[发明专利]用于与流量测量系统结合的复杂装袋的非破坏性泄漏源检测和确认

说明书

本申请涉及用于与流量测量系统结合的复杂装袋的非破坏性泄漏源检测和确认，其中测试用于复杂的共固化复合结构的制造的真空袋(102)提供泄漏检测，该泄漏检测允许操作者在没有诸如通过将真空端口切入该袋(102)中而进一步损坏该袋的情况下确认定制的真空袋(102)内的泄漏。这样的泄漏检测能够允许操作者发现和修复泄漏，或者如果不可修复或在修复不可行的袋的位置处，采取其他校正措施。

技术领域

本公开总体涉及复合航空与航天结构的制造，并且更具体地，涉及在提交真空袋之前测试该真空袋以在袋故障带来高成本惩罚的复合制备的过程中使用。

背景技术

真空装袋是用于使用诸如碳纤维增强塑料的复合材料制造结构的技术。诸如机翼、机身的主要结构部件以及诸如波音787梦想客机(Dreamliner)的现代飞行器的尾翼能够几乎完全由复合材料建造。例如，该787的水平稳定器表面被建造为围绕复合翼梁箱，该复合翼梁箱接近40英尺长。典型地，部件将包括诸如碳纤维的加强材料层，该加强材料层与液化树脂一起被层压，该液化树脂被固化为固态以实现该部件的所需结构性质(例如，强度和硬度)。例如，通过在固化期间提供围绕该部件的真空，该真空袋能够施加一致的压力用以将该层片保持在一起并防止或移除在该树脂中的气泡，该气泡能够在最终固化时削弱该部件。真空装袋技术发展良好并包括一定数量的元件的使用，例如离型膜(mold releasefilm)、分离层、分压层(bleeder layer)和通气器(breather)。例如，通气器能够用于在该固化过程期间均匀地分配和维持贯穿该袋的真空。

现今使用真空装袋技术的大型结构产生使用该技术的一套新的挑战。复杂的、共固化(例如，结构树脂和粘合剂在其中同时被固化)的复合结构通常使用诸如用于多翼梁箱应用和上文给出的翼梁箱示例的高度波状外形的、热接合的真空袋。为了确保恰当制造的部件，恰当的运作需要用于复合制备的真空袋，以便在贯穿处理和固化操作中维持真空。这些袋通常被以最长尺寸热接合，以允许操作者将这些袋放置到相对于该部件的最终位置。由于这些袋的尺寸，定位这些袋中的泄漏可以是困难的，并且绝大多数泄漏检测操作需要破坏性评估(例如，将真空端口切入袋中)，从而使在复合结构生产中使用的袋失效。

因此，在该领域中存在对方法和系统的需求，该方法和系统允许操作者在定制的真空袋中确认泄漏而不破坏该袋，并且进一步地，允许操作者修复泄漏或确认泄漏的区域以便进一步的校正措施。

发明内容

一个或多个实施例允许操作者确认在定制的真空袋内的泄漏而不进一步损坏该袋，使得操作者能够发现并修复该泄漏，或者如果不可修复或在修复该袋不可行的位置，则采取其他校正措施。例如，可以决定在生产中不使用特定的袋以利于袋通过测试；在袋中泄漏的一个或多个区域可以被质量部门、制造工程部门或研发与技术部门确认；并且可以与供应商一起进行讨论以便修正问题。

在一个或多个实施例中，泄漏确认系统包括：柔性通气器；与柔性通气器连接以便为柔性通气器提供刚度的脊柱，所述脊柱具有第一末端；以及不同长度的多个真空吸管，该真空吸管从第一末端沿脊柱设置并终止于沿脊柱的间隔的位置处。通气器、脊柱和吸管被配置为作为单元容易地插入真空袋中。

在另一实施例中，传感器阵列包括：沿彼此侧面延伸以形成缆线的不同长度的多个真空采样管，使得管具有沿缆线的长度分配的终端位置，并且每个管的第一末端被设置为靠近缆线的第一末端，以便连接至真空监测系统；套筒，其被配置为允许空气流过其表面；以及脊柱，其被配置为支撑缆线，以便将脊柱和缆线插入套筒中。传感器阵列被配置为使得套筒围绕缆线和脊柱，并且套筒允许空气从套筒外侧流动至套筒内侧的采样管的终端位置。

在又一实施例中，方法包括以下处理和操作：将具有多个管状真空吸管的传感器阵列插入真空袋中，每个吸管具有沿传感器阵列的长度的终端位置；将真空吸管连接至真空监测系统；监测应用到真空吸管的真空；以及基于来自监测的数据和每个真空吸管的终端位置来定位在真空袋中的泄漏。