[发明专利]用于测量接触电阻的差动电容式探测器和方法

说明书

用于测量接触电阻的差动电容式探测器和方法，该差动电容式探测器包括框架、从框架延伸的端部执行器、联接到框架以便至少部分地围绕端部执行器的第一电容式盘、以及第二电容式盘，该第二电容式盘联接到框架，以便相对于端部执行器与第一电容式盘径向间隔开，并且至少部分地围绕端部执行器，其中，第一电容式盘的接触表面积与第二电容式盘的另一接触表面积大致相同。

技术领域

示例性实施方式总体上涉及电容式探测器(capacitive probe)，尤其涉及用于测量接触电阻的差动电容式探测器。

背景技术

飞行器时常遭受雷击。通常，雷电最初击中飞行器的末端，例如机头或翼尖，并且来自雷电的电流在离开另一末端(例如机尾)之前通过飞行器的外蒙皮和其他结构分散。虽然某些飞行器是用导电的铝蒙皮构造，但较新的飞行器可能使用的是由导电性较低的复合材料制成的蒙皮。复合材料通常包括两种或更多种组成材料(包括基质材料和增强材料)。用于飞行器蒙皮的复合材料包括碳纤维增强聚合物(“CFRPs”)，其中聚合物树脂用作基质，并用碳纤维增强。碳纤维比聚合物树脂更具导电性，因此在雷电击中飞行器时，碳纤维充当主要导体。碳纤维蒙皮被制成彼此紧固和/或紧固到飞行器的框架的面板。碳纤维蒙皮和紧固件形成了雷击导致的电流流动的导电路径。

为了测试导电路径中的连续性和电阻，可以使用直接雷电效应测试。直接雷电效应测试使系统或部件经受高电流脉冲，以了解此类高电流脉冲对系统或部件的材料的影响。例如，如上所述的飞行器可能被要求通过直接雷电效应测试标准，然后该飞行器才被政府实体(例如美国联邦航空管理局)认证为可以运营。其他系统也可能经受直接雷电效应测试，例如风力涡轮机、建筑结构等。

执行直接雷电效应测试可能会占用大量资源。例如，通常使用大容量的电容器以及复杂的开关和控制系统来产生短持续时间、高电流脉冲。同样，直接雷电效应测试是破坏性测试，因为经受直接雷电效应测试的零件通常不能立即重新使用。例如，被测零件可能会以在重新使用之前需要检查和/或维修的方式损坏。

发明内容

因此，旨在解决至少上述问题的装置和方法会发现效用。

以下是根据本公开的主题的示例的非穷举列表，这些示例可以被或可以不被要求保护。

根据本公开的主题的一个示例涉及一种用于测量接触电阻的差动电容式探测器，该差动电容式探测器包括框架、从框架延伸的端部执行器、联接到框架以便至少部分地围绕(circumscribe)端部执行器的第一电容式盘(pad)、以及第二电容式盘，该第二电容式盘联接到框架，以便相对于端部执行器与第一电容式盘径向间隔开，并且至少部分地围绕端部执行器，其中，第一电容式盘的接触表面积与第二电容式盘的另一接触表面积大致相同。

根据本公开的主题的另一示例涉及一种用于测量接触电阻的差动电容式探测器，该差动电容式探测器包括框架、从框架延伸的端部执行器、联接到端部执行器的交流电源、联接到框架以便至少部分地围绕端部执行器的第一电容式盘、以及第二电容式盘，该第二电容式盘联接到框架以便相对于端部执行器与第一电容式盘径向地间隔开并至少部分地围绕端部执行器，其中第一电容式盘的接触表面积与第二电容式盘的另一接触表面积大致相同，其中电流从端部执行器至少流过纤维增强材料而到达第一电容式盘和第二电容式盘中的每一者，该纤维增强材料将端部执行器联接到第一电容式盘和第二电容式盘中的每一者。

根据本公开的主题的又一示例涉及一种用于测量与纤维增强材料的接触电阻的方法，该方法包括：产生电流，该电流在差动电容式探测器的端部执行器与差动电容式探测器的第一电容式盘和第二电容式盘中的每一者之间流过纤维增强材料，其中，第二电容式盘相对于端部执行器与第一电容式盘径向间隔开，使得第一电容式盘和第二电容式盘均至少部分地围绕端部执行器，并且第一电容式盘的接触表面积与第二电容式盘的另一接触表面积大致相同；利用联接到第一电容式盘和第二电容式盘的控制器，从第一电容式盘和第二电容式盘接收相应的电压读数；以及利用控制器确定与纤维增强材料的接触电阻，其中该确定从所确定的接触电阻中大致消除了纤维增强材料的纤维电阻。

附图说明