[发明专利]分析目标表面上的电流的方法和设备

说明书

分析目标表面上的电流的方法和设备。例如按照阵列(30)布置的多个磁场传感器(26)可操作以测量靠近测试结构(10)的表面(18,24)的磁场强度的变化。测试结构(10)可与飞机机身、机翼等的几何形状近似。电流被施加到测试结构(10)，并且磁场传感器(26)感测由该电流导致的磁场的变化。对应多个积分器(32)将传感器(26)输出转换为磁场强度值。从所述多个磁场强度值和对应传感器位置(27)，推断目标表面(10)上的电流密度。

技术领域

本发明总体上涉及电流感测，具体地讲，涉及一种推断大表面上的电流密度的方法和设备。

背景技术

已知会发生飞机上的雷击。传统上，飞机的机身和机翼由诸如铝的轻质金属制成。来自闪电的电流通常沿着这些飞机的外蒙皮行进，导致很小的损坏。传统飞机金属外部表现出各向同性的导电性，并且可按照明确定义且很好理解的方式承载甚至大电流。对闪电生存性的测试相对简单。在雷击中飞机的外表面上的电流密度通常高度均匀。因此，在一个点处测量的局部电流可被合理地认为代表整个飞机上发生的情况。

许多现代飞机由复合材料构建，而非金属。与金属相比，复合材料可更轻且更灵活，具有更高的弹性以及将电子器件(例如，天线)嵌入复合材料中的能力。复合材料机身常常分层制造。特别是，其可包括由介电层(例如，由各种树脂构成的介电层)分隔开的导电层(例如，由碳纤维构成的导电层)。导电层通常表现出非各向同性的导电性(例如，沿着构成纤维的方向)。因此，在雷击中复合材料机身上的电流密度通常是不均匀的，并且可能非常复杂。这使雷击研究和测试大大复杂化，因为可能难以预测或测量大表面积上的电流密度。

本文献的背景技术部分被提供以将本发明的各方面置于技术和操作上下文中，以帮助本领域技术人员理解其范围和效用。除非明确地如此识别，否则本文中的陈述不能仅仅通过包括在背景技术部分中而被承认为现有技术。

发明内容

以下呈现本公开的简要总结以便为本领域技术人员提供基本理解。本发明内容不是本公开的广泛概述，并非旨在识别本发明的各方面的关键/重要要素或划定本发明的范围。本发明内容的唯一目的是以简化形式呈现本文所公开的一些概念，作为稍后呈现的更详细描述的序言。

根据本文中描述并要求保护的一个或更多个方面，诸如按照阵列布置的多个磁场传感器操作以测量靠近测试结构的表面的磁场强度的变化。测试结构可与飞机机身、机翼等的几何形状近似。电流被施加到测试结构，并且磁场传感器感测由电流导致的磁场的变化。对应多个积分器将传感器输出转换为磁场强度值。从多个磁场强度值和对应传感器位置，推断目标表面上的电流密度。

一个方面涉及一种分析目标表面上的电流的方法。提供多个磁场传感器。各个传感器在操作上连接到积分器。多个磁场传感器靠近目标表面定位。电流被施加到目标表面。在一个或更多个传感器位置处感测磁场强度的变化。磁场强度的变化被积分以获得各个传感器位置处的磁场强度值。从多个磁场强度值和对应传感器位置推断目标表面上的电流密度。

另一方面涉及一种操作以分析目标表面上的电流的设备。该设备包括按照阵列定位在已知位置的多个磁场传感器。各个磁场传感器操作以感测磁场强度的变化。积分器在操作上连接到各个磁场传感器并且操作以通过对连接的传感器的输出进行积分来获得磁场强度值。数据处理系统操作以接收各个积分器的输出，并且还操作以从多个磁场强度值和对应传感器位置推断目标表面上的电流密度。

另一方面涉及一种非暂时性计算机可读介质。该介质存储程序指令，所述指令操作以使得数据处理系统处理磁场传感器阵列输出以分析目标表面上的电流。所述指令使得数据处理系统：当磁场传感器阵列靠近目标表面定位并且电流被施加到目标表面时，感测阵列上的一个或更多个传感器位置处的磁场强度的变化；对磁场强度的变化进行积分以获得各个传感器位置处的磁场强度值；从各个磁场强度值推断局部电流值；以及通过使用对应传感器位置将局部电流值映射到目标表面来推断目标表面上的电流密度。

附图说明