[發明專利]聲發射傳感器保持器

有效

• 申請號: 201710732838.3
• 申請日: 2017-08-24
• 公開（公告）號: CN107782793B
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: H·H·塔特;J·A·米特萊德;J·D·沙佛;S·H·加德納;J·W·愛德華茲;T·M·福爾摩斯
• 申請（專利權）人: 波音公司
• 主分類號: G01N29/14
• 分類號: G01N29/14;G01N29/26
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 徐東升;張穎

本發明涉及聲發射傳感器保持器，公開了用于將聲發射傳感器附連到非金屬和非磁性材料的保持器，所述保持器具有帶有封閉頂端和開放底端的管狀體，傳感器通過開放底端可插入到管狀體中。封閉頂端具有從封閉頂端的內表面成角度地向內延伸的多個整體的柔性活板。管狀體的內表面具有靠近管狀體的底端徑向向內延伸的多個間隔物。整體的柔性活板和間隔物將傳感器固定在管狀體內。管狀體還可以具有靠近開放底端從管狀體的外表面向外延伸的多個捕獲突片，所述多個捕獲突片與附著到非金屬和非磁性材料的保持件托架中的接合鍵槽可滑動并且可移除地接合。

技術領域

本公開總體涉及保持器，其用于在測試期間維持傳感器在物品上的安置和表面接觸；并且更具體地涉及聲發射傳感器保持器，其用于非金屬和非磁性材料的環境測試期間，非金屬和非磁性材料諸如復合材料或陶瓷材料。

背景技術

環境條件可以影響被用于制造車輛和用于制造針對戶外使用或極端環境中使用的其他種類的結構的材料，結構諸如貫穿其服務歷史經歷動態和各種環境改變(即，干到濕，冷到熱)的航空結構。處于低于0°F和高于100°F，且濕度為0-100％的這種材料的環境測試被期望在一個或更多個使用之前、之中和/或之后識別、量化和監控這種材料的屬性，以確定是否發生任何對材料的損壞。

已經被用于環境測試的一種類型的傳感器，聲發射(或AE)傳感器，其將固體材料中的聲波(或彈性波)的放射解釋成有助于理解材料特性如何的可用的AE波形。當材料經歷其內部結構改變時，這種聲波(或彈性波)發生，例如作為裂紋形成或塑性變形的結果，裂紋形成或塑性變形是由于老化、溫度梯度或外部機械力導致。由聲發射的來源產生的波在結構性健康監控、質量控制、系統反饋、過程監控、分析驗證以及其他領域是有實際利益的；并且可以被用于對材料的損壞進行檢測、安置和特性表達。因此，聲發射傳感器對于檢測材料和結構中的缺陷和故障是有用的，并且對確定如何應用補救方案和修復以解決結構性問題是有用的。在航空領域中，聲發射感測已經被認定為一種技術，該技術可以從實驗室設定被縮放為對航空站以及現場應用的增強的機群檢查。為了根據剩余壽命來做出關鍵決定，根據機群的服務小時數來識別損壞的存在的需求驅動該焦點。

聲發射傳感器已經被用于監控航空結構和其他結構。用于將聲發射傳感器附連到要被測試的結構的常規方法包括使用熱溶膠或磁性夾持固定裝置。商業可獲得的用于聲發射傳感器的許多保持器是磁性的，這是因為聲發射主要在金屬表面上完成。這種磁性保持器與非金屬和非磁性復合材料不起作用。熱熔膠不具有普遍應用，并且由于不良的表面粘附性，熱熔膠在溫度低于-65°F和高于160°F的環境測試期間不工作。另一方案將聲發射傳感器永久地附連到測試物品，但是該方式在測試大量測試物品時是不可行的，這是由于用于固化粘合劑以使傳感器附著到測試物品的費用和延長的停留時間(每個傳感器大于10小時)。

非金屬和非磁性材料，諸如復合材料，由于其高強度和高硬度、低重量、耐蝕性以及其他良好的屬性，現在被用于多種結構的制造。例如，復合材料已經被廣泛地用于制造航空結構以及用于航空結構的零部件，諸如飛行器肋條、翼梁、面板、機身、機翼、翼盒、燃料箱、尾翼裝配件和飛行器的其他零部件，這是因為這些零部件重量輕并且牢固，并且從而提供了燃料經濟性和其他好處。用于將聲發射傳感器附連到這種非金屬和非磁性材料的常規方法是無效的。

因此，用于將聲發射傳感器保持或附連到非金屬和非磁性材料的提升的手段是被需要的，非金屬和非磁性材料諸如復合材料和陶瓷，該提升的手段在這種材料的環境測試期間提供優于已知聲發射傳感器保持器的優勢。

發明內容

上述目的以及其他目的由聲發射傳感器保持器實現，該聲發射傳感器保持器將聲發射傳感器對準并維持為與非金屬和非磁性材料的表面齊平，并且與當前的ASTM標準測試方法和測試固定裝置兼容。該傳感器保持器提供了在極端條件期間保持傳感器與材料接觸的能力，并且因此提供了在寬范圍的環境條件中獲取數據的途徑，這在進行性損壞結構性分析、現場檢查、材料特性表達和實驗室水平實驗驗證中是有益的。