[發明專利]驗證緊固件的干涉配合的超聲波方法

有效

• 申請號: 201080046475.4
• 申請日: 2010-09-07
• 公開（公告）號: CN102782469A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: K·E·尼爾森;G·E·格爾吉森;P·S·盧瑟福;M·麥肯納
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01L5/24
• 分類號: G01L5/24;G01N29/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙蓉民

技術領域

本公開教導超聲波(US)測量技術，并且更特別地，教導超聲波測量和驗證緊固件的干涉配合(IFF)的方法。

背景技術

最近的評估指出，平均來說，美國商業飛機機隊中的各種飛機每年都大約遭遇一次閃電放電。通常當飛機飛過云的帶電部分時遭遇閃電放電。在該情況下，放電通常依附于飛機，并且從飛機向外延伸。當發生放電時，其通常從飛機的機頭移動，并且隨著飛機移動通過帶電區域而到達飛機的多個蒙皮面板部分。放電期間，放電也依附于機翼尖端和/或機翼操縱面(例如，副翼)的邊緣。然后，放電通常經過尾翼離開飛機結構。由于商業飛機通常包括電子設備，例如導航計算機和通信設備，其可被閃電放電退化，所以為了驗證飛機受到足夠的保護而不受閃電放電的影響，商業飛機遵守一套全面的認證程序。

同時，現在的飛機通過更大百分比的復合材料設計和建造。雖然復合材料具有大強度與重量比，并且可具有比傳統的鋁合金更好的機械和疲勞特性，但是其導電率較低，并且比其所取代的金屬材料提供的電磁屏蔽稍微更小，引起飛機稍微更小的電流耗散。沒有導電路徑，會發生電弧和存儲電壓(電容)，其可使飛機結構中的受影響部分退化。例如，閃電可依附于緊固件，并且然后流經緊固件而進入飛機表面(或蒙皮)下的子結構。因而，實施技術從而提供從飛機包括緊固件的這些部分的導電路徑。

改進機身對電荷耐受力的技術有用并且可改進飛機運輸的經濟性和/或安全性，特別是當電荷依附于飛機緊固件時尤其如此。

發明內容

公開了驗證緊固件的干涉配合的技術和工藝的實施例。可使用該技術和工藝，從而檢查和驗證導電緊固件與某一結構的雷擊保護(LSP)系統的導電層之間的干涉配合，該結構包括纖維加固復合結構。依照本公開的技術可有利地確保緊固件和LSP系統之間存在導電路徑，以便可將電荷引導通過該結構，因此降低或消除否則可發生在該結構上的退化。此外，可在緊固件就位時完成該檢查，并且不需要測量意圖用于干涉配合的每個緊固件和緊固件孔的尺寸。

實施例提供用于確定緊固件所經歷的干涉配合度的方法。這些方法包括定位換能器，從而將超聲橫波信號發送通過這樣的緊固件區域，其在緊固件經歷干涉配合時遭受應力。該方法還包括傳送US橫波信號通過緊固件的經受應力的區域。雖然不希望被約束于以下理論，但是相信隨著發送的超聲橫波穿過該區域，對應于緊固件所經歷的干涉度，超聲橫波在干涉邊界在一定程度上改變模式。此外，本方法包括通過換能器從緊固件接收反射的超聲波信號。處理反射的超聲波信號，從而確定緊固件所經歷的干涉配合度，并且輸出對其的指示。在一些實施例中，通過檢查返回超聲波信號的縱波和橫波分量的振幅/能量而確定干涉配合度。在一些實施例中，通過比較返回超聲波信號的縱波分量的振幅/能量以及橫波分量的振幅/能量而做出該確定。而且，干涉配合度的指示可以是圖形用戶界面中使用的可測量指示。

在一些實施例中，干涉配合處于緊固件、套管和復合材料之間。可替換地，或另外地，反射波來自緊固件的桿部的末端表面。此外，換能器能夠與緊固件對齊，并且在發送和接收超聲波信號期間向其施加經選擇的力。換能器和緊固件的對齊以及經選擇的力能夠基于緊固件的構造。實施例也提供計算機可讀存儲介質，其存儲計算機可執行指令，計算機可執行指令在被執行時使得處理器執行例如上述方法。

實施例提供用于確定緊固件經歷的干涉配合度的系統。這些系統包括相互通信的超聲波換能器、處理器以及存儲器。存儲器存儲這樣的計算機可讀指令，即當由處理器執行時，該計算機可讀指令使得處理器執行例如上述的那些方法。另外，系統能夠包括顯示器，其包括用于顯示干涉配合度的圖形用戶界面。此外，系統能夠包括這樣的方法，其用于對齊超聲波換能器和緊固件，以及通過超聲波換能器向緊固件施加經選擇的力。此外，超聲波換能器與緊固件的對齊、以及超聲波換能器向緊固件施加的力都是系統參數，這些系統參數都是可控變量。一些實施例的系統包括導軌，超聲波換能器能夠被以這樣的方式安裝在其上，即其能夠沿導軌在緊固件之間移動。

這些特征、功能和優點能夠在本公開的各個實施例中獨立實現，或者可以在其他實施例中結合。

附圖說明

通過參考附圖，以下詳細描述依照本公開的技術的實施例。在附圖中，附圖標記的最左邊數字表明該附圖標記第一次出現的圖。在不同的圖中使用相同的附圖標記表示類似或相同的物品或特征。

圖1示出依照本公開實施例驗證的具有干涉配合緊固件的飛機的側視圖。

圖2示出依照本公開實施例的經配置從而驗證干涉配合緊固件的設備的橫截面圖。