Способ и система для неразрушающего контроля
Использование: для неразрушающего контроля. Сущность изобретения заключается в том, что система для неразрушающего контроля содержит средства сопряжения с испытуемым изделием и средства сопряжения с эталонным изделием. Средства сопряжения с испытуемым изделием содержат соединитель для соединения с металлическим компонентом испытуемого изделия и соединитель для соединения с углеволокнистым композитным компонентом испытуемого изделия. Средства сопряжения с эталонным изделием содержат соединитель для соединения с металлическим компонентом эталонного изделия и соединитель для соединения с углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия. Система также содержит датчики для генерирования сигналов, основанных на напряжении и токе, вызванных термоэлектрически между средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием, при этом ток и напряжение основаны на разнице температур между испытуемым изделием и эталонным изделием. Система также содержит процессор для генерирования, на основании указанных сигналов, выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет испытание ударом молнии. Технический результат: обеспечение возможности ограничения использования испытаний на воздействие прямого удара молнии по отношению к системам или компонентам. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 5 ил.
Настоящее изобретение в целом относится к неразрушающему испытанию или контролю.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Неблагоприятные погодные условия могут существенно влиять на проектные решения для конструкций или систем, подверженных воздействию окружающей среды. Например, конкретные материалы или конкретная схема расположения компонентов могут быть подобраны на основании условий окружающей среды, воздействию которой может быть подвержена конструкция или система. Кроме того, для утверждения проектного решения может быть проведено испытание конкретных материалов или конкретной схемы расположения компонентов.
Одним конкретным примером испытания на работу в конкретных условиях окружающей среды является испытание на воздействие прямого удара молнии. При испытании на воздействие прямого удара молнии систему или компонент подвергают воздействию сильноточных импульсов, что позволяет изучить воздействие таких сильноточных импульсов на материалы системы или компонента. Например, может потребоваться, чтобы летательный аппарат удовлетворял стандарту на проведение испытаний на воздействие прямого удара молнии до сертификации этого летательного аппарата государственной организацией, такой как Федеральное управление гражданской авиации США. Кроме того, испытанию на воздействие прямого удара молнии Могут быть подвергнуты и другие системы, такие как ветряные турбины, конструктивные элементы и т.п.
Проведение испытания на воздействие прямого удара молнии может представлять собой достаточно ресурсоемкий процесс. Например, для генерирования кратковременных высокотоковых импульсов обычно используют большие наборы конденсаторов и комплексных систем управления и переключения. Кроме того, испытания на воздействие прямого удара молнии представляют собой разрушающие испытания в том отношении, что детали, подвергаемые испытанию на воздействие прямого удара молнии, обычно не пригодны для их незамедлительного повторного использования. Например, детали могут быть повреждены до некоторой степени, что потребует их обследования или ремонта перед использованием.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В одном конкретном примере система для неразрушающего контроля содержит средства сопряжения с испытуемым изделием и средства сопряжения с эталонным изделием. Средства сопряжения с испытуемым изделием содержат первый электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом испытуемого изделия, и второй электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом испытуемого изделия. Средства сопряжения с эталонным изделием содержат третий электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом эталонного изделия, и четвертый электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия. Система для неразрушающего контроля также содержит по меньшей мере один датчик, электрически соединенный со средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием. По меньшей мере один датчик выполнен с возможностью генерирования по меньшей мере одного сигнала, основанного на напряжении между средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием и токе между средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием, при этом ток и напряжение основаны на разнице температур между испытуемым изделием и эталонным изделием. Система для неразрушающего контроля дополнительно содержит процессор, выполненный с возможностью генерирования выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие удовлетворяет стандарту на проведение испытаний на воздействие молнии, на основании по меньшей мере одного сигнала по меньшей мере от одного датчика.
Еще в одном конкретном примере способ включает определение в системе для неразрушающего контроля, удовлетворяет ли температурному критерию разность температур между испытуемым изделием и эталонным изделием, при этом испытуемое изделие содержит углеволокнистый композитный компонент и металлический компонент. Способ также включает, на основании определения, что разность температур удовлетворяет указанному температурному критерию, измерение, посредством системы для неразрушающего контроля, полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием и измерение, посредством системы для неразрушающего контроля, полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием. Способ дополнительно включает генерирование, посредством системы для неразрушающего контроля, выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие удовлетворяет стандарту на проведение испытаний на воздействие молнии, на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока.
Еще в одном конкретном примере компьютерочитаемое запоминающее устройство хранит инструкции, которые, при их исполнении процессором системы для неразрушающего контроля, вызывают выполнение операций процессором системы для неразрушающего контроля. Операции включают определение, удовлетворяет ли температурному критерию разность температур между испытуемым изделием и эталонным изделием. Операции также включают, на основании определения, что разность температур удовлетворяет температурному критерию, определение эффективного сопротивления испытуемого изделия на основании полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием и полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием. Операции дополнительно включают генерирование выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие удовлетворяет стандарту на проведение испытаний на воздействие молнии.
Описанные признаки, функции и преимущества могут быть обеспечены независимо друг от друга в различных вариантах реализации или могут быть объединены еще в одних вариантах реализации, дополнительные сведения о которых можно получить по ссылке на приведенное ниже описание и чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На ФИГ. 1 показана структурная схема конкретного варианта реализации системы для неразрушающего контроля.
На ФИГ. 2 показана схема, иллюстрирующая систему для неразрушающего контроля, показанную на ФИГ. 1.
На ФИГ. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая конкретный пример способа неразрушающего контроля.
На ФИГ. 4 показана блок-схема, иллюстрирующая еще один конкретный пример способа неразрушающего контроля.
На ФИГ. 5 показана структурная схема конкретного примера вычислительной среды, выполненной с возможностью обеспечения неразрушающего контроля согласно настоящему изобретению.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В данном документе описаны система и способ для неразрушающего испытания или контроля. Неразрушающее испытание компонента осуществляют способом, который совместим с последующим выполнением испытания на воздействие прямого удара молнии в отношении одного и того же компонента. Например, неразрушающее испытание является термодинамически обратимым и не подвергает указанный компонент любому внешнему воздействию (такому как напряжение или ток во внешней цепи), которое могло бы изменить результаты испытания на воздействие прямого удара молнии. Таким образом, испытуемое изделие (например, испытательный образец) может быть подвергнуто неразрушающему испытанию и в дальнейшем может быть использовано для демонстрации прохождения испытания на воздействие прямого удара молнии согласно стандарту на проведение испытаний на воздействие прямого удара молнии. Кроме того, неразрушающее испытание может быть использовано для прогнозирования, вероятно ли то, что испытуемое изделие пройдет испытание на воздействие прямого удара молнии (например, соответствовать требованиям, связанным с испытанием на воздействие прямого удара молнии, или удовлетворять соответствующему стандарту, связанному с испытанием на воздействие прямого удара молнии). Таким образом, если испытуемое изделие демонстрирует достаточную точность при неразрушающем испытании, испытуемое изделие может быть подвержено более дорогому и ресурсоемкому испытанию на воздействие прямого удара молнии. Однако, если испытуемое изделие не демонстрирует достаточной точности при неразрушающем испытании, можно избежать затрат времени и средств, необходимые чтобы подвергнуть испытуемое изделие испытанию на воздействие прямого удара молнии, поскольку не ожидается, что испытуемое изделие пройдет испытание на воздействие прямого удара молнии.
Неразрушающее испытание, раскрытое в данном документе, может быть использовано для испытания изделий, образованных из двух или более различных материалов, например изделия, имеющего стык между композитным материалом и металлом. Стыки между металлическими и полуметаллическими материалами, имеющими разные термоэлектрические свойства, могут обеспечивать получение электродвижущей силы благодаря, например, эффекту Зеебека. Таким образом, если композитный материал содержит металлические и полуметаллические компоненты, такие как углеродные волокна, стык между металлическими и полуметаллическими компонентами и металлической частью может вызывать термоэлектрически ток и/или напряжение.
Путем измерения полученного термоэлектрически тока и полученного термоэлектрически напряжения может быть определено эффективное сопротивление схемы, содержащей испытуемое изделие. Эффективное сопротивление обеспечивает указание, вероятно ли то, что испытуемое изделие пройдет испытание на воздействие прямого удара молнии. Например, эффективное сопротивление (или другое значение, определенное на основании эффективного сопротивления) можно сравнить с данными испытания на воздействие молнии для изделий, которые подвергались испытанию на воздействие прямого удара молнии, для определения, вероятно ли то, что испытуемое изделие пройдет испытание на воздействие прямого удара молнии. В качестве еще одного примера эффективное сопротивление изделий, которые прошли испытание на воздействие прямого удара молнии, и эффективное сопротивление изделий, которые не прошли испытание на воздействие прямого удара молнии, могут быть использованы для определения порогового значения эффективного сопротивления для моделирования результатов испытания на воздействие прямого удара молнии (например, с использованием модели в виде метода опорных векторов или другого нелинейного классификатора). В данном примере эффективное сопротивление схемы, содержащей испытуемое изделие, может быть сравнено со смоделированными результатами испытания на воздействие прямого удара молнии для прогнозирования на основании неразрушающего испытания, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет испытание на воздействие прямого удара молнии.
Большие комплексные системы, такие летательный аппарат и ветряные турбины, могут иметь многочисленные границы между материалами, которые могут быть по-разному подвержены испытанию на воздействие прямого удара молнии. Использование неразрушающего испытания, описанного в данном документе, может позволить разработчику или производителю ограничить использование испытания на воздействие прямого удара молнии по отношению к системам или компонентам, которые имеют высокую вероятность прохождения испытания на воздействие прямого удара молнии согласно стандарту на проведение испытаний на воздействие прямого удара молнии.
Кроме того, конструктивные изменения или изменения технологического процесса могут требовать повторного испытания конкретных компонентов. Например, эффективное сопротивление компонента может представлять собой функцию от многих факторов, таких как типы используемых материалов, площадь контакта между различными используемыми материалами (например, металлом и композитом) и ориентации различных используемых анизотропных материалов. В качестве конкретного примера изменение размера, формы или ориентации металлического соединителя, соединенного с композитным материалом на основе углеродных волокон, может изменить эффективное сопротивление между композитным материалом на основе углеродных волокон и металлическим соединителем, что может изменить результаты испытания на воздействие прямого удара молнии. Другие изменения также могут изменить эффективное сопротивление. В качестве иллюстрации изменение технологии производства, используемой для изготовления отверстия в композитном материале на основе углеродных волокон для размещения в нем металлического соединителя, может изменить площадь контакта между металлическим соединителем и композитным материалом на основе углеродных волокон. В качестве еще одного иллюстративного примера площадь контакта между металлическим соединителем и композитным материалом на основе углеродных волокон может быть изменена путем добавления еще одного материала, такого как лубрикант или адгезив, между композитным материалом на основе углеродных волокон и металлическим соединителем. В случае обнаружения множества таких конструктивных изменений или изменений технологического процесса существенное значение могут иметь сохраненные данные, связанные с использованием неразрушающего испытания, описанного в данном документе в качестве «предварительного испытания» для определения, подвергать ли изделие испытанию на воздействие прямого удара молнии.
Неразрушающее испытание, раскрытое в данном документе, использует результаты измерения полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием для определения эффективного сопротивления схемы, содержащей испытуемое изделие. Испытуемое изделие может иметь конкретную компоновку материалов, полученную с использованием конкретного технологического процесса, который следует испытать на соответствие испытанию на воздействие прямого удара молнии. Эталонное изделие является по существу копией испытуемого изделия (например, имеет конкретный состав материалов, полученных с использованием конкретного технологического процесса), однако эталонное изделие содержит наполнитель, который уменьшает эффективное сопротивление эталонного изделия путем увеличения эффективной площади контакта между материалами эталонного изделия. Для осуществления неразрушающего испытания испытуемое изделие и эталонное изделие электрически соединены друг с другом и с одним или более датчиков. Температурой испытуемого изделия и/или температурой эталонного изделия управляют для установления конкретной разности температур между испытуемым изделием и эталонным изделием. Разность температур и термоэлектрические свойства задействованных материалов приводят к появлению (например, благодаря эффекту Зеебека) тока и/или напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием. Поскольку испытуемое изделие не подвергают воздействию внешних усилий или воздействиям, которые могли бы изменить результаты испытания на воздействие прямого удара молнии, такое испытуемое изделие может быть подвержено испытанию на воздействие прямого удара молнии после осуществления неразрушающего испытания. Кроме того, поскольку неразрушающее испытание может быть использовано для прогнозирования, вероятно ли то, что испытуемое изделие пройдет испытание на воздействие прямого удара молнии согласно стандарту на проведение испытаний на воздействие прямого удара молнии, такое испытуемое изделие может и не быть подвержено испытанию на воздействие прямого удара молнии, если неразрушающее испытание указывает на то, что это испытуемое изделие вряд ли пройдет испытание на воздействие прямого удара молнии согласно стандарту на проведение испытаний на воздействие прямого удара молнии.
На ФИГ. 1 показана структурная схема конкретного варианта реализации системы для неразрушающего контроля. Система 100 для неразрушающего контроля содержит средства 120 сопряжения с испытуемым изделием и средства 130 сопряжения с эталонным изделием. Несмотря на то, что каждое из средств 120 сопряжения с испытуемым изделием и средств 130 сопряжения с эталонным изделием показаны на ФИГ. 1 с использованием представляющего их блока, средства 120 сопряжения с испытуемым изделием и средства 130 сопряжения с эталонным изделием могут соответствовать многочисленным дискретным и физически разъединенным компонентам или могут включать их, как показано на ФИГ. 2.
Средства 120 сопряжения с испытуемым изделием содержат первый электрический соединитель 121, выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом 102 испытуемого изделия 101, и второй электрический соединитель 122, выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом 104 испытуемого изделия 101. Первый электрический соединитель 121 соединен с частью металлического компонента 102 испытуемого изделия 101, а второй электрический соединитель 122 соединен с частью углеволокнистого композитного компонента 104 испытуемого изделия 101 таким образом, что между первым электрическим соединителем 121 и вторым электрическим соединителем 122 имеется токопроводящий путь. Например, металлический компонент 102 испытуемого изделия 101 контактирует с одним или более углеродными волокнами композитного компонента 104 испытуемого изделия 101. Токопроводящий путь позволяет току протекать от первого электрического соединителя 121 к металлическому компоненту 102 испытуемого изделия 101, от металлического компонента 102 испытуемого изделия 101 к одному или более углеродным волокнам композитного компонента 104 испытуемого изделия 101 и от одного или более углеродных волокон композитного компонента 104 испытуемого изделия 101 ко второму электрическому соединителю 122.
Средства 130 сопряжения с эталонным изделием содержат третий электрический соединитель 131, выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом 112 эталонного изделия 111, и четвертый электрический соединитель 132, выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом 114 эталонного изделия 111. Третий электрический соединитель 131 соединен с частью металлического компонента 112 эталонного изделия 111, а четвертый электрический соединитель 132 соединен с частью углеволокнистого композитного компонента 114 эталонного изделия 111 таким образом, что между третьим электрическим соединителем 131 и четвертым электрическим соединителем 132 имеется токопроводящий путь. Например, металлический компонент 112 эталонного изделия 111 контактирует с наполнителем 113 и/или одним или более углеродными волокнами композитного компонента 114 эталонного изделия 111. Токопроводящий путь позволяет току протекать от третьего электрического соединителя 131 к металлическому компоненту 112 эталонного изделия 111, от металлического компонента 112 эталонного изделия 111 к одному или более углеродным волокнам композитного компонента 114 эталонного изделия 111 (напрямую или через наполнитель 113) и от одного или более углеродных волокон композитного компонента 114 эталонного изделия 111 к четвертому электрическому соединителю 132.
Эталонное изделие 111 является по существу копией испытуемого изделия (за исключением наполнителя 113 эталонного изделия 111). Например, углеволокнистый композитный компонент 104 испытуемого изделия 101 и углеволокнистый композитный компонент 114 эталонного изделия 111 образованы из композиционного материала одного и того же типа. Аналогичным образом, металлический компонент 102 испытуемого изделия 101 и металлический компонент 112 эталонного изделия 111 представляют собой соединитель одного и того же типа.
Наполнитель 113 между металлическим компонентом 112 эталонного изделия 111 и углеволокнистым композитным компонентом 114 эталонного изделия 111 выполнен с возможностью уменьшения эффективного сопротивления 115 эталонного изделия 111 по отношению к эффективному сопротивлению 105 испытуемого изделия 101. Эффективное сопротивление 105 испытуемого изделия 101 является показательным в отношении площади 107 контакта между углеволокнистым композитным компонентом 104 испытуемого изделия 101 и металлическим компонентом 102 испытуемого изделия 101. Наполнитель 113 увеличивает площадь 117 контакта между углеволокнистым композитным компонентом 114 эталонного изделия 111 и металлическим компонентом 112 эталонного изделия 111 по отношению к площади 107 контакта испытуемого изделия 101. Увеличенная площадь 117 контакта эталонного изделия 111 уменьшает эффективное сопротивление эталонного изделия 111 по отношению к испытуемому изделию 101.
Например, в конкретной конфигурации испытуемое изделие 101 и эталонное изделие 111 представляют собой образцы для испытания, каждый из которых содержит металлический крепежный элемент, проходящий через отверстие в углеволокнистом композитном испытательном образце. В данном примере в случае образования отверстия в углеволокнистом композитном испытательном образце некоторые из углеродных волокон углеволокн истого композита могут быть разрезаны и раскрыты в указанном отверстии или на кромках указанного отверстия. Когда металлический крепежный элемент вставлен в отверстие, металлический крепежный элемент пересекает по меньшей мере подсовокупность подверженных воздействию углеродных волокон (например, входит в электрический контакт по меньшей мере с подсовокупностью подверженных воздействию углеродных волокон). Части металлического крепежного элемента, которые контактируют с подверженными воздействию углеродными волокнами, задают площадь контакта образца для испытания. Например, площадь 107 контакта испытуемого изделия 101 основана на том, в какой степени металлический компонент 102 находится в контакте с углеродными волокнами композитного компонента 104. Аналогичным образом, площадь 117 контакта эталонного изделия 111 основана на том, в какой степени металлический компонент 112 находится в контакте с углеродными волокнами композитного компонента 114. Наполнитель 113 обеспечивает токопроводящий путь между металлическим компонентом 112 и подверженными воздействию углеродными волокнами композитного компонента 114, которые не имеют прямого физического контакта с металлическим компонентом 112. Таким образом, площадь 117 контакта эталонного изделия 111 больше площади 107 контакта испытуемого изделия 101.
Система 100 для неразрушающего контроля также содержит по меньшей мере один датчик, например датчик (датчики) 142, электрически соединенный (соединенные) с средствами 120 сопряжения с испытуемым изделием и электрически соединенный (соединенные) с средствами 130 сопряжения с эталонным изделием. Датчик (датчики) 142 выполнен (выполнены) с возможностью генерирования сигнала или сигналов, например сигнала (сигналов) 144, основанного (основанных) на напряжении (например, указывающего (указывающих) на результат измерения напряжения) между средствами 120 сопряжения с испытуемым изделием и средствами 130 сопряжения с эталонным изделием, сигнала, основанного на токе (например, указывающего на результат измерения тока) между средствами 120 сопряжения с испытуемым изделием и средствами 130 сопряжения с эталонным изделием или основанных на токе и напряжении (например, указывающих на результаты измерения тока и напряжения).
Ток и напряжение основаны на разнице температур между испытуемым изделием 101 и эталонным изделием 111. Например, напряжение и ток могут быть получены за счет разности температур и термоэлектрическим свойствам 106, 116 материалов испытуемого изделия 101 и эталонного изделия 111 в результате эффекта Зеебека.
Система 100 для неразрушающего контроля может содержать систему 150 управления температурой, выполненную с возможностью управления разностью температур между испытуемым изделием 101 и эталонным изделием 111. В одном конкретном примере система 150 управления температурой содержит контроллер 152 температуры, соединенный с множеством датчиков температуры, таких как первый датчик 123 температуры, соединенный со средствами 120 сопряжения с испытуемым изделием, и второй датчик 133 температуры, соединенный со средствами 130 сопряжения с эталонным изделием. Система 150 управления температурой соединена по меньшей мере с одним теплообменным элементом 124, 134. Например, по меньшей мере один теплообменный элемент 124, 134 может содержать по меньшей мере одно нагревающее устройство, соединенное с средствами 120 сопряжения с испытуемым изделием, и по меньшей мере одно охлаждающее устройство, соединенное с средствами 130 сопряжения с эталонным изделием. В качестве еще одного примера по меньшей мере один теплообменный элемент 124, 134 может содержать по меньшей мере одно охлаждающее устройство, соединенное с средствами 120 сопряжения с испытуемым изделием, и по меньшей мере одно нагревающее устройство, соединенное с средствами 130 сопряжения с эталонным изделием. Еще в одних примерах по меньшей мере один теплообменный элемент 124, 134 содержит другие комбинации нагревающих устройств и охлаждающих устройств, соединенных с средствами 120 сопряжения с испытуемым изделием и средствами 130 сопряжения с эталонным изделием.
Контроллер 152 температуры выполнен с возможностью приема первого показания 154 температуры от первого датчика 123 температуры, возможностью приема второго показания 156 температуры от второго датчика 133 температуры и возможностью подачи управляющих сигналов 158, 160 по меньшей мере на один теплообменный элемент 124, 134 для управления разностью температур между испытуемым изделием 101 и эталонным изделием 111. Управляющие сигналы 158, 160 основаны на первом показании 154 температуры и втором показании 156 температуры.
Система 100 для неразрушающего контроля также содержит процессор 146, выполненный с возможностью генерирования выходных данных 182 на основании сигнала (сигналов) 144 от датчика (датчиков) 142. Выходные данные 182 содержат данные, являющиеся показательными в отношении эффективного сопротивления 105 испытуемого изделия 101. Например, выходные данные 182 могут указывать на значение эффективного сопротивления 105. В качестве еще одного примера выходные данные 182 могут указывать на значение общего сопротивления схемы 140, содержащей испытуемое изделие 101. В качестве еще одного примера выходные данные 182 могут указывать, удовлетворяет ли некоторому критерию эффективное сопротивление 105 (или общее сопротивление схемы 140), например больше или меньше ли эффективное сопротивление 105 (или общее сопротивление схемы 140) конкретного порогового значения, например эффективное сопротивление (или общее сопротивление), связанное с прохождением испытания согласно стандарту на проведение испытаний на воздействие прямого удара молнии.
Во время работы средства 120 сопряжения с испытуемым изделием и средства 130 сопряжения с эталонным изделием электрически соединены друг с другом с образованием схемы 140. Схема 140 электрически соединяет первую часть испытуемого изделия 101 и вторую часть эталонного изделия 111 и электрически соединяет по меньшей мере один датчик 142 с третьей частью испытуемого изделия 101 и с четвертой частью эталонного изделия 111. Например, как показано на ФИГ. 2, металлический компонент 102 испытуемого изделия 101 может быть электрически соединен с металлическим компонентом 112 эталонного изделия 111, а углеволокнистый композитный компонент 104 испытуемого изделия 101 может быть электрически соединен (посредством датчика (датчиков) 142) с углеволокнистым композитным компонентом 114 эталонного изделия 111.
Когда система 150 управления температурой указывает, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию, контроллер 152 температуры отправляет управляющие сигналы 158, 160 на теплообменный элемент (теплообменные элементы) 124, 134 для корректировки температуры испытуемого изделия 101 и/или температуры эталонного изделия 111. Например, на основании разности температур контроллер 152 температуры отправляет управляющий сигнал (управляющие сигналы) 158, 160 для обеспечения нагрева испытуемого изделия 101, обеспечения охлаждения (т.е. отведения тепла от) испытуемого изделия 101, обеспечения нагрева эталонного изделия 111, обеспечения охлаждения эталонного изделия 111 или их сочетания.
Когда система 150 управления температурой определяет, что разность температур удовлетворяет температурному критерию, система 150 управления температурой может отправить сигнал на процессор 146. Процессор 146 генерирует оценку эффективного сопротивления 105 испытуемого изделия 101 (или схемы 140) на основании индикации, что разность температур удовлетворяет температурному критерию. Эффективное сопротивление схемы 140 рассчитывают (например, с использованием закона Ома) на основании полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием 101 и эталонным изделием 111 и полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием 101 и эталонным изделием 111. Эффективное сопротивление 105 испытуемого изделия 101 может быть рассчитано (или оценено) путем вычитания эффективного сопротивления 115 эталонного изделия 111 из эффективного сопротивления схемы 140. Поскольку эталонное изделие 111 не будет использовано для испытания на воздействие прямого удара молнии, эффективное сопротивление 115 эталонного изделия 111 может быть определено с использованием другого испытания, например путем подачи известного напряжения из внешнего источника на эталонное изделие 111 и измерения результирующего тока.
После определения эффективного сопротивления испытуемого изделия 101 или схемы 140 процессор 146 сравнивает эффективное сопротивление с данными 172 испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии, для генерирования выходных данных 184, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии. В некоторых реализациях процессор 146 сравнивает другое значение с данными 172 испытания на воздействие молнии. Например, процессор 146 может определить площадь 107 контакта (как дополнительно описано ниже) испытуемого изделия 101 и сравнить эту площадь 107 контакта с данными 172 испытания на воздействие молнии для генерирования выходных данных 184, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии. В качестве иллюстрации данные 172 испытания на воздействие молнии могут быть оценены для определения порогового значения площади контакта (для конкретных материалов или конкретной укладки материалов), которое связано с прохождением разрушающего испытания ударом молнии, при этом площадь 107 контакта испытуемого изделия 101 может быть сравнена с пороговым значением площади контакта для определения, вероятно ли то, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии. Таким образом, система 100 для неразрушающего контроля позволяет выполнить неразрушающее испытание испытуемого изделия 101 для оценки или прогнозирования, вероятно ли то, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии, такое как испытание на воздействие прямого удара молнии.
На ФИГ. 2 показана схема, иллюстрирующая конкретный пример системы 100 для неразрушающего контроля, показанной на ФИГ. 1. Схема, показанная на ФИГ. 2, иллюстрирует еще один конкретный пример физической структуры испытуемого изделия 101, эталонного изделия 111, средств 120 сопряжения с испытуемым изделием, средств 130 сопряжения с эталонным изделием и датчика (датчиков) 142, показанных на ФИГ. 1. Схема, показанная на ФИГ. 2, также иллюстрирует перспективный вид 200 в разрезе углеволокнистого композитного компонента 104.
Как показано на ФИГ. 2, углеволокнистый композитный компонент 104 испытуемого изделия 101 соединен со слоем 202 посредством металлического компонента 102. Аналогичным образом, углеволокнистый композитный компонент 114 эталонного изделия 111 соединен со слоем 204 посредством металлического компонента 112. Как показано на ФИГ. 2, металлические компоненты 102, 112 содержат крепежные элементы, такие как болты, заклепки, винты, штыри, штифты, скобы или другие крепежные элементы, выполненные из металла или содержащие металл. В других примерах металлические компоненты 102, 112 соответствует слою 202, 204. В качестве иллюстрации слой 202 может быть образован из металла или может содержать металл (например, металлическую панель), который соединен с углеволокнистым композитным компонентом 104 способом, обеспечивающим наличие электрического контакта между слоем 202 и углеродными волокнами композитного компонента 104. В других примерах слои 202, 204 исключены из испытуемого изделия 101 и эталонного изделия 111.
Как показано на перспективном виде 200 в разрезе, углеволокнистый композитный компонент 104 имеет (например, задает) отверстие 214 для размещения в нем металлического компонента 102. Отверстие 214 задает доступную площадь контакта между углеволокнистым композитным компонентом 104 и металлическим компонентом 102. Например, как показано на ФИГ. 2, отверстие 214 имеет круглую форму и имеет диаметр (d) и высоту (h). Таким образом, общая доступная площадь контакта между углеволокнистым композитным компонентом 104 и металлическим компонентом 102 соответствует площади поверхности боковых стенок 212 отверстия 214, которая равна произведению π*d*h, показанных на ФИГ. 2. В других примерах отверстие 214 может иметь другой размер или другую форму и, таким образом, другое значение площади поверхности боковых стенок 212. Таким образом, пример, в котором отверстие 214 имеет круглую форму, не является единственно возможным примером.
Вследствие неровностей в боковых стенках 212, неровностей в металлическом компоненте 102 или других характеристик углеволокнистого композитного компонента 104 и металлического компонента 102, металлический компонент 102 может контактировать только с частью боковых стенок 212. Как показано на ФИГ. 2, часть боковых стенок 212, введенных в контакт металлическим компонентом 102, соответствует площади 107 контакта углеволокнистого композитного компонента 104 и металлического компонента 102.
Эталонное изделие 111 содержит наполнитель 113, который заполняет промежутки между углеволокнистым композитным компонентом 114 и металлическим компонентом 112. Таким образом, площадь 117 контакта углеволокнистого композитного компонента 114 и металлического компонента 112 эталонного изделия 111 по существу равна (в частности, находится в пределах технологических допусков) общей имеющейся площади контакта между углеволокнистым композитным компонентом 114 и металлическим компонентом 112 (например, π*d*h). Таким образом, площадь 117 контакта эталонного изделия 111 может быть больше площади 107 контакта испытуемого изделия 101. Поскольку эффективное сопротивление 105, 115 каждого из изделий 101, 111 связано с площадью 107, 117 контакта соответствующего изделия 101, 111, эффективное сопротивление 105 испытуемого изделия 101 может быть больше эффективного сопротивления 115 эталонного изделия 111. Соответственно, значение эффективного сопротивления 105 может быть использовано для оценки площади 107 контакта. Как пояснено выше, эффективное сопротивление 105 испытуемого изделия 101 может быть определено на основании эффективного сопротивления 115 эталонного изделия и эффективного сопротивления схемы 140. Эффективное сопротивление (Reff) схемы 140 может быть рассчитано с использованием уравнения 1:
где
V0 - напряжение в разомкнутой цепи, измеренное датчиком 206 напряжения, а
I - ток в цепи короткого замыкания, измеренный датчиком 208 тока.
Эффективное сопротивление 105 уменьшается по мере увеличения площади 107 контакта (например, эффективное сопротивление 105 обратно пропорционально площади 107 контакта). Кроме того, эталонное изделие 111 для целей данного анализа по существу идентично испытуемому изделию 101 за тем исключением, что площадь 117 контакта эталонного изделия 111 сведена к максимуму, а эффективное сопротивление 115 эталонного изделия 111 сведено к минимуму. Другими словами, что площадь 117 контакта равна общей площади (St) поверхности отверстия 214, а эффективное сопротивление 115 эталонного изделия 111 представляет собой минимальное значение сопротивления (Rmin), связанного с полным контактом между металлическим компонентом 112 и углеволокнистым композитным компонентом 114 (например, на основании испытания эталонного изделия 111). Таким образом, площадь 107 (Seff) контакта испытуемого изделия может быть оценена с использованием уравнения 2:
На ФИГ. 2 также показан переключатель 210, обеспечивающий возможность переключения между множеством датчиков из числа датчика (датчиков) 142. Например, в первом положении переключатель 210 электрически соединяет датчик 206 напряжения со схемой 140 для измерения напряжения (например, напряжения в разомкнутой цепи) между испытуемым изделием 101 и эталонным изделием 111. Во втором положении переключатель 210 электрически соединяет датчик 208 тока со схемой 140 для измерения тока (например, тока в замкнутом контуре) между испытуемым изделием 101 и эталонным изделием 111. Датчики 206, 208 выдают сигналы на процессор 146 для определения значения эффективного сопротивления схемы 140 (в том числе испытуемого изделия 101, эталонного изделия 111 и соответствующих находящихся между ними электрических соединений).
Как пояснено выше, процессор 146 выполнен с возможностью генерирования выходных данных на основании сигналов, выдаваемых датчиками 206, 208. Например, как показано на ФИГ. 2, выходные данные содержат изображение на дисплейном устройстве. На ФИГ. 2, дисплей содержит данные, представляющие эффективное сопротивление 105 испытуемого изделия 101, и содержит индикацию (например, «отображение испытания на воздействие молнии = ПРОЙДЕНО»), вероятно ли, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии. В других примерах выходные данные могут содержать данные, представляющие площадь 107 контакта испытуемого изделия 101, вместо данных, представляющих эффективное сопротивление 105 испытуемого изделия 101, или в дополнение к таким данным, индикацию, вероятно ли, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии.
Индикация, вероятно ли то, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии, может быть определена на основании эффективного сопротивления 105 испытуемого изделия 101 или на основании площади 107 контакта испытуемого изделия 101 и на основании данных, связанных с ранее испытанными изделиями (например, данных 172 испытания на воздействие молнии). Как показано на ФИГ. 2, отображение также содержит данные, представляющие количественный показатель достоверности (например, «90% достоверности»), связанный с индикацией, вероятно ли то, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии. Количественный показатель достоверности может быть рассчитан на основании результата статистического сравнения эффективного сопротивления 105 испытуемого изделия 101 (или площади 107 контакта испытуемого изделия 101) и данных, связанных с ранее испытанными изделиями (например, данных 172 испытания на воздействие молнии).
На ФИГ. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая конкретный пример способа 300 неразрушающего контроля. Способ 300 может быть выполнен посредством системы 100 для неразрушающего контроля, показанной на ФИГ. 1 или ФИГ. 2. Например, способ 300 обеспечивает выполнение неразрушающего испытания испытуемого изделия для прогнозирования, вероятно ли то, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, такое как испытание на воздействие прямого удара молнии. Для выполнения способа 300 испытуемое изделие соединяют с эталонным изделием. Испытуемое изделие содержит углеволокнистый композитный компонент и металлический компонент. Аналогичным образом, эталонное изделие содержит углеволокнистый композитный компонент и металлический компонент. Углеволокнистый композитный компонент испытуемого изделия образован из конкретного композиционного материала, и углеволокнистый композитный компонент эталонного изделия образован из указанного конкретного композиционного материала. Аналогичным образом, металлический компонент испытуемого изделия соответствует соединителю конкретного типа, а металлический компонент эталонного изделия соответствует соединителю указанного конкретного типа. Как описано выше, эталонное изделие содержит наполнитель между металлическим компонентом эталонного изделия и углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия. Наполнитель выполнен с возможностью уменьшения эффективного сопротивления эталонного изделия по отношению к эффективному сопротивлению испытуемого изделия. Эффективное сопротивление испытуемого изделия является показательным в отношении площади контакта между углеволокнистым композитным компонентом испытуемого изделия и металлическим компонентом испытуемого изделия.
Способ 300 включает на этапе 302 определение, удовлетворяет ли температурному критерию разность температур между испытуемым изделием и эталонным изделием. Например, контроллер 152 температуры может определить, удовлетворяет ли разность температур температурному критерию, на основании показаний 154, 156 температуры отдатчиков 123, 133 температуры.
Способ 300 также включает на этапе 304 измерение полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием на основании определения того, что разность температур удовлетворяет температурному критерию. Способ 300 также включает на этапе 306 измерение полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием на основании определения того, что разность температур удовлетворяет температурному критерию. Например, датчики 142, показанные на ФИГ. 1, могут измерять вызванное термоэлектрически напряжение и вызванный термоэлектрически ток.
Вызванные термоэлектрически ток и напряжение обычно имеют достаточно небольшие значения (например, в диапазоне значений в единицах микровольт и микроампер, соответственно) и связаны с разностью температур. Температурный критерий выбирают таким образом, что ожидаемые получаемые термоэлектрически ток и напряжение имеют существенные значения для обеспечения достоверных измерений. В некоторых реализациях многочисленные показания тока и напряжения могут быть определены в заданном диапазоне разниц температур. Многочисленные измерения в заданном диапазоне разниц температур могут уменьшить ошибки, связанные с измерениями напряжения и тока.
Способ 300 также включает на этапе 308 генерирование, на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока, выходных данных, указывающих, вероятно ли то, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии (например, ожидается ли, что оно удовлетворяет стандарту на проведение испытаний на воздействие молнии). В качестве дополнения или альтернативы выходные данные могут содержать индикацию эффективного сопротивления испытуемого изделия и/или площади контакта испытуемого изделия. В качестве еще одного примера выходные данные могут указывать, удовлетворяет ли эффективное сопротивление испытуемого изделия или площадь контакта испытуемого изделия критерию, такому как критерий, указывающий, следует ли ожидать, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии.
На ФИГ. 4 показана блок-схема, более подробно иллюстрирующая пример способа неразрушающего контроля. Способ 400 может быть выполнен посредством системы 100 для неразрушающего контроля, показанной на ФИГ. 1 или ФИГ. 2. Способ 400 позволяет осуществить неразрушающее испытание испытуемого изделия для прогнозирования, вероятно ли то, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, такое как испытание на воздействие прямого удара молнии.
Для выполнения способа 400 испытуемое изделие соединяют с эталонным изделием. Испытуемое изделие содержит углеволокнистый композитный компонент и металлический компонент. Аналогичным образом, эталонное изделие содержит углеволокнистый композитный компонент и металлический компонент. Углеволокнистый композитный компонент испытуемого изделия образован из конкретного композиционого материала, и углеволокнистый композитный компонент эталонного изделия образованный из указанного конкретного композиционного материала. Аналогичным образом, металлический компонент испытуемого изделия соответствует соединителю конкретного типа, а металлический компонент эталонного изделия соответствует соединителю указанного конкретного типа. Как описано выше, эталонное изделие содержит наполнитель между металлическим компонентом эталонного изделия и углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия. Наполнитель выполнен с возможностью уменьшения эффективного сопротивления эталонного изделия по отношению к эффективному сопротивлению испытуемого изделия. Эффективное сопротивление испытуемого изделия является показательным в отношении площади контакта между углеволокнистым композитным компонентом испытуемого изделия и металлическим компонентом испытуемого изделия.
Способ 400 включает на этапе 402 сравнение разности температур между испытуемым изделием и эталонным изделием с температурным критерием. Например, контроллер 152 температуры может определить, удовлетворяет ли разность температур температурному критерию, на основании показаний 154, 156 температуры от датчиков 123, 133 температуры.
Способ 400 включает на этапе 404 определение, удовлетворяет ли разность температур температурному критерию. На основании определения на этапе 404, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию, способ 400 включает на этапе 406 корректирование температуры испытуемого изделия и/или температуры эталонного изделия. Например, на основании определения, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию, способ 400 может включать подведение тепла к испытуемому изделию или эталонному изделию с использованием нагревающего устройства системы 100 для неразрушающего контроля. В качестве еще одного примера, на основании определения, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию, способ 400 может включать отведение тепла от испытуемого изделия или от эталонного изделия с использованием охлаждающего устройства системы 100 для неразрушающего контроля.
На основании определения на этапе 404, что разность температур удовлетворяет температурному критерию, способ 400 включает на этапе 408 измерение полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием и включает на этапе 410 измерение полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием. Например, датчик (датчики) 142 могут выдавать сигнал (сигналы) 144 на процессор 146. Сигналы 144 могут содержать или представлять данные, указывающие на значение полученного термоэлектрически напряжения и значение полученного термоэлектрически тока.
Способ 400 также может включать на этапе 412 генерирование, посредством системы для неразрушающего контроля, выходных данных, являющихся показательными в отношении эффективного сопротивления испытуемого изделия, на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока. Например, процессор 146 может выдавать выходные данные 182 на устройство 180 вывода.
Способ 400 также включает на этапе 414 получение доступа к данным испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии. Например, процессор 146 может получать доступ к памяти 170 для получения доступа к данным 172 испытания на воздействие молнии. Данные 172 испытания на воздействие молнии могут указывать на связь между действующим сопротивлением испытуемого изделия (или контактной поверхностью изделия) и на то, прошло ли изделие испытание воздействием удара молнии или могут быть использованы процессором 146 для определения связи между действующим сопротивлением испытуемого изделия (или контактной поверхностью изделия) и прошло ли изделие испытание воздействием удара молнии.
Способ 400 также включает на этапе 416 сравнение значения, определенного на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока, с данными испытания на воздействие молнии. Например, эффективное сопротивление схемы 140 или испытуемого изделия 101 может быть сравнено с данными об эффективном сопротивлении для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии. В качестве еще одного примера площадь 107 контакта испытуемого изделия 101 может быть сравнена со значениями площадей контакта изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии. Способ 400 также включает на этапе 418 генерирование, на основании результата сравнения, выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии (например, удовлетворяет стандарту на проведение испытаний на воздействие молнии).
На ФИГ. 5 показана структурная схема вычислительной среды 500, содержащей вычислительное устройство 510 общего назначения, выполненное с возможностью обслуживания вариантов реализации реализуемых на компьютере способов и исполняемых на компьютере программных инструкций (или кода) согласно настоящему изобретению. Например, вычислительное устройство 510 или его части могут исполнять инструкции для выполнения функций системы 100 для неразрушающего контроля или функций части системы 100 для неразрушающего контроля, такой как процессор 146 или контроллер 152 температуры. Инструкции для управления системой 100 для неразрушающего контроля (или частью системы 100 для неразрушающего контроля, такой как процессор 146 или контроллер 152 температуры) могут содержать инструкции для определения, удовлетворяет ли температурному критерию разность температур между испытуемым изделием и эталонным изделием. Инструкции для управления системой 100 для неразрушающего контроля (или частью системы 100 для неразрушающего контроля) также могут содержать инструкции для измерения полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием на основании определения, что разность температур удовлетворяет температурному критерию. Инструкции для управления системой 100 для неразрушающего контроля (или частью системы 100 для неразрушающего контроля) могут дополнительно содержать инструкции для измерения полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием на основании определения, что разность температур удовлетворяет температурному критерию. Инструкции для управления системой 100 для неразрушающего контроля (или частью системы 100 для неразрушающего контроля) также могут содержать инструкции для генерирования, на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока, выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии. Вычислительное устройство 510 или его части могут дополнительно исполнять инструкции согласно любому из способов, описанных в данном документе, например способу 300, показанному на ФИГ. 3, или способу 400, показанному на ФИГ. 4.
Вычислительное устройство 510 может содержать процессор 520. Процессор 520 может иметь связь с системной памятью 530, одним или более запоминающих устройств 540, одним или более интерфейсов 550 ввода-вывода, один или более интерфейсов 560 связи или их сочетанием. В конкретном варианте реализации процессор 520 содержит процессор 146 или контроллер 152 температуры или соответствует процессору 146 или контроллеру 152 температуры. Системная память 530 может содержать энергозависимые запоминающие устройства (например, оперативные запоминающие устройства (RAM)) и/или энергонезависимые запоминающие устройства (например, постоянные запоминающие устройства (ROM), программируемую постоянную память и флэш-память). Системная память 530 может содержать операционную систему 532, которая может содержать базовую систему ввода-вывода для запуска вычислительного устройства 510, а также всей операционной системы для обеспечения возможности вычислительному устройству 510 взаимодействовать с пользователями, другими программами и другими устройствами. Системная память 530 может содержать одно или более приложений 534, которые могут быть исполнены процессором 520. Например, одно или более приложений 534 могут содержать инструкции, исполняемые процессором 520 для управления системой 100 для неразрушающего контроля для генерирования выходных данных 182, указывающих на эффективное сопротивление испытуемого изделия 101, и/или для генерирования выходных данных 184, указывающих, вероятно ли то, что испытуемое изделие 101 пройдет разрушающее испытание ударом молнии, такое как испытание на воздействие прямого удара молнии.
Кроме того, процессор 520 может иметь связь с одним или более запоминающими устройствами 540, такими как память 170, показанная на ФИГ. 1 и ФИГ. 2. Например, одно или более запоминающих устройств 540 могут содержать энергонезависимые запоминающие устройства, такие как магнитные диски, оптические диски или запоминающие устройства на основе флеш-памяти. Запоминающие устройства 540 могут содержать съемные или несъемные запоминающие устройства. Запоминающие устройства 540 могут быть выполнены с возможностью сохранения операционной системы, образов или копий операционных систем, приложений и данных программ. Запоминающие устройства 540 также могут хранить данные 172 испытания на воздействие молнии. В конкретном варианте реализации память 530 и/или запоминающие устройства 540 содержит или содержат материальный компьютерочитаемый носитель данных.
Процессор 520 может иметь связь с одним или более интерфейсами 550 ввода-вывода, которые позволяет вычислительному устройству 510 устанавливать связь с одним или более устройствами 570 ввода-вывода (такими как устройство 180 вывода, показанное на ФИГ. 1 и ФИГ. 2) для облегчения взаимодействия с пользователем. Интерфейсы 550 ввода-вывода могут содержать последовательные интерфейсы (например, интерфейсы типа «универсальная последовательная шина» (USB) или интерфейсы на основе стандарта 1394 Института инженеров по электротехнике и радиоэлектронике(IEEE)), параллельные интерфейсы, дисплейные адаптеры, звуковые адаптеры и другие интерфейсы. Устройства 570 ввода-вывода могут содержать клавиатуры, указательные устройства, дисплеи, динамики, микрофоны, сенсорные экраны и другие устройства. Процессор 520 может зарегистрировать случаи взаимодействия на основании пользовательских входных данных, принятых интерфейсами 550 ввода-вывода. Кроме того, процессор 520 может отправить изображение на дисплейное устройство (например, устройство 180 вывода) с использованием интерфейсов 550 ввода-вывода.
Процессор 520 может иметь связь с датчиком (датчиками) 142, контроллером 152 температуры, одним или более устройствами 580 или их сочетанием с использованием одного или более интерфейсов 560 связи. Один или более интерфейсов 560 связи могут содержать проводные интерфейсы связи по сети по стандарту «Ethernet», беспроводные интерфейсы связи по протоколу IEEE 802, другие беспроводные интерфейсы связи или другие сетевые интерфейсы. Одно или более устройств 580 могут содержать узловые компьютеры, серверы, рабочие станции и другие вычислительные устройства.
Описание вариантов реализации, приведенное в данном документе, предназначено для обеспечения общего понимания структуры различных вариантов реализации. Не следует считать, что указанное описание служит в качестве полного описания всех элементов и особенностей устройства и систем, которые используют конструкции или способы, описанные в данном документе. После ознакомления с настоящим раскрытием для специалистов в данной области техники будут очевидны и многие другие варианты реализации. Другие варианты реализации могут быть использованы и получены из приведенного описания, так что конструктивные и логические замены и изменения могут быть осуществлены без выхода за пределы объема настоящего изобретения. Например, этапы способа могут быть выполнены в порядке, отличном от порядка, показанного на чертежах, или один или более этапов способа могут быть опущены. Соответственно, приведенное описание и чертежи следует считать иллюстрацией, а не ограничением.
Кроме того, несмотря на то, что в данном документе были показаны и описаны конкретные варианты реализации, следует отметить, что любая последующая конструкция, изготовленная для достижения тех же самых или схожих результатов, может быть использована вместо конкретных показанных вариантов реализации. Предполагается, что приведенное описание охватывает любые или все последующие доработки или изменения различных вариантов реализации. Комбинации вышеописанных вариантов реализации и другие варианты реализации, которые специально не описаны в данном документе, будут очевидны специалистам в данном области техники после ознакомления с приведенным описанием.
Кроме того, настоящее изобретение содержит варианты реализации согласно следующим пунктам:
Пункт 1. Система для неразрушающего контроля, содержащая:
средства сопряжения с испытуемым изделием, содержащие:
первый электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом испытуемого изделия; и
второй электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом испытуемого изделия;
средства сопряжения с эталонным изделием, содержащие:
третий электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом эталонного изделия; и
четвертый электрический соединитель, выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия;
по меньшей мере один датчик, электрически соединенный с средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием и выполненный с возможностью генерирования по меньшей мере одного сигнала, основанного на напряжении между средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием и основанного на токе между средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием, причем указанные ток и напряжение основаны на разнице температур между испытуемым изделием и эталонным изделием; и
процессор, выполненный с возможностью генерирования выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет испытание ударом молнии, на основании указанного по меньшей мере одного сигнала от указанного по меньшей мере одного датчика.
Пункт 2. Система для неразрушающего контроля по пункту 1, дополнительно содержащая систему управления температурой, выполненную с возможностью управления разностью температур между испытуемым изделием и эталонным изделием.
Пункт 3. Система для неразрушающего контроля по пункту 2, в которой система управления температурой содержит:
контроллер температуры;
первый датчик температуры, соединенный с средствами сопряжения с испытуемым изделием и контроллером температуры;
второй датчик температуры, соединенный с средствами сопряжения с эталонным изделием и контроллером температуры; и
по меньшей мере один теплообменный элемент, соединенный с контроллером температуры,
причем контроллер температуры выполнен с возможностью приема первого показания температуры от первого датчика температуры, возможностью приема второго показания температуры от второго датчика температуры и возможностью подачи управляющего сигнала на указанный по меньшей мере один теплообменный элемент для управления разностью температур между испытуемым изделием и эталонным изделием, а управляющий сигнал основан на первом показании температуры и втором показании температуры.
Пункт 4. Система для неразрушающего контроля по пункту 3, в которой указанный по меньшей мере один теплообменный элемент содержит по меньшей мере одно нагревающее устройство, соединенное с средствами сопряжения с испытуемым изделием, и по меньшей мере одно охлаждающее устройство, соединенное с средствами сопряжения с эталонным изделием.
Пункт 5. Система для неразрушающего контроля по пункту 3, в которой указанный по меньшей мере один теплообменный элемент содержит по меньшей мере одно охлаждающее устройство, соединенное с средствами сопряжения с испытуемым изделием, и по меньшей мере одно нагревающее устройство, соединенное с средствами сопряжения с эталонным изделием.
Пункт 6. Система для неразрушающего контроля по пункту 1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью определения эффективного сопротивления испытуемого изделия и возможностью его сравнения с данными испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии,
причем выходные данные, указывающие, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, основаны на результате указанного сравнения.
Пункт 7. Система для неразрушающего контроля по пункту 1, в которой углеволокнистый композитный компонент испытуемого изделия и углеволокнистый композитный компонент эталонного изделия образованы из композиционного материала одного и того же типа,
причем металлический компонент испытуемого изделия и металлический компонент эталонного изделия представляют собой соединитель одного и того же типа.
Пункт 8. Система для неразрушающего контроля по пункту 7, в которой эталонное изделие дополнительно содержит наполнитель, расположенный между металлическим компонентом эталонного изделия и углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия и выполненный с возможностью уменьшения эффективного сопротивления эталонного изделия по отношению к эффективному сопротивлению испытуемого изделия.
Пункт 9. Система для неразрушающего контроля по пункту 1, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью определения площади контакта испытуемого изделия и возможностью ее сравнения с данными испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии,
причем выходные данные, указывающие, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, основаны на результате сравнения.
Пункт 10. Система для неразрушающего контроля по пункту 1, в которой напряжение и ток получены за счет разности температур и термоэлектрическими свойствами материалов испытуемого изделия и эталонного изделия.
Пункт 11. Система для неразрушающего контроля по пункту 1, в которой средства сопряжения с испытуемым изделием и средства сопряжения с эталонным изделием электрически соединены друг с другом с образованием схемы, электрически соединяющей первую часть испытуемого изделия и вторую часть эталонного изделия и электрически соединяющей указанный по меньшей мере один датчик с третьей частью испытуемого изделия и с четвертой частью эталонного изделия.
Пункт 12. Способ, включающий:
определение в системе для неразрушающего контроля, удовлетворяет ли температурному критерию разность температур между испытуемым изделием и эталонным изделием, причем испытуемое изделие содержит углеволокнистый композитный компонент и металлический компонент;
на основании определения, что разность температур удовлетворяет температурному критерию:
измерение, посредством системы для неразрушающего контроля, полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием; и
измерение, посредством системы для неразрушающего контроля, полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием; и
генерирование, посредством системы для неразрушающего контроля, выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет испытание ударом молнии, на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока.
Пункт 13. Способ по пункту 12, дополнительно включающий корректирование, посредством системы для неразрушающего контроля, температуры испытуемого изделия и/или температуры эталонного изделия на основании определения, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию.
Пункт 14. Способ по пункту 12, дополнительно включающий подведение тепла к испытуемому изделию или эталонному изделию с использованием нагревающего устройства системы для неразрушающего контроля на основании определения, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию.
Пункт 15. Способ по пункту 12, дополнительно включающий отведение тепла от испытуемого изделия или эталонного изделия с использованием охлаждающего устройства системы для неразрушающего контроля на основании определения, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию.
Пункт 16. Способ по пункту 12, дополнительно включающий:
получение доступа к данным испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии; и
сравнение значения, определенного на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока, сданными испытания на воздействие молнии; и
при этом выходные данные, указывающие, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, определяют на основании результата сравнения.
Пункт 17. Способ по пункту 16, согласно которому указанное значение содержит эффективное сопротивление испытуемого изделия, эффективное сопротивление схемы, содержащей испытуемое изделие, площадь контакта между углеволокнистым композитным компонентом испытуемого изделия и металлическим компонентом испытуемого изделия или их сочетание.
Пункт 18. Способ по пункту 12, согласно которому углеволокнистый композитный компонент испытуемого изделия образован из конкретного композиционного материала, а эталонное изделие содержит углеволокнистый композитный компонент, образованный из указанного конкретного композиционного материала,
причем металлический компонент испытуемого изделия соответствует соединителю конкретного типа, а эталонное изделие содержит металлический компонент, соответствующий соединителю указанного конкретного типа, и дополнительно содержит наполнитель, расположенный между металлическим компонентом эталонного изделия и углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия и выполненный с возможностью уменьшения эффективного сопротивления эталонного изделия по отношению к эффективному сопротивлению испытуемого изделия.
Пункт 19. Компьютерочитаемое запоминающее устройство, хранящее инструкции, которые, при их исполнении процессором системы для неразрушающего контроля, вызывают выполнение, посредством процессора системы для неразрушающего контроля, операций, включающих:
определение, удовлетворяет ли температурному критерию разность температур между испытуемым изделием и эталонным изделием;
на основании определения, что разность температур удовлетворяет температурному критерию, определение эффективного сопротивления испытуемого изделия на основании полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием и на основании полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием; и
генерирование выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет испытание ударом молнии.
Пункт 20. Компьютерочитаемое запоминающее устройство по пункту 19, в которой операции дополнительно включают:
сравнение значения, определенного на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока, с данными испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии,
при этом выходные данные определяют на основании результата сравнения.
Реферат приведен в данном документе, исходя из понимания, что он не будет использован для интерпретирования или ограничения объема или значения пунктов формулы изобретения. Кроме того, в приведенном выше разделе «Осуществление изобретения» различные признаки могут быть сгруппированы вместе или описаны в одном варианте реализации с целью упрощения описания. Данное описание не следует интерпретировать таким образом, что оно является отражением концепции, что заявленные варианты реализации требуют большего количества признаков по сравнению с признаками, явно приведенными в каждом пункте формулы изобретения. Напротив, в заявленном объекте может быть предусмотрено меньшее количество признаков по сравнению со всеми признаками любого из раскрытых вариантов реализации, что и отражает приведенная далее формула изобретения.
1. Система для неразрушающего контроля, содержащая:
средства (120) сопряжения с испытуемым изделием, содержащие:
первый электрический соединитель (121), выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом (112) испытуемого изделия (101); и
второй электрический соединитель (122), выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом (114) испытуемого изделия;
средства (130) сопряжения с эталонным изделием, содержащие:
третий электрический соединитель (131), выполненный с возможностью соединения с металлическим компонентом эталонного изделия (111); и
четвертый электрический соединитель (132), выполненный с возможностью соединения с углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия;
по меньшей мере один датчик (123, 133), электрически соединенный со средствами (120) сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием и выполненный с возможностью генерирования по меньшей мере одного сигнала, основанного на напряжении между средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием и основанного на токе между средствами сопряжения с испытуемым изделием и средствами сопряжения с эталонным изделием, причем указанные ток и напряжение основаны на разнице температур между испытуемым изделием и эталонным изделием; и
процессор (146), выполненный с возможностью генерирования, на основании указанного по меньшей мере одного сигнала от указанного по меньшей мере одного датчика, выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет испытание ударом молнии.
2. Система для неразрушающего контроля по п. 1, дополнительно содержащая систему (150) управления температурой, выполненную с возможностью управления разностью температур между испытуемым изделием и эталонным изделием.
3. Система для неразрушающего контроля по п. 2, в которой система управления температурой содержит:
контроллер (152) температуры;
первый датчик (123) температуры, соединенный со средствами сопряжения с испытуемым изделием и контроллером температуры;
второй датчик (133) температуры, соединенный со средствами сопряжения с эталонным изделием и контроллером температуры; и
по меньшей мере один теплообменный элемент (124, 134), соединенный с контроллером температуры,
причем контроллер температуры выполнен с возможностью приема первого показания (154) температуры от первого датчика температуры, возможностью приема второго показания (156) температуры от второго датчика температуры и возможностью подачи управляющего сигнала (158, 160) на указанный по меньшей мере один теплообменный элемент для управления разностью температур между испытуемым изделием и эталонным изделием, а управляющий сигнал основан на первом показании температуры и втором показании температуры.
4. Система для неразрушающего контроля по п. 3, в которой указанный по меньшей мере один теплообменный элемент содержит по меньшей мере одно нагревающее устройство, соединенное со средствами сопряжения с испытуемым изделием, и по меньшей мере одно охлаждающее устройство, соединенное со средствами сопряжения с эталонным изделием.
5. Система для неразрушающего контроля по п. 3, в которой указанный по меньшей мере один теплообменный элемент содержит по меньшей мере одно охлаждающее устройство, соединенное со средствами сопряжения с испытуемым изделием, и по меньшей мере одно нагревающее устройство, соединенное со средствами сопряжения с эталонным изделием.
6. Система для неразрушающего контроля по любому из пп. 1-5, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью определения эффективного сопротивления испытуемого изделия и возможностью его сравнения с данными испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии,
причем выходные данные, указывающие, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, основаны на результате указанного сравнения.
7. Система для неразрушающего контроля по любому из пп. 1-6, в которой углеволокнистый композитный компонент испытуемого изделия и углеволокнистый композитный компонент эталонного изделия образованы из композиционного материала одного и того же типа,
причем металлический компонент испытуемого изделия и металлический компонент эталонного изделия представляют собой соединитель одного и того же типа.
8. Система для неразрушающего контроля по п. 7, в которой эталонное изделие дополнительно содержит наполнитель (113), расположенный между металлическим компонентом эталонного изделия и углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия и выполненный с возможностью уменьшения эффективного сопротивления эталонного изделия по отношению к эффективному сопротивлению испытуемого изделия.
9. Система для неразрушающего контроля по любому из пп. 1-8, в которой процессор дополнительно выполнен с возможностью определения площади (117) контакта испытуемого изделия и возможностью ее сравнения с данными (172) испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии,
причем выходные данные, указывающие, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, основаны на результате сравнения.
10. Система для неразрушающего контроля по любому из пп. 1-9, в которой напряжение и ток получены за счет разности температур и термоэлектрическими свойствами материалов испытуемого изделия и эталонного изделия.
11. Система для неразрушающего контроля по любому из пп. 1-10, в которой средства сопряжения с испытуемым изделием и средства сопряжения с эталонным изделием электрически соединены друг с другом с образованием схемы, электрически соединяющей первую часть испытуемого изделия и вторую часть эталонного изделия и электрически соединяющей указанный по меньшей мере один датчик с третьей частью испытуемого изделия и с четвертой частью эталонного изделия.
12. Способ неразрушающего контроля, включающий:
определение (302) в системе для неразрушающего контроля, удовлетворяет ли температурному критерию разность температур между испытуемым изделием и эталонным изделием, причем испытуемое изделие содержит углеволокнистый композитный компонент и металлический компонент;
на основании определения, что разность температур удовлетворяет температурному критерию:
измерение (304), посредством системы для неразрушающего контроля, полученного термоэлектрически напряжения между испытуемым изделием и эталонным изделием; и
измерение (306), посредством системы для неразрушающего контроля, полученного термоэлектрически тока между испытуемым изделием и эталонным изделием; и
генерирование (308), посредством системы для неразрушающего контроля, выходных данных, указывающих, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет испытание ударом молнии, на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока.
13. Способ неразрушающего контроля по п. 12, дополнительно включающий корректирование (406), посредством системы для неразрушающего контроля, температуры испытуемого изделия и/или температуры эталонного изделия на основании определения, что разность температур не удовлетворяет температурному критерию.
14. Способ неразрушающего контроля по любому из пп. 12, 13, дополнительно включающий:
получение доступа к данным испытания на воздействие молнии для изделий, подвергаемых разрушающему испытанию ударом молнии; и
сравнение значения, определенного на основании полученного термоэлектрически напряжения и полученного термоэлектрически тока, с данными испытания на воздействие молнии;
причем выходные данные, указывающие, следует ли ожидать, что испытуемое изделие пройдет разрушающее испытание ударом молнии, определяют на основании результата сравнения.
15. Способ неразрушающего контроля по любому из пп. 12-14, согласно которому углеволокнистый композитный компонент испытуемого изделия образован из конкретного композиционного материала, а эталонное изделие содержит углеволокнистый композитный компонент, образованный из указанного конкретного композиционного материала,
причем металлический компонент испытуемого изделия соответствует соединителю конкретного типа, а эталонное изделие содержит металлический компонент, соответствующий соединителю указанного конкретного типа, и дополнительно содержит наполнитель, расположенный между металлическим компонентом эталонного изделия и углеволокнистым композитным компонентом эталонного изделия и выполненный с возможностью уменьшения эффективного сопротивления эталонного изделия по отношению к эффективному сопротивлению испытуемого изделия.
