丝组片、AD采集卡及后台计算机；断裂丝组片的每个断裂丝与对应的限流电阻串联构成的串联电路均并接在试验电源的两端，每个断裂丝两端均并联有对应的测试电阻，每个测试电阻两端为电压采样点，每个电压采样点均连接一个AD采集卡的对应检测端口，所述AD采集卡通过数据输出端口连接后台计算机。
2.根据权利要求1所述的一种疲劳裂纹监测系统，其特征在于，所述AD采集卡通过PCI接口连接后台计算机。
3.根据权利要求1所述的一种疲劳裂纹监测系统，其特征在于，所述每个测试电阻的对应两个电压采样点之间均设有与测试电阻串联的报警元件。
4.根据权利要求3所述的一种疲劳裂纹监测系统，其特征在于，所述报警元件为发光二极管和/或蜂鸣器。
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