用于检测夹层结构中液态水的存在的系统和方法与流程

本发明总体上涉及航空结构的监测系统。

背景技术：

在航空领域中，经常使用夹层结构，即由两个通过非常轻的芯部分开的外蒙皮构成的结构，该芯部通常由将它们分开的蜂窝结构构成，从而允许大的抗弯刚度，并且具有有限的重量增加。夹层结构可以为：金属的，其具有通常由铝(有时是钛)制成的蒙皮以及由相同材料制成的蜂窝芯部；或非金属的，其具有由碳、玻璃或芳纶纤维和聚合物基质复合材料制成的蒙皮以及玻璃或芳纶纤维增强蜂窝芯部。在两种情况下，蒙皮和蜂窝部都粘有粘性薄膜。

夹层结构的轻盈性和相对有竞争力的成本促进了它们在航空领域的广泛应用。然而，具有蜂窝芯部的夹层结构易受可能限制其使用寿命的一个问题的影响(也降低了其可靠性)：液态水进入芯部的可能性。

实际上，蒙皮通常非常薄；当蒙皮破裂(甚至在微观水平上)而损害完整性时，或甚至对于非常薄的蒙皮，由于孔隙率，可能会发生液态水进入的问题。在使用中夹层结构所暴露于其的压力循环也容易使水进入用于航空用途的夹层结构中。实际上，在飞机起飞后的海拔高度增加的阶段，夹层结构外的压力趋于减小，并且如果夹层结构被气密密封，则从内向外产生应力；相反，在着陆前的海拔高度降低的阶段，夹层结构外的压力趋于上升；这样，在蒙皮存在破裂的情况下，会引起从外部到内部的压力差，特别是当穿过云层时，容易使水滴进入蜂窝结构中。这种现象当然是负面的，而且因为在飞行循环期间蜂窝结构内的液态水还暴露于导致其凝固的严重温度下降，从而出现通过由凝固产生的热膨胀破坏蜂窝单元的效果。因此，金属和复合夹层结构的使用受到需要频繁检查蜂窝芯部内部液态水的存在的限制。使用的方法之一为红外热成像术，其对水的存在特别敏感。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种用于检测夹层结构中的游离液态水的存在的系统。

为此目的，本发明的目标是一种用于检测夹层结构中的液态水的系统，该夹层结构包括两个外蒙皮和刚性互连外蒙皮的蜂窝芯部，并且在该蜂窝芯部中获得多个单元，该多个单元在相对端部处通过两个外蒙皮封闭，所述多个单元进一步被配置为彼此流体连通，其中，所述系统包括：

至少一个传感器，放置在所述多个单元中的一个单元内，所述传感器对所述多个单元内游离液态水的存在敏感，以及

处理单元，被配置为接收由传感器提供的输出信号，并在所述多个单元内存在游离液态水的情况下发出警告。

此外，本发明的目标是一种用于检测夹层结构中的液态水的方法，该夹层结构包括两个外蒙皮和刚性互连外蒙皮的蜂窝芯部，并且在该蜂窝芯部中获得多个单元，该多个单元在相对端部处通过两个外蒙皮封闭，所述多个单元进一步被配置为彼此流体连通，

提供放置在所述多个单元中的一个单元内的至少一个传感器，所述传感器对所述多个单元内游离液态水的存在敏感，

其中，该方法包括：

接收由传感器提供的输出信号，以及

在所述多个单元内存在游离液态水的情况下发出警告。

附图说明

现在将描述一些优选但非限制性的实施例；参考附图，其中：

-图1为夹层面板的一部分的示意性剖视图，其装配有根据本发明的监测系统；以及

-图2为图1中所示的夹层面板的一部分的示意性平面图。

具体实施方式

参考附图，其示出共同标记为10的夹层结构的一部分。

夹层结构10包括分别标记为11和13的两个外蒙皮，以及刚性地互连外蒙皮11和13的蜂窝芯部15。

外蒙皮11、13可以由金属材料或复合材料(包括纤维增强树脂基质)制成。

蜂窝芯部15可以由金属材料或复合材料(包括纤维增强树脂基质)制成。

蒙皮11和13固定在蜂窝芯部15的两个相对侧上，例如，借助于结构粘合剂。

因此，在芯部15中获得多个单元16，所述多个单元在相对的端部上通过两个外蒙皮11和13封闭。单元16还被配置为彼此流体连通，例如，通过在蜂窝材料的将单元16彼此分开的壁中形成的孔。在图2中，流体的通路由虚线17示意性地表示，流体通路将相邻的单元16互连。

至少一个传感器19位于单元16之一内。这种传感器19对单元16内部游离液态水的存在敏感。特别地，传感器19为湿度传感器。在存在液态水的情况下，芯部15内的体积中的湿度约为100％，因为芯部15以允许单元16之间相互连通的方式制成。使用湿度传感器(例如基于电容量的测量)允许通过读取内部湿度等于100％(具有传感器的测量公差)来指示水的存在。

处理单元20例如布置在存在夹层结构10的飞机上，处理单元被配置为从传感器19接收输出信号。处理单元20可以通过有线或无线方式连接到传感器19。

基于传感器19提供的输出信号，如果夹层结构10的单元16中存在游离液态水，则处理单元20可以发出视觉和/或听觉警告。

技术特征：

技术总结
一种用于检测夹层结构(10)中的液态水的系统和方法，该夹层结构(10)包括两个外蒙皮(11、13)和刚性互连该外蒙皮(11、13)的蜂窝芯部(15)，并且在该蜂窝芯部中获得多个单元(16)，多个单元在相对端部处通过两个外蒙皮(11、13)封闭，该多个单元进一步被配置为彼此流体连通，其中，该系统包括：至少一个传感器(19)，放置在所述单元之一内，该传感器对所述多个单元内游离液态水的存在敏感；以及处理单元(20)，被配置为接收由传感器(19)提供的输出信号，并在所述多个单元内存在游离液态水的情况下发出警告。

技术研发人员：米凯莱·扬诺内;詹彼罗·科波拉
受保护的技术使用者：里昂纳多有限公司
技术研发日：2019.04.09
技术公布日：2019.10.22