[发明专利]飞行器中的结构的无损探伤

说明书

技术领域

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

背景技术

对飞行器的结构或者机械部分进行定期探伤，特别是用于检测可能存在的裂纹，从而在需要时进行适当维修。

通过专利申请EP2037261已知一种无损探伤系统，其包括由附接在要探伤的表面上的多个固定线圈构成的探头。这些线圈的子集被依次馈电并串联连接，以模拟对探头要探伤的表面的连续扫描。在把线圈安装到该表面之前，在空气中进行线圈的初始化，并对线圈子集发出的信号进行相互比较，以检测该结构中的表面裂纹。

然而，该系统触发的报警未必都表示有裂纹。的确，电磁干扰和/或者温度变化和/或者结构的机械特性的变化(例如，材料的硬化)都可能干扰涡流的循环(circulation)，并引起线圈处阻抗的变化。

本发明的目的在于提供一种使用涡流检测金属结构中的可能缺陷的无损探伤方法，特别地，其能够不受外界因素或结构中的自然变化的干扰地检测裂纹，从而克服了上述缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种借助附接到金属结构的表面的线圈阵列、使用涡流来检测所述结构中的缺陷的无损探伤方法，该方法包括激励线圈以及测量表示涡流的电信号，所述方法还包括：使用与安装在表面边缘处的至少一个线圈发出的特定电信号对应的边缘效应作为参考，来估算每个线圈的电信号随时间的变化，所述变化的程度指示结构中是否存在缺陷。

因此，根据本发明的方法使得可以自动、精确并且可靠地检测无法进入的区域中的缺陷，同时还避免错误报警。

有利地，该方法包括对安装在表面边缘处的线圈的特定电信号进行相互比较的步骤。

这使得能够与先前结果进行交叉对比，以进一步保证不发生错误诊断。

根据本发明的一个有利特征，该方法还包括以下步骤：

-通过在线圈的电信号相对于阻抗平面中的边缘效应的级别与所述表面上的所述线圈的空间分布之间建立对应关系，来确定空间映射，以及

-显示所述空间映射。

这使得可以直接定位任何指示存在缺陷的线圈的位置。

有利地，该方法包括以下步骤：

-使用具有粘性的柔性材料来将所述线圈阵列中的每个线圈装配到所述结构的表面，

-使用所述柔性材料覆盖线圈阵列，以及

-借助所述柔性材料来保持线圈阵列与所述表面的接触。

这使得线圈能够完美地适合于任意几何形状的表面、更好地接触并且更好地保护阵列。

根据本发明的一个方面，该方法包括：针对根据所述线圈在表面上的位置确定的检测阈值，来分析线圈发出的电信号。

这些裂纹检测阈值使得可以快速并有效地确定线圈的电信号的级别是否是该结构可接受的。

有利地，该方法包括：按预定时间间隔校准所述线圈阵列，以分析所述结构的表面上的变化。

这使得在任何时候都能有效地诊断每个线圈的工作状态。

有利地，该方法包括排除任何表现异常的线圈的电信号。

这使得即使一个或者多个线圈故障，也能执行检测。

根据本发明的另一方面，该方法包括以下步骤：

-在取边缘效应作为参考的同时确定线圈发出的所述电信号的相位，以及

-分析所述电信号的与表面涡流对应的相对于参考相位的相移。

这使得除了表面裂纹以外，还能够检测位于深处(deep-lying)的缺陷。

本发明还涉及一种借助附接到金属结构的表面的线圈阵列、使用涡流来检测所述结构中的缺陷的无损探伤设备，该设备包括：激励装置，用于激励线圈；测量装置，用于测量表示涡流的电信号；以及数据处理装置，用于使用与安装在该表面的边缘处的至少一个线圈发出的特定电信号对应的边缘效应作为参考，来估算每个线圈的电信号随时间的变化，所述变化的程度指示该结构中是否存在缺陷。

本发明还涉及一种飞行器，其包括金属结构和用于对该结构进行探伤、实现根据上述特征之一的方法的设备。

附图说明

在参照附图阅读本发明的优选实施例时，本发明的其它特征和优点将显而易见，附图中：

图1A和1B示意性地示出根据本发明的可以用于执行无损探伤方法的设备，所述方法使用涡流来检测飞行器的金属结构中的缺陷；

图2示出阻抗平面上的图1所示设备的线圈的常规阻抗图的一个例子；

图3A和3B示出根据线圈在飞行器的结构上的位置的线圈发出的归一化阻抗的分布；