[發明專利]用于檢測結構的缺陷的裝置和方法

有效

• 申請號: 201880077438.6
• 申請日: 2018-10-11
• 公開（公告）號: CN111656181B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 盧卡·帕拉迪諾;薩布里·簡法奧伊
• 申請（專利權）人: 賽峰集團
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04;G01N29/22;G01N29/44;G01N29/24
• 代理公司: 北京派特恩知識產權代理有限公司 11270
• 代理人: 張瑋;王琳

本發明涉及一種用于檢測結構(STR)的故障的裝置，該裝置包括計算單元和多個換能器(100)，這些換能器(100)被放置在結構(STR)上或結構(STR)內，多個換能器(100)中的第一換能器(E)能夠處于發射模式，多個換能器(100)中的第二換能器(R)能夠處于接收模式，其特征在于，第一換能器(E)形成六邊形網格，從而在第一換能器(E)之間界定多個相鄰的網格單元，第二換能器(R)位于第一換能器(E)的各個發射圓上，每個第一換能器(E)的發射圓以該第一換能器(E)為中心。

技術領域

本發明涉及用于檢測結構的故障的裝置和方法。本發明的應用領域涉及在航空領域中使用的結構。

背景技術

用于檢測結構中的故障的裝置在例如文獻US?7,937,248和US?2015/0308920中是已知的。

航空公司的主要目標是以有競爭力的價格提供常規和快速的航班，從而相對于他們的競爭對手表現得更出色。因此，他們關注維護他們的設備的成本，并尋求與了解產品生命周期中可用性和可維護性問題的組件供應商合作。

如今，僅在飛機進行定期維護期間(通常是C型檢查或“C檢查”)對飛機的大多數純結構元件進行檢查，例如每隔24個月，或每隔10000飛行小時進行檢查。更準確地說，飛機的推力反向器(機艙)的內部固定結構(internal?fixed?structure，IFS)型結構的維護目前由不具有可用的決策支持工具的操作員進行檢查。

尋求兩個改進目標：第一個與安全有關，第二個與經濟方面有關。

僅在定期維護期間并由無輔助的人類操作員來完成結構完整性的驗證的事實使得有可能使用不具有100％完整性的系統進行飛行。在此，安全方面要求僅在完整性喪失之前就更換結構系統，這意味著需要進一步擴展預防性維護。

在C型檢查中更換組件也有兩個主要缺點：一方面，當系統仍然能夠飛行時，經常預防性的更換系統，另一方面，它們通常尺寸過大，以至于無法在不降低安全性的情況下容許預期的維護間隔。因此，存在供應商可以避免或至少可以顯著降低的成本。

期望的是連續地和/或周期性地追蹤航空結構的健康狀態的演變。目的是解決前面提到的問題，同時隔開、簡化甚至重組維護操作。

結構狀態診斷系統是已知的，也稱為結構健康監視(structural?healthmonitoring，SHM)系統。SHM系統主要由永久地集成了傳感器的非破壞性監視系統組成。收集的數據使得能夠檢測外觀，并跟蹤結構中損壞/故障的演變。理想情況下，SHM系統應該能夠：

(i)檢測到存在故障，

(ii)定位該故障，

(iii)確定該故障的尺寸，以及

(iv)提供有關結構的壽命的預測。

首先，經濟問題是減少飛機的停機時間，因為可以預測維修或自動進行診斷。其次，問題是僅替換真正需要替換的結構和組件，因此要替換的元件更少，因此要生產的元件更少。

結構的儀器允許獲得測量結果，例如聲波或導波(例如蘭姆波)的測量結果，必須對該測量結果進行處理和分析以定義該結構是否有故障。

根據一些現有技術，如今，通過將對待分析的結構(稱為被分析的樣品)進行的測量與對被定義為處于健康狀況的參考結構(稱為參考樣品)進行的測量進行比較來完成分析。

通常在良好限定的參考熱條件下對參考結構進行測量。這一選擇涉及一個限制，即在待分析的結構達到與對參考結構進行測量的參考狀態相同的熱狀態之前，無法完成對該待分析的結構的測量。

這種困難意味著與分析延遲有關的成本，因此也就延遲了飛機的可用性。

發明內容