Page 37 - 2022'中国无损检测年度报告

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2022
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于电容与压力 / 施力位置的映射关系建立压力传感
模型。通过两个传感单元的叠加设计实现双电容
信号与检测信号的耦合映射。在神经网络的协助
下，实现了仅需四根电导线即可完成多种面积规
模的压力大小及位置测量，解决了大面积传感场
景中传感阵列多、线路干扰、信号处理复杂等问题。

(a) 基于支持向量机的磨粒特征分类

图 2 神经网络协助的 性非平行极板电容传感器结构框图
1.3 基于电容传感和阻抗成像的发动机滑油磨粒
监测与诊断技术
飞机发动机的滑油系统是磨损磨粒的运输介
(b) 基于电阻抗成像的磨损磨粒聚类成像
质，滑油磨粒在线监测与诊断是发动机健康管理
图 3 基于电容传感和电阻抗成像的滑油磨粒诊断实验结果
的重要需求。利用所发展同轴电容传感网络所获
取的磨粒电容信号，提出了一种基于支持向量机 1.4 基于纳米压阻传感器的复合材料螺栓连接结
（SVM）的磨粒形态分类方法。首先利用同轴电 构健康监测技术
容传感网络仿真模型，计算不同形态磨粒进入不 提出了一种基于纳米压阻传感器的复合材料
同极板探测空间的电容信号并进行归一化处理， 螺栓连接结构接头预紧状态变化监测技术，如图
建立基于 SVM 的磨粒分类模型，并通过多种智 4 所示。传感器以炭黑颗粒（CB）为导电填料，
能优化算法优化 SVM 模型相关参数，提高了模 聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为基体。测试得到传感
型分类精度，最后通过不同大小真实磨粒验证了 器的渗流曲线，研究了不同导电填料配比条件下
该分类模型的有效性。 传感器电阻与压力的关联关系，多个拉伸循环载

提出了一种新的基于颗粒振动原理的在线 荷下的耐久性能，以及传感器的响应时间和恢复
式滑油磨粒收集与分析方法，利用振动场 - 重力 时间。设计了监测螺栓松动的传感器布局和电极
场 - 流场综合作用使滑油中的各种磨粒按尺寸大 布设方案，采用喷涂成型工艺将传感器集成在连
小依次分布在振动薄膜表面，并对形成的磨粒聚 接结构表面，研究并分析了信号随接头预紧状态
类带进行成像从而得到磨粒大小和数量。建立了 变化的规律，实现了对复合材料螺栓连接结构接
多物理场情况下滑油磨粒运动模型，分析磨粒的 头松动的定量表征。
受力情况和在薄膜表面的分布规律。建立了基于
CMOSOL 软件的数值仿真模型，模拟磨粒的沉
积过程，验证理论推导的正确性并优化磨粒收集
和分析装置。提出了基于 tdEIT-UNet 的电阻抗
层析成像算法，构建了用于滑油磨粒聚类带监测
的电阻抗层析成像系统，试验结果表明，该系统
可以准确快速地对滑油磨粒聚类带进行成像。基
于电容传感和电阻抗成像的滑油磨粒诊断试验结
果如图 3 所示。 (a) 压阻效应原理示意

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