[发明专利]用于检测在部件中的结构损坏的系统和方法

说明书

提供了用于检测在部件中的结构损坏的系统和方法。超声导波（UGW）设备沿着监视路径扫描部件以生成监视UGW测量，并且沿着参考路径扫描部件以生成参考UGW测量。数据库具有多个数据库参考UGW测量，每个数据库参考UGW测量对应于数据库监视UGW测量。损坏检测模块针对匹配参考UGW测量的数据库参考UGW测量而搜索数据库。当找到匹配时，损坏检测模块获得对应于所匹配的数据库参考UGW测量的数据库监视UGW测量，将监视UGW测量与数据库监视UGW测量进行比较，以及基于比较而识别出对部件的损坏。当没有找到匹配时，损坏检测模块利用参考UGW测量和监视UGW测量来更新数据库。

技术领域

在此描述的示例性实施例一般涉及针对部件的结构健康监视，并且更特别是，涉及使用超声导波来监视对部件的结构损坏。

背景技术

结构健康监视（SHM）是识别在结构和部件中的损坏的过程。一般而言，损坏可以被表征为在结构的材料或几何属性方面的改变，诸如弱化或物理扭曲。典型地，SHM系统随着时间的推移监视和测量结构属性，并且将当前的结果与或者基线测量或者历史测量进行比较，以确定结构当前的健康状况。例如，在桥中的传感器可以监视随着时间的推移的桥部件的属性，以识别桥何时已经由于劣化或像地震一样的事件而变得不安全。

在航空器中已经采用了相似的SHM系统，用以监视航空器框架和各种航空器结构，以帮助在航空器部件毁坏之前，识别出关于航空器部件的结构问题。一个这样的技术要使用超声导波（UGW）系统来检测由于碰撞、腐蚀等而对各种机械结构和部件的损坏。一般而言，UGW系统在部件上的两个点之间传输信号，并且基于信号已经相对于参考值如何改变来确定部件的健康状况。然而，穿过部件传输的信号不仅仅被结构损坏的存在影响，还被环境因素影响。部件温度、负载或年龄都可能通过增加假阳性的数量，或者在最坏的情况下掩盖真正的结构损坏，而不利地影响SHM系统的可靠性。

因此，提供一种用于检测和识别在部件中的结构损坏的系统和方法是合期望的，该系统和方法最小化环境因素对SHM读数的影响。更进一步地，从结合随附的附图以及前述技术领域和背景技术考虑随后的详细描述和随附权利要求，示例性实施例的其它合期望的特征和特性将变得明显。

发明内容

在示例性实施例中，一种用于检测在部件中的结构损坏的系统，包括超声导波（UGW）设备。UGW设备被配置为沿着监视路径扫描部件，以生成监视UGW测量，并且UGW设备被进一步配置为沿着参考路径扫描部件以生成参考UGW测量。系统进一步包括具有多个数据库参考UGW测量的数据库，每个数据库参考UGW测量对应于数据库监视UGW测量。系统进一步包括损坏检测模块，该损坏检测模块被配置为针对匹配参考UGW测量的数据库参考UGW测量搜索数据库。当找到匹配的数据库参考UGW测量时，损坏检测模块被配置为从数据库获得，对应于所匹配的数据库参考UGW测量的数据库监视UGW测量。损坏检测模块被配置为，将监视UGW测量与获得的数据库监视UGW测量进行比较，并且基于比较来识别对部件的损坏。当没有找到匹配的数据库参考UGW测量时，损坏检测模块被配置为利用参考UGW测量和监视UGW测量来更新数据库。

在示例性实施例中，一种用于检测在部件中的结构损坏的方法，包括利用超声导波（UGW）设备沿着监视路径扫描部件，以生成监视UGW测量。该方法进一步包括，利用UGW设备沿着参考路径扫描部件，以生成参考UGW测量，该参考路径对应于该监视路径。提供具有多个数据库参考UGW测量的数据库，每个数据库参考UGW测量对应于数据库监视UGW测量，并且针对匹配参考UGW测量的数据库参考UGW测量搜索数据库。当找到匹配的数据库参考UGW测量时，该方法从数据库获得对应于所匹配的数据库参考UGW测量的数据库监视UGW测量，将监视UGW测量与获得的数据库监视UGW测量进行比较，以及基于该比较识别对部件的损坏。当没有找到匹配的数据库参考UGW测量时，该方法利用参考UGW测量和监视UGW测量来更新数据库。

附图说明

在下文中，将与以下附图结合描述本发明，其中相同的数字表示相同的元件，并且