[发明专利]用于检测、定位和评估结构所受冲击的声学装置

说明书

本发明涉及一种检测并定位在结构(11)上的冲击(17)的设备。该设备包括至少三个声学传感器(13)和命令和控制装置(15)，每个传感器(13)可以接收在测量空间的任何点发射的直接传播的声波(18)，命令和控制装置(15)适于处理与声学传感器(13)接收的声波相对应的信号，以检测碰撞的发生(17)以及定位在结构(18)上声波(18)来源的一个点。命令和控制装置(15)启动至少一个光学指示器(14)以通过照明(22)所述结构的相应部位来指示位于结构上的冲击点(17)。

技术领域

本发明涉及部件和结构的制造和维修领域的质量控制的普遍问题。本发明具体涉及对部件可能受到冲击的监测，对这些部件检测必须确保严格的质量，这些部件例如是在制造、装配或维修过程中可能受到损坏的由复合材料制成的航空部件和结构。

背景技术

结构损坏不仅发生在飞行器的商业或运行操作中，这种损坏也可能是由在航空部件的做业或最终装配阶段的操作人员造成的。

因此，如果操作人员将例如工具掉落在结构上时，或当在装配区域内移动的机动车辆的驾驶员意外地撞击正在组装的机身时，可能由于各种原因，这个事件没有被检测到。特别是在由复合材料制成的结构的情况下，通过简单的目视检查检测不到的任何损坏。因此在分组装配之前、在结构的最终装配之前或在交付给客户之前无法识别或维修这种损坏。

因此，为了达到交付结构所要求的可靠性和质量水平，必须进行检查，在装配阶段很晚阶段观察到损坏的情况下，对其维修会导致时间损失，从而造成交付延误。这通常反映在由飞机制造商承担的经济处罚上。

目前没有技术手段可以简单而自动地(换句话说，没有操作人员的干预)检测和识别在制造或装配区域内发生的这类事件，并向控制机构发送可能使过程执行的警报信息，该过程旨在评估损坏并迅速决定是否需要进行维修。

因此，对全部的组件进行系统地最终检查，需要能够检测到目视检查无法检测到的损坏的装置。除了上述系统地最终检查，目前能实施措施包括严格的步骤。这些步骤的目的是使每个操作人员负责，使得一旦有任何这类事件的标志，则不会被疏忽掉。在极端情况下，这些步骤可以包括分配此任务的相关操作人员对制造或装配区域持续的目视监视。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种可以连续操作并且不干扰在结构环境中工作人员实时地检测“对结构的冲击”类型的异常事件的设备。

因此，在发生这些异常事件的情况下，可以在最佳条件下干预，特别是在检查和维修成本最低的阶段尽早进行干预。

为此，本发明的主题是用于对结构上的冲击进行检测和定位的设备，该结构位于测量空间中且操作人员和/或车辆在测量空间中移动。

该设备包括：

-至少三个声学传感器，它们未对齐地设置在测量空间内，使得每个传感器接收在测量空间的任何点发射的直接传播声波；

-控制和检查装置，适于处理与至少三个声学传感器接收的声波相对应的信号，以便检测在结构上的冲击的发生，以便定位该结构的点，此点是冲击后由声学传感器检测到的声波的来源。

因此，在没有从事结构领域工作的人员的干预下，且没有对这些人的活动造成任何妨碍，检测到结构上发生的冲击和结构上发生冲击的位置。

通过声学传感器(有利地为麦克风)的合适的传感性，可以检测到听不到的或其强度不会被从事结构领域工作的人员察觉到的冲击，避免发现故障后的后期干预。

在一个实施方式中，该设备还包括至少一个光学指示器，其远程地产生例如可见光点形式的点状照明，并且定位在测量空间中，使得测量空间中的结构的点可由至少一个光学指示器照亮，该光学指示器由控制和检查装置起动，从而通过照亮结构的相应位置来指示位于结构上的冲击点。

因此，结构上的假设冲击的位置是直接且可视觉识别的，无需操作人员解释。