[發(fā)明專利]結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711344100.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108318532B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: T·M·米切爾;J·M·胡德;D·A·鮑恩
• 申請（專利權(quán)）人: 波音公司
• 主分類號: G01N27/02
• 分類號: G01N27/02;G01N27/04
• 代理公司: 北京紀凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

本申請公開一種結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)(100)，其可以包括結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測裝置(102)，所述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測裝置(102)包含可附接到工件(104)的目標區(qū)域(110)的測量電路(116)。所述測量電路可以與具有被配置來促進離機通信的天線(130)的無線電電路(118)進行通信。所述測量電路可以被配置為測量所述工件的所述目標區(qū)域的阻抗，并且處理電路(124)可以被配置為確定指示所述工件的結(jié)構(gòu)健康變化的所述目標區(qū)域的阻抗變化。環(huán)境能量采集器電路(120)可以被配置為向所述測量電路提供電力。遠程讀取器(112)可以采用無線方式詢問所述結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測裝置以獲得關(guān)于所述目標區(qū)域的所述阻抗變化的信息。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于結(jié)構(gòu)健康管理的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于監(jiān)測工件并用于提供關(guān)于工件的結(jié)構(gòu)健康的信息的裝置、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

常規(guī)地檢查多種結(jié)構(gòu)以確定結(jié)構(gòu)的健康狀況，并識別可能需要進一步檢查、維護或修理的任何問題。例如，可以定期檢查建筑物、橋梁等以識別可能潛在地削弱結(jié)構(gòu)或以其它方式最終使結(jié)構(gòu)不適合其預期用途的任何問題的發(fā)生。類似地，可以定期檢查交通工具(例如，飛機、火車、船舶)，以便類似地識別有待進一步行動的任何問題。

例如，商用飛行器可能受到周期定檢。在這些檢查期間，通常必須使飛行器解除服役狀態(tài)，以允許對飛行器進行集中目視檢查。就這一點而言，至少一些飛行器檢查涉及對飛行器進行大量拆卸，以便目視檢查各種部件。例如，可能需要拆卸飛行器以便檢查腐蝕或疲勞損傷和/或以便識別飛行器的具有有限可達性的區(qū)域中的裂紋擴展。

作為進一步的示例，為了目視檢查飛行器的難以接近但易受影響的部分(諸如底板支撐結(jié)構(gòu)或翼片到主體或機翼到主體連接件)，顯著拆卸和相鄰設(shè)備移除會有必要。目視檢查飛行器的這些部分所需的時間和精力可能很大，從而潛在地要求飛行器在相當長的一段時間內(nèi)停止服役。另外，某些部件的移除或拆卸可能導致難以以與飛行器原始制造期間相同程度的完整性重新密封或重新安裝這些部件。此外，拆卸本身可能意外損壞結(jié)構(gòu)和/或已移除的部件，以使得需要額外的維護或維修活動。

除了進行目視檢查所需的時間和精力之外，依賴定檢可能不利，因為，例如在飛行器沒有結(jié)構(gòu)問題并且確定不需要任何修理的情況下，定檢會要求飛行器暫時不必要地停止服役。相反，在結(jié)構(gòu)問題已發(fā)展的其它情況下，定檢可能比預期晚發(fā)生。在這些示例中，在定檢之間發(fā)生的時間會使結(jié)構(gòu)問題擴散或以其它方式損壞周圍結(jié)構(gòu)。與若早識別結(jié)構(gòu)問題的情況相比，這會需要更廣泛的維修。

因此，希望提供用于以高效、成本有效且及時的方式監(jiān)測并檢查結(jié)構(gòu)的改進技術(shù)。就這一點而言，希望提供用于在其啟動之后以及時地方式識別結(jié)構(gòu)疲勞、裂紋、腐蝕或其它結(jié)構(gòu)問題，而不需要長時間使結(jié)構(gòu)脫離服役的改進檢查技術(shù)。另外，希望提供用于監(jiān)測并檢查結(jié)構(gòu)的改進技術(shù)，所述改進技術(shù)減少了常規(guī)可視檢查在其它方面所需的拆卸。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明教導的結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)和方法通過保持附接到結(jié)構(gòu)的所選擇的目標區(qū)、通過周期性地測量電阻抗來監(jiān)測目標區(qū)的結(jié)構(gòu)健康并且將該信息無線傳達給遠程讀取器裝置(諸如主飛行器的機載(onboard)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng))來克服上述問題。這些監(jiān)測系統(tǒng)可以包括被配置為為電氣測量和/或信息傳送提供電力的環(huán)境能量采集電路。

在一些實施方案中，結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測裝置可以包括：測量電路，所述測量電路包括以通信方式耦合到一對電極的處理電路，所述一對電極可附接到工件的目標區(qū)域，所述測量電路與具有被配置為促進離機(offboard)通信的天線的無線電電路進行通信；以及能量采集器電路，所述能量采集器電路被配置為向所述測量電路提供電力；其中所述測量電路被配置為測量所述工件的所述目標區(qū)域的阻抗；并且其中所述處理電路被配置為確定指示所述工件的結(jié)構(gòu)健康的變化的所述目標區(qū)域的所述阻抗的變化。