(57)【要約】【課題】本開示は、航空機内のパネル中の水分を検出するための方法、装置、システムを提供する。【解決手段】航空宇宙ビークルのための方法およびシステムである。複合サンドウィッチパネルが周辺気温以上に加熱されるように複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出する。電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルを加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出したことに応答して、複合サンドウィッチパネル内に生成された赤外線放射の量が検出される。検出された赤外線放射の量は、複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを示す。【選択図】図１
2019074509.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁放射システム(110)と、
赤外線検出器システム(112)と、
前記電磁放射システム(110)および前記赤外線検出器システム(112)と通信する、コントローラー(114)であって、前記コントローラー(114)は、電磁放射(116)のパルスを送出するように前記電磁放射システム(110)を制御することであって、電磁放射(116)の前記パルスは、水分子(124)に吸収されるいくつかの波長(126)を有する、ことと、時間ウィンドウ(128)を使用して、電磁放射(116)の前記パルスを送出したことに応答して、赤外線放射(122)の量を検出するように前記赤外線検出器システム(112)を制御することであって、赤外線放射(122)の前記量は、水分(106)のレベルを示す、こととを行うように構成される、コントローラー(114)とを含む、水分検出システム(102)。
【請求項２】
前記コントローラー(114)は、複合サンドウィッチパネル(108)に電磁放射(116)のパルスを送出するように前記電磁放射システム(110)を制御することと、前記複合サンドウィッチパネル(108)が電磁放射(116)の前記パルスによって加熱される際の前記複合サンドウィッチパネル(108)内の赤外線放射(122)の前記量を前記赤外線検出器システムが検出するように、電磁放射(116)の前記パルスが前記複合サンドウィッチパネル(108)を加熱する際の赤外線放射(122)の前記量を検出するために選択された前記時間ウィンドウ(128)を使用して、前記複合サンドウィッチパネル(108)に電磁放射(116)の前記パルスを送出したことに応答して、赤外線放射(122)の量を検出するように前記赤外線検出器システム(112)を制御することであって、赤外線放射(122)の前記量は、前記複合サンドウィッチパネル(108)中の水分(106)の前記レベルを示す、こととを行うように構成される、請求項1に記載の水分検出システム(102)。
【請求項３】
前記コントローラー(114)は、前記電磁放射システム(110)が電磁放射(116)の前記パルスを送出することに先立って背景赤外線放射(130)の量を検出するように前記赤外線検出器システム(112)を制御するように構成される、請求項2に記載の水分検出システム(102)。
【請求項４】
前記コントローラー(114)は、検出された赤外線放射(122)の前記量および前記複合サンドウィッチパネル(108)に送出された電磁放射(116)の前記パルスにおけるエネルギー(120)を使用して前記複合サンドウィッチパネル(108)中の水分(106)の前記レベルを決定するように構成される、請求項3に記載の水分検出システム(102)。
【請求項５】
前記時間ウィンドウ(128)は、前記赤外線検出器システム(112)の感度が増大されるように、電磁放射(116)の前記パルスが前記複合サンドウィッチパネル(108)を加熱したことに応答して赤外線放射(122)の前記量を検出するために選択される、請求項2または3に記載の水分検出システム(102)。
【請求項６】
前記コントローラー(114)は、電磁放射(116)の前記パルスが前記複合サンドウィッチパネル(108)に侵入する所望の深さ(132)に基づいて、電磁放射(116)の前記パルスのためにいくつかの周波数(118)を選択するように構成される、請求項2から5のいずれか一項に記載の水分検出システム(102)。
【請求項７】
前記コントローラー(114)は、前記時間ウィンドウ(128)内に前記赤外線検出器システム(112)によって検出された赤外線放射(122)の前記量を使用して前記複合サンドウィッチパネル(108)のための赤外線放射(122)のサーマルマップまたはサーマル画像のうちの少なくとも1つを生成するように構成される、請求項2から6のいずれか一項に記載の水分検出システム(102)。
【請求項８】
前記コントローラー(114)は、レンズアンテナ(140)を介して電磁放射(116)の前記パルスを送出し、前記複合サンドウィッチパネル(108)が前記複合サンドウィッチパネル(108)の周辺気温以上に加熱されるように、前記複合サンドウィッチパネル(108)に向けられる電磁放射ビーム(142)を形成するように前記電磁放射システム(110)を制御するように構成される、請求項2から7のいずれか一項に記載の水分検出システム(102)。
【請求項９】
電磁放射(116)の前記パルスは、約300MHzから約300GHzのうちから選択されるいくつかの周波数(118)を有する、請求項2から8のいずれか一項に記載の水分検出システム(102)。
【請求項１０】
前記複合サンドウィッチパネル(108)は、第1の表面板、第2の表面板、および前記第1の表面板と前記第2の表面板との間に位置するコアを含み、前記コアは、フォームコア、オープンセルフォームコア、クローズドセルフォームコア、またはハニカムコアのうちの少なくとも1つから選択される、請求項2から9のいずれか一項に記載の水分検出システム(102)。
【請求項１１】
前記複合サンドウィッチパネル(108)は、飛行機、航空機、民間航空機、回転翼航空機、宇宙機、商用宇宙機、およびスペースプレーンのうちの1つから選択される、航空宇宙ビークルのためのものである、請求項2から10のいずれか一項に記載の水分検出システム(102)。
【請求項１２】
航空宇宙ビークルのための複合サンドウィッチパネル(108)中の水分(106)を検出するための方法であって、前記方法は、
前記複合サンドウィッチパネル(108)が周辺気温以上に加熱されるように、前記複合サンドウィッチパネル(108)に電磁放射(116)のパルスを送出するステップと、
電磁放射(116)の前記パルスが前記複合サンドウィッチパネル(108)を加熱する際の赤外線放射(122)の量を検出するために選択された時間ウィンドウ(128)を使用して、前記複合サンドウィッチパネル(108)に電磁放射(116)の前記パルスを送出したことに応答して、前記複合サンドウィッチパネル(108)内に生成された赤外線放射(122)の前記量を検出するステップであって、検出された赤外線放射(122)の前記量は、前記複合サンドウィッチパネル(108)中の水分(106)のレベルを示す、ステップとを含む、方法。
【請求項１３】
検出された赤外線放射(122)の前記量および前記複合サンドウィッチパネル(108)に送出された電磁放射(116)の前記パルスにおけるエネルギー(120)を使用して前記複合サンドウィッチパネル(108)中の水分(106)の前記レベルを決定するステップをさらに含む、請求項12に記載の方法。
【請求項１４】
赤外線検出器システム(112)の感度が増大されるように、電磁放射(116)の前記パルスが前記周辺気温以上に前記複合サンドウィッチパネル(108)を加熱する際の赤外線放射(122)の前記量を検出するために前記時間ウィンドウ(128)を選択するステップをさらに含む、請求項12または13に記載の方法。
【請求項１５】
電磁放射(116)の前記パルスが前記複合サンドウィッチパネル(108)に侵入する所望の深さ(132)に基づいて、電磁放射(116)の前記パルスのためにいくつかの周波数(118)を選択するステップをさらに含む、請求項12から14のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記時間ウィンドウ(128)内に検出された赤外線放射(122)の前記量を使用して前記複合サンドウィッチパネル(108)のための赤外線放射(122)の前記量のサーマル画像を生成するステップをさらに含む、請求項12から15のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記複合サンドウィッチパネル(108)に関するアクションを行うステップは、
前記複合サンドウィッチパネル(108)の内部の水分(106)の前記レベルが低減されるように、前記複合サンドウィッチパネル(108)に追加の電磁放射を送出するステップを含む、請求項12から16のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
アクションが、前記複合サンドウィッチパネル(108)を補修するステップおよび前記複合サンドウィッチパネル(108)を交換するステップのうちの1つから選択される、請求項12から17のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記複合サンドウィッチパネル(108)が周辺気温以上に加熱されるように、前記複合サンドウィッチパネル(108)に電磁放射(116)の前記パルスを送出するステップは、
前記複合サンドウィッチパネル(108)が前記複合サンドウィッチパネル(108)のための前記周辺気温以上に加熱されるように、前記複合サンドウィッチパネル(108)に向けられる電磁放射(116)ビームのパルスを形成するためにレンズアンテナ(140)を介して電磁放射(116)の前記パルスを送出するステップを含む、請求項12から18のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２０】
送出するステップと検出するステップとが、前記複合サンドウィッチパネル(108)が前記航空宇宙ビークルに設置される最中に行われる、請求項12から19のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２１】
送出するステップと検出するステップとが、前記航空宇宙ビークル内の前記複合サンドウィッチパネル(108)の設置に先立って行われる、請求項12から20のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
電磁放射(116)の前記パルスは、約300MHzから約300GHzのうちから選択されるいくつかの周波数(118)を有する、請求項12から21のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２３】
前記複合サンドウィッチパネル(108)は、第1の表面板、第2の表面板、および前記第1の表面板と前記第2の表面板との間に位置するコアを含み、前記コアは、フォームコア、オープンセルフォームコア、クローズドセルフォームコア、またはハニカムコアのうちの少なくとも1つから選択される、請求項12から22のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
前記航空宇宙ビークルは、飛行機、航空機、民間航空機、回転翼航空機、宇宙機、商用宇宙機、およびスペースプレーンのうちの1つから選択される、請求項12から23のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
電磁放射システム(110)と、
赤外線放射(122)の量を検出するように構成される、赤外線検出器システム(112)と、
多孔質材料に電磁放射(116)のパルスを送出するように前記電磁放射システム(110)を制御することであって、電磁放射(116)ビームのパルスは、水分子(124)に吸収されるいくつかの波長(126)を有する、ことと、前記多孔質材料が電磁放射(116)の前記パルスによって加熱される際の前記多孔質材料内の赤外線放射(122)の前記量を前記赤外線検出器システム(112)が検出するように、前記電磁放射の前記パルスが前記多孔質材料を加熱する際にキャプチャする時間ウィンドウ(128)を使用して、前記多孔質材料に電磁放射(116)の前記パルスを送出したことに応答して、前記多孔質材料内の赤外線放射(122)の前記量を検出するように前記赤外線検出器システム(112)を制御することと、送出された電磁放射(116)の前記パルスにおけるエネルギー(120)の量および検出された赤外線放射(122)の前記量を使用して前記多孔質材料中の水分(106)のレベルを特定することとを行うように構成される、コントローラー(114)とを含む、水分検出システム(102)。
【請求項２６】
前記コントローラー(114)は、電磁放射(116)の前記パルスが複合サンドウィッチパネル(108)に侵入する所望の深さ(132)に基づいて、電磁放射(116)の前記パルスのためにいくつかの周波数(118)を選択する、請求項25に記載の水分検出システム(102)。
【請求項２７】
前記多孔質材料は、航空宇宙ビークルの内装のために複合パネル、複合サンドウィッチパネル(108)、およびモニュメントを含むグループから選択される、請求項25に記載の水分検出システム(102)。
【請求項２８】
多孔質材料中の水分(106)を検出するための方法であって、前記方法は、
前記多孔質材料に電磁放射を送出するステップであって、電磁放射ビーム(142)は、水分子(124)に吸収されるいくつかの波長(126)を有する、ステップと、
前記電磁放射が前記多孔質材料を加熱する際の赤外線放射(122)の量を検出するために選択された時間ウィンドウ(128)を使用して、複合サンドウィッチパネル(108)に前記電磁放射を送出したことに応答して、前記多孔質材料内の赤外線放射(122)の前記量を検出するステップと、
送出された前記電磁放射におけるエネルギー(120)の量および検出された赤外線放射(122)の前記量を使用して前記多孔質材料中の水分(106)のレベルを特定するステップとを含む、方法。
【請求項２９】
前記多孔質材料は、航空宇宙ビークルの内装のために複合パネル、前記複合サンドウィッチパネル(108)、およびモニュメントを含むグループから選択される、請求項28に記載の方法。
【請求項３０】
赤外線検出器システム(112)の感度が増大されるように、前記電磁放射が周辺気温以上に前記多孔質材料を加熱する際の赤外線放射(122)の前記量を検出するために前記時間ウィンドウ(128)を選択するステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
【請求項３１】
前記電磁放射が前記複合サンドウィッチパネル(108)に侵入する所望の深さ(132)に基づいて、前記電磁放射のパルスのためにいくつかの周波数(118)を選択するステップをさらに含む、請求項28に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般的に航空機に関し、詳細には、航空機内の多孔質材料中の水分を検出することに関する。さらにより詳細には、本開示は、航空機内のパネル中の水分を検出するための方法、装置、システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、複合材料がますます高い割合となるように設計および製造されている。複合材料は、航空機の重量を低減するために航空機内で使用される。この低減された重量は、最大積載量および燃料効率などの性能特徴を改善する。さらに、複合材料は、航空機内の様々な構成要素により長い耐用年数を提供する。
【０００３】
例えば、複合パネルなどの複合部品は、壁、クローゼット、ギャレー、および民間航空機などの航空機内の他の構造またはモニュメントのために航空機内で使用される。これらの複合パネルは、2つの表面板の間にあるコアを含む複合サンドウィッチパネルであり得る。コアは、ハニカムコア、フォームコア、またはいくつかの他の適切なタイプのコアであり得る。さらに、いくつかのケースにおいては、化粧板は、表面板の上に設置され得るまたは表面板として使用され得る。このようにして、複合サンドウィッチパネルは、特定の航空会社のためのロゴ、色、またはデザインを有し得る。
【０００４】
これらの複合サンドウィッチパネルおよび多孔質材料を有する他の構造の問題の1つが、水分である。複合サンドウィッチパネル中の水分はバブリングを引き起こし得る。特に、バブリングは、民間航空機内の客室などの乗客に見える箇所にバブリングが発生すると、美観的にも望ましくない。
【０００５】
客室内の構造におけるこのような発生は、バブリングが発見された場合には民間航空機の引渡しを中断し得る問題となる。さらに、民間航空機の製造中に複合サンドウィッチパネル内にバブリングが発見されると遅延が生じることになり得る。バブリングに伴う複合サンドウィッチパネルの補修は、飛行機を製造するための時間および経費を増大させる。製造ラインの混乱が生じることになり得る。
【０００６】
さらに、複合サンドウィッチパネル中の水分は、バブリングの形態でそれ自身が即座に現れるわけではない。バブリングが発見された場合には、補修が行われ得る。
【０００７】
したがって、上述した問題および他に考えられる問題の少なくともいくつかを考慮に入れた方法および装置を有するのが望ましい。例えば、複合サンドウィッチパネルなどの多孔質構造中の水分を検出することで欠点を解消する方法および装置を有するのが望ましい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本開示の例は、水分検出システムを提供している。水分検出システムは、電磁放射システムと、赤外線検出器システムと、電磁放射システムおよび赤外線検出器システムと通信するコントローラーとを含む。コントローラーは、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出するように電磁放射システムを制御するように構成される。電磁放射のパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する。コントローラーは、時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出したことに応答して、赤外線放射の量を検出するように赤外線検出器システムを制御するように構成される。時間ウィンドウは、複合サンドウィッチパネルが電磁放射のパルスによって加熱される際の複合サンドウィッチパネル内の赤外線放射の量を赤外線検出器システムが検出するように、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルを加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択される。赤外線放射の量は、複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを示す。
【０００９】
本開示の別の実施形態は、航空宇宙ビークルのための方法を提供している。電磁放射のパルスが、複合サンドウィッチパネルが周辺気温以上に加熱されるように、複合サンドウィッチパネルに送出される。複合サンドウィッチパネル内に生成された赤外線放射の量が、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルを加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出したことに応答して、検出される。検出された赤外線放射の量は、複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを示す。
【００１０】
本開示のさらに別の実施形態は、水分検出システムを提供している。水分検出システムは、電磁放射システムと、赤外線検出器システムと、コントローラーとを含む。コントローラーは、多孔質材料に電磁放射のパルスを送出するように電磁放射システムを制御することであって、電磁放射ビームのパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する、ことを行うように構成される。コントローラーは、多孔質材料が電磁放射のパルスによって加熱される際の多孔質材料内の赤外線放射の量を赤外線検出器システムが検出するように、電磁放射のパルスが多孔質材料を加熱する際にキャプチャする時間ウィンドウを使用して、多孔質材料に電磁放射のパルスを送出したことに応答して、多孔質材料内の赤外線放射の量を検出するように赤外線検出器システムを制御するように構成される。コントローラーは、送出された電磁放射のパルスにおけるエネルギーの量および検出された赤外線放射の量を使用して多孔質材料中の水分のレベルを特定するように構成される。
【００１１】
本開示の別の実施形態は、多孔質材料中の水分を検出するための方法を提供している。電磁放射が、多孔質材料に送出され、電磁放射ビームは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する。多孔質材料内の赤外線放射の量が、電磁放射が多孔質材料を加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射を送出したことに応答して、検出される。多孔質材料中の水分のレベルが、送出された電磁放射におけるエネルギーの量および検出された赤外線放射の量を使用して特定される。
【００１２】
特徴および機能を、本開示の様々な例において独立して実現することができる、または、以下の説明および図面を参照してさらなる詳細を見て取れるさらに他の例と組み合わせてもよい。
【００１３】
例示的な実施例の特性と考えられる新規的な特徴を添付の特許請求の範囲に記載している。しかしながら、例示的な実施例および好ましい使用形態、さらなる目的およびその特徴が、添付の図面と併せて読むことで本開示の例示的な実施例についての以下の詳細な説明を参照することによって最大限に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】例示的な実施例による、水分検出環境のブロック図の図である。
【図２】例示的な実施例による、水分検出環境のブロック図の図である。
【図３】例示的な実施例による、水分検出システムの図である。
【図４】例示的な実施例による、フェーズドアレイの図である。
【図５】例示的な実施例による、タイミング図の図である。
【図６】例示的な実施例による、材料パラメータのテーブルの図である。
【図７】例示的な実施例による、多孔質材料中の水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図である。
【図８】例示的な実施例による、航空宇宙ビークルのための複合サンドウィッチパネル中の水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図である。
【図９】例示的な実施例による、多孔質材料中の水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図である。
【図１０】例示的な実施例による、航空宇宙ビークルのための複合サンドウィッチパネル中の水分を検出する際に水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図である。
【図１１】例示的な実施例による、レベル水分を検出したことに応答して多孔質材料に関連して行われるアクションを管理するためのプロセスのフローチャートの図である。
【図１２】例示的な実施例による、データ処理システムのブロック図の図である。
【図１３】例示的な実施例による、航空機の製造及び保守点検方法のブロック図の図である。
【図１４】例示的な実施例が実施され得る航空機のブロック図の図である。
【図１５】例示的な実施例による、製品管理システムのブロック図の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
例示的な実施例は、1つまたは複数の異なる検討事項を認識しているまたは考慮に入れている。例えば、例示的な実施例は、フォームコアまたはハニカムコアを使用する複合サンドウィッチ構造中の水分を測定することが望ましくはあるが困難であり得ることを認識しているまたは考慮に入れている。例示的な実施例は、水分検出のための現在の技法が複合サンドウィッチ構造中の水分のレベルを測定することができないことを認識しているまたは考慮に入れている。例示的な実施例は、現在の技法が複合サンドウィッチ構造中の水分のレベルをマッピングすることができないことを認識しているまたは考慮に入れている。
【００１６】
そのため、例示的な実施例は、水分を検出するための方法、装置、およびシステムを提供している。ある例示的な実施例においては、水分検出システムは、電磁放射システム、赤外線検出器システム、およびコントローラーを含む。電磁放射システムは、電磁放射を送出するように構成され、赤外線検出器システムは、赤外線エネルギーの量を検出するように構成される。
【００１７】
コントローラーは、多孔質材料に電磁放射のパルスを送出するように電磁放射システムを制御するように構成され、電磁放射ビームのパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する。コントローラーはまた、多孔質材料が電磁放射のパルスによって加熱される際の多孔質材料内の赤外線エネルギーの量を赤外線検出器システムが検出するように、電磁放射が多孔質材料を加熱する際にキャプチャする時間ウィンドウを使用して、多孔質材料に電磁放射を送出したことに応答して、多孔質材料内の赤外線エネルギーの量を検出するように赤外線検出器システムを制御する。コントローラーは、送出された電磁放射におけるエネルギーの量および検出された赤外線エネルギーの量を使用して多孔質材料中の水分のレベルを特定する。
【００１８】
別の例示的な実施例においては、水分検出システムは、フェーズドアレイ、赤外線検出器システム、およびコントローラーを含む。フェーズドアレイは、電磁放射ビームのパルスを放射するように構成される。電磁放射ビームのパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する。赤外線検出器システムは、赤外線エネルギーの量を検出するように構成される。赤外線エネルギーの量は、多孔質材料中の水分のレベルを示す。
【００１９】
コントローラーは、多孔質材料上の領域に電磁放射ビームのパルスをビームステアリングすることによってフェーズドアレイを制御することと、赤外線エネルギーの量を検出する赤外線検出器システムにおける時間ウィンドウと多孔質材料を加熱する電磁放射ビームのパルスのタイミングを同期することとを行うように構成される。コントローラーは、多孔質材料電磁放射ビームのパルスによって加熱される際の時間ウィンドウ内に多孔質材料上の領域内の赤外線エネルギーの量を検出するように赤外線検出器システムを制御するように構成される。
【００２０】
ここで図面を参照すれば、詳細には、図1を参照すれば、例示的な実施例による、水分検出環境のブロック図の図を示している。この例示的な実施例においては、水分検出環境100は、多孔質材料104を検査するように動作する、水分検出システム102を含む。この例においては、多孔質材料104が、水分106のレベルについて検査され得る。上述したように、水分106のレベルは、水分106の存在または不在を示し得る。水分106が存在する場合には、水分106のレベルはまた、どれくらいの量の水分106が検出されるかを指示し得る。
【００２１】
この例示的な実施例においては、多孔質材料104は、液体またはガスが通過することができる、空間、穴、または他のタイプの管もしくは空洞を有する材料である。例えば、多孔質材料104は、オープンセルフォームまたはハニカム構造であり得る。別の例においては、多孔質材料104は、一部のセルがクローズドではなく、ガスまたは液体が通過することを可能にする、クローズドセルフォームであり得る。
【００２２】
例示的な実施例においては、多孔質材料104は、複合サンドウィッチパネル108の形態をとる。複合サンドウィッチパネル108は、第1の表面板と第2の表面板との間に位置するコアを含む。コアは、いくつかの異なる形態をとり得る。例えば、コアは、フォームコア、オープンセルフォームコア、クローズドセルフォームコア、ハニカムコア、またはいくつかの他の適切なタイプのコアのうちの少なくとも1つから選択され得る。
【００２３】
本明細書で使用されているように、「少なくとも1つ」という表現は、項目のリストを使用する場合には、リスト化した項目のうちの1つまたは複数の様々な組合せが使用されてもよいし、リスト内の各項目の1つのみが必要とされてもよいことを意味する。すなわち、「少なくとも1つ」は項目の任意の組合せを意味し、いくつかの項目がリストから使用され得るが、リスト内の項目のすべてが必ずしも必要とされるわけではない。項目は、特定のオブジェクト、モノ、またはカテゴリであり得る。
【００２４】
例えば、限定するわけではないが、「項目A、項目B、または項目Cのうちの少なくとも1つ」は、項目A、項目Aおよび項目B、または項目Bを含み得る。本例は、項目A、項目B、および項目C、または、項目Bおよび項目Cも含み得る。当然ながら、これらの項目の任意の組合せが存在し得る。いくつかの例示的な実施例においては、「少なくとも1つ」は、例えば、限定するわけではないが、2個の項目A、1個の項目B、10個の項目C、4個の項目Bおよび7個の項目C、または他の適切な組合せであり得る。
【００２５】
上述したように、複合サンドウィッチパネル108内のコアのタイプは、複合サンドウィッチパネル108の異なる部品では異なり得る。例えば、複合サンドウィッチパネル108の部分は、複合サンドウィッチパネル108の1つの領域内のハニカムコアおよび複合サンドウィッチパネル108の別の領域内のフォームコアであり得る。ある例示的な実施例においては、複合サンドウィッチパネル108は、飛行機の1つのから選択された航空宇宙ビークル、航空機、民間航空機、回転翼航空機、宇宙機、商用宇宙機、スペースプレーン、またはいくつかの他のタイプの航空宇宙ビークルにおいて使用される。
【００２６】
この例示的な実施例においては、水分検出システム102は、いくつかの異なる構成要素を含む。上述したように、水分検出システム102は、電磁放射システム110、赤外線検出器システム112、およびコントローラー114を含む。
【００２７】
電磁放射システム110は、電磁放射116のパルスを送出する。この例示的な実施例においては、電磁放射116のパルスは、約300MHzから約300GHzのうちから選択されるいくつかの周波数118を有する。
【００２８】
本明細書で使用されているように、「いくつかの」は、項目に関連して使用される場合には、1つまたは複数の項目を意味する。例えば、「いくつかの周波数118」は、1つまたは複数の周波数118である。この例においては、電磁放射116のパルスは、マイクロ波のパルスの形態をとる。電磁放射116のパルスは、水分検出システム102を動作している間連続して電磁放射を送出することとは異なり、ある期間の間の電磁放射の送出である。
【００２９】
この例示的な実施例においては、赤外線検出器システム112は、赤外線放射の量122を検出するように構成される。上述したように、赤外線放射122は、可視光のものより長い波長を有する。この例示的な実施例においては、赤外線放射122は、電磁放射116のパルスが水分106中の水分子124に衝突すると生成される。
【００３０】
赤外線検出器システム112は、いくつかの異なるタイプの検出器を含む。例えば、赤外線検出器システム112は、赤外線センサ、熱センサ、光センサ、サーモグラフィカメラ、赤外線カメラ、熱イメージングカメラ、またはいくつかの他の適切なタイプの検出器のうちの少なくとも1つを含み得る。
【００３１】
この例示的な実施例においては、コントローラー114は、電磁放射システム110および赤外線検出器システム112と通信する。コントローラー114は、電磁放射116のパルスを複合サンドウィッチパネル108に送出するように電磁放射システム110を制御するように構成される。電磁放射116のパルスは、電磁放射116のパルスが複合サンドウィッチパネル108中の水分106中の水分子124に吸収されるようにいくつかの波長126を有している。
【００３２】
上述したように、コントローラー114は、電磁放射116のパルスが複合サンドウィッチパネル108に侵入する所望の深さ132に基づいて電磁放射116のパルスのためのいくつかの周波数118を選択するように構成される。侵入のレベルは、複合サンドウィッチパネル108内での加熱が生じる深さに影響を及ぼす。
【００３３】
さらに、コントローラー114は、複合サンドウィッチパネル108が複合サンドウィッチパネル108の周辺気温以上に加熱されるように、複合サンドウィッチパネル108に向けられる電磁放射ビーム142を形成するレンズアンテナ140を介して電磁放射116のパルスを送出するように電磁放射システム110を制御するように構成され得る。
【００３４】
コントローラー114はまた、時間ウィンドウ128を使用して、複合サンドウィッチパネル108に電磁放射116のパルスを送出したことに応答して生成される赤外線放射の量122を検出するように赤外線検出器システム112を制御する。上述したように、時間ウィンドウ128は、複合サンドウィッチパネル108が電磁放射116のパルスによって加熱される際の複合サンドウィッチパネル108内の赤外線放射122の量を赤外線検出器システム112が検出するように、電磁放射116のパルスが複合サンドウィッチパネル108を加熱する際の赤外線放射122の量を検出するために選択される。赤外線放射122の量は、複合サンドウィッチパネル108中の水分106のレベルを示す。
【００３５】
この例示的な実施例においては、時間ウィンドウ128は、赤外線検出器システム112の感度が増大されるように、電磁放射116のパルスが複合サンドウィッチパネル108を加熱したことに応答して赤外線放射122の量を検出するように選択される。この増大は、時間ウィンドウ128が電磁放射116のパルスのすべてを含むように、時間ウィンドウ128の幅を選択することによって生じ得る。
【００３６】
コントローラー114は、電磁放射システム110が電磁放射116のパルスを送出することに先立って背景赤外線放射130の量を検出するように赤外線検出器システム112を制御するように構成され得る。背景赤外線放射130の量は、電磁放射116のパルスが複合サンドウィッチパネル108に向けられていないところに存在する赤外線放射122の量である。検出された赤外線放射122の量から背景赤外線放射130を差し引いて、電磁放射116のパルスを複合サンドウィッチパネル108に適用することにより生じる赤外線放射122を決定し得る。
【００３７】
背景赤外線放射130は、複合サンドウィッチパネル108の周辺気温として測定され得る。この周辺気温は、複合サンドウィッチパネル108が配置される環境に応じて変化し得る。例えば、複合サンドウィッチパネル108は、格納庫の内部、航空機の内部、またはいくつかの他の適切な箇所に配置され得る。複合サンドウィッチパネル108のサイズに応じて、パネルの一部は建造物の内部に配置され得るし、別の一部は建造物の外部に配置され得る。
【００３８】
上述したように、コントローラー114は、複合サンドウィッチパネル108中の水分106のレベルを決定するように構成される。この例においては、水分106のレベルが、検出された赤外線放射122の量および複合サンドウィッチパネル108に送出された電磁放射116のパルスのためのエネルギー120を使用して決定される。
【００３９】
コントローラー114は、時間ウィンドウ128内に赤外線検出器システム112によって検出された赤外線放射122の量を使用して複合サンドウィッチパネル108のための赤外線放射122の可視化134を生成するように構成される。可視化134は、複合サンドウィッチパネル108のための赤外線放射122についてのサーマルマップ、サーマル画像、またはいくつかの他の可視化のうちの少なくとも1つから選択され得る。可視化134は、水分106が複合サンドウィッチパネル108内のどこに位置し得るかをユーザまたは他の人間が見ることを可能にする。
【００４０】
多孔質材料中の水分を検出することに伴う問題を解決する1つまたは複数のソリューションを提示している。結果として、1つまたは複数の技術的ソリューションが、水分106が存在しているかどうかを単に決定するのではなく水分106のレベルを決定する技術的効果を提供し得る。
【００４１】
結果として、本例示的な実施例におけるコンピューターシステム144は、コンピューターシステム144内のコントローラー114が多孔質材料104中の水分106のレベルを検出することを可能にする特殊用途コンピューターシステムとして動作する。詳細には、コントローラー114は、コントローラー114を有していない現時点利用可能な一般的なコンピューターシステムと比較して、コンピューターシステム144を特殊用途コンピューターシステムへと発展させている。
【００４２】
図2を参照すれば、例示的な実施例による、水分検出環境のブロック図の別の図を示している。この例示的な実施例においては、水分検出環境200は、水分206に関して多孔質材料204を検査するように構成される水分検出システム202を含む。水分検出システム202は、水分206のレベルのための多孔質材料204を検査するために使用され得る。上述したように、多孔質材料204は、複合サンドウィッチパネル208の形態をとる。
【００４３】
この例示的な実施例においては、水分検出システム202は、いくつかの異なる構成要素を含む。上述したように、水分検出システム202は、フェーズドアレイ210、赤外線検出器システム212、およびコントローラー214を含む。
【００４４】
上述したように、フェーズドアレイ210は、電子式走査アレイ、およびレンズアンテナを使用することに加えてまたはその代わりにビームを形成し得る別の方法である。フェーズドアレイ210は、パルス218として電磁放射ビーム216を送出する。この例示的な実施例においては、フェーズドアレイ210は、フェーズドアレイ210内のアンテナを物理的に移動させることなく異なる方向に電子的にステアリングされ得る無線周波であり得る、電磁放射ビーム216を作成するように制御されるアンテナのアレイであり得る。
【００４５】
この例示的な実施例においては、電磁放射ビーム216のパルス218は、約300MHzから約300GHzのうちから選択されるいくつかの周波数220を有する。上述したように、コントローラー214は、電磁放射ビーム216のパルス218が複合サンドウィッチパネル208に侵入する所望の深さ232に基づいて電磁放射ビーム216のパルス218のためのいくつかの周波数220を選択し得る。
【００４６】
上述したように、赤外線検出器システム212は、赤外線放射の量222を検出するように構成される。赤外線検出器システム212は、図1中の赤外線検出器システム112と同様の方法で実装され得る。
【００４７】
コントローラー214は、フェーズドアレイ210および赤外線検出器システム212と通信する。コントローラー214は、コンピューターシステム215に位置する。上述したように、コントローラー214は、フェーズドアレイ210から複合サンドウィッチパネル208に送出される電磁放射ビーム216のパルス218をビームステアリングするようにフェーズドアレイ210を制御するように構成される。コントローラー214はまた、赤外線放射222の量を検出する赤外線検出器システム212によって使用される時間ウィンドウ228と複合サンドウィッチパネル208を加熱する電磁放射ビーム224のパルス218のタイミング226を同期するように構成される。パルス218のタイミング226を同期することはまた、これらの例示的な実施例において、パルス218の期間に加えてパルス218の走査または移動を含み得る。
【００４８】
同期は、赤外線放射222の画像における感度を増大する。例えば、コントローラー214は、複合サンドウィッチパネル208が電磁放射ビーム216のパルス218によって加熱される際の時間ウィンドウ228内の複合サンドウィッチパネル208内の赤外線放射222の量を検出するように赤外線検出器システム212を制御するように構成される。
【００４９】
電磁放射ビーム216のパルス218をステアリングする際に、コントローラー214は、パルス218をビームステアリングするようにフェーズドアレイ210を制御して複合サンドウィッチパネル208上の領域230をカバーする。コントローラー214は、電磁放射ビーム216のパルス218が複合サンドウィッチパネル208上の領域230を加熱する際の時間ウィンドウ228内に領域230から放射する赤外線放射222の量を検出するように赤外線検出器システム212を制御する。例示的な実施例においては、時間ウィンドウ228は、赤外線検出器システム212の感度が増大されるように、電磁放射ビーム216のパルス218が複合サンドウィッチパネル208を加熱したことに応答して赤外線放射222の量を検出するように選択される。
【００５０】
フェーズドアレイ210を使用することで、他のタイプの放射線放出システムの使用と比較して、領域230を決定する際の精度が増大している。フェーズドアレイ210を用いると、ビームステアリングが、ビームの箇所がより正確に把握される方式で行われ得る。結果として、領域230に適用されるエネルギー234の決定がより正確になる。
【００５１】
この例示的な実施例においては、コントローラー214は、領域230内で検出された赤外線放射222の量および複合サンドウィッチパネル208上の領域230に送出された電磁放射ビーム216のパルス218におけるエネルギー234を使用して複合サンドウィッチパネル208中の水分206のレベルを決定するように構成される。
【００５２】
コントローラー214は、フェーズドアレイ210が電磁放射ビーム216のパルス218を送出することに先立って背景赤外線放射236の量を検出するように赤外線検出器システム212を制御するように構成され得る。背景赤外線放射236の量は、電磁放射ビーム216のパルス218が複合サンドウィッチパネル208に向けられていないところに存在する赤外線放射222の量である。検出された赤外線放射222の量から背景赤外線放射236を差し引いて、電磁放射ビーム216のパルス218を複合サンドウィッチパネル208に適用することにより生じる赤外線放射222を決定し得る。
【００５３】
加えて、コントローラー214は、複合サンドウィッチパネル208内で検出された赤外線放射222の量の可視化238を生成するように構成される。この例示的な実施例においては、可視化238は、サーマル画像、サーマルマップ、またはいくつかの他のタイプの可視化のうちの少なくとも1つから選択され得る。例示的な実施例においては、コントローラー214は、サーマルマップまたはサーマル画像などの可視化238を使用して複合サンドウィッチパネル108中の水分106のマップを生成するように構成される。
【００５４】
複合サンドウィッチパネルなどの多孔質構造中の水分を検出することに伴う問題を解決する1つまたは複数のソリューションを提示している。結果として、1つまたは複数の技術的ソリューションが、複合サンドウィッチパネルを含む多孔質材料中の水分を検出する能力を提供し得る。コントローラーは、電磁放射システムおよび赤外線検出器システムの動作を制御して、時間ウィンドウを使用して領域中の水分のレベルを検出する。時間ウィンドウの選択は、赤外線検出器システムの感度を増大し得る。
【００５５】
結果として、本例示的な実施例におけるコンピューターシステム215は、コンピューターシステム215内のコントローラー214が電磁放射システムの動作および赤外線検出器システムを制御し時間ウィンドウを使用して領域中の水分のレベルを検出することを可能にする特殊用途コンピューターシステムとして動作する。詳細には、コントローラー114は、コントローラー214を有していない現時点利用可能な一般的なコンピューターシステムと比較して、コンピューターシステム215を特殊用途コンピューターシステムへと発展させている。
【００５６】
図1中のコントローラー114および図2中のコントローラー214は、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、またはその組合せで実装され得る。ソフトウェアを使用する場合には、これらのコントローラーによって行われる動作は、プロセッサユニットなどのハードウェア上で動作するように構成されるプログラムコードで実装され得る。ファームウェアを使用する場合には、コントローラー114およびコントローラー214によって行われる動作は、プログラムコードおよびデータで実装され、プロセッサユニット上で動作するために永続メモリに記憶され得る。ハードウェアを使用する場合には、ハードウェアは、動作を行うように動作する回路をコントローラー114およびコントローラー214に含み得る。
【００５７】
ハードウェアは、回路システム、集積回路、特定用途向け集積回路(ASIC)、プログラマブルロジックデバイス、またはいくつかの動作を行うように構成されるいくつかの他の適切なタイプのハードウェアのうちの少なくとも1つから選択された形式をとり得る。プログラマブルロジックデバイスでは、デバイスは、いくつかの動作を行うように構成され得る。デバイスは、しばらく経って再構成され得る、または、いくつかの動作を行うように恒久的に構成され得る。プログラマブルロジックデバイスは、例えば、プログラマブルロジックアレイ、プログラマブルアレイロジック、フィールドプログラマブルロジックアレイ、フィールドプログラマブルゲートアレイ、および他の適切なハードウェアデバイスを含む。加えて、プロセスは、無機構成要素と統合された有機構成要素において実装され得るし、人間を除く有機構成要素からすべてが構成され得る。例えば、プロセスは、有機半導体における回路として実装され得る。
【００５８】
上述したように、コントローラー114は、コンピューターシステム144に位置する。この例においては、コンピューターシステム144は、物理的ハードウェアシステムであり、1つまたは複数のデータ処理システムを含む。2つ以上のデータ処理システムが存在する場合には、これらのデータ処理システムは通信媒体を使用して互いに通信する。通信媒体は、ネットワークであり得る。データ処理システムは、コンピューター、サーバコンピューター、タブレット、またはいくつかの他の適切なデータ処理システムのうちの少なくとも1つから選択され得る。
【００５９】
図1中の水分検出環境100および図2中の水分検出環境200の図は、例示的な実施例が実施され得る方式に対する物理的または構造的制限を暗示することを意図していない。図示したものに加えてまたはその代わりに他の構成要素が使用されてもよい。いくつかの構成要素は不要であってもよい。また、いくつかの機能構成要素を図示するためにブロックを提示している。これらのブロックの1つまたは複数が、例示的な実施例において実施される場合には、組み合わされ、分割され、または組み合わせるとともに異なるブロックに分割され得る。
【００６０】
例えば、複合サンドウィッチパネル108は、第1の表面板と第2の表面板との間の2つのコアを有し得る。これらの2つのコアは、表面板と類似した層によって互いに隔てられ得る。別の例としては、水分検出システム102は、水分106のレベルを検出するために使用され得るし、複合サンドウィッチパネル108以外の他のタイプの多孔質材料104であり得る。他のタイプの多孔質材料104は、例えば、発射体、ロケット、または宇宙ビークルの外装上の熱保護システム(TPS)を含み得る。熱保護システムは、多孔質であり、水分を含み得る。
【００６１】
複合サンドウィッチパネル108および複合サンドウィッチパネル208は、航空宇宙ビークル以外の他のプラットフォームにおいても使用され得る。プラットフォームは、例えば、モバイルプラットフォーム、固定プラットフォーム、地上ベースの構造、水中ベースの構造、および宇宙ベースの構造であり得る。より具体的には、プラットフォームは、水上艦、戦車、人員運搬車、列車、スペースステーション、衛星、潜水艦、自動車、電力工場、ブリッジ、ダム、住宅、製造施設、建造物、および他の適切なプラットフォームであり得る。
【００６２】
電力レベルは、波長を選択することに加えてまたはその代わりに、加熱する量を変更するために選択され得る。ある例示的な実施例においては、選択した波長を使用して、振幅を増大させて、閉じ込められている水分の深さのより望ましい表現を多孔質材料104において特定し得る。選択した波長および熱散逸から侵入の深さを把握することによって、閉じ込められている水分の深さを決定し得る。すなわち、多孔質材料104内に水分が存在している深さを決定し得る。さらに、例示的な実施例は、水分が閉じ込められているが漏れ出すことはできない空洞または管を有する材料に適用され得る。
【００６３】
図3を参照すれば、例示的な実施例による、水分検出システムの図を示している。例示的な実施例においては、水分検出システム300は、図1においてブロック形式で示した水分検出システム102についての一実施形態の例である。
【００６４】
上述したように、水分検出システム300は、無線周波数ジェネレータ302、マグネトロン304、導波管306、およびレンズアンテナ308を含む。これらの構成要素は、マイクロ波トランスミッタ309を形成し、図1においてブロック形式で示した電磁放射システム110において使用され得る構成要素の例である。
【００６５】
上述したように、無線周波数ジェネレータ302は、マイクロ波ビーム310の送出のための無線周波数を生成する。マグネトロン304は、社会的な例ではマイクロ波の形式で電磁放射を生成する。導波管306は、レンズアンテナ308を介してマグネトロン304によって生成されたマイクロ波を誘導する。レンズアンテナ308は、マイクロ波がマイクロ波ビーム310において送出されるようにする。例示的な実施例においては、マイクロ波ビーム310は、多孔質材料314上の領域312に向けられる。
【００６６】
水分検出システム300はまた、赤外線カメラ316および赤外線カメラトリガーユニット318を含む。これらの2つの構成要素は、図1においてブロック形式で示した赤外線検出器システム112または図2においてブロック形式で示した赤外線検出器システム212を実施するために使用され得る構成要素の例である。上述したように、赤外線カメラ316は、マイクロ波ビーム310による多孔質材料314の加熱に応答して領域312からの赤外線放射320を検出するように配置されている。
【００６７】
上述したように、同期回路322は、無線周波数ジェネレータ302および赤外線カメラトリガーユニット318の動作を制御する。このように、同期回路322は、赤外線カメラ316に、いつマイクロ波ビーム310が多孔質材料314を加熱したかに基づいてタイミングウィンドウ内の赤外線放射320を検出させ得る。
【００６８】
この例示的な実施例においては、プロセッサ324は、画像326を赤外線カメラ316から受信するように構成される。受信した画像326に基づいて、プロセッサ324は、水分表示328を生成する。水分表示328は、存在している水分の表示であり得る。他の例示的な実施例においては、水分表示328は、図1においてブロック形式で示した可視化134または図2においてブロック形式で示した可視化238などの可視化であり得る。
【００６９】
上述したように、この例においては、水分検出システム300内のプロセッサ324は、同期回路322を制御して、マイクロ波ビーム310を送出する動作を赤外線カメラ316による赤外線放射の検出と同期するようにタイミングウィンドウを選択する。プロセッサ324は、図1においてブロック形式で示したコントローラー114または図2においてブロック形式で示したコントローラー214を実施するために使用され得る構成要素の例である。
【００７０】
次に図4を参照すれば、例示的な実施例による、フェーズドアレイの図を示している。図示した例において、フェーズドアレイ400は、図2においてブロック形式で示したフェーズドアレイ210についての一実施形態の例である。フェーズドアレイ400は、図3中のマイクロ波トランスミッタ309の代わりに使用され得る。
【００７１】
例示的な実施例においては、フェーズドアレイ400は、トランスミッタ402、位相調整器404、およびアンテナ要素406を含む。位相調整器404は、図1においてブロック形式で示したコントローラー114、図2においてブロック形式で示したコントローラー214、または図3中のプロセッサ324などのコントローラーによって制御され得る。上述したように、位相調整器404は、電子的に変更され得る方向にマイクロ波ビーム408をアンテナ要素406に放射させるように制御され得る。すなわち、マイクロ波ビーム408は、電子的にステアリング可能である。このように、機械的または可動部品が、マイクロ波ビーム408を方向付けるために必要である。
【００７２】
図3中の水分検出システム300および図4中のフェーズドアレイの図を、図1においてブロック形式で示した水分検出環境100および図2においてブロック形式で示した水分検出環境200における構成要素についてのいくつかの実施形態の例として提供している。これらの例は、他の例示的な実施例が実施され得る方式を限定することを意図したものではない。例えば、8つのトランスミッタをトランスミッタ402について示しているが、他の数のトランスミッタを使用してもよい。例えば、11、27、45、またはいくつかの他の適切な数のトランスミッタが他の例示的な実施例において使用されてもよい。
【００７３】
次に図5を参照すれば、例示的な実施例による、タイミング図の図を示している。タイミング図500は、赤外線カメラフレームグラフ502、パルスグラフ504、画像ストレージグラフ506、およびステアリンググラフ507を含む。
【００７４】
赤外線カメラフレームグラフ502は、赤外線放射が赤外線カメラによって検出されるフレームのタイミングを示すグラフである。各フレームは、本例示的な実施例において、光子が赤外線放射の画像を生成するために検出される期間を表す。
【００７５】
パルスグラフ504は、電磁放射パルスが電磁放射システムによって放射される際のタイミングおよび電磁放射ビームのパルスの期間を示すグラフである。電磁放射パルスが侵入する深さは、周波数に基づいて選択され得る。周波数を増大させることが侵入を増大させる一方で、周波数を減少させることが多孔質材料への電磁放射ビームのパルスの侵入を低減させる。
【００７６】
画像ストレージグラフ506は、赤外線カメラによって生成されたフレームが記憶される時間を示すグラフである。データを記憶する際に、赤外線カメラ内のセンサは光子を検出していない。
【００７７】
ステアリンググラフ507は、電磁放射パルスのステアリングを示すグラフである。この例においては、ステアリング信号509は、関心領域をカバーするように約0°から約45°までステアリングされる電磁放射のパルスを示す。
【００７８】
上述したように、時間ウィンドウ508および時間ウィンドウ510という2つの時間ウィンドウが存在している。この例示的な実施例においては、時間ウィンドウ508は、フレーム512が生成および記憶される期間である。時間ウィンドウ508は、背景赤外線放射を特定するために使用される。この背景赤外線放射は、多孔質材料が配置される環境の周辺気温を反映し得る。時間ウィンドウ510は、フレーム514およびフレーム516が赤外線カメラによって検出される期間である。
【００７９】
パルスグラフ504内のパルス518が発生したときにこれらのフレームが発生するように同期が行われる。パルス518は、多孔質材料に向けられた、マイクロ波などの、電磁放射のパルスを表している。
【００８０】
パルス518のタイミングは、フレーム514およびフレーム516が可能な限り多くの赤外線放射を検出するようになっている。時間ウィンドウ510の間、赤外線放射は、パルス518が時間T1において開始したときから時間T2において終了するときまで増大する。時間ウィンドウ510内のパルス518の送出とともに時間ウィンドウ510の選択が、パルス518に起因する赤外線放射の最大量を赤外線カメラが検出することを可能にしている、そのため、赤外線カメラの感度を増大している。このように、赤外線カメラの感度は、可能な限り多くのパルス518を含むように時間ウィンドウ510を選択することによって増大され得る。
【００８１】
さらに、パルス518の長さおよび時間ウィンドウ510のサイズは、画像として記憶するために赤外線カメラ内のセンサから信号を送出する前に、光子が赤外線カメラによって検出される時間をカバーするように選択される。結果として、データが赤外線カメラ内のセンサから読み込まれる間は継続的なマイクロ波の送出が行われない。
【００８２】
図6を参照すれば、例示的な実施例による、材料パラメータのテーブルの図を示している。テーブル600は、電磁放射のための侵入の所望の深さを選択する際に使用されるパラメータを図示している。例示的な実施例においては、エントリ602は、複合サンドウィッチパネル内のコアなどの例示的な多孔質材料についてのものである。パネルは、約2mmの厚みがある化粧板、約1mmの厚みがあるスキンパネル、ならびに約25mmの厚みがあるハニカムおよびフォームコアを有する。
【００８３】
列604は電気伝導率を示し、列606は透磁率であり、列608は周波数であり、列610は侵入の深さを特定する。列610内の深さは、以下のように算出される。
【００８４】
【数１】
2019074509.tif 000003
ここで、δは侵入の標準の深さ(mm)であり、πは3.14であり、fは試験周波数(Hz)であり、μは透磁率(H/mm)であり、σは電気伝導率(%IACS)である。
【００８５】
この図示した例においては、テーブル600は、本例におけるコアのための侵入の深さを提供している。一般的に、周波数が増大するにつれて侵入の深さは増大する。検査される多孔質材料のプロパティのすべてが、侵入の深さを決定する際に考慮され得る。例えば、多孔質材料が複合サンドウィッチコアである場合には、化粧板、パネルスキン、ならびにハニカムおよびフォームコアも、より正確な侵入の深さを得るために考慮され得る。
【００８６】
次に図7を参照すれば、例示的な実施例による、多孔質材料中の水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図を示している。図7に図示したプロセスは、図1においてブロック形式で示した水分検出システム102において実施され得る。本プロセスは、ハードウェアまたはソフトウェアのうちの少なくとも1つで実装され得る。プログラムコードの形式でソフトウェアを使用する場合には、プログラムコードは、様々な動作を行うようにプロセッサユニットによって動作され得る。
【００８７】
プロセスは、多孔質材料に電磁放射を送出することによるものである(動作700)。動作700内の電磁放射ビームは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する。この例においては、電磁放射のためのいくつかの周波数を選択することは、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルに侵入する所望の深さに基づく。
【００８８】
プロセスは、電磁放射が多孔質材料を加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射を送出したことに応答して、パネルの多孔質材料内の赤外線放射の量を検出する(動作702)。プロセスは、送出された電磁放射におけるエネルギーの量および検出された赤外線放射の量を使用して多孔質材料中の水分のレベルを特定する(動作704)。プロセスは、その後、終了する。
【００８９】
次に図8を参照すれば、例示的な実施例による、航空宇宙ビークルのための複合サンドウィッチパネル中の水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図を示している。本プロセスは、ハードウェアまたはソフトウェアのうちの少なくとも1つで実装され得る。プログラムコードの形式でソフトウェアを使用する場合には、プログラムコードは、そのプロセス中に様々な動作を行うようにプロセッサユニットによって動作され得る。
【００９０】
プロセスは、複合サンドウィッチパネルが周辺気温以上に加熱されるように、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出することによるものである(動作800)。プロセスは、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルを加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出したことに応答して、複合サンドウィッチパネル内に生成された赤外線放射の量を検出する(動作802)。検出された赤外線放射の量は、複合サンドウィッチパネル中の水分の量を示す。
【００９１】
プロセスは、検出された赤外線放射の量および複合サンドウィッチパネルに送出された電磁放射のパルス内のエネルギーを使用して複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを決定する(動作804)。プロセスはその後、水分のレベルの可視化を生成する(動作806)。プロセスは、その後、終了する。
【００９２】
可視化は、サーマル画像、サーマルマップ、またはいくつかの他の表現のうちの少なくとも1つから選択され得る。本可視化は、水分が存在する箇所を特定するために使用され得る。さらに、可視化は、水分がこれらの箇所に存在する深さを示し得る。
【００９３】
検出された水分のレベルに基づいて、複合サンドウィッチパネルに関してアクションを行い得る。本アクションは、複合サンドウィッチパネルの補修または交換から選択され得る。補修は、例えば、複合サンドウィッチパネル内の水分を低減するために、追加の電磁放射を複合サンドウィッチパネルに送出することを含み得る。他の水分低減技法も使用されてもよい。熱または赤外線加熱が使用され得る。
【００９４】
次に図9を参照すれば、例示的な実施例による、多孔質材料中の水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図を示している。図9に示したプロセスは、図2においてブロック形式で示した水分検出システム202において実施され得る。本プロセスは、ハードウェアまたはソフトウェアのうちの少なくとも1つで実装され得る。プログラムコードの形式でソフトウェアを使用する場合には、プログラムコードは、様々な動作を行うようにプロセッサユニットによって動作され得る。
【００９５】
プロセスは、多孔質材料上の領域内の電磁放射ビームのパルスをビームステアリングすることによるものである(動作900)。ビームステアリングは、領域をカバーするために領域にわたって電磁放射ビームのパルスを移動させる。電磁放射ビームのパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する。
【００９６】
プロセスは、領域から赤外線放射の量を検出する赤外線検出器システムにおける時間ウィンドウと領域内の多孔質材料を加熱する電磁放射ビームのパルスのタイミングを同期する(動作902)。プロセスは、多孔質材料上の領域が電磁放射ビームのパルスによって加熱される際の赤外線検出器システムのための時間ウィンドウ内に多孔質材料上の領域内の赤外線放射の量を検出する(動作904)。プロセスは、その後、終了する。赤外線放射の量は、多孔質材料中の水分のレベルを示す。
【００９７】
図10を参照すれば、例示的な実施例による、航空宇宙ビークルのための複合サンドウィッチパネル中の水分を検出するためのプロセスのフローチャートの図を示している。図10に図示したプロセスは、図2においてブロック形式で示した水分検出システム202において実施され得る。本プロセスは、ハードウェアまたはソフトウェアのうちの少なくとも1つで実装され得る。プログラムコードの形式でソフトウェアを使用する場合には、プログラムコードは、様々な動作を行うようにプロセッサユニットによって動作され得る。
プロセスは、複合サンドウィッチパネル上の領域を選択することによるものである(動作1000)。本領域は、複合サンドウィッチパネルの一部またはすべてであり得る。プロセスは、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルに侵入する所望の深さに基づいて、電磁放射ビームのパルスのためにいくつかの周波数を選択する(動作1002)。電磁放射ビームのパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する。
【００９８】
プロセスは、複合サンドウィッチパネル上の領域に電磁放射ビームのパルスをビームステアリングする(動作1004)。パルスまたは複数のパルスが領域をカバーするために使用され得る間に全領域がカバーされるようにステアリングが行われ得る。プロセスは、赤外線放射の量を検出する赤外線検出器システムにおける時間ウィンドウと複合サンドウィッチパネルを加熱する電磁放射ビームのパルスのタイミングを同期する(動作1006)。
【００９９】
プロセスは、複合サンドウィッチパネルが電磁放射ビームのパルスによって加熱される際の赤外線検出器システムのための時間ウィンドウ内に領域内の複合サンドウィッチパネル内の赤外線放射の量を検出する(動作1008)。赤外線放射の量は、複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを示す。
【０１００】
プロセスは、領域内で検出された赤外線放射の量および複合サンドウィッチパネル上の領域に送出された電磁放射ビームのパルスにおけるエネルギーを使用して複合サンドウィッチパネル上の領域中の水分のレベルを決定する(動作1010)。
【０１０１】
別の領域が複合サンドウィッチパネル上の検査に関して存在するかどうかに関して決定をする(動作1012)。別の領域が存在する場合には、プロセスは動作1000に戻る。さもなければ、プロセスは、水分の可視化を生成する(動作1014)。プロセスは、その後、終了する。
【０１０２】
可視化は、電磁放射ビームのパルス内のエネルギーおよび時間ウィンドウ内に領域内の赤外線検出器システムによって検出された赤外線放射の量を使用した多孔質材料についてのサーマル画像または赤外線放射のマップであり得る。
【０１０３】
図11を参照すれば、例示的な実施例による、水分のレベルを検出したことに応答して多孔質材料に関連して行われるアクションを管理するためのプロセスのフローチャートの図を示している。図11に図示したプロセスは、図2においてブロック形式で示した水分検出システム202において実施され得る。本プロセスは、ハードウェアまたはソフトウェアのうちの少なくとも1つで実装され得る。プログラムコードの形式でソフトウェアを使用する場合には、プログラムコードは、様々な動作を行うようにプロセッサユニットによって動作され得る。
【０１０４】
プロセスは、多孔質材料のためのいくつかのサーマル画像を受信することによるものである(動作1100)。この例示的な実施例においては、いくつかのサーマル画像は、多孔質材料内の1つまたは複数の関心領域に関するものであり得る。プロセスは、いくつかのサーマル画像を使用して水分のレベルを決定する(動作1102)。
【０１０５】
プロセスは、マップを使用して多孔質材料を補修または交換すべきかどうかを決定する(動作1104)。多孔質材料を交換すべき場合には、プロセスは、多孔質材料を交換するメッセージを生成する(動作1106)。プロセスは、その後、終了する。
【０１０６】
動作1104を再び参照すれば、多孔質材料を補修すべきと決定がされると、プロセスは、必要とされる補修の範囲を特定する(動作1108)。この範囲は、マップ上でまたは他の命令を用いて、グラフィカルに特定され得る。
【０１０７】
さらに、補修の範囲は、多孔質材料を補修するために行われるべき動作を特定し得る。この補修は、加熱または他のアクションを含み得る。例えば、補修は、スキンパネルまたは化粧板を複合サンドウィッチパネルから取り外し、複合サンドウィッチパネルを加熱し、その後、スキンパネルまたは化粧板を交換することを含み得る。
【０１０８】
プロセスはその後、行われることになる補修の範囲を特定するメッセージを生成する(動作1110)。プロセスは、その後、終了する。
【０１０９】
様々な図示した例におけるフローチャートおよびブロック図は、例示的な実施例における装置および方法のうちのいくつかの可能な実施形態の機構、機能性、および動作を図示している。このことに関連して、フローチャートまたはブロック図中の各ブロックは、モジュール、セグメント、関数、または動作もしくはステップの一部のうちの少なくとも1つを表し得る。例えば、1つまたは複数のブロックは、プログラムコード、ハードウェア、またはプログラムコードとハードウェアとの組合せとして実装され得る。ハードウェアで実装される場合には、ハードウェアは、例えば、フローチャートまたはブロック図中の1つまたは複数の動作を行うように製造または構成される集積回路の形態をとり得る。プログラムコードとハードウェアとの組合せとして実装される場合には、実施形態は、ファームウェアの形態をとり得る。フローチャートまたはブロック図中の各ブロックは、様々な動作を行う特殊用途ハードウェアシステムを使用してまたは特殊用途ハードウェアと特殊用途ハードウェアによって動作されるプログラムコードとの組合せを使用して実施され得る。
【０１１０】
例示的な実施例のいくつか代替の実施形態においては、ブロックに記載された機能またはいくつかの機能が図に記載した順序とは異なる順序で生じ得る。例えば、いくつかのケースにおいては、連続して示した2つのブロックが実質的に並行して行われてもよいし、または、ブロックがその関与する機能性に応じて逆の順序で時には行われてもよい。また、他のブロックがフローチャートまたはブロック図中に図示したブロックに加えて追加されてもよい。
【０１１１】
ここで図12を参照すれば、例示的な実施例による、データ処理システムのブロック図の図を示している。データ処理システム1200は、図1においてブロック形式で示したコンピューターシステム144および図2においてブロック形式で示したコンピューターシステム215を実施するために使用され得る。この例示的な実施例においては、データ処理システム1200は、プロセッサユニット1204、メモリ1206、永続ストレージ1208、通信ユニット1210、入力/出力(I/O)ユニット1212、およびディスプレイ1214の間の通信を提供する、通信フレームワーク1202を含む。この例においては、通信フレームワーク1202は、バスシステムの形式をとり得る。
【０１１２】
プロセッサユニット1204は、メモリ1206にロードされ得るソフトウェアのための命令を実行するように働く。プロセッサユニット1204は、特定の実施形態に応じて、いくつかのプロセッサ、マルチプロセッサコア、またはいくつかの他のタイプのプロセッサであり得る。
【０１１３】
メモリ1206および永続ストレージ1208は、ストレージデバイス1216の例である。ストレージデバイスは、例えば、限定するわけではないが、データ、関数形式のプログラムコード、または、一時的、永続的、もしくは一時的および永続的の両方の他の適切な情報のうちの少なくとも1つなどの、情報を記憶することを可能とするハードウェアの任意の要素である。ストレージデバイス1216は、これらの例示的な実施例において、コンピューター可読記憶デバイスとも称され得る。メモリ1206は、これらの例においては、例えば、ランダムアクセスメモリまたは任意の他の適切な揮発性もしくは不揮発性ストレージデバイスであり得る。永続ストレージ1208は、特定の実施形態に応じて、様々な形態をとり得る。
【０１１４】
例えば、永続ストレージ1208は、1つまたは複数の構成要素またはデバイスを含み得る。例えば、永続ストレージ1208は、ハードドライブ、ソリッドステートハードドライブ、フラッシュメモリ、書換可能光ディスク、書換可能磁気テープ、またはそれらのいくつかの組合せであり得る。永続ストレージ1208によって使用される媒体はまた、リムーバブルであり得る。例えば、リムーバブルハードドライブは、永続ストレージ1208のために使用され得る。
【０１１５】
通信ユニット1210は、これらの例示的な実施例においては、他のデータ処理システムまたはデバイスとの通信を提供する。これらの例示的な実施例においては、通信ユニット1210は、ネットワークインターフェースカードである。
【０１１６】
入力/出力ユニット1212は、データ処理システム1200に接続され得る他のデバイスとのデータの入力および出力を可能とする。例えば、入力/出力ユニット1212は、キーボード、マウス、またはいくつかの他の適切な入力デバイスのうちの少なくとも1つを介してユーザ入力のための接続を提供し得る。さらに、入力/出力ユニット1212は、出力をプリンタに送信し得る。ディスプレイ1214は、ユーザに情報を表示する機構を提供する。
【０１１７】
オペレーティングシステム、アプリケーション、またはプログラムのうちの少なくとも1つのための命令が、ストレージデバイス1216に位置し得るし、通信フレームワーク1202を介してプロセッサユニット1204と通信する。異なる例のプロセスが、コンピューター実施命令を使用してプロセッサユニット1204によって行われ得るし、メモリ1206などのメモリ内に位置し得る。
【０１１８】
これらの命令は、プロセッサユニット1204内のプロセッサによって読み込み実行され得る、プログラムコード、コンピューター使用可能プログラムコード、またはコンピューター可読プログラムコードと称される。異なる例におけるプログラムコードは、メモリ1206または永続ストレージ1208などの、様々な物理的またはコンピューター可読記憶媒体上に具現化され得る。
【０１１９】
プログラムコード1218は、選択的に着脱可能なコンピューター可読媒体1220上に関数形式で位置し、プロセッサユニット1204によって実行のためにデータ処理システム1200にロードまたは転送され得る。プログラムコード1218およびコンピューター可読媒体1220は、これらの例示的な実施例において、コンピュータープログラム製品1222を形成する。ある例においては、コンピューター可読媒体1220は、コンピューター可読記憶媒体1224またはコンピューター可読信号媒体1226であり得る。
【０１２０】
これらの例示的な実施例においては、コンピューター可読記憶媒体1224は、プログラムコード1218を伝搬または送信する媒体というよりプログラムコード1218を記憶するために使用される物理的または有形ストレージデバイスである。
【０１２１】
あるいは、プログラムコード1218は、コンピューター可読信号媒体1226を使用してデータ処理システム1200に送信され得る。コンピューター可読信号媒体1226は、例えば、プログラムコード1218を含むデータ信号が伝搬され得る。例えば、コンピューター可読信号媒体1226は、電磁気信号、光信号、または任意の他の適切なタイプの信号のうちの少なくとも1つであり得る。これらの信号は、無線通信リンク、光ファイバケーブル、同軸ケーブル、配線、または任意の他の適切なタイプの通信リンクなどの、通信リンクのうちの少なくとも1つを介して送信され得る。
【０１２２】
データ処理システム1200について図示した異なる構成要素は、異なる例が実施され得る方式に対して構造上の制限を与えることを意図していない。異なる例示的な実施例が、データ処理システム1200について図示したものに加えてまたはその代わりに構成要素を含むデータ処理システムにおいて実施され得る。図12に示した他の構成要素を図示した例示的な実施例から変形してもよい。様々な例を、プログラムコード1218を動作することを可能とする任意のハードウェアデバイスまたはシステムを使用して実装してもよい。
【０１２３】
開示の例示的な実施例は、図13に示しているような航空機の製造及び保守点検方法1300および図14に示しているような航空機1400を背景として説明している場合がある。まず図13を参照すれば、例示的な実施例による、航空機の製造及び保守点検方法のブロック図の図を示している。試作中、航空機の製造及び保守点検方法1300は、図14中の航空機1400の仕様及び設計1302ならびに材料調達1304を含み得る。
【０１２４】
製造中、航空機1400の構成要素及び部分組立品の製造1306ならびにシステム統合1308が行われる。その後、航空機1400は、就航中1312の状態となるために、認証及び搬送1310を経てもよい。顧客による就航中1312の間、航空機1400は、修正、再構成、改修、および他の整備または保守点検を含み得る、ルーチン整備及び保守点検1314が予定されている。
【０１２５】
航空機の製造及び保守点検方法1300のプロセスの各々は、システムインテグレータ、サードパーティ、オペレータ、またはいくつかのその組合せによって行われ得るまたは実施され得る。これらの例においては、オペレータは、顧客であり得る。本説明の目的上、システムインテグレータは、限定するわけではないが、任意の数の航空機製造業者および主要システム下請業者を含み得るし、サードパーティは、限定するわけではないが、任意の数のベンダー、下請業者、およびサプライヤーを含み得るし、オペレータは、航空会社、リース会社、軍事組織、保守点検組織などであり得る。
【０１２６】
ここで図14を参照すれば、例示的な実施例が実施され得る航空機のブロック図の図を示している。この例においては、航空機1400は、図13中の航空機の製造及び保守点検方法1300によって製造され、複数のシステム1404および内装1406を有する機体1402を含み得る。システム1404の例としては、推進システム1408、電気システム1410、油圧システム1412、および環境システム1414の1つまたは複数を含む。任意の数の他のシステムを含んでいてもよい。航空宇宙の例を示しているが、異なる例示的な実施例を、自動車産業などの他の産業に適用してもよい。
【０１２７】
本明細書で具現化した装置および方法は、図13中の航空機の製造及び保守点検方法1300の段階のうちの少なくとも1つの間で使用され得る。
【０１２８】
1つの例示的な実施例においては、図13中の構成要素及び部分組立品の製造1306において製造される構成要素又は部分組立品は、航空機1400が図13中の就航中1312の間に製造される構成要素又は部分組立品と類似した方式で組み立てまたは製造され得る。図1においてブロック形式で示した水分検出システム102および図2においてブロック形式で示した水分検出システム202は、構成要素及び部分組立品の製造1306の間にまたは航空機が就航中1312の間に製造される構成要素又は部分組立品の多孔質材料を検査するために使用され得る。
【０１２９】
さらに別の例として、1つまたは複数の装置例、方法例、またはその組合せが、図13中の構成要素及び部分組立品の製造1306およびシステム統合1308などの製造段階中に使用され得る。図1中の水分検出システム102および図2中の水分検出システム202は、構成要素及び部分組立品の製造1306、システム統合1308、および認証及び搬送1310の間の構成要素又は部分組立品の多孔質材料を検査するために使用され得る。これらの検査は、顧客への航空機1400の引渡しの前に行われ得る。他の例示的な実施例においては、これらの検査は、整備及び保守点検1314の間に行われ得る。
【０１３０】
1つまたは複数の装置例、方法例、またはその組合せは、航空機1400が就航中1312の間、図13中の整備及び保守点検1314の間、またはその両方の間に使用され得る。いくつかの異なる例示的な実施例の使用が、航空機1400の組立品を実質的に促進し得るし、航空機1400のコストを低減し得るし、または航空機1400の組立品の促進および航空機1400のコストの低減の両方をし得る。
【０１３１】
ここで図15を参照すれば、例示的な実施例による、製品管理システムのブロック図の図を示している。製品管理システム1500は、物理的ハードウェアシステムである。この例示的な実施例においては、製品管理システム1500は、製造システム1502または整備システム1504のうちの少なくとも1つを含み得る。
【０１３２】
製造システム1502は、図14中の航空機1400などの製品を製造するように構成される。上述したように、製造システム1502は、製造機器1506を含む。製造機器1506は、組立機器1508または組立品機器1510のうちの少なくとも1つを含む。製造機器1506はまた、製造機器1506によって製造される構成要素を検査する際における使用のために、図1中の水分検出システム102および図2中の水分検出システム202を含み得る。
【０１３３】
組立機器1508は、航空機1400を形成するために使用される部品のための構成要素を組み立てるために使用され得る機器である。例えば、組立機器1508は、マシンおよびツールを含み得る。これらのマシンおよびツールは、ドリル、液圧プレス、加熱炉、モールド、複合テープ敷設マシン、真空システム、旋盤、または他の適切なタイプの機器のうちの少なくとも1つであり得る。組立機器1508は、金属部品、複合部品、半導体、回路、ファスナー、リブ、スキンパネル、スパー、アンテナ、または他の適切なタイプの部品のうちの少なくとも1つを組み立てるために使用され得る。
【０１３４】
組立品機器1510は、部品を組み立てて航空機1400を形成するために使用される機器である。詳細には、組立品機器1510は、構成要素および部品を組み立てて航空機1400を形成するために使用され得る。組立品機器1510はまた、マシンおよびツールを含み得る。これらのマシンおよびツールは、ロボットアーム、クローラ、高速設置システム、レール式掘削システム、またはロボットのうちの少なくとも1つであり得る。組立品機器1510は、シート、水平安定板、翼、エンジン、エンジンハウジング、着陸装置システム、および航空機1400のための他の部品などの部品を組み立てるために使用され得る。
【０１３５】
この例示的な実施例においては、整備システム1504は、整備機器1512を含む。整備機器1512は、整備を航空機1400に対して行う必要がある任意の機器を含み得る。整備機器1512は、航空機1400に対する部品に対する様々な動作を行うためのツールを含み得る。これらの動作は、部品を分解すること、部品を改修すること、部品を検査すること、部品を補修すること、交換部品を製造すること、または整備を航空機1400に対して行うための他の動作のうちの少なくとも1つを含み得る。これらの動作は、所定の整備、検査、更新、改修、または他のタイプの整備動作のためのものであり得る。
【０１３６】
例示的な実施例においては、整備機器1512は、超音波検査デバイス、X線イメージングシステム、ビジョンシステム、ドリル、クローラ、および他の適切なデバイスを含み得る。例えば、整備機器1512はまた、複合サンドウィッチパネルまたは他のタイプの適切な構成要素などの多孔質材料を検査する際の使用のために、図1においてブロック形式で示した水分検出システム102および図2においてブロック形式で示した水分検出システム202を含み得る。いくつかのケースにおいては、整備機器1512は、組立機器1508、組立品機器1510、またはその両方を含み、整備に必要となり得る部品を製造および組み立てし得る。
【０１３７】
製品管理システム1500はまた、制御システム1514を含み得る。制御システム1514は、ハードウェアシステムであり、また、ソフトウェアまたは他のタイプの構成要素を含み得る。制御システム1514は、製造システム1502または整備システム1504のうちの少なくとも1つの動作を制御するように構成される。詳細には、制御システム1514は、組立機器1508、組立品機器1510、または整備機器1512のうちの少なくとも1つの動作を制御し得る。
【０１３８】
制御システム1514におけるハードウェアは、コンピューター、回路、ネットワーク、および他のタイプの機器を含み得るハードウェアを使用し得る。制御は、製造機器1506の直接制御の形式をとり得る。例えば、ロボット、コンピューター制御マシン、および他の機器が、制御システム1514によって制御され得る。他の例示的な実施例においては、制御システム1514は、製造または整備を図14中の航空機1400に対して行う際に人間のオペレータ1516によって行われる動作を管理し得る。例えば、制御システム1514は、タスクを割り当て、命令を与え、モデルを表示し、または他の動作を行い、人間のオペレータ1516によって行われる動作を管理し得る。これらの例示的な実施例においては、制御システム1514において実施され、航空機1400の製造または整備のうちの少なくとも1つを管理し得る。
【０１３９】
例えば、管理は、図1においてブロック形式で示した水分検出システム102および図2においてブロック形式で示した水分検出システム202を使用して行われる検査を含み得る。検出された水分のレベルに基づいて、制御システム1514は、検査した構成要素に関して、補修、交換、または他のアクションを開始するなどのアクションを行い得る。さらに、水分検出システムは、複合サンドウィッチパネルなどの構造内で検出された赤外線放射から水分のマップを生成し得る。サーマル画像における赤外線放射の量は、構造内に存在する水分の量に相関する。
【０１４０】
本マップは、構成要素の補修または交換を行うべきかどうかを決定するために使用され得る。さらに、補修が行われる場合には、マップはまた、補修を行うべきかどうかを決定するために使用され得る。本決定は、他の機器を制御するために使用されるまたは人間のオペレータ1516に送信される命令に変換され得る。
【０１４１】
異なる例示的な実施例においては、人間のオペレータ1516は、製造機器1506、整備機器1512、または制御システム1514のうちの少なくとも1つを動作し得るまたはやりとりし得る。このやりとりは、航空機1400を製造するために行われ得る。
【０１４２】
当然ながら、製品管理システム1500は、航空機1400以外の他の製品を管理するように構成されてもよい。製品管理システム1500を航空宇宙産業における製造に関して説明してきたが、製品管理システム1500は、他の産業に関する製品を管理するように構成されてもよい。例えば、製品管理システム1500は、航空宇宙産業および任意の他の適切な産業に関する製品を製造するように構成され得る。
【０１４３】
さらに、開示は、以下の項目による例を含む。
第1項. 電磁放射システムと、赤外線検出器システムと、電磁放射システムおよび赤外線検出器システムと通信する、コントローラーであって、コントローラーは、電磁放射のパルスを送出するように電磁放射システムを制御することであって、電磁放射のパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する、ことと、時間ウィンドウを使用して、電磁放射のパルスを送出したことに応答して、赤外線放射の量を検出するように赤外線検出器システムを制御することであって、赤外線放射の量は、水分のレベルを示す、こととを行うように制御される、コントローラーとを含む、水分検出システム。
第2項. コントローラーは、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出するように電磁放射システムを制御することと、複合サンドウィッチパネルが電磁放射のパルスによって加熱される際の複合サンドウィッチパネル内の赤外線放射の量を赤外線検出器システムが検出するように、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルを加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出したことに応答して、赤外線放射の量を検出するように赤外線検出器システムを制御することであって、赤外線放射の量は、複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを示す、こととを行うように制御される、第1項に記載の水分検出システム。
第3項. コントローラーは、電磁放射システムが電磁放射のパルスを送出することに先立って背景赤外線放射の量を検出するように赤外線検出器システムを制御するように構成される、第2項に記載の水分検出システム。
第4項. コントローラーは、検出された赤外線放射の量および複合サンドウィッチパネルに送出された電磁放射のパルスにおけるエネルギーを使用して複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを決定するように構成される、第3項に記載の水分検出システム。
第5項. 時間ウィンドウは、赤外線検出器システムの感度が増大されるように、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルを加熱したことに応答して赤外線放射の量を検出するために選択される、第2項または第3項に記載の水分検出システム。
第6項. コントローラーは、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルに侵入する所望の深さに基づいて、電磁放射のパルスのためにいくつかの周波数を選択するように構成される、第2項から第5項のいずれか一項に記載の水分検出システム。
第7項. コントローラーは、時間ウィンドウ内に赤外線検出器システムによって検出された赤外線放射の量を使用して複合サンドウィッチパネルのための赤外線放射のサーマルマップまたはサーマル画像のうちの少なくとも1つを生成するように構成される、第2項から第6項のいずれか一項に記載の水分検出システム。
第8項. コントローラーは、レンズアンテナを介して電磁放射のパルスを送出し、複合サンドウィッチパネルが複合サンドウィッチパネルの周辺気温以上に加熱されるように、複合サンドウィッチパネルに向けられる電磁放射ビームを形成するように電磁放射システムを制御するように構成される、第2項から第7項のいずれか一項に記載の水分検出システム。
第9項. 電磁放射のパルスは、約300MHzから約300GHzのうちから選択されるいくつかの周波数を有する、第2項から第8項のいずれか一項に記載の水分検出システム。
第10項. 複合サンドウィッチパネルは、第1の表面板、第2の表面板、および第1の表面板と第2の表面板との間に位置するコアを含み、コアは、フォームコア、オープンセルフォームコア、クローズドセルフォームコア、またはハニカムコアのうちの少なくとも1つから選択される、第2項から第9項のいずれか一項に記載の水分検出システム。
第11項. 複合サンドウィッチパネルは、飛行機、航空機、民間航空機、回転翼航空機、宇宙機、商用宇宙機、およびスペースプレーンのうちの1つから選択される、航空宇宙ビークルのためのものである、第2項から第10項のいずれか一項に記載の水分検出システム。
第12項. 航空宇宙ビークルのための複合サンドウィッチパネル中の水分を検出するための方法であって、方法は、複合サンドウィッチパネルが周辺気温以上に加熱されるように、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出するステップと、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルを加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、電磁放射のパルスを送出したことに応答して、複合サンドウィッチパネル内に生成された赤外線放射の量を検出するステップであって、検出された赤外線放射の量は、複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを示す、ステップとを含む、方法。
第13項. 検出された赤外線放射の量および複合サンドウィッチパネルに送出された電磁放射のパルスにおけるエネルギーを使用して複合サンドウィッチパネル中の水分のレベルを決定するステップをさらに含む、第12項に記載の方法。
第14項. 赤外線検出器システムの感度が増大されるように、電磁放射のパルスが周辺気温以上に複合サンドウィッチパネルを加熱する際の赤外線放射の量を検出するための時間ウィンドウを選択するステップをさらに含む、第12項または第13項に記載の方法。
第15項. 電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルに侵入する所望の深さに基づいて、電磁放射のパルスのためにいくつかの周波数を選択するステップをさらに含む、第12項から第14項のいずれか一項に記載の方法。
第16項. 時間ウィンドウ内に検出された赤外線放射の量を使用して複合サンドウィッチパネルのための赤外線放射の量のサーマル画像を生成するステップをさらに含む、第12項から第15項のいずれか一項に記載の方法。
第17項. 複合サンドウィッチパネルに関するアクションを行うステップは、複合サンドウィッチパネルの内部の水分のレベルが低減されるように、複合サンドウィッチパネルに追加の電磁放射を送出するステップを含む、第12項から第16項のいずれか一項に記載の方法。
第18項. アクションが、複合サンドウィッチパネルを補修するステップおよび複合サンドウィッチパネルを交換するステップのうちの1つから選択される、第12項から第17項のいずれか一項に記載の方法。
第19項. 複合サンドウィッチパネルが周辺気温以上に加熱されるように、複合サンドウィッチパネルに電磁放射のパルスを送出するステップは、複合サンドウィッチパネルが複合サンドウィッチパネルの周辺気温以上に加熱されるように、複合サンドウィッチパネルに向けられる電磁放射ビームのパルスを形成するためにレンズアンテナを介して電磁放射のパルスを送出するステップを含む、第12項から第18項のいずれか一項に記載の方法。
第20項. 送出するステップと検出するステップとが、複合サンドウィッチパネルが航空宇宙ビークルに設置される最中に行われる、第12項から第19項のいずれか一項に記載の方法。
第21項. 送出するステップと検出するステップとが、航空宇宙ビークル内の複合サンドウィッチパネルの設置に先立って行われる、第12項から第20項のいずれか一項に記載の方法。
第22項. 電磁放射のパルスは、約300MHzから約300GHzのうちから選択されるいくつかの周波数を有する、第12項から第21項のいずれか一項に記載の方法。
第23項. 複合サンドウィッチパネルは、第1の表面板、第2の表面板、および第1の表面板と第2の表面板との間に位置するコアを含み、コアは、フォームコア、オープンセルフォームコア、クローズドセルフォームコア、またはハニカムコアのうちの少なくとも1つから選択される、第12項から第22項のいずれか一項に記載の方法。
第24項. 航空宇宙ビークルは、飛行機、航空機、民間航空機、回転翼航空機、宇宙機、商用宇宙機、およびスペースプレーンのうちの1つから選択される、第12項から第23項のいずれか一項に記載の方法。
第25項. 電磁放射システムと、赤外線放射の量を検出するように構成される、赤外線検出器システムと、多孔質材料に電磁放射のパルスを送出するように電磁放射システムを制御することであって、電磁放射ビームのパルスは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する、ことと、多孔質材料が電磁放射のパルスによって加熱される際の多孔質材料内の赤外線放射の量を赤外線検出器システムが検出するように、電磁放射のパルスが多孔質材料を加熱する際にキャプチャする時間ウィンドウを使用して、多孔質材料に電磁放射のパルスを送出したことに応答して、多孔質材料内の赤外線放射の量を検出するように赤外線検出器システムを制御することと、送出された電磁放射のパルスにおけるエネルギーの量および検出された赤外線放射の量を使用して多孔質材料中の水分のレベルを特定することとを行うように構成される、コントローラーとを含む、水分検出システム。
第26項. コントローラーは、電磁放射のパルスが複合サンドウィッチパネルに侵入する所望の深さに基づいて電磁放射のパルスのためにいくつかの周波数を選択する、第25項に記載の水分検出システム。
第27項. 多孔質材料は、航空宇宙ビークルの内装のために複合パネル、複合サンドウィッチパネル、およびモニュメントを含むグループから選択される、第25項または第26項に記載の水分検出システム。
第28項. 多孔質材料中の水分を検出するための方法であって、方法は、多孔質材料に電磁放射を送出するステップであって、電磁放射ビームは、水分子に吸収されるいくつかの波長を有する、ステップと、電磁放射が多孔質材料を加熱する際の赤外線放射の量を検出するために選択された時間ウィンドウを使用して、複合サンドウィッチパネルに電磁放射を送出したことに応答して、多孔質材料内の赤外線放射の量を検出するステップと、送出された電磁放射におけるエネルギーの量および検出された赤外線放射の量を使用して多孔質材料中の水分のレベルを特定するステップとを含む、方法。
第29項. 多孔質材料は、航空宇宙ビークルの内装のために複合パネル、複合サンドウィッチパネル、およびモニュメントを含むグループから選択される、第28項に記載の方法。
第30項. 赤外線検出器システムの感度が増大されるように、電磁放射が周辺気温以上に多孔質材料を加熱する際の赤外線放射の量を検出するために時間ウィンドウを選択するステップをさらに含む、第28項または第29項に記載の方法。
第31項. 電磁放射が複合サンドウィッチパネルに侵入する所望の深さに基づいて、電磁放射のパルスのためにいくつかの周波数を選択するステップをさらに含む、第28項から第30項のいずれか一項に記載の方法。
【０１４４】
異なる例示的な実施例の説明は、図および説明を目的として提示しており、網羅的であることまたは開示した形式の例に限定されることを意図していない。異なる例示的な実施例は、アクションまたは動作を行う構成要素を説明している。例示的な実施例においては、構成要素は、説明したアクションまたは動作を行うように構成され得る。例えば、構成要素は、構成要素によって行われるように例示的な実施例において説明されたアクションまたは動作を行う構成要素能力を提供する構造のための構成または設計を有し得る。
【０１４５】
そのため、例示的な実施例は、複合サンドウィッチパネルなどの多孔質構造中の水分を検出することで課題を解消する1つまたは複数のソリューションを提供している。1つまたは複数のソリューションは、複合サンドウィッチパネルを含む多孔質材料中の水分を検出する能力を提供し得る。コントローラーは、時間ウィンドウを使用して水分のレベルを検出するように電磁放射システムおよび赤外線検出器システムの動作を制御する。時間ウィンドウの選択は、赤外線検出器システムの感度を増大し得る。
【０１４６】
多くの修正および変更が当業者にとっては明らかであろう。さらに、異なる例示的な実施例は、他の望ましい例と比較して異なる特徴を提供し得る。例についての原理、実際の適用を最大限に説明するために、そして、検討した特定の使途に適するように様々な修正を行うことで当業者が様々な例に関する開示を理解できるようにするために、選択例が、選ばれ説明されている。
【符号の説明】
【０１４７】
100  水分検出環境
102  水分検出システム
104  多孔質材料
106  水分
108  複合サンドウィッチパネル
110  電磁放射システム
112  赤外線検出器システム
114  コントローラー
116  電磁放射のパルス
118  周波数
120  エネルギー
122  赤外線放射
124  水分子
126  波長
128  時間ウィンドウ
130  背景赤外線放射
132  所望の深さ
134  可視化
140  レンズアンテナ
142  電磁放射ビーム
144  コンピューターシステム
200  水分検出環境
202  水分多孔質材料検出システム
204  多孔質材料
206  水分
208  複合サンドウィッチパネル
210  フェーズドアレイ
212  赤外線検出器システム
214  コントローラー
215  コンピューターシステム
216  電磁放射ビーム
218  パルス
220  周波数
222  赤外線放射
226  タイミング
228  時間ウィンドウ
230  領域
232  所望の深さ
234  エネルギー
236  背景赤外線放射
238  可視化
300  水分検出システム
302  無線周波数ジェネレータ
304  マグネトロン
306  導波管
308  レンズアンテナ
309  マイクロ波トランスミッタ
310  マイクロ波ビーム
312  領域
314  多孔質材料
316  赤外線カメラ
318  赤外線カメラトリガーユニット
320  赤外線放射
322  同期回路
324  プロセッサ
326  画像
328  水分表示
1200  データ処理システム
1204  プロセッサユニット
1206  メモリ
1208  永続ストレージ
1210  通信ユニット
1212  入力/出力ユニット
1214  ディスプレイ
1216  ストレージデバイス
1218  プログラムコード
1220  コンピューター可読媒体
1222  コンピュータープログラム製品
1224  コンピューター可読記憶媒体
1226  コンピューター可読信号媒体
1302  仕様及び設計
1304  材料調達
1306  構成要素及び部分組立品の製造
1308  システム統合
1310  認証及び搬送
1312  就航中
1314  整備及び保守点検
1400  航空機
1402  機体
1404  システム
1406  内装
1408  推進システム
1410  電気システム
1412  油圧システム
1414  環境システム
1500  製品管理システム
1502  製造システム
1504  整備システム
1506  製造機器
1508  組立機器
1510  組立品機器
1512  整備機器
1514  制御システム
【図１】
2019074509.tif 000004
【図２】
2019074509.tif 000005
【図３】
2019074509.tif 000006
【図４】
2019074509.tif 000007
【図５】
2019074509.tif 000008
【図６】
2019074509.tif 000009
【図７】
2019074509.tif 000010
【図８】
2019074509.tif 000011
【図９】
2019074509.tif 000012
【図１０】
2019074509.tif 000013
【図１１】
2019074509.tif 000014
【図１２】
2019074509.tif 000015
【図１３】
2019074509.tif 000016
【図１４】
2019074509.tif 000017
【図１５】
2019074509.tif 000018
【外国語明細書】
2019074509000001.pdf