电容感测仪器及其使用方法技术

一种感测仪器包括第一电极、围绕第一电极的第二电极以及感测模块，该感测模块被配置为通过当第一电极和第二电极邻近材料时在第一电极和第二电极之间施加电压来感测材料的电容。一种操作感测仪器的方法包括当第一电极和第二电极被定位成邻近材料时在第一电极和第二电极之间施加电压。第二电极围绕第一电极。该方法进一步包括基于材料对电压的响应来感测材料的电容。测材料的电容。测材料的电容。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电容感测仪器及其使用方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是要求于2021年10月26日提交的美国申请号17/511,152的优先权的国际申请，该美国申请要求于2021年1月28日提交的美国临时申请号63/142,739的优先权，两者的内容均通过引用并入本文。


[0003]本公开总体上涉及感测仪器和使用它们的方法，并且更具体地涉及用于感测材料的电容的感测仪器和方法。

技术介绍

[0004]一些飞行器包括由铝和/或含铝的合金制成的结构部件。这些结构部件中的许多部件经常被暴露于周围环境条件，例如风和雨。因此，随着时间的推移，这些结构部件往往会出现腐蚀，特别是在铆钉接头等区域。通常，这些结构部件的外表面被油漆层和/或一个或多个钝化层覆盖，这可能使得腐蚀的检测变得困难。例如，可以通过研磨或经由其他手段去除油漆层和/或钝化层，并且可以通过目视检查来检测腐蚀。然而，这是耗时且费力的过程。因此，存在对有利于以较小侵入性且更快地检测结构部件中的腐蚀的仪器和方法的需求。

技术实现思路

[0005]本公开的一个方面是一种感测仪器，其包括：第一电极、围绕第一电极的第二电极，以及感测模块，该感测模块被配置为通过当第一电极和第二电极邻近材料时在第一电极和第二电极之间施加电压来感测材料的电容。
[0006]本公开的另一方面是一种操作感测仪器的方法，该方法包括：当第一电极和第二电极被定位成邻近材料时，在第一电极和第二电极之间施加电压，其中第二电极围绕第一电极，以及基于材料对电压的响应来感测材料的电容。
[0007]本公开的又一方面是一种操作感测仪器的方法，该方法包括：当第一电极和第二电极被定位成邻近材料的第一区域时，在第一电极和第二电极之间施加第一电压，其中第二电极围绕第一电极；基于材料对第一电压的第一响应来感测材料的第一电容；当第三电极和第四电极被定位成邻近材料的第二区域时，在第三电极和第四电极之间施加第二电压，其中第四电极围绕第三电极；基于材料对第二电压的第二响应来感测材料的第二电容；当第五电极和第六电极被定位成邻近材料的第三区域时，在第五电极和第六电极之间施加第三电压，其中第六电极围绕第五电极；以及基于材料对第三电压的第三响应来感测材料的第三电容。
[0008]参考本文描述的数量或测量值的术语“约”或“基本上”意味着不需要精确地实现所列举的特性、参数或数值，而是偏差或变化(包括例如公差、测量误差、测量精度限制和本领域技术人员已知的其他因素)可以以不排除该特性旨在提供的效果的数量出现。
[0009]使用诸如“包括”、“包含”和“具有”的更广义术语应当被理解为提供对诸如“由
……
组成”、“实质上由
……
组成”以及“基本上由
……
组成”的更狭义术语的支持。相对于实施例的任何元件使用术语“可选”、“可以”、“可”、“可能”等意味着该元件不是必需的，或者可替代地该元件是必需的，两种替代方案都在(一个或多个)实施例的范围内。
[0010]诸如“第一”、“第二”、“第三”等序数词的使用旨在区分各个元件，而不是表示这些元件的特定顺序或重要性。
[0011]已经讨论的特征、功能和优点可以在各种示例中独立地实现，或者可以在另外的示例中进行组合，其进一步的细节可以参考以下描述和附图看出。
附图说明
[0012]说明性示例的被认为是新颖特征的特性在所附权利要求中阐述。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性示例的以下详细描述，将最好地理解说明性示例以及优选使用模式、进一步的目标及其描述。
[0013]图1是根据一个示例的感测仪器的框图。
[0014]图2是根据一个示例的感测模块的框图。
[0015]图3是根据一个示例的飞行器的透视图。
[0016]图4是根据一个示例的电路板和电极的仰视图。
[0017]图5是根据一个示例的电路板的俯视图。
[0018]图6是根据一个示例的电极组、材料和间隔件的剖视图。
[0019]图7是根据一个示例的电极组、材料和间隔件的剖视图。
[0020]图8是根据一个示例的材料和电路板的横截面图。
[0021]图9是根据一个示例的材料和电路板的横截面图。
[0022]图10是根据一个示例的材料的区域的俯视图。
[0023]图11是根据一个示例的在电路板上的感测仪器的一行电极组的仰视图。
[0024]图12是根据一个示例的感测仪器和材料的一行电极组的剖视图。
[0025]图13是根据一个示例的在电路板上的感测仪器的一行电极组的仰视图。
[0026]图14是根据一个示例的感测仪器的一行电极组和材料的剖视图。
[0027]图15是根据一个示例的电路板和材料的俯视图。
[0028]图16是根据一个示例的电路板和材料的俯视图。
[0029]图17示出根据一个示例的用户接口的显示部件。
[0030]图18是根据一个示例的电路板和材料的剖视图。
[0031]图19是根据一个示例的方法的框图。
[0032]图20是根据一个示例的方法的框图。
[0033]图21是根据一个示例的方法的框图。
[0034]图22是根据一个示例的方法的框图。
[0035]图23是根据一个示例的方法的框图。
[0036]图24是根据一个示例的方法的框图。
[0037]图25是根据一个示例的方法的框图。
[0038]图26是根据一个示例的方法的框图。
具体实施方式
[0039]如上所讨论的，存在对有利于以较小侵入性且更快地检测结构部件中的腐蚀的仪器和方法的需求。通常，这些结构部件的外表面被油漆层和/或一个或多个钝化层覆盖。与传统的仪器和方法不同，本文公开的仪器和方法可被用于检测腐蚀而无需去除油漆层或钝化层。
[0040]本文公开的示例包括一种感测仪器，该感测仪器包括第一电极、围绕第一电极的第二电极，以及感测模块，该感测模块被配置为通过当第一电极和第二电极邻近材料时在第一电极和第二电极之间施加电压来感测材料的电容。
[0041]本文公开的附加示例包括一种操作感测仪器的方法，该方法包括当第一电极和第二电极被定位成邻近材料时，在第一电极和第二电极之间施加电压。第二电极围绕第一电极。该方法进一步包括基于材料对电压的响应来感测材料的电容。
[0042]附加地或替代地，第一电极与第二电极是共面的，和/或第一电极和第二电极采取与受测材料的外表面基本上平行的同心环的形式。通常，第一电极和第二电极在操作期间不与材料(例如，飞行器机翼蒙皮)接触，但第一电极和第二电极之间形成的电场穿透到材料中。感测模块可以包括信号发生器和仪表，该信号发生器被配置为在第一电极和第二电极之间施加电压，并且该仪表被配置为感测材料对所施加的电压的电压响应和/或电流响应。可以基于该响应得出邻近第一电极和第二电极的材料的电容。当该仪器被用于测试材料的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感测仪器，其包括：第一电极；围绕所述第一电极的第二电极；和感测模块，其被配置为通过当所述第一电极和所述第二电极邻近材料时在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压来感测所述材料的电容。2.根据权利要求1所述的感测仪器，其中所述第一电极与所述第二电极是共面的。3.根据权利要求1或2所述的感测仪器，其中所述第一电极和所述第二电极一起具有反射对称性和旋转对称性。4.根据权利要求1
‑
3中任一项所述的感测仪器，其进一步包括围绕所述第一电极和所述第二电极的第三电极。5.根据权利要求1
‑
4中任一项所述的感测仪器，其进一步包括电路板，所述第一电极和所述第二电极被定位在所述电路板的第一侧上，所述电路板包括在所述电路板的与所述第一侧相对的第二侧上的金属屏蔽层。6.根据权利要求1
‑
5中任一项所述的感测仪器，其进一步包括间隔件，所述间隔件被配置为保持(i)所述第一电极或所述第二电极与(ii)所述材料之间的最小距离。7.根据权利要求1
‑
6中任一项所述的感测仪器，其进一步包括：第三电极；围绕所述第三电极的第四电极；第五电极；以及围绕所述第五电极的第六电极，其中所述第一电极、所述第三电极和所述第五电极是共线的，并且其中所述感测模块进一步被配置为：当所述第三电极和所述第四电极邻近所述材料时，在所述第三电极和所述第四电极之间施加第二电压，并且当所述第五电极和所述第六电极邻近所述材料时，在所述第五电极和所述第六电极之间施加第三电压。8.根据权利要求1
‑
7中任一项所述的感测仪器，其进一步包括：第三电极；围绕所述第三电极的第四电极；第五电极；以及围绕所述第五电极的第六电极，其中所述第一电极、所述第三电极和所述第五电极是不共线的，并且其中所述感测模块进一步被配置为：当所述第三电极和所述第四电极邻近所述材料时，在所述第三电极和所述第四电极之间施加第二电压，并且当所述第五电极和所述第六电极邻近所述材料时，在所述第五电极和所述第六电极之间施加第三电压。9.一种操作感测仪器的方法，所述方法包括：当第一电极和第二电极被定位成邻近材料时，在所述第一电极和所述第二电极之间施
加电压，其中所述第二电极围绕所述第一电极；以及基于所述材料对所述电压的响应来感测所述材料的电容。10.根据权利要求9所述的方法，其中施加所述电压包括当所述第一电极和所述第二电极不与所述材料接触时施加所述电压。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述电压是交流电压。12.根据权利要求9
‑
11中任一项所述的方法，其中所述电压是第一电压，所述方法进一步包括在施加所述第一电压的同时在所述第一电极和第三电极之间施加第二电压，其中当所述第三电极被定位成邻近所述材料时施加所述第二电压，并且其中所述第三电极围绕所述第二电极。13.根据权利要求12所述的方法，其中施加所述第二电压包括施加所述第二电压以设定在所述第一电极和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：O，
申请(专利权)人：波音公司，
类型：发明
国别省市：