飞行器中的结构的无损探伤制造技术

公开了飞行器中的结构的无损探伤。本发明专利技术涉及一种借助附接到金属结构(3)的表面(31)的线圈阵列(5)、使用涡流来检测所述结构(3)中的缺陷的无损探伤方法，所述方法包括：激励所述线圈；测量表示所述涡流的电信号；以及通过取与安装在所述表面的边缘上的至少一个线圈发出的特定电信号对应的边缘效应作为参考，来估算每个线圈(511至536)的电信号随时间的变化，所述变化的程度指示所述结构中是否存在所述缺陷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于检测金属结构中的缺陷、更特别地用于检测无法进入或者只是难以进入的飞行器结构区域中的裂纹的无损探伤

技术介绍
对飞行器的结构或者机械部分进行定期探伤，特别是用于检测可能存在的裂纹， 从而在需要时进行适当维修。通过专利申请ΕΡ2037^1已知一种无损探伤系统，其包括由附接在要探伤的表面上的多个固定线圈构成的探头。这些线圈的子集被依次馈电并串联连接，以模拟对探头要探伤的表面的连续扫描。在把线圈安装到该表面之前，在空气中进行线圈的初始化，并对线圈子集发出的信号进行相互比较，以检测该结构中的表面裂纹。然而，该系统触发的报警未必都表示有裂纹。的确，电磁干扰和/或者温度变化和/或者结构的机械特性的变化(例如，材料的硬化)都可能干扰涡流的循环 (circulation)，并引起线圈处阻抗的变化。本专利技术的目的在于提供一种使用涡流检测金属结构中的可能缺陷的无损探伤方法，特别地，其能够不受外界因素或结构中的自然变化的干扰地检测裂纹，从而克服了上述缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种借助附接到金属结构的表面的线圈阵列、使用涡流来检测所述结构中的缺陷的无损探伤方法，该方法包括激励线圈以及测量表示涡流的电信号，所述方法还包括使用与安装在表面边缘处的至少一个线圈发出的特定电信号对应的边缘效应作为参考，来估算每个线圈的电信号随时间的变化，所述变化的程度指示结构中是否存在缺陷。因此，根据本专利技术的方法使得可以自动、精确并且可靠地检测无法进入的区域中的缺陷，同时还避免错误报警。有利地，该方法包括对安装在表面边缘处的线圈的特定电信号进行相互比较的步马聚ο这使得能够与先前结果进行交叉对比，以进一步保证不发生错误诊断。根据本专利技术的一个有利特征，该方法还包括以下步骤-通过在线圈的电信号相对于阻抗平面中的边缘效应的级别与所述表面上的所述线圈的空间分布之间建立对应关系，来确定空间映射，以及-显示所述空间映射。这使得可以直接定位任何指示存在缺陷的线圈的位置。有利地，该方法包括以下步骤-使用具有粘性的柔性材料来将所述线圈阵列中的每个线圈装配到所述结构的表-使用所述柔性材料覆盖线圈阵列，以及-借助所述柔性材料来保持线圈阵列与所述表面的接触。这使得线圈能够完美地适合于任意几何形状的表面、更好地接触并且更好地保护阵列。根据本专利技术的一个方面，该方法包括针对根据所述线圈在表面上的位置确定的检测阈值，来分析线圈发出的电信号。这些裂纹检测阈值使得可以快速并有效地确定线圈的电信号的级别是否是该结构可接受的。有利地，该方法包括按预定时间间隔校准所述线圈阵列，以分析所述结构的表面上的变化。这使得在任何时候都能有效地诊断每个线圈的工作状态。有利地，该方法包括排除任何表现异常的线圈的电信号。这使得即使一个或者多个线圈故障，也能执行检测。根据本专利技术的另一方面，该方法包括以下步骤-在取边缘效应作为参考的同时确定线圈发出的所述电信号的相位，以及-分析所述电信号的与表面涡流对应的相对于参考相位的相移。这使得除了表面裂纹以外，还能够检测位于深处(de印-lying)的缺陷。本专利技术还涉及一种借助附接到金属结构的表面的线圈阵列、使用涡流来检测所述结构中的缺陷的无损探伤设备，该设备包括激励装置，用于激励线圈；测量装置，用于测量表示涡流的电信号；以及数据处理装置，用于使用与安装在该表面的边缘处的至少一个线圈发出的特定电信号对应的边缘效应作为参考，来估算每个线圈的电信号随时间的变化，所述变化的程度指示该结构中是否存在缺陷。本专利技术还涉及一种飞行器，其包括金属结构和用于对该结构进行探伤、实现根据上述特征之一的方法的设备。附图说明在参照附图阅读本专利技术的优选实施例时，本专利技术的其它特征和优点将显而易见， 附图中图IA和IB示意性地示出根据本专利技术的可以用于执行无损探伤方法的设备，所述方法使用涡流来检测飞行器的金属结构中的缺陷；图2示出阻抗平面上的图1所示设备的线圈的常规阻抗图的一个例子；图3A和;3B示出根据线圈在飞行器的结构上的位置的线圈发出的归一化阻抗的分布；图4A至4C示出可以用于诊断飞行器结构中是否存在缺陷的阻抗平面上的检测阈值；图5示出检测飞行器结构中的位于深处的缺陷的一个例子；图6示出描述了根据本专利技术的在飞行器结构上安装线圈阵列的不同步骤的流程图；以及图7示出描述了根据本专利技术特定实施例的用于检测飞行器结构中的缺陷的方法的不同步骤的流程图。具体实施例方式本专利技术涉及使用机载线圈阵列通过涡流来检测金属结构中的缺陷。本专利技术的基本原理在于通过与边缘效应的比较来分析线圈发出的信号。图IA和IB示意性地示出根据本专利技术的设备，该设备可被用于执行使用涡流来检测飞行器的金属结构中的缺陷的无损探伤方法。设备1包括线圈阵列5 ；激励装置7，用于激励线圈；测量装置9，用于测量表示涡流的电信号；计算或者数据处理装置11，用于处理和分析电信号；以及存储装置13，用于记录计算机程序的数据或者代码指令。线圈阵列5包括多个并联连接以各自当作涡流传感器的线圈511至536。应注意， 取决于要探伤的结构的厚度、体积及其它因素，线圈511至536可以是平面形式的，也可以是立体形式的。例如，每个线圈都可以具有约0. 5mm至Imm的直径和约Imm至5mm的高度。 因此，线圈511至536的直径可以与通常是Imm的数量级的要检测的最小缺陷匹配，且甚至允许检测小于Imm的裂纹。此外，取决于线圈511至536的高度，设备1可以检测结构3中处于几种深度的缺陷。这在不能直接进入结构表层的组件中尤为有利。排列线圈阵列5，以覆盖要探伤的结构3的整个表面31。应注意，线圈阵列5包括框架15或者电磁屏蔽，从而在将其与其环境隔离的同时使得每个线圈能够具有相当大的独立检测域，以避免在线圈511至536之间存在盲区。因此，线圈阵列5可以连续诊断由框架15限制的整个表面。有利的是，例如，用具有粘性、属于填缝胶型(从而不侵蚀要探伤的结构)并且耐受比如煤油的侵蚀性液体的柔性材料17，将线圈阵列5保持在要探伤的表面上。柔性材料 17用于将每个线圈装配到该结构的表面上。该柔性材料17使得线圈阵列5能够适合任意几何形状(例如，平面、凹形或者凸形的)的表面31且保持与其的接触。有利的是，柔性材料17被用于覆盖线圈阵列5，以固定并防止它受到侵蚀性产品的影响。在将线圈阵列5附接到该结构的表面31上后，线圈被激励，且测量其电信号。的确，激励装置7包括例如正弦型的可变电流发生器71，用于分别激励线圈511至 536。发生器71将激发频率馈送给线圈511至536，该激发频率可取决于与结构3的材料相关的参数，比如例如电导率、其导磁率以及结构3的几何形状和厚度等选择的。测量装置9包括信号的放大装置、滤波装置以及有功分量和无功分量的检测器 (未示出)，和例如用于显示该信号的幅值和相位甚或复平面上的有功分量和无功分量的显示装置91。测量装置9可以包括自动平衡装置。按照本专利技术，该方法包括使用与安装在表面31的边缘33处的至少一个线圈511 至516发出的特定电信号对应的边缘效应作为参考，来估算每个线圈511至536的电信号随时间的变化，所述变化的程度指示结构中是否存在缺陷。的确，处理装置11被配置为确定或者估算该电信号随时间的变化。应注意，每个线圈的电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：马里耶安妮·德斯梅特，
申请(专利权)人：空中客车营运有限公司，
类型：发明
国别省市：