接收增益的变化，该变化尤其是该传感器所暴露的压力和温度变化的函数。那么，可以通过因此修改施加到参考传感器22的接收器221的增益控制值25补偿该变化，以在该传感器的输出26处获得具有给定恒定水平的信号。
[0050]随后可以有利地使用这样确定的增益控制25的修改的值g’，以在测量阶段修改与所考虑的参考传感器22相同类型的测量传感器21的接收器212的增益，从而补偿这些测量传感器的接收增益的变化。由于这些传感器21与参考传感器22的类型相同，并且放置在相同环境中，这些传感器的增益的变化基本上与参考传感器22的增益的变化基本相同，使得通过给测量传感器21的接收器施加值等于g’的增益控制27，可以有利地纠正该变化。
[0051]从而，根据本发明的自动校准的方法利用对该增益变化的确定，以实现测量传感器21的校准，这些测量传感器在制造过程中实现对所考虑的复合材料部件的检查。如图3所示，根据本发明的校准方法为此执行以下步骤:
[0052]-第一步骤31，在第一步骤31期间，首先，给所考虑的参考传感器22的发射器22e施加由信号发生器29提供的激励电信号28，使得发射器22e发射给定振幅的超声波穿过在其上面安装参考传感器22的垫23，然后，在该第一步骤期间，测量与由参考传感器22的接收器22r接收的参考超声回声相对应的测量信号24的振幅，该回声对应于发射后穿过垫23之后的超声波。
[0053]-第二步骤32，在第二步骤32中，确定要施加给所述参考传感器22的接收器22r的增益控制25的值g’，以便测量信号24的振幅值基本上等于另外确定的设定值。该步骤例如通过测量和控制设备211来实现，测量和控制设备211通过每个传感器(测量传感器或参考传感器)测量传送的信号24、26的振幅，并且分别控制施加给每个传感器的增益控制 25、27。
[0054]该值的确定例如通过迭代来实现。在每次迭代中，在参考传感器22上施加给定值的增益控制25并且确定由该传感器的接收器22r提供的测量信号的水平，重复该操作直到增益控制25的值g’能够获得基本上等于设定值的测量信号24。
[0055]该设定值通常被固定使得测量信号24与参考回声相对应，参考回声的水平明显大于噪声水平而不导致传感器饱和。
[0056]-第三步骤33，在第三步骤33期间，修改要施加给测量传感器21的接收器2Ir的增益控制27的值，使之等于第二步骤中确定的增益控制25的值。
[0057]根据本发明，针对所考虑的参考传感器，执行上述顺序的三个步骤，优选地，针对涉及温度和/或压力的值的变化的部件11的制造的每个步骤，至少执行一次上述顺序的三个步骤。这样，对于每个步骤，可以调节不同的测量传感器21的增益控制27，以优化由每个传感器检测的回声的水平。
[0058]值得注意的是，根据测试系统的结构而定，用于控制不同传感器(测量传感器或参考传感器)并且实现测试操作和校准操作的设备可以具有不同的性质。因此，可以使用能够同时控制所有传感器的设备，或者能够依次控制不同传感器的设备。图4示出了使用的示例，对应于被配置用于顺序而非同时地实现不同传感器的控制的测量系统。
[0059]在不限制在此示出的本发明的范围或目的的该应用示例中，部件11的测量装置包括两种类型的测量传感器21和41，使得根据本发明的校准装置本身包括两个校准传感器22和42。使用根据本发明的校准装置的元件的设备在此还完全整合到测量系统中。
[0060]其结果是，在运行中，测量和校准传感器轮流接收来自发生器29的激励信号，通过由控制部件例如测试系统的计算机(图4上未示出)控制的复用/解复用电路44，该信号被交替提供到不同的传感器，即测量传感器21、41或参考传感器22、42。
[0061]在例如图4示出的配置中，当其被激发时，每个传感器的发射器21e、41e、22e或42e发射超声波，接收器21r、41r、22r或42r接收发射的波穿过部件11或参考垫23或43的传播所产生的回声。
[0062]相应的测量信号通过复用/解复用电路44被传送到测量操作设备211。此外，系统的每个传感器通过复用/解复用电路44接收由测量设备211提供的增益控制25、45、27或47。
[0063]将校准装置整合到整个测量系统中的这种结构能够交替地控制所述传感器组，以便在涉及狭义的测量方面，能够针对每个测量传感器21或41交替地实现测量。
[0064]类似地，通过依次使用参考传感器22和参考传感器42，以及针对每个传感器执行根据本发明的校准方法来实现校准操作。在针对参考传感器的校准阶段这样确定的接收增益控制25、45值随后被施加给相应的测量传感器的接收增益控制。因此，施加给与校准传感器22相同类型的测量传感器21的增益控制27的值是执行校准过程之后针对传感器22确定的增益控制25的值。同样，施加给与校准传感器42相同类型的测量传感器41的增益控制47的值是执行校准过程之后针对传感器42确定的增益控制45的值。
[0065]值得注意的是，就图2所示的情况而言，根据本发明的校准装置是在被整合到全局测试系统中的大的测量环境中，所述全局测试系统负责使用测试传感器21和41，以及利用由控制和测量设备211获得的测量结果。所述校准装置是在此未示出的测试系统的总计算机，执行描述每个参考传感器22和42的校准方法的算法。
[0066]为此，在校准阶段，其控制参考传感器22或42的激励，通过迭代修改施加给所述参考传感器的增益值，控制由该传感器提供的接收信号的测量信号的获得，以确定最佳增益值。针对不同的参考传感器依次执行校准阶段。
[0067]其结果是，在测量阶段，其进行控制，将针对每个参考传感器22或42确定的接收增益的最佳值施加给与所考虑的参考传感器相同类型的每个测量传感器21或41。
[0068]因此可以通过前面的描述看到，由于使用根据本发明的自动校准设备，借助超声传感器，可以明显改善复合材料部件制造期间在复合材料部件上实现的测量。事实上，由于制造过程中实现的校准操作，所分析的信号的振幅可以保持在最佳值，由传感器的接收处的固有增益变化引起的、传感器提供的信号的振幅的变化可以被消除，因此，该信号的振幅的任何变化可以直接归因于制造中的部件的结构的变化，尤其归因于树脂的粘弹性状态的变化、纤维密度的变化或者可能存在的气泡或空隙。
【主权项】
1.一种用于在制造期间检查复合材料部件(11)的结构的测量超声传感器(21，41)组的自动校准装置，其特征在于，其包括在与所述部件(11)相同的环境中，放置在所述部件(11)附近的一组参考超声传感器(22，42)，每个参考传感器安装在校准垫(23，43)上，能够被激励以实现对参考回声的振幅的测量，所述参考回声由传感器发射的超声波穿过所述参考传感器(22，42)安装在其上面的垫(23，43)之后形成，该组至少包括用于检查所述部件(11)的结构的每种类型的测量传感器的参考传感器；所述装置还包括用于在所考虑的部件的制造过程中在确定时刻激励每个参考传感器(22，42)的设备，实现由该传感器接收的参考回声的振幅的测量并且确定要施加于该传感器的增益控制(25，45)的值以将参考回声的振幅保持在确定的设定值。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，其还包括用于给每个测量传感器(21，41)施加增益控制(27，47)的设备(211)，增益控制(27，47)的值是针对与所考虑的测量传感器(21,41)相同类型的参考传感器(22，42)确定的增益控制(25，45)的值的函数。3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，其还包括用于给每个测量传感器(21，41)施加增益控制(27，47)的设备，增益控制(27，47)的值基本上等于针对与所考虑的测量传感器相同类型的参考传感器(22，42)确定的增益控制(25，45)的值。4.根据任一项前述权利要求所述的装置，其特征在于，用与形成所述测量传感器(21，41)组所检查的所述部件(11)的复合材料相同的复合材料实现垫(23，43)。5.根据权利要求1至3的任一项所述的装置，其特征在于，所述垫(23，43)由碳化硅或钢实现。6.根据任一项前述权利要求所述的装置，其特征在于，每个参考超声传感器(22，42)安装在分开的垫(23，43)上。7.—种用于在复合材料部件制造期间检查复合材料部件(11)的结构的超声传感器组的自动校准方法，其特征在于，其使用根据任一项前述权利要求所述的装置以执行以下步骤: -第一步骤(31)，在第一步骤(31)期间，在参考传感器(22，42)上施加激励信号以使所述参考传感器(22，42)向上面安装有所述参考传感器(22，42)的参考垫(23，43)中发射超声波，测量由该传感器接收的参考回声的振幅； -第二步骤(32)，在第二步骤(32)期间，确定要施加给该传感器(22，42)的增益控制(25，45)的值以获得振幅值基本上等于设定值的参考信号； -第三步骤(33)，在第三步骤(33)期间，给与所考虑的参考传感器(22，42)相同类型的测量传感器(21，41)分配前一步骤确定的增益控制； 针对每个参考传感器(22，42)，针对复合材料部件(11)的制造过程的每个周期(温度、压力)，执行这个顺序的三个步骤至少一次。
【专利摘要】根据本发明，借助不同类型的超声传感器(21，41)的检查系统的自动校准，用于在制造期间检查复合材料部件(11)的结构，是通过使用所谓的参考传感器(22，42)来实现的，参考传感器(22，42)安装在参考垫(23，43)上并且放置在所考虑的部件的制造环境中。所述自动校准包括激励参考传感器(22，42)使其发射超声波，以及测量由发射的超声波穿过传感器安装在上面的参考垫(23，43)后形成的所谓的参考回声(24，44)的振幅。该振幅与设定值进行比较，并且对施加到传感器(22，42)的增益g’起作用，以获得基本上等于该值的参考回声振幅值。最后，施加给参考传感器(22，42)的增益被施加给检查系统的与该传感器相同类型的传感器(21，41)。依次针对部件的所有制造步骤，针对每个参考传感器实施所述操作。
【IPC分类】G01N29/11, G01N29/44, G01N29/30
【公开号】CN105008911
【申请号】CN201380073549
【发明人】斯特凡·奥弗雷, 胡贝特·瓦尧姆
【申请人】欧洲航空防务与空间公司Eads法国
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2013年12月17日
【公告号】EP2936139A1, WO2014095863A1