[发明专利]用于监控特别是激励器的多个装置的正确操作的装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于监控分布于结构中的多个装置，特别是激励器，的正确操作的装置。该装置用于监控特别应用于交通工具，尤其是飞行器中的设备、系统的正确操作。

背景技术

包括分布在结构中的多个激励器的机上系统的数量日益增加，特别是在运输领域，有时达到很大的数量。开发的更小尺寸的激励器使得能够更好地集成给定系统，并因此增加了它们在给定系统中的数量。例如在航空领域，期望以往数量增加的各种类型的激励器能用于飞行器中，以通过精确定位动作来最优化飞行管理。基于源自多个物理参数的传感器的测量值来激励所述激励器。这些传感器和激励器组通过最优化其他功能中的能量预算来参与飞行器的飞行。最终，第二组传感器实时监控交通工具的详细健康状态，通常称为“健康监控”；在此情况中，传感器参与提高飞行安全和将保持操作最优化。因此已开发出的飞行器机翼被设计为包含了大量的分散到机翼上的微型设备。这样的机翼可能特别包含多个(几十或几百)微型激励器，使得能够监控机翼平面的精确点上的气流。以此方式，位于机翼表面的一部分上的湍气流(其被为此目的设置的传感器检测到)能够通过临近设置的一个或多个微型激励器修正为层流(laminar flow)。

下面描述选作示例的激励器类型以清楚地描述本发明：边界层激励器。本发明可以应用所有已知类型或未来类型的激励器，只要所述激励器对可被测量的热和/或声学识别特征(signature)有物理影响，如下面更详细所述。

上述的微型激励器例如可以是流体微型激励器，通常已知的名字为等离子体合成射流微型激励器或相应的首字母缩写“PSJA”。PSJA激励器采用了包含等离子体的小腔体、加热该腔体的容纳物的电弧的形式，以释放腔体内包含的空气，进而膨胀。PSJA激励器可以采用离散部件的形式，或者通常称为“MEMS”的微型电机系统的部件的形式，也就是说，例如以与其他部件或电路的集成方式微型加工的部件。

可以用确定频率来周期性地激励PSJA激励器，用于模拟机械-涡流发生器。气体排出然后以变化的方式进入PSJA激励器，这扰乱了其临近的气流，使得能够减少边界层的分离。还可以应用成组组装且分布在机翼表面上的压电微型激励器，其能够应要求产生机翼表面的变形。

还可以采用基于MEMS微型电动机的微型激励器，或者形状记忆合金激励器或者人工肌肉类型激励器。

应注意，系统可以包括前述类型的多个设备，但同样也可以包括不同种类的各个类型的多个传感器。

例如期望机翼包括多个前述类型的微型激励器，每个激励器的部分或全部失效能够被检测到。具体地，单个激励器失效对于整个机翼表面周围的空气动力流(aerodynamic flow)是个不好的结果，污染影响(contamination effect)能够快速地将初始局限的湍流扩大到整个机翼表面。

可以对每个微型激励器连接一个集成的监控装置，其直接测量激励器的正确操作。然而，这样的方案在实际中可能是有害的，因为：

1)其增加了微型激励器的复杂度；

2)该增加的复杂度明显带来了相对于其所安装到的微型系统的成本的额外的监控功能成本；

3)增加集成的监控装置在空间需求方面可能是有害的，该监控装置必然提出相当大的空间需求；

4)以相同的方式，给每个激励器增加监控装置导致很大的重量，这对飞行器的飞行性能有害；

5)每个监控装置要被供电；

6)在任何情况中，需要使用制造得更复杂的连接系统，以将每个监控装置电性地和功能性地连接到相关的微型激励器，因此微型系统形成为具有集中式管理装置。

7)每个监控装置本身相对于环境具有敏感性；

8)所述集成的监控装置的测试的覆盖范围的质量通常受限，只有一定数量的激励器被监控，而非其行为的有效过程作为物理结果的监控。

发明内容

本发明的一个目的是通过提出一种监控装置来至少减轻上述缺点，该监控装置能够诊断诸如激励器的多个设备的正确操作，该监控设备简单且对其所应用于的系统的重量要求不大。

本发明的一个优点是该监控装置对于多个设备是通用的，这些设备可以是相同类型，也可以是不同类型。

本发明的另一个优点是监控装置不会相对于其所用于的系统的热、机械和电环境进一步造成缺少鲁棒性。

本发明的又一优点是监控装置相对于其中使用了该监控装置的系统而言不会有可靠性损失。

本发明的又一优点在于监控装置能够确保其所关联的微型激励器的失效模式的良好覆盖范围。