检测、量化和／或定位飞行器夹层结构中的水的系统及使用该系统的方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于检测飞行器夹层结构中的水的系统，包括：微波发生器（２）；安装在该结构中的至少两个微波发射器／传感器（３）；能够在微波在该结构中传播之后检测所述微波的微波检测器（４）；以及与库（５）相关联的数据处理单元，该库（５）包含空结构（１）的至少一个模型。本发明专利技术还涉及使用该系统的方法以及配备有该系统的飞行器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于检测、量化和定位飞行器盒型结构中、尤其夹层型复合结构中的水的存在的系统和方法。本专利技术在航空学中、尤其在对飞行器结构进行非破坏性控制的维护领域中有应用。更具体地，本专利技术可以应用于所谓盒结构，即由夹层型复合材料制成的封闭结构，其中，该封闭结构具有外部碳封皮和由例如Nomex的硬板制成的内部蜂窝层或使用玻璃纤维的蜂窝结构。
技术介绍
在航空学中，尤其在对服役中的飞行器的维护中，检测飞行器结构中的水的存是重要的。水可存在于飞行器的特定部件中，尤其是在由夹层型复合材料制成的部件中。“夹层”型材料是一种具有蜂窝型细胞状或肺泡状结构的材料，该结构在每侧覆盖有蒙皮(skin)。这些蒙皮可以由不渗透性材料制成。它们可被成形为在该部件的边缘会合，从而形成围绕所述肺泡状结构的封皮。这些部件被称为是盒装的。例如，起落架舱门或舱口盖、舵、天线屏蔽器或还有升降舵是常常由夹层复合材料制成的部件。如今，这些部件中、尤其中间区中的水的存在影响了这些结构的性能和重量。这在飞行中可能导致飞行器部件上的有害行为。目前，这些结构中的水的存在要么通过在维护阶段中进行定期检查来检测，要么通过其存在的迹象(结构的膨胀、凝结斑等)来检测，或者在极端情况下，通过这些结构的重量的增加对机械致动器的影响来检测。在特定情形下，部件可能被损坏，导致部件的完全改变。尤其当在夹层型复合部件中检测到水时，必须强制性地移除该部件，并且，必须修理由该水造成的损坏。为此，飞行器不得不停航一定时间。而且，在任何修理之前，必须使飞行器停航以检查这些部件，来确定水的存在或不存在。为执行飞行器的检查，必须使飞行器停航相对长的时段。目前，使飞行器停航是成本高的。此外，目前使用的检查技术也是成本高的，并且常常难以实施。例如，通过热摄像术(thermography)或放射线摄像术(radiography)技术来进行飞行器的结构的检查，以检测水的存在。热摄像术必须对整个结构进行加热，而放射线摄像术必须隔离待被检查的部件。这些非破坏性检查技术是复杂的，它们的实施是冗长的，并且，它们要求特别小心地使用。
技术实现思路
本专利技术的精确目的在于克服上面解释的技术的缺点。为此，本专利技术提出了一种借助于在待被检查的结构中产生的电磁微波来检测、量化和/或定位夹层结构中的水的存在的系统和方法。该系统和该方法用于容易地检测所述结构中水的存在，使得能够提早并因此以较低成本进行修理。更具体地说，本专利技术涉及一种用于检测飞行器的夹层结构中的水的系统，其特征在于其包括-微波发生器；-安装在所述结构中的至少两个微波发射器/传感器；-能够在微波在所述结构中传播之后检测微波的微波检测器；以及-与库(library)相关联的数据处理单元，其中，该库包含当为空时的所述结构的至少一个模型。该系统可因此用于检测夹层结构中的水的存在并且量化该水。本专利技术还可以包括一个或多个下述特征-每个发射器/传感器具有固定到所述结构的基座和定位于所述结构内的传导棒；-所述发生器产生关于中心频率而频率调制的微波，其中，所述中心频率根据所述结构来选择；-关于水的激发频率以1GHz量级的频率间隔来调制微波，该激发频率取决于所述结构；-所述系统具有分布在所述结构中以通过三角测量来定位水的至少三个发射器/传感器。以此方式，本专利技术的系统可用于确定水点的一个或多个位点；-所述发生器产生脉冲；-微波发射器/传感器被嵌入所述的结构中，而微波发生器、微波检测器、数据处理单元和库位于地上；-夹层结构包括由不透微波的材料制成的两个蒙皮以及由低微波吸收材料制成的中间区；-蒙皮由碳制成，而中间区由蜂窝材料、Nomex或玻璃纤维或诸如特定合成泡沫材料的低微波吸收材料制成。本专利技术还涉及一种用于检测飞行器夹层结构中的水的方法，其特征在于其包括-在夹层结构中发射微波；-在微波在所述结构中传播之后由传感器接收这些微波；以可变频率连续扫描，以确定水的存在以及该水的量。本专利技术还涉及一种检测飞行器夹层结构中的水的方法，其特征在于其包括-在夹层结构中发射微波；-在微波在所述结构中传播之后由传感器接收这些微波；-确定这些微波在所述结构中的传播时间；并且-对这些传播时间进行处理，以据此推断水的位置。在此情况下，微波以固定的频率发射。本专利技术还涉及一种包括如上所述的系统和夹层结构的飞行器。附图说明图1是配备了本专利技术的水检测系统的结构的实例的示意图；图2是本专利技术的系统的天线的透视图；图3是安装在夹层结构上的本专利技术的系统的天线的横截面图；图4表示根据本专利技术第一实施例的用本专利技术的系统产生的信号的实例；图5表示根据本专利技术第一实施例的在不存在水和存在水的情况下检测到的信号的实例；图6表示根据第二实施例的夹层结构中的天线的分布的实例；图7表示本专利技术第二实施例中的在存在水和不存在水的情况下检测到的信号的实例；具体实施方式本专利技术涉及一种通过将微波通过集成天线注入所述结构中来检测夹层结构中的水的存在的系统。这种类型的系统在图1中示意性地示出。更具体地说，这个图1例示了配备有本专利技术的系统的结构或部件。在这个实例中，待被检查的部件1是矩形的。显然该部件可以具有各种形状，特别是适于飞行器结构的形状。例如，这个部件1可以是飞行器的前起落架舱门。根据本专利技术，图1的系统具有电磁波发生器2；发射器/传感器3；波检测器4，例如由肖特基二极管4a和数据处理单元4b构成。如下面将看到的那样，这个数据处理单元4b与库5相关联。发生器2产生电磁波，电磁波由发射器3发射到部件1的内部。电磁波是可以以脉冲发送或连续发送(调制频率为1GHz量级)的、频率为2.45GHz量级(取决于所述结构的形状)的微波。如下面更详细地解释的那样，这些微波可以以连续信号的形式或以脉冲的形式发射。部件1以夹层结构的形式制成，该夹层结构具有由例如Nomex或玻璃纤维的蜂窝材料制成的中间区和碳蒙皮。碳具有不透电磁波的优点。蜂窝材料具有不吸收电磁波的优点。这样，在这种部件中，波由发生器2产生，并由发射器3发送到夹层结构1中。当波在结构1中时，波就在两个碳蒙皮之间传播。根据本专利技术，发射器/传感器3被安装在部件1上。它们的作用是发射和拾取在部件1的中间区中传播的微波。通过标准的连接端子连接到发射器/传感器3的检测器4检测并处理由微波提供的信息。正是对这些微波的传播的处理，使得部件1中的水的存在能够被检测、定位和量化。在图1的实例中，三个传感器已被表示在部件1中。如下面解释的那样，有用的传感器的数目取决于所考虑的应用(检测和量化或定位)，并且取决于待被检查的结构的形状。在图1的实例中，库5与数据处理单元4b相关联。这个库5具有为空时的部件1的模型，即当部件1不包含水时部件1的表示。该模型包括部件1的不同发射器/传感器3的位置。例如，存储在库5中的模型可以是空部件的映射，或作为空部件的模型的表。空部件的该模型用于通过比较来确定部件是否包含水。更具体地说，在传感器3接收到微波时，检测器4确定关于波的传播时间和形状的信息。然后，它将该信息与库5中记录的模型的数据进行比较。取决于波的形状，并且通过与所述模型的比较，检测器4确定所述结构中的水的量并因此确定所述结构中水点9的存在。此外，取决于在发射器/传感器3和所述结构中不同障碍或壁之间的传播时间，并且通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检测飞行器的夹层结构（１）中的水的系统，其特征在于：其包括：微波发生器（２）；安装在所述结构中的至少两个微波发射器／传感器（３）；以及能够在微波在所述结构中传播之后检测所述微波的微波检测器（４）；与库（５）相关联的数据处理单元（４ｂ），所述库（５）包含当为空时的所述结构（１）的至少一个模型。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：费尔南多曼纽尔费雷拉多斯桑托斯，让路易斯米亚纳，让路易斯阿诺，
申请(专利权)人：空中客车法国公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]