具有故障预测和健康管理的一体式防冰装置制造方法及图纸

提供了用于使用光纤传感器执行具有故障预测和健康管理的一体式防冰的方法和系统的实施方案。实施方案可包括：从安装在结构或装备的表面上的传感器阵列中的每个传感器读取信号，其中每个传感器是光纤传感器；以及基于从每个传感器读取所述信号而生成图，其中所述图监测由每个传感器检测到的所述表面的状况。实施方案还可包括：至少部分地基于从每个传感器读取所述信号而确定异常状况或故障中的至少一个；以及执行以下中的至少一个：调整所述结构或装备的动力控制，或传达所述结构或装备的所述异常状况或故障。的所述异常状况或故障。的所述异常状况或故障。

【技术实现步骤摘要】
具有故障预测和健康管理的一体式防冰装置

技术介绍

[0001]本专利技术涉及防冰系统，并且更具体地，涉及使用光纤传感器的具有故障预测和健康管理的一体式防冰装置。
[0002]飞机可能会暴露于允许其表面形成冰的天气条件下。在飞行前或飞行期间，冰可能会在飞机的表面上形成，所述表面诸如挡风玻璃、机翼、尾翼和进气口部件。结冰可能会导致不利的操作，诸如阻塞所需的发动机气流或抑制机翼或其他部件的操作。另外，可能会导致其他部件以及飞机和乘客的安全受损。配备有加热部件的飞机可包括电加热器以保护飞机。可能需要确保加热部件在飞机的整个生命周期内正常操作。

技术实现思路

[0003]根据实施方案，提供了一种用于操作具有故障预测和健康管理的一体式防冰装置的方法。该方法可包括：从安装在结构或装备的表面上的传感器阵列中的每个传感器读取信号，其中每个传感器是光纤传感器；以及基于从每个传感器读取信号而生成图，其中所述图监测由每个传感器检测到的表面的状况。该方法还可包括：至少部分地基于从每个传感器读取信号而确定异常状况或故障中的至少一个；以及执行以下中的至少一个：调整结构或装备的动力控制，或传达结构或装备的异常状况或故障。
[0004]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用作为温度图的图。
[0005]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括读取通过光缆传输的信号。
[0006]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用联接到每个光缆的多个传感器。
[0007]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括布置每个光缆以监测结构的区域。
[0008]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用指示每个传感器的传感器类型的图。
[0009]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用诸如温度传感器和应变传感器的传感器类型。
[0010]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括通过将历史读数与装备的实时读数进行比较来确定装备的健康状况。
[0011]根据实施方案，提供了使用光纤传感器的具有故障预测和健康管理的一体式防冰装置。该系统包括传感器阵列和联接到传感器阵列的控制器。该控制器能够从安装在结构或装备的表面上的传感器阵列中的每个传感器读取信号，其中每个传感器是光纤传感器，并且基于从每个传感器读取信号而生成图，其中所述图监测表面和每个传感器检测到的表面的状况。该控制器还可包括：至少部分地基于从每个传感器读取信号而确定异常状况或故障中的至少一个；以及执行以下中的至少一个：调整结构或装备的动力控制，或传达结构
或装备的异常状况或故障。
[0012]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用作为温度图的图。
[0013]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括读取通过光缆传输的信号。
[0014]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用联接到每个光缆的多个传感器。
[0015]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括布置每个光缆以监测结构的区域。
[0016]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用指示每个传感器的传感器类型的图。
[0017]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括使用诸如温度传感器和应变传感器的传感器类型。
[0018]除了本文所描述的特征中的一个或多个之外，或者作为替代方案，另外的实施方案还包括通过将历史读数与装备的实时读数进行比较来确定装备的健康状况。
[0019]本公开的实施方案的技术效果包括生成和显示表示从多个传感器获得的温度读数的图。
[0020]前述特征和元件可以各种组合而非排它性地组合，除非另外明确指明。根据以下描述和附图，这些特征和元件以及其操作将变得更加显而易见。然而，应当理解，以下描述和附图在性质上意在是说明性的和解释性的，而非限制性的。
附图说明
[0021]以下描述不应被视为以任何方式进行限制。参考附图，相同的元件标号相同：
[0022]图1描绘了根据本公开的一个或多个实施方案的系统的框图；
[0023]图2描绘了根据本公开的一个或多个实施方案的在表面上的传感器布置的示例性配置；
[0024]图3描绘了根据本公开的一个或多个实施方案的用于生成温度图的方法的流程图；并且
[0025]图4描绘了根据本公开的一个或多个实施方案的上面具有传感器布置的示例性飞机。
具体实施方式
[0026]当前的防冰系统不为加热器部件和周围结构的状况和性能提供诊断和故障预测健康监测管理。缺乏指示系统性能和健康状况的反馈可能会导致在操作之前/期间/之后存在潜在的未知关注区域，这可能会增加系统操作成本。而且，缺乏对结构和加热器元件的实时温度映射隐藏了系统中的冷点或热点，以至于在结冰状况下的飞行期间对飞机、发动机和机组人员致使潜在危险。
[0027]使用诸如电阻温度检测器(RTD)的当前技术的常规温度映射需要众多传感器，并且由于它们只能获得点测量结果而受到限制。点测量结果限于特定位置。这可能会因添加
许多传感器和额外的电气连接而导致系统可靠性降低。使用光纤传感器的故障预测健康管理(PHM)温度映射不需要那么多的电气连接，因此减少了对提高系统可靠性的影响。
[0028]本文所描述的技术使被布置成覆盖除冰和加热部件以及周围区域的光纤传感器阵列一体化，以便检测和映射需要防冰的所在位置的表面温度。光纤传感器阵列也可安装在防冰区之外，扩展其监测区域，以用于检测防冰范围之外的冰回流或冰状况。光纤传感器还可通过监测防护表面的实时冲击(impingement)极限来协助防冰系统的动力管理。可操作防冰系统来调整加热器开/关时间或基于该反馈而确定激活哪些区域。这些调整可导致防冰能源的使用最小化，从而为常规飞机节省燃料或延长电动飞机的电池寿命。光纤传感器的阵列可安装在结构的任何位置。传感器阵列不限于温度，感测元件可包括用于监测应力以及结构或加热器故障的应变仪。利用光纤传感器阵列的集成的电防冰装置与PHM可安装在复合材料或金属部件中。
[0029]图1描绘了根据本公开的一个或多个实施方案的系统100。系统100可包括控制器102。控制器102包括处理器104和存储器106以实施用于具有故障预测和健康管理的一体式防冰系统的操作。应当理解，控制器102可包括其他部件或模块，并且不限于图1中示出的部件。在本公开的一个或多个实施方案中，处理器102可包括通用计算机、专用计算机或其他可编程本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种方法，其包括：在控制器处从安装在结构或装备的表面上的传感器阵列中的每个传感器读取信号，其中每个传感器是光纤传感器；基于从每个传感器读取所述信号而生成图，其中所述图监测由每个传感器检测到的所述表面的状况；至少部分地基于从每个传感器读取所述信号而确定异常状况或故障中的至少一个；以及执行以下中的至少一个：调整所述结构或装备的动力控制，或传达所述结构或装备的所述异常状况或故障。2.如权利要求1所述的方法，其中所述图是温度图。3.如权利要求1所述的方法，其中从每个传感器读取所述信号包括读取通过光缆传输的所述信号。4.如权利要求3所述的方法，其中使多个传感器联接到每个光缆。5.如权利要求1所述的方法，其还包括布置每个光缆以监测结构的区域。6.如权利要求1所述的方法，其中所述图还指示每个传感器的传感器类型。7.如权利要求6所述的方法，其中所述传感器类型包括温度传感器和应变传感器。8.如权利要求1所述的方法，还包括通过将历史读数与装备的实时读数进行比较来确定所述装备的健康状况。9.一种系统，其包括：传感器阵列；控制器，所述控制器联接到所述到传感器阵列，所述控制器...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：古德里奇公司，
类型：发明
国别省市：