专利名称：导线中断类型的测试飞机结构的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及导线中断类型(du type coupe fil)的测试飞机结构设备。本发明涉 及对例如航空领域，特别是例如在机身套圈(des viroles du fuselage)和纵向加固件之 间的飞机结构接合部位维护时的无损控制操作。
背景技术：
当待检查部分不能轻易触及并且需要拆卸操作时，探测航空结构上的疲劳断裂是 一种极其昂贵的维护操作。目前的解决方案包括通过傅科电流手动控制裂缝初始表面，这 需要拆卸某些结构元件。因此问题在于不依靠拆卸操作来探测疲劳断裂的出现并确定其长 度和位置。事先安装好的例如导线中断类型的或傅科电流类型的甚至通过声音探测的传感 器，致力于减少这些成本，因为它们避免控制时待监测部件周边部件的拆卸。然而每种技术 都具有优缺点。导线中断类型的探测器使用一条粘在裂缝初始表面的电导线。这一探测器允许通 过测试导线的电连续性来探测一道裂缝的出现与否。当裂缝延伸到导线所粘贴的位置时电 线被切断。这一解决方法具有只给二元显示的缺陷，并且由于断裂很可能在沿导线长度的 任何一个地方产生，因此既不能估计裂缝长度也不能估计其位置。
发明内容
本发明使用导线中断原理，创新部分存在于其构图中，特别允许同时估计裂缝长 度及其位置。根据这一新构图，代替在导线中断中的一条导线，布置许多连接在两个网中的 导线。出于简化的原因这两个网还可彼此相连。这些网则构成一个最好是垂直的、允许精 确定位损伤的格形结构。因此本发明旨在一种飞机结构测试设备，属于导线中断类型的，包括与待监测结构机械联结的导线，若待监测结构未遭遇无法接受的机械损坏，导线在一端被供电并且在另一端释放 对应于所述供电的电流和/或电压，其特征在于包括两个独立的导线网，在平面载体上沿两个空间方向伸展，这些载体与所述结构连成一体，每个网由不同的网电源供电，导线网的每个导线被连接到所属网的网电源，这两个导线网按层伸展，其中导线部分为平行的，一个导线网的导线部分所取的方向与另一个导线网的导线部分所取的方向正交。
在阅读完随后的描述并检视附图后本发明将更易于理解。这些附图仅作为本发明 的示意图而绝非限制。这些图显示图1 根据本发明带有导线断线的矩阵几何布局的设备；图2 梳状的导线断线几何布局的变型。
具体实施例方式图1表示根据本发明的设备。它包含导线，例如与待监测结构相连接的导线1。该 结构，未被表示出，例如是平面的。但它可以是隆起或T型钢的脊边，甚至是凸缘或其他。导 线1实际上被固定在一个载体上，例如一个聚四氟乙烯片，一面被敷金属并被刻以显现导 线1。这个片则被稳固地粘在该结构上以便其伴随着所有的变化。尤其是一个裂缝2在该 结构中，例如从该结构的脊边3开始延伸，使得导线1中断。为了探测出这种中断，导线1在一端4被电压和/或电流供电。另一端5通过电 传导释出该电压和/或电流。这样一种设备所表现出的缺陷在于裂缝在导线1的一个特定 位置上的定位是不可能的。在5上读取可获得电压只是以二元的方式提供裂缝2存在或不 存在的信息。根据本发明的设备包含两个导线网网络6和7，分别示出在图1的细节放大图 上。事实上两个网络上下粘连，并且连带地一起粘在待监测结构上。这两个网络则构成一个 格子结构。在此结构上，这两个网络中的每一个在其平面载体上朝一个空间方向延伸，该方 向它与另一个网络延伸所遵循的方向不同。因此网络6朝一个方向延伸，这里图1上所显 示的是水平方向，与这些例如1这样的导线的方向垂直。一个网络的导线彼此间平行。对 于网络1而言，它们都与导线1平行。网络7向一个方向延伸，这里是垂直方向，它与它的 这些导线的方向垂直，或者至少与彼此平行的这些导线的部分8至11垂直。这些部分彼此 间平行并且与网络7的延伸方向垂直。这些载体与承载它们的结构是相关联的，并与该结构一起承受该结构所承受的变 形和断裂。于是，网络6由一个网电源通过一个端子12供电，网络7由一个与端子12不同的 网络端子13供电。由此，两个网络被分开供电。分开供电并不必然意味着一个不同的电压 或电波形。但也是有可能的并且最好是，分时供电。尤其是在这最后一种情况下，最好是， 两个网络可由一个共同的端子14彼此相连接。网络被构成为使得一个导线网络的每一条导线被连接到它所属网络的网电源上。 因此网络7的8至11全部导线被连接到端子13。在网络构图上，当实现了电连接时，导线 交叉点使这些连接具体化。因此每个网络可包括一个朝向网络延伸方向的总的连接，网络 的所有导线会渐次地连接到其上。然而两个网络，与各平行导线部分，分层延伸，网络的导线部分所取的方向与另一 网络的导线部分的方向正交。在一种运行模式下，在每一个读取端子，分别如网络6的5或网络7的15，上的注 入点12或13的电连续性可被有序地测试以便确定裂缝的位置。为此目的，该设备包括或 被关联到电子电路16，该电子电路16包括由地址、数据和命令总线18连接到程序存储器19、数据存储器20 (用于记录测量结果)、以及输入输出接口 21的微处理器17。接口 21与 传输总线22 (典型的是飞机总线)保持通信。该总线22被连接到位于网络6和7的载体 附近或其上的解码器23。这一解码器23 —部分被连接到总线22，而另一部分被连接到注 入端子12和13，以及端子如读取端子5和15。在处理器17的作用下，解码器23用于连续 地、甚至同时但独立地对输出连接起作用。当一个网络被供电时，该方法允许确定裂缝2所在的两导线间的间隔。事实上，例 如对于网络7，裂缝2的位置不影响电流在端子13和端子15之间的通过，也不影响在端子 13和导线8及最靠近导线8的导线9的端子24或端子25之间的通过。而由导线11供电 的端子26不再接收电流，因为自边缘3延伸的裂缝已中断了导线10的连接和导线11的连 接之间的对网络7的供电总连接。在网络7的这种情况下，最为重要的是总连接正是受它专门监测的结构影响。正 是这个总连接在它自己被中断时注意到了中断。还有可能的是导线8到11自身不受该限 制。例如在它们的位置处，载体不粘在结构上。还是利用网络7，因此可以确定(导线10和11之间)裂缝2的位置，同样，利用网 络6，就有可能知道它的延伸、它的长度。事实上，位于端子4和端子5之间的导线1将第一 个被裂缝2切断。那么只需要了解在导线1和网络6的27至29中间哪一个是第一个对测 量裂缝长度给予回应的。用同样的方式，注入点12到读取点30至32中每一个的连续性被 顺序地测试，以便确定裂缝的长度(事实上是一个长度区间)。在网络6的情况下，引向特别 连接的总连接不被(最好是不应该被)切断。只有特定连接1和27至29有可能被切断。这样一种设备，当它被应用到结构上的待监测位置时，则需要裂缝的攻击边缘，该 边缘3应与网络7的总连接以及网络6的特定连接平行。若裂缝朝另一个方向延伸，上述 这些总连接和特定连接与其垂直则是较适宜的。不然，若裂缝的延伸方向不可知，或若所有导线受到裂缝的影响，还是可以借助于 网络7的那根最后供电导线10和网络6的那根最后供电导线33知道这一裂缝2的界限是 哪些。在另一种运行模式下，读取端子，如5和30至32，或如15和24至26，例如通过一 个电导体或通过解码器23，可彼此相连。这样的连接因此形成两个独立的电路，一个用于利 用网络7来确定位置，另一个利用网络6来确定裂缝的长度。那么正是由此形成的电路的 电阻当一部分导线被切断时被修改。事实上每一个导线具有与另一些导线的电阻相并联的 一个电阻。若把每一导线的电阻称为R1、R2、RN，有N条导线的这样一个电路的被记作R的等 效电阻是1/R= 1/R1+1/R2+...+1/RN。若导线1至k被裂缝切断，而电路电阻R变成例如 1/R = l/Rk+l+l/Rk+2+. . . +1/RN。电路总电阻的测量因此获得被切断导线的数量以及因此 获得裂缝的长度或者位置。根据所用的方法，微处理器17将执行一个有序测量或等效电阻测量的程序。轨道和电线可由一个敷金属的聚四氟乙烯薄片类型的柔性衬底承载或直接放置 在部件的表面。最好的是，柔性衬底以及轨道具有大于被监测结构材料的变形的最大变形， 这是为了避免裂缝在轨道下延伸之前轨道的断裂。在柔性衬底类型的解决方案的情况下，还可以考虑将每一个不同轨道放置在一个独立载体上、或切成多个小片的唯一载体上，以便避免由于柔性载体上的移动的弹性传输 而造成导线切断，这有可能造成裂缝长度和位置的错误测量。例如，详细地，在特定连接1、27、28、29和34至37的延长切口的总连接之间作清 楚区分。这些切口 34至37与连接1和27至29平行延伸。同样地，切口 38至40位于第 二网络7的特定连接之间。直到专用于监测裂缝的总连接或特定连接，这些切口才不延伸。若该设备可被远程，甚至是无线的例如无总线22的访问，这一导线切断解决方案 则是有益的，这允许避免拆卸部件。然而，本发明主要涉及该设备的构图，无论是何种用于 访问的技术。在图1和2的两个几何布局配置中，导线间水平和垂直间隙可适应于所针对的应 用(部件的尺寸、关键裂缝的长度......)。图2显示本发明设备的另一种实现形式。根据这一另一种梳状形式，两个网络在 待监测平面上被并肩地并置而非如图1中的被叠放。连接点14可被保留。网络7被放置 在裂缝的预料位置3的紧附近。在此情况下，网络7的有用连接包含的平行部分8至11，它 们通过垂直转向的折点和连接被连接到与网络6的读取连接端子排齐的一组端子38。在此 变型中，如在第一版本中一样，这些连接通过测量等效电阻，可被顺序或并行读取。在图2 的情况下，转向连接最好是不可切断的。它们例如由一部分未粘在待监测结构上的载体承 载。
权利要求
一种飞机结构测试设备，属于导线中断类型的，包括与待监测结构机械联结的导线，若待监测结构未遭遇无法接受的机械损坏，导线在一端被供电并且在另一端释放对应于所述供电的电流和/或电压，其特征在于包括两个独立的导线网，在平面载体上沿两个空间方向伸展，这些载体与所述结构连成一体，每个网由不同的网电源供电，导线网的所有导线被连接到导线所属网的网电源，这两个导线网以平行的导线部分按层伸展，一个导线网的导线部分所取的方向与另一个导线网的导线部分所取的方向正交。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于包括用于随着时间相继启用每个电源并测量由此启用的网释放的电信号的微处理器和程 序存储器。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于包括所述微处理器和程序存储器随着时间相继测量启用的网的每个导线上的可用电势和/ 或电流。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的设备，其特征在于包括 由微处理器控制的解码器。
5.根据权利要求4所述的设备，其特征在于包括 导线网的各导线的并联连接，和在程序和微处理器中的测量等效电阻的功能，以便由此推断出损坏的位置。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备，其特征在于包括聚四氟乙烯片，在其一面上被敷金属并对应于导线部分的网的限定被雕刻。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其特征在于 对于一个网，该设备包括被分割成多个小片的唯一载体。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于 这两个网构成矩阵图案。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备，其特征在于 这两个网构成梳状图案。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备，其特征在于这两个网是互连在一起的。
全文摘要
一种探测线路中断，包括与待监测结构机械联结的导线。该导线在一端上被供电并且若待监测结构未遭遇无法接受的机械损坏，则在另一端上输出对应于该供电的电压。作为改善方法，建议两个在平面载体上向两个空间方向延伸的导线网。每个网由一个不同的网电源供电。两个网以平行的导线部分按层延伸。裂缝位置不影响电流在某些端子间的流通。此外某些端子不再接收电流由于裂缝已切断在一条导线的连接和另一条导线连接之间的网电源的总连接。
文档编号G01B7/16GK101946153SQ200880127155
公开日2011年1月12日 申请日期2008年12月26日 优先权日2008年1月3日
发明者N·多明戈斯, S·罗莱特 申请人:欧洲航空防务及航天公司Eads法国