面向CFRP板材的平面式电容传感器设计优化

发布时间：2021-04-24 14:11

　　碳纤维复合材料（CFRP）近年来被广泛应用于航空航天领域,实现其结构完整性检测对于航空航天安全至关重要。基于CFRP层合板的各向异性电学特性,提出利用平面电容传感器实现其结构性损伤检测,该方法具有成本低、非侵入、无辐射、操作简单等优点。比较分析了4种不同形状的平面式电容传感器,通过COMSOL软件构建CFRP层合板的3种典型损伤模型,从信号强度、灵敏度、信噪比、测量动态范围和相关系数等指标分析比较4种电容传感器。同时,结合实际测量数据,比较了CFRP表面损伤半径分别为5、2和1 mm时4种传感器的检测性能。结果表明,三角形传感器在相关系数指标上相比于其他传感器有至少9.8%的检测精度提升,能够有效检测和识别CFRP层合板的缺陷。 

【文章来源】：仪器仪表学报. 2020,41(07)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【文章目录】：
0 引 言
1 平面式电容传感器结构设计
    1.1 平面式电容传感器原理
    1.2 平面式电容传感器模型
2 评价指标
    2.1 信号强度
    2.2 灵敏度
    2.3 信噪比
    2.4 测量动态范围
3 仿真结果与分析
4 实验结果与分析
    4.1 实验电路搭建
    4.2 实验结果分析
5 结 论


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于KPCA和SVM的直升机旋翼桨叶损伤源定位[J]. 叶杨,徐志伟,陈仁文,刘宋祥.  电子测量与仪器学报. 2020(04)
[2]基于开放式电容成像的CFRP层压板缺陷检测[J]. 范文茹,郝魁红,薛倩.  仪表技术与传感器. 2018(06)
[3]基于四电极法的CFRP结构损伤检测研究[J]. 范文茹,雷建,董玉珊,薛倩.  仪器仪表学报. 2017(04)
[4]复合材料平尾有限元建模方法研究[J]. 邹达懿,王鹏飞.  国外电子测量技术. 2012(07)
[5]碳纤维复合材料涂层厚度涡流法测量的研究[J]. 任吉林,曾亮,张丽攀,宋凯,陈曦.  仪器仪表学报. 2011(12)
[6]新一代大型客机复合材料结构[J]. 杨乃宾.  航空学报. 2008(03)
[7]红外热成像无损检测技术及其应用现状[J]. 戴景民,汪子君.  自动化技术与应用. 2007(01)

博士论文
[1]碳纤维复合材料的电磁涡流无损检测技术研究[D]. 程军.南京航空航天大学 2015

硕士论文
[1]碳纤维增强树脂基复合材料涡流无损检测有限元分析[D]. 孙磊.厦门大学 2014
[2]碳纤维复合材料分层损伤的超声波无损检测研究[D]. 张澎涛.东北林业大学 2006



本文编号：3157503