[发明专利]复合结构的健康监测

说明书

本公开描述用于实施结构的健康监测，包含对移动平台的复合夹层式结构中的结构损坏和液体(例如，水、燃料、防冰冻流体、水分等)侵入的监测的装置、组合件、设备和方法。用于检测结构中的水侵入的示例性方法包括：将机械能引入至所述结构中；感测传输穿过所述结构的所述机械能；以及基于所述所感测的机械能来确定所述结构中的水侵入的存在。

相关申请的交叉引用

本国际PCT专利申请依赖2013年11月8日提交的美国临时专利申请序列No.61/901,672的优先权，所述临时专利申请的全部内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

本公开一般来说涉及结构的健康监测，包含夹层式复合结构中的健康状况(诸如结构损坏和液体侵入)的检测。

技术背景

移动平台(诸如飞机)通常包含多层结构(诸如夹层式复合结构)以形成其框架的各种结构部分。这些结构可包括形成内层的齿槽或蜂窝结构，其每一侧用蒙皮加衬。蜂窝结构可具有蜂巢状配置且蒙皮可由不可渗透的材料制成。

在航空学中且尤其是在飞机的维护中，检测这些结构中水的存在可以是重要的。水的存在可指示蒙皮中的一者已被损坏且还可能影响结构的价值和重量。通常，通过在维护程序期间的常规检查或通过水存在的可见迹象来检测夹层式复合结构中水的存在。然而，这些结构的一部分可能不可见，且为了检查可能需要某种程度的拆卸。用于检测这些结构中的水侵入的一些当前的无损检查(NDI)方法限于水已在结构的检查侧上积聚的情况，就像使用常规超声波探头和/或可能需要显著地拆卸移动平台的一部分来准许射线照相检查的情况一样。这种拆卸可能是相对劳动密集的，而且可能增加检查的成本和时间要求。

因此需要改进。

概要

本公开一般来说涉及结构的健康监测。举例来说，本公开描述用于实施复合结构的健康监测，包含夹层式复合结构中的健康状况，诸如结构损坏和/或液体(例如，水、燃料、防冰冻流体、水分等)侵入的检测的装置、设备、组合件和方法。本公开还描述用于实施复合结构的声-超声波(例如，导波)检查的装置、设备、组合件和方法。

在一个方面，本公开描述一种组合件，其包括：

结构，其包含：夹层部分，其包括由中间区域分隔的第一层和第二层；和第一部分，其邻近所述夹层部分并机械地耦合至所述夹层部分的所述第一层和所述第二层；

致动器，其被配置用来将机械能引入至所述结构的所述第一部分中以用于传输至所述结构的所述夹层部分的所述第一层中和所述第二层中；以及

传感器，其被配置用来感测从所述致动器传输穿过所述第一层和所述第二层中的至少一者的所述机械能。

所述结构可包括第二部分，所述第二部分机械地耦合至所述夹层部分的所述第一层和所述第二层中的所述至少一者。所述第二部分可机械地耦合至所述夹层部分的所述第一层和所述第二层。

所述夹层部分可限定引入至所述第一部分中的所述机械能可传输至所述第二部分所沿的路径。所述路径可包括：包括所述第一层的第一路径和包括所述第二层的第二路径。

所述夹层部分可设置在所述第一部分与所述第二部分之间。

所述第一部分和所述第二部分可分别设置在所述夹层部分的不同侧。

所述传感器可被配置用来感测所述第二部分中的机械能。

所述第二部分可包括整体结构。

所述第一部分可包括整体结构。

所述中间区域可包括蜂巢状结构。

所述致动器和所述传感器中的至少一者可包括压电换能器。

所述致动器可被配置用来将机械波引入至所述第一部分中。