СИНХРОНИЗИРОВАННАЯ ФАЗИРОВАННАЯ РЕШЕТКА И ИНФРАКРАСНАЯ СИСТЕМА ОБНАРУЖЕНИЯ ВЛАГИ
SYNCHRONIZED PHASED ARRAY AND INFRARED MOISTURE DETECTION SYSTEM

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
[0001] Настоящее изобретение относится в целом к летательным аппаратам, а в частности, к обнаружению влаги в пористых материалах в летательном аппарате. Более конкретно, настоящее изобретение относится к способу, устройству и системе обнаружения влаги в панелях летательного аппарата.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[0002] Летательные аппараты разрабатывают и изготавливают, используя все большее количество композиционных материалов в процентном выражении. Композиционные материалы используют в летательных аппаратах для снижения их веса. Кроме того, композиционные материалы обеспечивают более длительный срок службы различных компонентов летательного аппарата.
[0003] Например, композитные детали, такие как композитные панели, используются в летательных аппаратах для стенок, шкафов, бортовых кухонь и других конструкций или моноблоков в летательных аппаратах, таких как коммерческие летательные аппараты. Эти композитные панели могут быть композитными сэндвич-панелями, выполненными из двух облицовочных листов, имеющих между собой заполнитель. Заполнитель может быть сотовым заполнителем, заполнителем из пеноматериала или каким-либо другим заполнителем подходящего типа. Кроме того, в некоторых случаях декоративный слоистый материал может быть размещен на облицовочном листе или может использоваться в качестве облицовочного листа. Таким образом, композитная сэндвич-панель может содержать логотипы, иметь цвет или элементы дизайна конкретной авиакомпании.
[0004] Одной из проблем, связанных с этими композитными сэндвич-панелями и другими конструкциями, содержащими пористые материалы, является влага. Влага в композитной сэндвич-панели может вызывать образование пузырей. Образование пузырей является нежелательным с эстетической точки зрения, в особенности, если образование пузырей происходит в местах, которые видны для пассажиров, например, в пассажирском салоне коммерческого летательного аппарата.
[0005] Их появление в конструкции пассажирского салона представляет собой проблему, которая в случае обнаружения пузырей может сорвать поставку коммерческих летательных аппаратов. Кроме того, обнаружение пузырей в композитных сэндвич-панелях при производстве коммерческого летательного аппарата может привести к задержкам. Повторная обработка композитных сэндвич-панелей, имеющих пузыри, увеличивает время и затраты на производство летательного аппарата. Могут возникать перебои в производственном процессе.
[0006] Кроме того, влага, находящаяся внутри композитной сэндвич-панели, может не сразу проявляться в виде образования пузырей. Если образование пузырей обнаружено, можно выполнить повторную обработку.
[0007] Таким образом, было бы желательно иметь способ и устройство, которые учитывают по меньшей мере некоторые из рассмотренных выше проблем, а также другие возможные проблемы. Например, было бы желательно иметь способ и устройство, которые преодолевают недостатки путем обнаружения влаги в пористых конструкциях, таких как композитные сэндвич-панели.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0008] В одном примере настоящего изобретения предложена система обнаружения влаги. Система обнаружения влаги состоит из фазированной решетки, инфракрасной системы обнаружения и контроллера, сообщающегося с фазированной решеткой и датчиком инфракрасного излучения. Фазированная решетка выполнена с возможностью испускания импульса пучка электромагнитного излучения. Импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, поглощаемый молекулами воды. Инфракрасная система обнаружения выполнена с возможностью регистрации количества инфракрасного излучения. Количество инфракрасного излучения указывает на уровень влаги в композитной сэндвич-панели для аэрокосмического транспортного средства. Контроллер выполнен с возможностью управления фазированной решеткой для управления направлением импульса пучка электромагнитного излучения, испускаемого фазированной решеткой на композитную сэндвич-панель. Кроме того, контроллер выполнен с возможностью синхронизации времени подачи импульса пучка электромагнитного излучения для нагрева композитной сэндвич-панели с временным окном, используемым инфракрасной системой обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения. Контроллер также выполнен с возможностью управления инфракрасной системой обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения в композитной сэндвич-панели в пределах временного окна, когда композитная сэндвич-панель нагревается импульсом пучка электромагнитного излучения.
[0009] Другой вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает способ обнаружения влаги в композитной сэндвич-панели для аэрокосмического транспортного средства. На композитную сэндвич-панель направляют импульс пучка электромагнитного излучения. Импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, которые поглощаются молекулами воды. Время подачи пучка электромагнитного излучения синхронизировано для нагрева композитной сэндвич-панели с временным окном в инфракрасной системе обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения. Количество инфракрасного излучения в композитной сэндвич-панели регистрируют в пределах временного окна для инфракрасной системы обнаружения, когда композитная сэндвич-панель нагревается импульсом пучка электромагнитного излучения, при этом количество инфракрасного излучения указывает на уровень влаги в композитной сэндвич-панели.
[00010] Еще один вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает систему обнаружения влаги. Система обнаружения влаги содержит фазированную решетку, инфракрасную систему обнаружения и контроллер. Фазированная решетка выполнена с возможностью испускания импульса пучка электромагнитного излучения. Импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, поглощаемых молекулами воды. Инфракрасная система обнаружения выполнена с возможностью регистрации количества инфракрасного излучения. Количество инфракрасного излучения указывает на уровень влаги в пористом материале. Контроллер выполнен с возможностью управления фазированной решеткой для управления направлением импульса пучка электромагнитного излучения в область на пористом материале. Контроллер также выполнен с возможностью синхронизации времени подачи импульса пучка электромагнитного излучения для нагрева пористого материала с временным окном в инфракрасной системе обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения. Контроллер также выполнен с возможностью управления инфракрасной системой обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения в области на пористом материале в пределах временного окна, когда пористый материал нагревается импульсом пучка электромагнитного излучения.
[00011] Другой вариант осуществления настоящего изобретения предусматривает способ обнаружения влаги в пористом материале. В область на пористом материале направляют импульс пучка электромагнитного излучения. Импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, поглощаемых молекулами воды. Время подачи пучка электромагнитного излучения синхронизировано для нагрева пористого материала в данной области с временным окном в инфракрасной системе обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения из данной области. Количество инфракрасного излучения в области на пористом материале регистрируют в пределах временного окна для инфракрасной системы обнаружения, когда область на пористом материале нагревается импульсом пучка электромагнитного излучения. Количество инфракрасного излучения указывает на уровень влаги в пористом материале.
[00012] Признаки и функции могут быть осуществлены независимо в различных примерах настоящего изобретения, либо могут быть объединены в других примерах, в которых дополнительные подробности можно увидеть при рассмотрении нижеследующего описания и чертежей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[00013] Новые отличительные признаки, которые предполагаются характерными для иллюстративных примеров, изложены в прилагаемой формуле изобретения. Однако иллюстративные примеры, а также предпочтительный способ использования, дополнительные цели и признаки, будут понятны лучше всего при рассмотрении следующего подробного описания иллюстративного примера настоящего изобретения совместно с сопровождающими чертежами, на которых:
[00014] На ФИГ. 1 представлена структурная схема технологической среды обнаружения влаги в соответствии с иллюстративным примером;
[00015] На ФИГ. 2 представлена структурная схема технологической среды обнаружения влаги в соответствии с иллюстративным примером;
[00016] На ФИГ. 3 представлена иллюстрация системы обнаружения влаги в соответствии с иллюстративным примером;
[00017] На ФИГ. 4 представлена иллюстрация фазированной решетки в соответствии с иллюстративным примером;
[00018] На ФИГ. 5 представлена иллюстрация временной диаграммы в соответствии с иллюстративным примером;
[00019] На ФИГ. 6 представлена иллюстрация таблицы параметров материала в соответствии с иллюстративным примером;
[00020] На ФИГ. 7 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса обнаружения влаги в пористом материале в соответствии с иллюстративным примером;
[00021] На ФИГ. 8 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса обнаружения влаги в композитной сэндвич-панели для аэрокосмического транспортного средства в соответствии с иллюстративным примером;
[00022] На ФИГ. 9 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса обнаружения влаги в пористом материале в соответствии с иллюстративным примером;
[00023] На ФИГ. 10 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса обнаружения влаги при обнаружении влаги в композитной сэндвич-панели для аэрокосмического транспортного средства в соответствии с иллюстративным примером;
[00024] На ФИГ. 11 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса управления действиями, выполняемыми в отношении пористого материала в ответ на обнаружение уровня влаги в соответствии с иллюстративным примером;
[00025] На ФИГ. 12 представлена структурная схема системы обработки данных в соответствии с иллюстративным примером;
[00026] На ФИГ. 13 представлена блок-схема способа изготовления и технического обслуживания летательного аппарата в соответствии с иллюстративным примером;
[00027] На ФИГ. 14 представлена структурная схема летательного аппарата, в соответствии с которой может быть реализован иллюстративный пример; и
[00028] На ФИГ. 15 представлена структурная схема системы управления продуктом в соответствии с иллюстративным примером.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[00029] Иллюстративные примеры признают и учитывают одно или более различных соображений. Например, иллюстративные примеры признают и учитывают, что измерение влаги в композитных сэндвич-конструкциях, в которых используется пеноматериал или сотовые заполнители, может быть более сложным, чем хотелось бы. Иллюстративные примеры признают и учитывают, что современные методы определения влаги не способны измерять уровень влаги в композитной сэндвич-конструкции. Иллюстративные примеры признают и учитывают, что современные методы не способны отображать уровень влаги в композитной сэндвич-конструкции.
[00030] Поэтому иллюстративные примеры предлагают способ, устройство и систему обнаружения влаги. В одном иллюстративном примере система обнаружения влаги содержит систему электромагнитного излучения, инфракрасную систему обнаружения и контроллер. Система электромагнитного излучения выполнена с возможностью передачи электромагнитного излучения, а инфракрасная система обнаружения выполнена с возможностью регистрации количества энергии инфракрасного излучения.
[00031] Контроллер выполнен с возможностью управления системой электромагнитного излучения для передачи в пористый материал импульса электромагнитного излучения, в котором импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, поглощаемый молекулами воды. Контроллер также управляет инфракрасной системой обнаружения для регистрации количества энергии инфракрасного излучения в пористом материале в ответ на передачу электромагнитного излучения в пористый материал с использованием временного окна, которое фиксирует, когда электромагнитное излучение нагревает пористый материал таким образом, что инфракрасная система обнаружения регистрирует количество энергии инфракрасного излучения в пористом материале, когда пористый материал нагревается импульсом электромагнитного излучения. Контроллер определяет уровень влаги в пористом материале с использованием количества энергии в переданном электромагнитном излучении и количества зарегистрированной энергии инфракрасного излучения.
[00032] В другом иллюстративном примере система обнаружения влаги содержит фазированную решетку, инфракрасную систему обнаружения и контроллер. Фазированная решетка выполнена с возможностью излучения импульса пучка электромагнитного излучения. Импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, поглощаемый молекулами воды. Инфракрасная система обнаружения выполнена с возможностью регистрации количества энергии инфракрасного излучения. Количество энергии инфракрасного излучения указывает на уровень влаги в пористом материале.
[00033] Контроллер выполнен с возможностью управления фазированной решеткой путем управления направлением импульса пучка электромагнитного излучения в область на пористом материале и синхронизации времени подачи импульса пучка электромагнитного излучения для нагрева пористого материала с временным окном в инфракрасной системе обнаружения для регистрации количества энергии инфракрасного излучения. Контроллер выполнен с возможностью управления инфракрасной системой обнаружения для регистрации количества энергии инфракрасного излучения в области на пористом материале в пределах временного окна, когда пористый материал нагревается импульсом пучка электромагнитного излучения.
[00034] Со ссылкой на фигуры чертежей, в частности, со ссылкой на ФИГ. 1, изображена иллюстрация структурной схемы технологической среды обнаружения влаги в соответствии с иллюстративным примером. В данном иллюстративном примере технологическая среда 100 обнаружения влаги включает в себя систему 102 обнаружения влаги, которая выполняет проверку пористого материала 104. В данном примере пористый материал 104 может быть проверен на уровень влаги 106. Как показано, уровень влаги 106 может указывать на наличие или отсутствие влаги 106. Если влага 106 присутствует, уровень влаги 106 может также указывать, сколько влаги 106 обнаружено.
[00035] В данном иллюстративном примере пористый материал 104 представляет собой материал, имеющий пространства, отверстия или другие типы каналов или пустот, через которые может проходить жидкость или газ. Например, пористый материал 104 может быть пеноматериалом с открытыми порами или сотовой конструкцией. В другом примере пористый материал 104 может быть пеноматериалом с закрытыми порами, в котором некоторые поры не закрыты и пропускают газ или жидкость.
[00036] В иллюстративном примере пористый материал 104 имеет форму композитной сэндвич-панели 108. Композитная сэндвич-панель 108 содержит заполнитель, расположенный между первым облицовочным листом и вторым облицовочным листом. Заполнитель может принимать несколько различных форм. Например, заполнитель может быть выбран по меньшей мере из одного из: заполнителя из пеноматериала, заполнителя из пеноматериала с открытыми порами, заполнителя из пеноматериала с закрытыми порами, сотового заполнителя или заполнителя какого-либо другого подходящего типа.
[00037] Используемое в настоящем документе выражение «по меньшей мере одно из» при использовании со списком элементов означает, что могут использоваться различные комбинации одного или нескольких перечисленных элементов, и может потребоваться только один из каждого из элементов в списке. Другими словами, «по меньшей мере одно из» означает, что может использоваться любая комбинация элементов и количество элементов из списка, однако, не все элементы в списке необходимы. Элемент может быть конкретным объектом, предметом или категорией.
[00038] Например, без ограничения, выражение «по меньшей мере один из элемента А, элемента В или элемента С» может включать элемент А, элемент А и элемент В, или элемент В. Данный пример также может включать элемент А, элемент В, и элемент С, или элемент В и элемент С.Разумеется, могут присутствовать любые комбинации этих элементов. В некоторых иллюстративных примерах «по меньшей мере одно из» может представлять собой, например, без ограничения, два элемента А; один элемент В; и десять элементов С; четыре элемента В и семь элементов С или другие подходящие комбинации.
[00039] Как показано, в разных частях композитной сэндвич-панели 108 тип заполнителя внутри композитной сэндвич-панели 108 может быть различным. Например, часть композитной сэндвич-панели 108 в одной области композитной сэндвич-панели 108 может представлять собой сотовый заполнитель, а в другой области композитной сэндвич-панели 108 - заполнитель из пеноматериала. В одном иллюстративном примере композитная сэндвич-панель 108 предназначена для использования в аэрокосмическом транспортном средстве, выбранном из одного из самолета, летательного аппарата, коммерческого самолета, вертолета, космического летательного аппарата, коммерческого космического летательного аппарата, космоплана или какого-либо другого типа аэрокосмического транспортного средства.
[00040] В данном иллюстративном примере система 102 обнаружения влаги состоит из нескольких различных компонентов. Как показано, система 102 обнаружения влаги включает в себя систему 110 электромагнитного излучения, инфракрасную систему 112 обнаружения и контроллер 114.
[00041] Система 110 электромагнитного излучения посылает импульс 116 электромагнитного излучения. В данном иллюстративном примере импульс 116 электромагнитного излучения содержит набор частот 118, выбранных из интервала от около 300 МГц до около 300 ГГц.
[00042] Используемый в данном документе термин "набор", при использовании для ссылок на элементы означает один или более элементов. Например, "набор частот 118" представляет собой одну или более частот 118. В данном примере импульс 116 электромагнитного излучения принимает форму импульса микроволн. Импульс 116 электромагнитного излучения представляет собой передачу электромагнитного излучения в течение периода времени в отличие от непрерывной передачи электромагнитного излучения при работе системы 102 обнаружения влаги.
[00043] В данном иллюстративном примере инфракрасная система 112 обнаружения выполнена с возможностью регистрации количества инфракрасного излучения 122. Как показано, инфракрасное излучение 122 имеет большую длину волны, чем длина волны видимого света. В данном иллюстративном примере инфракрасное излучение 122 вырабатывается, когда импульс 116 электромагнитного излучения 116 сталкивается с молекулами воды 124 во влаге 106.
[00044] Инфракрасная система 112 обнаружения включает в себя несколько различных типов детекторов. Например, инфракрасная система 112 обнаружения может включать в себя по меньшей мере одно из инфракрасного датчика, термодатчика, фотодатчика, термографической камеры, инфракрасной камеры, тепловизорной камеры или датчика какого-либо другого подходящего типа.
[00045] В данном иллюстративном примере контроллер 114 сообщается с системой 110 электромагнитного излучения и инфракрасной системой 112 обнаружения. Контроллер 114 выполнен с возможностью управления системой 110 электромагнитного излучения для передачи импульса 116 электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель 108. Импульс 116 электромагнитного излучения содержит набор длин 126 волн таким образом, что импульс 116 электромагнитного излучения поглощается молекулами воды 124 во влаге 106 в композитной сэндвич-панели 108.
[00046] Как показано, контроллер 114 выполнен с возможностью выбора набора частот 118 для импульса 116 электромагнитного излучения на основании желаемой глубины 132, на которую импульс 116 электромагнитного излучения проникает в композитную сэндвич-панель 108. Степень проникновения влияет на глубину, на которой происходит нагрев внутри композитной сэндвич-панели 108.
[00047] Кроме того, контроллер 114 может быть выполнен с возможностью управления системой 110 электромагнитного излучения для передачи импульса 116 электромагнитного излучения через линзовую антенну 140 для формирования пучка 142 электромагнитного излучения, направленного на композитную сэндвич-панель 108 таким образом, что композитная сэндвич-панель 108 нагревается выше температуры окружающей среды для композитной сэндвич-панели 108.
[00048] Контроллер 114 также управляет инфракрасной системой 112 обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения 122, вырабатываемого в ответ на передачу импульса 116 электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель 108 с использованием временного окна 128. Как показано, временное окно 128 выбрано для регистрации количества инфракрасного излучения 122, когда импульс электромагнитного излучения нагревает композитную сэндвич-панель 108 таким образом, что инфракрасная система 112 обнаружения регистрирует количество инфракрасного излучения 122 в композитной сэндвич-панели 108, когда композитная сэндвич-панель 108 нагревается импульсом 116 электромагнитного излучения. Количество инфракрасного излучения 122 указывает на уровень влаги 106 в композитной сэндвич-панели 108.
[00049] В данном иллюстративном примере временное окно 128 выбрано для регистрации количества инфракрасного излучения 122 в ответ на импульс 116 электромагнитного излучения, нагревающий композитную сэндвич-панель 108 таким образом, что чувствительность инфракрасной системы 112 обнаружения увеличивается. Это увеличение может происходить в результате выбора ширины временного окна 128 таким образом, что временное окно 128 охватывает весь импульс 116 электромагнитного излучения.
[00050] Контроллер 114 может быть выполнен с возможностью управления инфракрасной системой 112 обнаружения для регистрации количества фонового инфракрасного излучения 130 до передачи системой 110 электромагнитного излучения импульса 116 электромагнитного излучения. Количество фонового инфракрасного излучения 130 представляет собой количество инфракрасного излучения 122, которое имеется при отсутствии импульса 116 электромагнитного излучения, направляемого в композитную сэндвич-панель 108. Фоновое инфракрасное излучение 130 можно вычесть из зарегистрированного количества инфракрасного излучения 122 для определения инфракрасного излучения 122, возникающего в результате приложения импульса 116 электромагнитного излучения к композитной сэндвич-панели 108.
[00051] Фоновое инфракрасное излучение 130 может быть измерено как температура окружающей среды для композитной сэндвич-панели 108. Эта температура окружающей среды может варьироваться в зависимости от среды, в которой расположена композитная сэндвич-панель 108. Например, композитная сэндвич-панель 108 может располагаться внутри ангара, внутри летательного аппарата или в каком-либо другом подходящем месте. В зависимости от размера композитной сэндвич-панели 108 часть панели может располагаться внутри здания, в то время как другая часть может располагаться снаружи здания.
[00052] Как показано, контроллер 114 выполнен с возможностью определения уровня влаги 106 в композитной сэндвич-панели 108. В данном примере уровень влаги 106 определяется с использованием зарегистрированного количества инфракрасного излучения 122 и энергии 120 импульса 116 электромагнитного излучения, направленного в композитную сэндвич-панель 108.
[00053] Контроллер 114 выполнен с возможностью выработки визуального отображения 134 инфракрасного излучения 122 для композитной сэндвич-панели 108 с использованием количества инфракрасного излучения 122, регистрируемого инфракрасной системой 112 обнаружения в пределах временного окна 128. Визуальное отображение 134 может быть выбрано по меньшей мере из одного из термической карты, термического изображения или какого-либо другого визуального отображения инфракрасного излучения 122 для композитной сэндвич-панели 108. Визуальное отображение 134 позволяет пользователю или другому лицу увидеть, где внутри композитной сэндвич-панели 108 может находиться влага 106.
[00054] Существует одно или более решений, которые решают проблему обнаружения влаги в пористых материалах. В результате одно или более технических решений могут обеспечить технический результат, заключающийся в определении уровня влаги 106, а не только определение ее наличия.
[00055] В результате, компьютерная система 144 в данном иллюстративном примере работает как компьютерная система специального назначения, в которой контроллер 114 в компьютерной системе 144 обеспечивает возможность обнаружения уровня влаги 106 в пористом материале 104. В частности, контроллер 114 преобразует компьютерную систему 144 в компьютерную систему специального назначения, если сравнивать с имеющимися в настоящее время общедоступными компьютерными системами, которые не имеют контроллера 114.
[00056] Со ссылкой на ФИГ. 2 показана другая иллюстрация структурной схемы технологической среды обнаружения влаги в соответствии с иллюстративным примером. В данном иллюстративном примере технологическая среда 200 обнаружения влаги включает в себя систему 202 обнаружения влаги, выполненную с возможностью проверки пористого материала 204 на влагу 206. Система 202 обнаружения влаги может быть использована для проверки пористого материала 204 на уровень влаги 206. Как показано, пористый материал 204 принимает форму композитной сэндвич-панели 208.
[00057] В данном иллюстративном примере система 202 обнаружения влаги состоит из нескольких различных компонентов. Как показано, система 202 обнаружения влаги включает в себя фазированную решетку 210, инфракрасную систему 212 обнаружения и контроллер 214.
[00058] Как показано, фазированная решетка 210 представляет собой антенную решетку с электронным сканированием и другой способ, при помощи которого может быть сформирован пучок в дополнение к линзовой антенне или вместо использования линзовой антенны. Фазированная решетка 210 передает пучок 216 электромагнитного излучения в виде импульса 218. В данном иллюстративном примере фазированная решетка 210 может быть антенной решеткой, управляемой для создания пучка 216 электромагнитного излучения, который может представлять собой радиочастотные волны, которые могут направляться электронными средствами в разных направлениях без физического перемещения антенн в фазированной решетке 210.
[00059] В данном иллюстративном примере импульс 218 пучка 216 электромагнитного излучения содержит набор частот 220, выбранных из интервала от около 300 МГц до около 300 ГГц. Как показано, контроллер 214 может выбирать набор частот 220 для импульса 218 пучка 216 электромагнитного излучения на основании желаемой глубины 232, на которую импульс 218 пучка 216 электромагнитного излучения проникает в композитную сэндвич-панель 208.
[00060] Как показано, инфракрасная система 212 обнаружения выполнена с возможностью регистрации количества инфракрасного излучения 222. Инфракрасная система 212 обнаружения может быть реализована аналогично инфракрасной системе 112 обнаружения на ФИГ. 1.
[00061] Контроллер 214 сообщается с фазированной решеткой 210 и инфракрасной системой 212 обнаружения. Контроллер 214 размещен в компьютерной системе 215. Как показано, контроллер 214 выполнен с возможностью управления фазированной решеткой 210 для управления направлением импульса 218 пучка 216 электромагнитного излучения, передаваемого от фазированной решетки 210 на композитную сэндвич-панель 208. Контроллер 214 также выполнен с возможностью синхронизации времени подачи 226 импульса 218 пучка электромагнитного излучения 224 для нагрева композитной сэндвич-панели 208 с временным окном 228, используемым инфракрасной системой 212 обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения 222. Синхронизация времени подачи 226 импульса 218 также может включать сканирование или перемещение импульса 218 в дополнение к длительности импульса 218 в данных иллюстративных примерах.
[00062] Синхронизация увеличивает чувствительность на изображениях инфракрасного излучения 222. Например, контроллер 214 выполнен с возможностью управления инфракрасной системой 212 обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения 222 в композитной сэндвич-панели 208 в пределах временного окна 228, когда композитная сэндвич-панель 208 нагревается импульсом 218 пучка 216 электромагнитного излучения.
[00063] При управлении направлением импульса 218 пучка 216 электромагнитного излучения контроллер 214 управляет фазированной решеткой 210 для управления направлением импульса 218, чтобы покрыть область 230 на композитной сэндвич-панели 208. Контроллер 214 управляет инфракрасной системой 212 обнаружения, чтобы регистрировать количество инфракрасного излучения 222, излучаемого из области 230 в пределах временного окна 228, когда импульс 218 пучка 216 электромагнитного излучения нагревает область 230 на композитной сэндвич-панели 208. В иллюстративном примере временное окно 228 выбрано для регистрации количества инфракрасного излучения 222 в ответ на импульс 218 пучка 216 электромагнитного излучения, нагревающего композитную сэндвич-панель 208 таким образом, что чувствительность инфракрасной системы 212 обнаружения увеличивается.
[00064] При использовании фазированной решетки 210 точность определения области 230 увеличивается по сравнению с использованием других типов систем, испускающих излучение. С фазированной решеткой 210 управление лучом может выполняться таким образом, что местоположение луча известно более точно. В результате, определение энергии 234, приложенной к области 230, является более точным.
[00065] В данном иллюстративном примере контроллер 214 выполнен с возможностью определения уровня влаги 206 в композитной сэндвич-панели 208 с использованием количества инфракрасного излучения 222, зарегистрированного в области 230, и энергии 234 в импульсе 218 пучка 216 электромагнитного излучения, направленного в область 230 на композитной сэндвич-панели 208.
[00066] Контроллер 214 может быть выполнен с возможностью управления инфракрасной системой 212 обнаружения для регистрации количества фонового инфракрасного излучения 236 до передачи фазированной решеткой 210 импульса 218 пучка 216 электромагнитного излучения. Количество фонового инфракрасного излучения 236 представляет собой количество инфракрасного излучения 222, которое присутствует при отсутствии импульса 218 пучка 216 электромагнитного излучения, направленного в композитную сэндвич-панель 208. Фоновое инфракрасное излучение 236 может быть вычтено из количества инфракрасного излучения 222, зарегистрированного для определения инфракрасного излучения 222, возникающего в результате приложения импульса 218 пучка 216 электромагнитного излучения к композитной сэндвич-панели 208.
[00067] Кроме того, контроллер 214 выполнен с возможностью выработки визуального отображения 238 количества инфракрасного излучения 222, зарегистрированного в композитной сэндвич-панели 208. В данном иллюстративном примере визуальное отображение 238 может быть выбрано по меньшей мере из одного из термического изображения, термической карты или какого-либо другого типа визуального отображения. В иллюстративном примере контроллер 214 выполнен с возможностью выработки карты влаги 106 внутри композитной сэндвич-панели 108 с использованием визуального отображения 238, например, термической карты или термического изображения.
[00068] Существует одно или более решений, которые решают проблему обнаружения влаги в пористых конструкциях, таких как композитные сэндвич-панели. В результате, одно или более технических решений могут обеспечивать способность обнаруживать влагу в пористом материале, включая композитную сэндвич-панель. Контроллер управляет работой системы электромагнитного излучения и инфракрасной системы обнаружения для обнаружения уровня влаги в области с использованием временного окна. Выбор временного окна может увеличить чувствительность инфракрасной системы обнаружения.
[00069] В результате, компьютерная система 215 в данном иллюстративном примере работает как компьютерная система специального назначения, в которой контроллер 214 в компьютерной системе 215 обеспечивает возможность управления работой системы электромагнитного излучения и инфракрасной системы обнаружения для обнаружения уровня влаги в области с использованием временного окна. В частности, контроллер 114 преобразует компьютерную систему 215 в компьютерную систему специального назначения, по сравнению с имеющимися в настоящее время общедоступными компьютерными системами, которые не имеют контроллера 214.
[00070] Контроллер 114 на ФИГ. 1 и контроллер 214 на ФИГ. 2 могут быть реализованы в виде программного обеспечения, аппаратных средств, прошивки или их комбинации. Если используется программное обеспечение, то операции, выполняемые этими контроллерами, могут быть реализованы в программном коде, выполненном с возможностью запуска на аппаратных средствах, например, процессорном блоке. Если используется прошивка, то операции, выполняемые контроллером 114 и контроллером 214 могут быть реализованы в программном коде и данных и храниться в постоянной памяти для запуска на процессорном блоке. Если используются аппаратные средства, то аппаратные средства могут включать в себя схемы, которые работают для выполнения операций в контроллере 114 и контроллере 214.
[00071] Аппаратные средства могут принимать вид, выбранный по меньшей мере из одного из схемной системы, интегральной схемы, специализированной интегральной схемы (ASIC), программируемого логического устройства или другого подходящего типа оборудования, выполненного с возможностью выполнения множества операций. При использовании программируемого логического устройства, устройство может быть настроено на выполнение набора операций. Устройство может быть впоследствии переконфигурировано, либо может быть постоянно настроено на выполнение набора операций. Программируемые логические устройства включают в себя, например, программируемую логическую матрицу, программируемую матричную логику, программируемую пользователем логическую матрицу, программируемую пользователем вентильную матрицу и другие подходящие аппаратные устройства. Кроме того, процессы могут быть реализованы в органических компонентах, объединенных с неорганическими компонентами, и могут состоять полностью из органических компонентов, исключая человека. Например, процессы могут быть реализованы как схемы в органических полупроводниках.
[00072] Как показано, контроллер 114 размещен в компьютерной системе 144. В данном примере компьютерная система 144 представляет собой физическую аппаратную систему и включает в себя одну или более систем обработки данных. Если присутствует несколько систем обработки данных, то эти системы обработки данных сообщаются друг с другом с использованием среды передачи данных. Средой передачи данных может быть сеть. Системы обработки данных могут быть выбраны по меньшей мере из одного из компьютера, серверного компьютера, планшета или другой подходящей системы обработки данных.
[00073] Иллюстрация технологической среды 100 обнаружения влаги на ФИГ. 1 и технологической среды 200 обнаружения влаги на ФИГ. 2 не подразумевает физическое или структурное ограничение способа, которым может быть реализован иллюстративный пример. В дополнение к показанным компонентам или вместо них могут использоваться и другие компоненты. Некоторые компоненты могут быть необязательны. Кроме того, блоки представлены для иллюстрации некоторых функциональных компонентов. Один или более из этих блоков могут быть объединены, разделены, или объединены и разделены на разные блоки, когда они реализуются в иллюстративном примере.
[00074] Например, композитная сэндвич-панель 108 может иметь два заполнителя между первым облицовочным листом и вторым облицовочным листом. Эти два заполнителя могут быть отделены друг от друга слоем, который аналогичен облицовочным листам. В качестве другого примера, система 102 обнаружения влаги может использоваться для обнаружения уровня влаги 106 и для типов пористого материала 104, отличающихся от композитной сэндвич-панели 108. Другие типы пористого материала 104 могут включать в себя, например, систему тепловой защиты (TPS) на внешней части ракеты, ракетоносителя или космического транспортного средства. Система тепловой защиты является пористой и может содержать влагу.
[00075] Композитная сэндвич-панель 108 и композитная сэндвич-панель 208 могут использоваться на других платформах, отличных от аэрокосмического транспортного средства. Платформа может быть, например, мобильной платформой, стационарной платформой, наземной конструкцией, водной конструкцией и космической конструкцией. В частности, платформа может представлять собой надводный корабль, танк, транспортное средство для перевозки личного состава, поезд, космическую станцию, спутник, подводную лодку, автомобиль, электростанцию, мост, плотину, дом, производственный объект, здание и другие подходящие платформы.
[00076] Для изменения величины нагрева, в дополнение к выбору длины волны или вместо него, может быть выбран уровень мощности. В одном иллюстративном примере, используя выбранную длину волны и увеличивая амплитуду, можно получить улучшенное изображение глубины задержанной влаги в пористом материале 104. Зная глубину проникновения на основании выбранной длины волны и рассеяния тепла, можно определять глубину задержанной влаги. Другими словами, может быть определена глубина, на которой присутствует влага в пористом материале 104. Кроме того, иллюстративный пример может быть применен к материалам с пустотами или каналами, в которых влага задержана, но не может выйти.
[00077] Со ссылкой на ФИГ. 3 представлена иллюстрация системы обнаружения влаги в соответствии с иллюстративным примером. В иллюстративном примере система 300 обнаружения влаги является примером одной реализации для системы 102 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 1.
[00078] Как показано, система 300 обнаружения влаги содержит радиочастотный генератор 302, магнетрон 304, волновод 306 и линзовую антенну 308. Данные компоненты образуют микроволновый передатчик 309 и являются примерами компонентов, которые могут использоваться в системе 110 электромагнитного излучения, показанной в блочной форме на ФИГ. 1.
[00079] Как показано, радиочастотный генератор 302 вырабатывает радиочастоту для передачи микроволнового пучка 310. Магнетрон 304 вырабатывает электромагнитное излучение в виде микроволн в бытовом примере. Волновод 306 направляет микроволны, вырабатываемые магнетроном 304, через линзовую антенну 308. Линзовая антенна 308 вызывает передачу микроволн в виде микроволнового пучка 310. В иллюстративном примере микроволновой пучок 310 направлен в область 312 на пористом материале 314.
[00080] Система 300 обнаружения влаги также включает в себя инфракрасную камеру 316 и блок 318 включения инфракрасной камеры. Эти два компонента являются примерами компонентов, которые могут использоваться для реализации инфракрасной системы 112 обнаружения, показанной в блочной форме на ФИГ. 1, или инфракрасной системы 212 обнаружения, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. Как показано, инфракрасная камера 316 расположена, чтобы обнаруживать инфракрасное излучение 320 из области 312 в ответ на нагрев пористого материала 314 микроволновым пучком 310.
[00081] Как показано, работой радиочастотного генератора 302 и блока 318 включения инфракрасной камеры управляет схема 322 синхронизации. Таким образом, схема 322 синхронизации может вызывать обнаружение инфракрасного излучения 320 инфракрасной камерой 316 в пределах временного окна, исходя из того, когда микроволновой пучок 310 нагревает пористый материал 314.
[00082] В данном иллюстративном примере процессор 324 выполнен с возможностью получения изображений 326 от инфракрасной камеры 316. На основании полученных изображений 326 процессор 324 вырабатывает индикатор 328 влаги. Индикатор 328 влаги может указывать на наличие влаги. В других иллюстративных примерах индикатор 328 влаги может представлять собой визуальное отображение, например, визуальное отображение 134, показанное в блочной форме на ФИГ. 1, или визуальное отображение 238, показанное в блочной форме на ФИГ. 2.
[00083] Как показано в данном примере, процессор 324 в системе 300 обнаружения влаги управляет схемой 322 синхронизации, чтобы выбирать временное окно для синхронизации операции передачи микроволнового пучка 310 с обнаружением инфракрасного излучения инфракрасной камерой 316. Процессор 324 является примером компонента, который может использоваться для реализации контроллера 114, показанного в блочной форме на ФИГ. 1, или контроллера 214, показанного в блочной форме на ФИГ. 2.
[00084] Со ссылкой далее на ФИГ. 4 представлена иллюстрация фазированной решетки в соответствии с иллюстративным примером. В показанном примере фазированная решетка 400 является примером одной реализации фазированной решетки 210, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. Фазированную решетку 400 можно использовать вместо микроволнового передатчика 309 на ФИГ. 3.
[00085] В иллюстративном примере фазированная решетка 400 включает в себя передатчики 402, фазосдвигающие устройства 404 и антенные элементы 406. Фазосдвигающие устройства 404 могут управляться контроллером, например, контроллером 114, показанным в блочной форме на ФИГ. 1, контроллером 214, показанным в блочной форме на ФИГ. 2, или процессором 324 на ФИГ. 3. Как показано, фазосдвигающими устройствами 404 можно управлять, чтобы вызывать испускание микроволнового пучка 408 антенными элементами 406 в направлении, которое можно изменять электронными средствами. Другими словами, микроволновой пучок 408 управляется электронно. Таким образом, для управления направлением микроволнового пучка 408 необходимы механические или движущиеся части.
[00086] Иллюстрация системы 300 обнаружения влаги на ФИГ. 3 и фазированной решетки на ФИГ. 4 представлена в качестве примеров некоторых вариантов осуществления компонентов в среде 100 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 1, и среде 200 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. Данные примеры не предназначены для ограничения способа, которым могут быть реализованы другие иллюстративные примеры. Например, несмотря на то, что для передатчиков 402 показано восемь передатчиков, может использоваться другое количество передатчиков. Например, в других иллюстративных примерах может использоваться 11, 27, 45 или какое-либо другое подходящее количество передатчиков.
[00087] Далее, со ссылкой на ФИГ. 5 представлена иллюстрация временной диаграммы в соответствии с иллюстративным примером. Временная диаграмма 500 включает в себя график 502 кадров инфракрасной камеры, график 504 импульсов, график 506 хранения изображений и график 507 направления.
[00088] График 502 кадров инфракрасной камеры представляет собой график, показывающий регулирование кадров по времени, в течение которого инфракрасное излучение регистрируется инфракрасной камерой. Каждый кадр представляет собой временной интервал, во время которого регистрируются фотоны для выработки изображения инфракрасного излучения в данном иллюстративном примере.
[00089] График 504 импульсов представляет собой график, показывающий время, в течение которого системой электромагнитного излучения испускается импульс электромагнитного излучения, и длительность импульса пучка электромагнитного излучения. Глубина, для которой может быть выбран импульс электромагнитного излучения, основана на частоте. Увеличение частоты увеличивает проникновение, а уменьшение частоты уменьшает проникновение импульса пучка электромагнитного излучения в пористый материал.
[00090] График 506 хранения изображений представляет собой график, показывающий время, в течение которого сохраняются кадры, выработанные инфракрасной камерой. Когда данные сохраняются, датчики в инфракрасной камере не регистрируют фотоны.
[00091] График 507 направления представляет собой график, показывающий направление импульса электромагнитного излучения. В данном примере сигнал 509 управления направлением показывает импульс электромагнитного излучения, направляемый в пределах примерно от 0° до примерно 45° для покрытия интересующей области.
[00092] Как показано, имеются два временных интервала, временное окно 508 и временное окно 510. В данном иллюстративном примере временное окно 508 представляет собой временной интервал, во время которого вырабатывается и сохраняется кадр 512. Временное окно 508 используется для определения фонового инфракрасного излучения. Данное фоновое инфракрасное излучение может отражать температуру окружающей среды, в которой размещен пористый материал. Временное окно 510 представляет собой временной интервал, во время которого кадр 514 и кадр 516 регистрируются инфракрасной камерой.
[00093] Синхронизация выполняется таким образом, что эти кадры формируются, когда на графике 504 импульсов возникает импульс 518. Импульс 518 представляет собой импульс электромагнитного излучения, например, микроволны, направленные в пористый материал.
[00094] Время подачи импульса 518 является таким, что кадр 514 и кадр 516 регистрируют максимально большое количество инфракрасного излучения. Инфракрасное излучение увеличивается в пределах временного окна 510 от начала импульса 518 в момент времени Т1 и до его окончания в момент времени Т2. Выбор временного окна 510 наряду с передачей импульса 518 в пределах временного окна 510 позволяет инфракрасной камере обнаруживать максимальное количество инфракрасного излучения, вызванного импульсом 518, тем самым увеличивая чувствительность инфракрасной камеры. Таким образом, чувствительность инфракрасной камеры может быть увеличена посредством выбора временного окна 510 для включения максимально большой части импульса 518.
[00095] Кроме того, длительность импульса 518 и величину временного окна 510, выбирают так, чтобы охватить время, в течение которого фотоны регистрируются инфракрасной камерой до передачи сигналов от датчиков в инфракрасной камере для их сохранения в виде изображения. В результате, пока данные считываются с датчиков в инфракрасной камере, непрерывной передачи микроволн не происходит.
[00096] Со ссылкой на ФИГ. 6 представлена иллюстрация таблицы параметров материала в соответствии с иллюстративным примером. В таблице 600 показаны параметры, используемые при выборе желаемой глубины проникновения электромагнитного излучения. В иллюстративном примере табличные данные 602 предназначены для примерного пористого материала, например, заполнителя в композитной сэндвич-панели. Панель содержит декоративный слоистый материал толщиной около 2 мм, панель обшивки толщиной около 1 мм, и сотовый заполнитель и заполнитель из пеноматериала толщиной около 25 мм.
[00097] Столбец 604 показывает электрическую проводимость, столбец 606 представляет магнитную проницаемость, столбец 608 представляет частоту, и столбец 610 определяет глубину проникновения. Глубину в столбце 610 рассчитывают следующим образом:
где
δ - стандартная глубина проникновения (мм);
π - 3,14;
ƒ - тестовая частота (Гц);
μ - магнитная проницаемость (Н / мм); и
σ - удельная электропроводность МСнОМ).
[00098] В этом показанном примере таблица 600 предоставляет глубину проникновения для заполнителя в данном примере. В целом, глубина проникновения увеличивается с увеличением частоты. При определении глубины проникновения могут быть учтены все свойства проверяемого пористого материала. Например, если пористый материал является заполнителем композитной сэндвич-панели, то декоративный слоистый материал, облицовка панели, а также пеноматериал и сотовый заполнитель из могут также учитываться для получения более точной глубины проникновения.
[00099] Со ссылкой на ФИГ. 7 показана схема последовательности операций процесса обнаружения влаги в пористом материале в соответствии с иллюстративным примером. Процесс, показанный на ФИГ. 7, может быть реализован в системе 102 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 1. Данный процесс может быть реализован по меньшей мере в одном из аппаратных средств или программного обеспечения. Если используется программное обеспечение в виде программного кода, то для выполнения различных операций программный код может запускаться процессорным блоком.
[000100] Процесс начинают с передачи электромагнитного излучения в пористый материал (операция 700). Пучок электромагнитного излучения в операции 700 содержит набор длин волн, поглощаемый молекулами воды. В данном примере выбор набора частот электромагнитного излучения основан на требуемой глубине проникновения импульса электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель.
[000101] Согласно процессу регистрируют количество инфракрасного излучения в пористом материале панели в ответ на передачу электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель с использованием временного окна, выбранного для регистрации количества инфракрасного излучения, когда пористый материал нагревают электромагнитным излучением (операция 702). Согласно процессу определяют уровень влаги в пористом материале с использованием количества энергии в переданном электромагнитном излучении и зарегистрированного количества инфракрасного излучения (операция 704). После этого процесс завершается.
[000102] Со ссылкой на ФИГ. 8 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса обнаружения влаги в композитной сэндвич-панели для аэрокосмического транспортного средства в соответствии с иллюстративным примером. Данный процесс может быть реализован по меньшей мере в одном из аппаратных средств или программного обеспечения. Если используется программное обеспечение в виде программного кода, то для выполнения различных операций процесса программный код может запускаться процессорным блоком.
[000103] Процесс начинают с передачи импульса электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель таким образом, что композитная сэндвич-панель нагревается выше температуры окружающей среды (операция 800). Согласно процессу регистрируют количество инфракрасного излучения, выработанного в композитной сэндвич-панели в ответ на передачу импульса электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель с использованием временного окна, выбранного для регистрации количества инфракрасного излучения, когда импульс электромагнитного излучения нагревает композитную сэндвич-панель (операция 802). Количество зарегистрированного инфракрасного излучения указывает на количество влаги в композитной сэндвич-панели.
[000104] Согласно процессу определяют уровень влаги в композитной сэндвич-панели с использованием зарегистрированного количества инфракрасного излучения и энергии импульса электромагнитного излучения, переданной в композитную сэндвич-панель (операция 804). Затем процесс вырабатывает визуальное отображение уровня влаги (операция 806). После этого процесс завершается.
[000105] Визуальное отображение может быть выбрано по меньшей мере из одного из термического изображения, термической карты или какого-либо другого представления. Данное визуальное отображение может использоваться для определения места, в котором присутствует влага. Кроме того, визуальное отображение может указывать глубину, на которой в этих местах присутствует влага.
[000106] На основании зарегистрированного уровня влаги можно произвести действие с композитной сэндвич-панелью. Данное действие может быть выбрано из повторной обработки или замены композитной сэндвич-панели. Повторная обработка может включать, например, передачу дополнительного электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель для уменьшения влаги в композитной сэндвич-панели. Можно также использовать другие методы снижения уровня влаги. Можно использовать термический или инфракрасный нагрев.
[000107] Далее на ФИГ. 9 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса обнаружения влаги в пористом материале в соответствии с иллюстративным примером. Процесс, показанный на ФИГ. 9 может быть реализован в системе 202 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. Данный процесс может быть реализован по меньшей мере в одном из аппаратных средств или программного обеспечения. Если используется программное обеспечение в виде программного кода, то для выполнения различных операций программный код может запускаться процессорным блоком.
[000108] Процесс начинают с управляемого направления импульса пучка электромагнитного излучения в область на пористом материале (операция 900). Управление направлением пучка перемещает импульс пучка электромагнитного излучения по области, чтобы покрыть данную область. Импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, поглощаемых молекулами воды.
[000109] Процесс синхронизирует время подачи пучка электромагнитного излучения для нагрева пористого материала в данной области с временным окном в инфракрасной системе обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения из данной области (операция 902). Согласно процессу регистрируют количество инфракрасного излучения в области на пористом материале в пределах временного окна для инфракрасной системы обнаружения, когда область на пористом материале нагревается импульсом пучка электромагнитного излучения (операция 904). После этого процесс завершается. Количество инфракрасного излучения указывает на уровень влаги в пористом материале.
[000110] Со ссылкой на ФИГ. 10 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса обнаружения влаги в композитной сэндвич-панели для аэрокосмического транспортного средства в соответствии с иллюстративным примером. Процесс, показанный на ФИГ. 10, может быть реализован в системе 202 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. Данный процесс может быть реализован по меньшей мере в одном из аппаратных средств или программного обеспечения. Если используется программное обеспечение в виде программного кода, то для выполнения различных операций программный код может запускаться процессорным блоком.
[000111] Процесс начинают с выбора области на композитной сэндвич-панели (операция 1000). Данная область может быть всей композитной сэндвич-панелью или ее частью. Согласно процессу выбирают набор частот для импульса пучка электромагнитного излучения на основании желаемой глубины проникновения импульса электромагнитного излучения в композитную сэндвич-панель (операция 1002). Импульс пучка электромагнитного излучения содержит набор длин волн, поглощаемый молекулами воды.
[000112] Согласно процессу управляют направлением импульса пучка электромагнитного излучения в область на композитной сэндвич-панели (операция 1004). Управление направлением можно выполнять таким образом, что во время одного импульса покрывается вся область, либо для покрытия всей области может быть использовано множество импульсов. Согласно процессу синхронизируют время подачи пучка электромагнитного излучения для нагрева композитной сэндвич-панели с временным окном в инфракрасной системе обнаружения для регистрации количества инфракрасного излучения (операция 1006).
[000113] Согласно процессу регистрируют количество инфракрасного излучения в композитной сэндвич-панели в области в пределах временного окна для инфракрасной системы обнаружения, когда композитная сэндвич-панель нагревается импульсом пучка электромагнитного излучения (операция 1008). Количество инфракрасного излучения указывает на уровень влаги в композитной сэндвич-панели.
[000114] Согласно процессу определяют уровень влаги в области на композитной сэндвич-панели с использованием зарегистрированного количества инфракрасного излучения в данной области и энергии импульса пучка электромагнитного излучения, переданной в данную область на композитной сэндвич-панели (операция 1010).
[000115] Определяют, имеется ли на композитной сэндвич-панели другая область для проверки (операция 1012). Если имеется другая область, то процесс возвращается к операции 1000. В противном случае процесс вырабатывает визуальное отображение влаги (операция 1014). После этого процесс завершается.
[000116] Визуальное отображение может представлять собой термическое изображение или карту инфракрасного излучения для пористого материала, полученные с использованием энергии импульса пучка электромагнитного излучения и количества инфракрасного излучения, зарегистрированного инфракрасной системой обнаружения в области в пределах временного окна.
[000117] Со ссылкой на ФИГ. 11 представлена иллюстрация схемы последовательности операций процесса управления действиями, выполняемыми в отношении пористого материала в ответ на обнаружение уровня влаги в соответствии с иллюстративным примером. Процесс, показанный на ФИГ. 10, может быть реализован в системе 202 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. Данный процесс может быть реализован по меньшей мере в одном из аппаратных средств или программного обеспечения. Если используется программное обеспечение в виде программного кода, то для выполнения различных операций программный код может запускаться процессорным блоком.
[000118] Процесс начинают с получения набора термических изображений для пористого материала (операция 1100). В данном иллюстративном примере наборы термических изображений могут быть для одной или более областей в пористом материале, представляющих интерес. Согласно процессу определяют уровень влаги с использованием набора термических изображений (операция 1102).
[000119] Согласно процессу определяют с использованием карты, следует ли повторно обработать или заменить пористый материал (операция 1104). Если пористый материал следует заменить, процесс вырабатывает сообщение на замену пористого материала (операция 1106). После этого процесс завершают.
[000120] Вновь со ссылкой на операцию 1104, если установлено, что пористый материал следует повторно обработать, согласно процессу определяют объем необходимой повторной обработки (операция 1108). Этот объем может быть графически определен на карте или при помощи других инструкций.
[000121] Кроме того, объем повторной обработки также может определять операции, которые должны выполняться для повторной обработки пористого материала. Эта повторная обработка может включать нагрев или другие действия. Например, повторная обработка может включать удаление панели обшивки или декоративного слоистого материала с композитной сэндвич-панели, нагрев композитной сэндвич-панели и последующую замену панели обшивки или облицовки.
[000122] Затем согласно процессу вырабатывают сообщение, определяющее объем повторной обработки, которую необходимо выполнить (операция 1110). После этого процесс завершают.
[000123] Схемы последовательности операций и структурные схемы в различных приведенных примерах иллюстрируют структуру, функциональность и работу некоторых возможных вариантов осуществления аппаратов и способов в иллюстративном примере. В этом отношении каждый блок в схемах последовательности операций или структурных схемах может представлять собой по меньшей мере одно из модуля, сегмента, функции или части операции или этапа. Например, один или более из блоков может быть реализован в виде программного кода, аппаратных средств или комбинации программного кода и аппаратных средств. При реализации в аппаратных средствах оборудование может, например, принимать вид интегральных схем, изготовленных или сконфигурированных для выполнения одной или более операций в схемах последовательности операций или структурных схемах. При реализации в виде комбинации программного кода и аппаратного обеспечения вариант осуществления может принимать быть выполнен в виде прошивки. Каждый блок в схемах последовательности операций или структурных схемах может быть реализован с использованием систем аппаратных средств специального назначения, выполняющих различные операции, или комбинации аппаратных средств специального назначения и программного кода, выполняемого аппаратными средствами специального назначения.
[000124] В некоторых альтернативных вариантах осуществления иллюстративного примера, функция или функции, отмеченные в блоках, могут выполняться не в том порядке, который указан на фигурах. Например, в некоторых случаях два блока, показанные последовательно, могут выполняться по существу одновременно, либо блоки могут иногда выполняться в обратном порядке, в зависимости от задействованной функциональности. Кроме того, к проиллюстрированным блокам в схеме последовательности операций или структурной схеме могут быть дополнительно добавлены другие блоки.
[000125] Со ссылкой на ФИГ. 12 представлена иллюстрация структурной схемы системы обработки данных в соответствии с иллюстративным примером. Система 1200 обработки данных может использоваться для реализации компьютерной системы 144, показанной в блочной форме на ФИГ. 1, и компьютерной системы 215, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. В данном иллюстративном примере система 1200 обработки данных включает в себя коммуникационную среду 1202, которая обеспечивает обмен информацией между процессорным блоком 1204, памятью 1206, постоянным запоминающим устройством 1208, блоком 1210 связи, блоком 1212 ввода/вывода (I/O) и устройством 1214 отображения. В данном примере коммуникационная среда 1202 может быть выполнена в виде системы шин.
[000126] Процессорный блок 1204 служит для выполнения инструкций для программного обеспечения, которое может быть загружено в память 1206. Процессорный блок 1204 может представлять собой несколько процессоров, многопроцессорное ядро или какой-либо другой тип процессора, в зависимости от конкретной реализации.
[000127] Память 1206 и постоянное запоминающее устройство 1208 являются примерами устройств 1216 хранения данных. Устройство хранения данных представляет собой любое аппаратное средство, которое способно хранить информацию, такую как, например, без ограничения, по меньшей мере одно из данных, программного кода в функциональной форме или другой подходящей информации на временной основе, на постоянной основе, либо как на временной основе, так и на постоянной основе. В этих иллюстративных примерах устройства 1216 хранения данных могут также называться компьютерочитаемыми устройствами хранения данных. Память 1206 в данных примерах может представлять собой, например, оперативную память или любое другое подходящее энергозависимое или энергонезависимое запоминающее устройство. В зависимости от конкретной реализации постоянное запоминающее устройство 1208 может быть представлено в различных формах.
[000128] Например, постоянное запоминающее устройство 1208 может содержать один или более компонентов или устройств. Например, постоянное запоминающее устройство 1208 может быть жестким диском, твердотельным жестким диском, флэш-памятью, перезаписываемым оптическим диском, перезаписываемой магнитной лентой или какой-либо комбинацией вышеуказанного. Носитель, используемый постоянным запоминающим устройством 1208, также может быть съемным. Например, в качестве постоянного запоминающего устройства 1208 можно использоваться съемный жесткий диск.
[000129] Блок 1210 связи в данных иллюстративных примерах предусмотрено для связи с другими системами обработки данных или устройствами. В данных иллюстративных примерах блок 1210 связи является сетевой интерфейсной платой.
[000130] Блок 1212 ввода/вывода обеспечивает ввод и вывод данных от других устройств, которые могут быть подключены к системе 1200 обработки данных. Например, блок 1212 ввода/вывода может обеспечивать соединение для пользовательского ввода через по меньшей мере одно из клавиатуры, мыши или другого подходящего устройства ввода. Кроме того, блок 1212 ввода/вывода может выводить выходные данные на принтер. Устройство 1214 отображения предоставляет средство отображения информации для пользователя.
[000131] Инструкции по меньшей мере для одного из следующего: операционной системы, приложений или программ могут размещаться в устройствах 1216 хранения данных, которые сообщаются с процессорным блоком 1204 посредством коммуникационной среды 1202. Процессы различных примеров могут выполняться процессорным блоком 1204 с использованием реализуемых на компьютере инструкций, которые могут находиться в памяти, например, в памяти 1206.
[000132] Данные инструкции называются программным кодом, программным кодом для использования компьютером или компьютерочитаемым программным кодом, который может быть считан и выполнен процессором в процессорном блоке 1204. Программный код в разных примерах может быть реализован на различных физических или компьютерочитаемых носителях данных, например, памяти 1206 или постоянном запоминающем устройстве 1208.
[000133] Программный код 1218 размещен в функциональной форме на компьютерочитаемом носителе 1220, который по выбору может быть съемным и может быть загружен или передан системе 1200 обработки данных для выполнения процессорным блоком 1204. Программный код 1218 и компьютерочитаемый носитель 1220 образуют компьютерный программный продукт 1222 в данных иллюстративных примерах. В одном примере компьютерочитаемый носитель 1220 может быть компьютерочитаемым носителем 1224 для хранения или компьютерочитаемым носителем 1226 сигналов.
[000134] В данных иллюстративных примерах компьютерочитаемый носитель 1224 для хранения представляет собой физическое или материальное запоминающее устройство, используемое для хранения программного кода 1218, а не носитель, который распространяет или передает программный код 1218.
[000135] В качестве альтернативы программный код 1218 может передаваться системе 1200 обработки данных с использованием компьютерочитаемого носителя 1226 сигналов. Компьютерочитаемый носитель 1226 сигналов может содержать, например, распространяемый информационный сигнал, содержащий программный код 1218. Например, компьютерочитаемым носитель 1226 сигналов может содержать по меньшей мере одно из электромагнитного сигнала, оптического сигнала или сигнала любого другого подходящего типа. Эти сигналы могут передаваться по меньшей мере по одной из линий связи, таких как линии беспроводной связи, волоконно-оптической кабель, коаксиальный кабель, провод или любой другой подходящий тип линии связи.
[000136] Различные компоненты, проиллюстрированные для системы 1200 обработки данных не предназначены для создания структурных ограничений для способа, которым могут быть реализованы различные примеры. Различные иллюстративные примеры могут быть реализованы в системе обработки данных, включая дополнительные компоненты, или вместо тех компонентов, которые показаны для системы 1200 обработки данных. Другие компоненты, показанные на ФИГ. 12, могут отличаться от показанных в иллюстративных примерах. Различные примеры могут быть реализованы с использованием любого аппаратного устройства или системы, выполненных с возможностью запуска программного кода 1218.
[000137] Иллюстративные примеры раскрытия могут быть описаны в контексте способа 1300 изготовления и технического обслуживания летательного аппарата, как показано на ФИГ. 13, и летательного аппарата 1400, как показано на ФИГ. 14. Со ссылкой на ФИГ. 13 представлена иллюстрация блок-схемы способа изготовления и технического обслуживания летательного аппарата в соответствии с иллюстративным примером. Во время подготовки производства, способ 1300 изготовления и технического обслуживания летательного аппарата может включать разработку спецификаций и проектирование 1302 летательного аппарата 1400 по ФИГ. 14 и поставку 1304 материалов.
[000138] Во время производства выполняют изготовление 1306 компонентов и сборочных узлов и системную интеграцию 1308 летательного аппарата 1400. Таким образом, летательный аппарат 1400 может проходить через стадию сертификации и доставки 1310 для ввода в эксплуатацию 1312. При эксплуатации 1312 заказчиком летательный аппарат 1400 подпадает под регулярное техническое обслуживание и текущий ремонт 1314, что может включать модернизацию, перенастройку, переоборудование и другое обслуживание и услуги.
[000139] Каждый из процессов способа 1300 изготовления и технического обслуживания летательного аппарата может выполняться или осуществляться системным интегратором, третьей стороной и/или оператором или их комбинацией. В данных примерах оператор может быть заказчиком. Для целей настоящего описания системный интегратор может включать в себя, без ограничения, любое количество производителей летательных аппаратов и субподрядчиков по основным системам; третья сторона может включать в себя, без ограничения, любое количество продавцов, субподрядчиков и поставщиков; и оператор может представлять собой авиакомпанию, лизинговую компанию, военную организацию, обслуживающую организацию и так далее.
[000140] Теперь со ссылкой на ФИГ. 14 представлена иллюстрация структурной схемы летательного аппарата, в которой может быть реализован иллюстративный пример. В данном примере летательный аппарат 1400 изготавливают способом 1300 изготовления и технического обслуживания летательного аппарата на ФИГ. 13 и он может содержать корпус 1402 с множеством систем 1404 и внутренней частью 1406. Примеры систем 1404 содержат одну или более систем: движительную систему 1408, электрическую систему 1410, гидравлическую систему 1412, и систему 1414 управления условиями окружающей среды. Может быть включено любое количество других систем. Несмотря на то, что показан пример, относящийся к аэрокосмической области, различные иллюстративные примеры могут применяться в других областях промышленности, таких как автомобилестроительная промышленность.
[000141] Устройства и способы, реализуемые согласно настоящему документу, могут быть использованы во время по меньшей мере одного из этапов способа 1300 изготовления и технического обслуживания летательного аппарата на ФИГ. 13.
[000142] В одном иллюстративном примере компоненты или сборочные узлы, произведенные при изготовлении 1306 компонентов и сборочных узлов на ФИГ. 13, могут быть изготовлены или произведены аналогично компонентам или сборочным узлам, изготовленным во время эксплуатации 1312 на ФИГ. 13 летательного аппарата 1400. Система 102 обнаружения влаги, показанная в блочной форме на ФИГ. 1, и система обнаружения влаги 202, показанная в блочной форме на ФИГ. 2, могут быть использованы для проверки пористых материалов для компонентов или сборочных узлов, произведенных во время изготовления 1306 компонентов и сборочных узлов или во время эксплуатации 1312 летательного аппарата.
[000143] В качестве еще одного примера один или более примеров устройств, примеров способов или их комбинация могут использоваться на производственных этапах, например, изготовления 1306 компонентов и сборочных узлов и системной интеграции 1308 на ФИГ. 13. Система 102 обнаружения влаги на ФИГ. 1 и система обнаружения влаги 202 на ФИГ. 2 могут быть использованы для проверки пористых материалов для компонентов или сборочных узлов во время изготовления 1306 компонентов и сборочных узлов, системной интеграции 1308 и сертификации и доставки 1310. Эти проверки могут выполняться до доставки летательного аппарата 1400 заказчику. В других иллюстративных примерах эти проверки могут выполняться во время технического обслуживания и текущего ремонта 1314.
[000144] Один или более примеров устройства, примеров способа или их комбинация могут быть использованы во время эксплуатации 1312 летательного аппарата 1400, во время технического обслуживания и текущего ремонта 1314 на ФИГ. 13 или в обоих случаях. Использование нескольких различных иллюстративных примеров может существенно ускорить сборку летательного аппарата 1400, снизить стоимость летательного аппарата 1400, или как ускорить сборку летательного аппарата 1400, так и снизить стоимость летательного аппарата 1400.
[000145] Обращаясь теперь на ФИГ. 15, представлена иллюстрация структурной схемы системы управления продуктом в соответствии с иллюстративным примером. Система управления 1500 продуктом представляет собой систему физических аппаратных средств. В данном иллюстративном примере система управления 1500 продуктом может включать в себя по меньшей мере одно из следующего: систему 1502 изготовления или систему 1504 регламентного техобслуживания.
[000146] Система 1502 изготовления выполнена с возможностью изготовления продуктов, таких как летательный аппарат 1400 на ФИГ. 14. Как показано, система 1502 изготовления включает в себя производственное оборудование 1506. Производственное оборудование 1506 включает в себя по меньшей мере одно из технологического оборудования 1508 или сборочного оборудования 1510. Производственное оборудование 1506 также может включать в себя систему 102 обнаружения влаги на ФИГ. 1 и систему обнаружения влаги 202 на ФИГ. 2 для использования при проверке компонентов, изготовленных при помощи производственного оборудования 1506.
[000147] Технологическое оборудование 1508 представляет собой оборудование, которое может использоваться для изготовления компонентов для деталей, используемых для создания летательного аппарата 1400. Например, технологическое оборудование 1508 может включать в себя машины и инструменты. Эти машины и инструменты могут быть по меньшей мере одним из дрели, гидравлического пресса, печи, пресс-формы, машины для укладки композитной ленты, вакуумной системы, токарного станка или другого подходящего типа оборудования. Технологическое оборудование 1508 может использоваться для изготовления по меньшей мере одного из металлических деталей, композитных деталей, полупроводников, схем, крепежных элементов, ребер, панелей обшивки, лонжеронов, антенн или других подходящих типов деталей.
[000148] Сборочное оборудование 1510 представляет собой оборудование, используемое для сборки деталей при создании летательного аппарата 1400. В частности, для сборки компонентов и деталей при создании летательного аппарата 1400 может использоваться сборочное оборудование 1510. Сборочное оборудование 1510 также может включать в себя машины и инструменты. Эти машины и инструменты могут быть по меньшей мере одним из механического манипулятора, машины на гусеничном ходу, системы быстрой установки, сверлильной системы на базе рельсов или роботизированного механизма. Сборочное оборудование 1510 может использоваться для сборки деталей, например, кресел, горизонтальных стабилизаторов, крыльев, двигателей, корпусов двигателей, систем шасси и других деталей для летательного аппарата 1400.
[000149] В данном иллюстративном примере система 1504 регламентного техобслуживания включает в себя оборудование 1512 для регламентного техобслуживания. Оборудование 1512 для регламентного техобслуживания может включать в себя любое оборудование, необходимое для выполнения регламентного техобслуживания на летательном аппарате 1400. Оборудование 1512 для регламентного техобслуживания может включать в себя инструменты для выполнения различных операций на деталях в летательном аппарате 1400. Эти операции могут включать по меньшей мере одно из следующего: разборку деталей, ремонт деталей, проверку деталей, повторную обработку деталей, изготовление запасных деталей или другие операции для выполнения регламентного техобслуживания на летательном аппарате 1400. Эти операции могут выполняться для текущего регламентного техобслуживания, проверок, модернизации, ремонта или других типов операций регламентного техобслуживания.
[000150] В иллюстративном примере оборудование 1512 для регламентного техобслуживания может включать в себя устройства ультразвукового контроля, системы получения рентгеновского изображения, видеосистемы, дрели, сканеры и другие подходящие устройства. Например, оборудование 1512 для регламентного техобслуживания также может включать в себя систему 102 обнаружения влаги, показанную в блочной форме на ФИГ. 1, и систему обнаружения влаги 202, показанную в блочной форме на ФИГ. 2, для использования при проверке пористых материалов, например, композитной сэндвич-панели или других типов подходящих компонентов. В некоторых случаях, оборудование 1512 для регламентного техобслуживания может включать в себя технологическое оборудование 1508, сборочное оборудование 1510, или и то и другое, для изготовления и сборки деталей, которые могут быть необходимы для регламентного техобслуживания.
[000151] Система 1500 управления продуктом также включает в себя систему 1514 управления. Система 1514 управления представляет собой систему аппаратных средств и может также включать в себя программное обеспечение или другие типы компонентов. Система 1514 управления выполнена с возможностью управления работой по меньшей мере одного из системы 1502 изготовления или системы 1504 регламентного техобслуживания. В частности, система 1514 управления может управлять работой по меньшей мере одного из технологического оборудования 1508, сборочного оборудования 1510 или оборудования 1512 для регламентного техобслуживания.
[000152] Аппаратные средства в системе 1514 управления могут использовать аппаратные средства, которые могут включать в себя компьютеры, схемы, сети и других типы оборудования. Управление может принимать вид непосредственного управления производственным оборудованием 1506. Например, роботизированные механизмы, машины, управляемые компьютером, и другое оборудование могут управляться системой 1514 управления. В других иллюстративных примерах система 1514 управления может управлять операциями, выполняемыми операторами 1516 при изготовлении или выполнении регламентного техобслуживания на летательном аппарате 1400 по ФИГ. 14. Например, система 1514 управления может назначать задания, предоставлять инструкции, отображать модели или выполнять другие операции для управления операциями, выполняемыми операторами 1516. В данных иллюстративных примерах в системе 1514 управления может быть реализовано управление по меньшей мере одним из изготовления или регламентного техобслуживания летательного аппарата 1400.
[000153] Например, управление может включать проверки, выполняемые с использованием системы 102 обнаружения влаги, показанной в блочной форме на ФИГ. 1, и системы обнаружения влаги 202, показанной в блочной форме на ФИГ. 2. На основании зарегистрированного уровня влаги система 1514 управления может выполнять такие действия, как например, инициирование повторной обработки, замены или другие действия в отношении проверяемых компонентов. Кроме того, система обнаружения влаги может вырабатывать карту влаги по инфракрасному излучению, регистрируемому в пределах конструкции, например, композитной сэндвич-панели. Количество инфракрасного излучения в термическом изображении коррелирует с количеством влаги, присутствующей в конструкции.
[000154] Эта карта может использоваться для определения того, должна ли выполняться повторная обработка или замена компонента. Кроме того, если повторная обработка выполняется, карта также может использоваться для определения того, как должна выполняться повторная обработка. Это определение может быть преобразовано в инструкции, которые используются для управления другим оборудованием, или направлено оператору 1516.
[000155] В различных иллюстративных примерах операторы 1516 могут работать или взаимодействовать по меньшей мере с одним из производственного оборудования 1506, оборудования 1512 для регламентного техобслуживания или системы 1514 управления. Это взаимодействие может осуществляться для изготовления летательного аппарата 1400.
[000156] Разумеется, система управления 1500 продуктом может быть выполнена с возможностью управления другими продуктами, отличными от летательного аппарата 1400. Хотя система управления 1500 продуктом была описана в отношении изготовления в области аэрокосмической промышленности, система 1500 управления продуктом может быть выполнена с возможностью управления продуктами для других областей промышленности. Например, система 1500 управления продуктом может быть выполнена с возможностью изготовления продуктов для автомобилестроительной промышленности, а также для любых других подходящих областей промышленности.
[000157] Описание различных иллюстративных примеров было представлено в целях иллюстрации и описания и не должно быть исчерпывающим или ограниченным примерами в раскрытой форме. Различные иллюстративные примеры описывают компоненты, которые выполняют действия или операции. В иллюстративном примере компонент может быть сконфигурирован с возможностью выполнения описанного действия или операции. Например, компонент может иметь конфигурацию или техническое воплощение для конструкции, которая обеспечивает компоненту возможность выполнять действие или операцию, описанную в иллюстративных примерах, которые выполняет компонент.
[000158] Таким образом, иллюстративные примеры предусматривают одно или более технических решений, которые решают проблему обнаружения влаги в пористых конструкциях, таких как композитные сэндвич-панели. Одно или более технических решений могут обеспечивать возможность обнаружения влаги в пористом материале, включая композитную сэндвич-панель. Контроллер управляет работой системы электромагнитного излучения и инфракрасной системы обнаружения, для обнаружения уровня влаги с использованием временного окна. Выбор временного окна может увеличивать чувствительность инфракрасной системы обнаружения.
[000159] Многие модификации и варианты будут очевидны специалистам в данной области техники. Кроме того, различные иллюстративные примеры могут предоставлять различные свойства по сравнению с другими желательными примерами. Отобранный пример или примеры выбраны и описаны для того, чтобы лучше объяснить принципы примеров, практическое применение и дать возможность другим специалистам в данной области понять изобретение для различных примеров с различными модификациями, которые подходят для конкретного использования.