[发明专利]航空器结构的不规则性检测

说明书

技术领域

本发明涉及航空器结构的不规则性检测。具体地说，本发明涉及检测航空器结构中的不规则性的设备。此外，本发明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。

背景技术

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。

发明内容

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发明的优选实施例。

按照本发明的第一方面，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，本发明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发明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。按照本发明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10-1000MHz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。