航空器结构的不规则性检测制造技术

技术编号:7138222 阅读:304 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
提出一种检测航空器结构中的不规则性的设备、系统和方法。所述设备包含具有谐振频率的谐振电路,和调谐谐振电路的谐振频率的探针。按照如果所述结构因不规则性的形成而发生变化,那么探针改变谐振电路的谐振频率的方式,使谐振电路和探针在操作上被连接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及航空器结构的不规则性检测。具体地说,本专利技术涉及检测航空器结构中的不规则性的设备。此外,本专利技术涉及检测航空器结构中的不规则性的系统,检测航空器结构中的不规则性的方法,包含上述设备的航空器,和上述设备的应用。
技术介绍
在航空运输中,飞行器的安全性至关重要。在各次飞行之间,针对故障和不规则性监测每个飞行器,并进行大量工作,以在维护期间保持和提高安全性。对于航空器组件的表面上或者接合点中的裂纹的检测,可以采用不同的传感器。 例如,可以使用电探针,由于裂纹的形成,所述电探针改变其电性能。不过,为了检测裂纹, 这样的传感器需要电源和与分析单元连接。可能需要经过较长的距离才能到达分析单元。 从而,电缆敷设费时,占空间,重量大,并且费用高。此外,电源的维护费时。
技术实现思路
因此,需要一种检测航空器结构中的不规则性的改进设备。此外,需要一种检测航空器结构中的不规则性的系统和方法。按照独立权利要求的主题可满足这些需要。在从属权利要求中描述了本专利技术的优选实施例。按照本专利技术的第一方面,提供一种检测航空器结构中的不规则性的设备。所述设备包括具有谐振频率的谐振电路,和调谐谐振电路的谐振频率的探针。所述探针可附到所述结构上,按照如果所述结构因不规则性的形成而发生变化,那么探针改变谐振电路的谐振频率的方式,使谐振电路和探针在操作上连接。换句话说,本专利技术的第一方面可被看作以能够无线监测航空器结构的完好性的思想为基础。具有谐振频率的谐振电路在操作上与探针连接。所述探针适合于通过抑制谐振电路中能量的振动,或者通过改变谐振电路中能量的分散,改变谐振电路的谐振频率。探针可被附到航空器的结构上,更改它所连接到的谐振电路的谐振频率。谐振频率的更改是由航空器结构的变化引起的。结构变化归因于不规则性的形成,例如,所述不规则性可以是裂纹的产生,或者航空器的结构形状的变化。下面详细说明按照本专利技术的第一方面的设备的可能特性和优点。如上所述的设备可按照下述方式起作用带谐振电路的探针被附到航空器的结构上。随后,形成结构中的不规则性,例如,蒙皮表面中的不规则性,所述不规则性造成对探针的损伤。损伤的探针导致与之连接的谐振电路的谐振频率的变化。谐振频率的变化随后可被检测设备检测。不过应注意,不规则性的形成并不必然损伤探针。按照本专利技术的另一个例证实施例,不规则性的形成(例如,航空器结构的弯曲)会弯曲探针,从而改变探针的导电率,导电率的变化再导致谐振电路的谐振频率的变化。例如,不规则性可以是裂纹,或者航空器的结构形状的变化,比如航空器的元件的弯曲。例如,不规则性可由外力的施加,例如强风或者航空器的起飞和着陆阶段内的巨大压差引起。航空器可以是适合于航空运输的任何飞行器,例如飞机或直升机。例如,要监测的航空器的结构可以是航空器的机翼、蒙皮或尾部。结构也可以是航空器的不同元件的接合点。结构可以 是平面,或者例如可以是边缘。所述设备的谐振电路可包含电容器(C),电感器(L),和可能有的电阻器(R)。这些组件可以被串联或并联。在电感器的磁场和电容器的电场之间将周期性地交换能量,从而引起电振荡。从而,在谐振电路的不同元件表现出高电流和高电压。可从外部或内部电源供给能量。能量发生变化的频率(f)是描述谐振电路的一个典型参数。谐振频率反比于电感L和电容C的平方根。谐振频率可在千赫兹(kHz)、兆赫兹(MHz)或千兆赫兹(GHz)范围内。对比如无源RFID标签之类的系统来说,可以使用几kHz的谐振频率,对可在几米的距离内检测的系统来说,可以使用ΙΟ-ΙΟΟΟΜΗζ的谐振频率,对远距离系统来说,可以使用几GHz 的谐振频率。例如,谐振频率的变化可以是按照谐振电路与探针的交互作用抑制或者阻止振荡,从而抑制或阻止谐振的方式的谐振频率的更改。例如,在这种情况下,如果结构未受损, 那么不可能出现振荡,只有当结构受损,从而探针也受损(或者以其它方式被改变)时,才可能出现振荡,从而才能够检测到谐振频率信号。另一方面,谐振频率的变化可以是按照如果结果未受损,那么谐振电路中的能量能够以第一谐振频率振荡,从而能够检测到第一谐振信号的方式的谐振频率的调制。如果结构受损,那么谐振电路中的能量能够以不同于第一谐振频率的第二谐振频率振荡。从而, 能够检测第二谐振频率。操作上与谐振电路连接的探针可以是传感器元件,例如,可灵敏地附着到航空器的结构上的裂纹导线。这里,可附着意味探针可按照如果结构以任何方式受损或者被改变, 那么探针会受到破坏的方式,被粘贴、胶合、固定或连接到结构的表面。探针也可被机械固定到结构上。例如,探针可以代表电导体,例如,诸如具有一定电阻(R)的折裂纹(crack)导线之类的导线。此外,探针可包含单导线或者几根导线的排列,比如导线网。电阻(R)的值会影响谐振电路的谐振频率(f)。例如,如果由于航空器结构的变化,导线断裂,那么导线的电阻值变化,从而,谐振电路的谐振频率也会变化。通过采用按照本专利技术的第一方面的设备,关于航空器结构的完好性的信息可被保存或者留在设备上,可在任何时候以无线方式读出。从而,对于航空器的安全性的监测来说,不需要大范围的电缆敷设。由于避免了大范围的电缆敷设,可以节省时间、成本和重量。 此外,现有技术中,电缆敷设所需的空间可被用于其它用途。另外,由于二元信息输出的可能性如果结构完好无损,那么无信号,如果结构受损或者破裂,那么输出已定义的信号,或者如果结构完好无损,那么输出第一信号,如果结构受损,那么输出第二信号,因此能够节省维护时间。按照本专利技术的一个例证实施例,由于不规则性的形成,结构的变化引起探针的损伤。探针可适合于按照跟随和适应所述结构的形状的方式,被固定到所述结构上。例如,探针可被固定到比如薄膜之类的支撑物上,所述薄膜可被胶粘到结构的表面上。由被监测结构中不规则性的形成所引起的对探针的即时损伤可提供对在飞机结构的表面中的裂纹产生的直接检测,从而降低严重损伤的风险。按照本专利技术的一个例证实施例,如果探针未受损,那么适合于以第一谐振频率激励所述设备,如果探针受损,那么适合于以第二谐振频率激励所述设备。第一频率可以是带有完好无损的探针的谐振电路的谐振频率,而第二谐振频率可以是带有并非完好的探针的谐振电路的谐振频率。第二频率可高于第一频率,例如,第二频率远远高于第一频率,从而差异可被常规检测器检测出。例如,如果探针是细导线,那么在谐振电路中,它具有接近于0的电阻(R)。当导线破裂时,电阻变成接近于无穷大。在设计恰当的谐振电路中,导线的电阻接近于0会使具有完好探针的谐振电路的谐振频率低于具有受损探针的谐振电路的谐振频率。探针还可缩短谐振电路。例如,它可缩短谐振电路的电感(L)和/或电容(C)。另外在这里,探针可以是闭合的从而缩短谐振电路并且具有接近于0欧姆的电阻的细导线。 如果导线因结构中不规则性的形成而破裂,那么谐振电路不再被缩短,谐振电路中的能量能够以预定的第二频率振荡。这种情况下,如果探针未受损,那么不能检测到第一谐振频率。通过向设备发送具有适当频率的电磁波,比如无线电波,可以实现谐振频率的激励。两种不同谐振频率的存在是非常有利的,因为设备从而能够提供不同种类的信息。一方面,如果能够以第一谐振频率激励设备,那么可认为探针未受损,从而监测的结构也未受损,是完本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测航空器结构中的不规则性的设备,所述设备包括:具有谐振频率的谐振电路;用于调谐谐振电路的谐振频率的探针;其中所述探针可附着到所述结构上;以及其中,所述谐振电路与探针相连接,使得如果所述结构因不规则性的形成而发生变化,那么所述探针改变所述谐振电路的谐振频率。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP08290486.32008年5月28日1.一种用于检测航空器结构中的不规则性的设备,所述设备包括 具有谐振频率的谐振电路;用于调谐谐振电路的谐振频率的探针; 其中所述探针可附着到所述结构上;以及其中,所述谐振电路与探针相连接,使得如果所述结构因不规则性的形成而发生变化, 那么所述探针改变所述谐振电路的谐振频率。2.按照权利要求1所述的设备,其中由于不规则性的形成,所述结构的变化引起探针的损伤。3.按照权利要求1或2所述的设备,其中如果探针未受损,那么所述设备适合于在第一谐振频率下被激励;和其中如果探针受损,所述设备适合于在第二谐振频率下被激励。4.按照权利要求1-3之一所述的设备, 其中谐振电路是RFID标签的一部分。5.按照权利要求1-4之一所述的设备, 其中探针是裂纹导线;和其中谐振电路是LC电路。6.按照权利要求1-5之一所述的设...

【专利技术属性】
技术研发人员:W·齐莫尔曼
申请(专利权)人:欧洲航空防务及航天公司EADS法国
类型:发明
国别省市:FR

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