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原文传递用于水分检测的同步相控阵列和红外检测器系统

专利名称：	用于水分检测的同步相控阵列和红外检测器系统
摘要：	用于水分检测的同步相控阵列和红外检测器系统。一种用于检测用于飞行器的复合夹层板中的水分的方法和系统。将电磁辐射束的脉冲射束操控至所述复合夹层板。所述电磁辐射束的所述脉冲具有能被水分子吸收的多个波长。使所述电磁辐射束的所述脉冲的用于加热所述复合夹层板的定时与红外检测器系统中的用于检测红外辐射的量的时间窗同步。当所述复合夹层板被所述电磁辐射束的所述脉冲加热时，在针对所述红外检测器系统的所述时间窗内检测所述复合夹层板中的红外辐射的量，其中，红外辐射的量指示所述复合夹层板中的水分水平。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	美国;US
申请人：	波音公司
发明人：	M·萨法伊;王晓熙
专利状态：	有效
申请日期：	2018-09-14T00:00:00+0800
发布日期：	2019-04-26T00:00:00+0800
申请号：	CN201811073620.2
公开号：	CN109682773A
代理机构：	北京三友知识产权代理有限公司
代理人：	黄纶伟;王青芝
分类号：	G01N21/3554(2014.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	美国伊利诺伊州
主权项：	1.一种水分检测系统(202)，该水分检测系统包括：相控阵列(210)，该相控阵列被配置成发射电磁辐射束(216)的脉冲(218)，其中，所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)具有能被水分子吸收的多个波长；红外检测器系统(212)，该红外检测器系统被配置成检测红外辐射(222)的量；以及控制器(214)，该控制器与所述相控阵列(210)和所述红外检测器系统(212)通信，其中，所述控制器(214)被配置成，控制所述相控阵列(210)以对由所述相控阵列(210)发射的所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)进行射束操控；使所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的定时与由所述红外检测器系统(212)用于检测红外辐射(222)的量的时间窗同步；并且控制所述红外检测器系统(212)在所述时间窗内检测红外辐射(222)的量。 2.根据权利要求1所述的水分检测系统(202)，其中，所述红外辐射(222)的量指示用于飞行器的复合夹层板(208)中的水分(206)的水平，并且其中，所述控制器(214)被配置成，控制所述相控阵列(210)以对由所述相控阵列(210)向所述复合夹层板(108)发射的所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)进行射束操控；使所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的加热所述复合夹层板(208)的定时(226)与由所述红外检测器系统(212)用于检测所述红外辐射(222)的量的所述时间窗(228)同步；并且控制所述红外检测器系统(212)，在所述复合夹层板(108)被所述电磁辐射束(142)的所述脉冲(218)加热时，在所述时间窗(226)内检测所述复合夹层板(208)中的所述红外辐射(222)的量。 3.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)控制所述相控阵列(210)将所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)射束操控至所述复合夹层板(208)上的区域(230)，并且控制所述红外检测器系统(212)，在所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)加热所述复合夹层板(208)上的所述区域(230)时，在所述时间窗内从所述区域(230)检测所述红外辐射(222)的量。 4.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)基于所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)穿透所述复合夹层板(208)的期望深度(232)，来选择所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的多个频率(220)。 5.根据权利要求3所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成，利用在所述区域(230)中检测到的所述红外辐射(222)的量、以及所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的发送到所述复合夹层板(208)上的所述区域(230)中的能量，来确定所述复合夹层板(208)中的水分(206)的水平。 6.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成控制所述红外检测器系统(212)在电磁辐射系统发射所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)之前，检测背景红外辐射(236)的量。 7.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成利用所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的能量(234)和由所述红外检测器系统(212)在所述时间窗内检测到的所述红外辐射(222)的量，来生成所述复合夹层板(208)的所述红外辐射(222)的量的热图像。 8.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成利用热图像生成所述复合夹层板(208)内的水分(206)的分布图。 9.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述时间窗被选择成，响应于所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)加热所述复合夹层板(208)来检测所述红外辐射(222)的量，以使所述红外检测器系统(212)的灵敏度提高。 10.根据权利要求1所述的水分检测系统(202)，其中，所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)具有选自大约300MHz到大约300GHz的多个频率(220)。 11.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述复合夹层板(208)包括第一面板、第二面板以及位于所述第一面板与所述第二面板之间的芯体，其中，所述芯体选自泡沫芯体、开孔泡沫芯体、闭孔泡沫芯体和蜂窝状芯体中的至少一种。 12.根据权利要求2所述的水分检测系统(202)，其中，所述飞行器选自以下各项中的一种：飞机、航行器、商用飞机、旋翼飞机、航天器、商用航天器和航天飞机。 13.一种检测用于飞行器的复合夹层板中的水分的方法，该方法包括以下步骤：将电磁辐射束(216)的脉冲(218)射束操控至所述复合夹层板(208)，其中，所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)具有能被水分子吸收的多个波长；使所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的加热所述复合夹层板(208)的定时与红外检测器系统(212)中的用于检测红外辐射(222)的量的时间窗同步；以及当所述复合夹层板(208)被所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)加热时，在所述红外检测器系统(212)的所述时间窗内检测所述复合夹层板(208)中的所述红外辐射(222)的量，其中，所述红外辐射(222)的量指示所述复合夹层板(208)中的水分(206)的水平。 14.根据权利要求13所述的方法，其中，将所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)射束操控至所述复合夹层板(208)的步骤包括以下步骤：将所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)射束操控至所述复合夹层板(208)上的区域(230)；并且当所述复合夹层板(208)上的所述区域(230)被所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)加热时，在所述红外检测器系统(212)的所述时间窗内检测所述复合夹层板(208)中的所述红外辐射(222)的量。 15.根据权利要求14所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用在所述区域(230)中检测到的所述红外辐射(222)的量、以及所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的发送到所述复合夹层板(208)上的所述区域(230)中的能量，来确定所述复合夹层板(208)中的水分(206)的水平。 16.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)穿透所述复合夹层板(208)的期望深度(232)，来选择所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的多个频率(220)。 17.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在电磁辐射系统发射所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)之前，检测背景红外辐射(236)的量。 18.根据权利要求13所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的能量和由所述红外检测器系统(212)在所述时间窗内检测到的所述红外辐射(222)的量，来生成所述复合夹层板(208)的所述红外辐射(222)的量的热图像。 19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用所述热图像生成所述复合夹层板(208)内的所述水分(206)的分布图。 20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述时间窗被选择成响应于所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)加热所述复合夹层板(208)来检测所述红外辐射(222)的量，以使得所述红外检测器系统(212)的灵敏度提高。 21.根据权利要求13所述的方法，其中，所述复合夹层板(208)包括第一面板、第二面板以及位于所述第一面板与所述第二面板之间的芯体，其中，所述芯体选自泡沫芯体、开孔泡沫芯体、闭孔泡沫芯体和蜂窝状芯体中的至少一种。 22.根据权利要求13所述的方法，其中，所述飞行器选自以下各项中的一种：飞机、航行器、商用飞机、旋翼飞机、航天器、商用航天器和航天飞机。 23.一种水分检测系统(202)，该水分检测系统包括：相控阵列(210)，该相控阵列被配置成发射电磁辐射束(216)的脉冲(218)，其中，所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)具有能被水分子吸收的多个波长；红外检测器系统(212)，该红外检测器系统被配置成检测红外辐射(222)的量，其中，所述红外辐射(222)的量指示多孔材料中的水分(206)的水平；以及控制器(214)，该控制器被配置成，控制所述相控阵列(210)以将所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)射束操控至所述多孔材料上的区域(230)；使所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的加热所述多孔材料的定时与所述红外检测器系统(212)中的用于检测所述红外辐射(222)的量的时间窗同步；并且控制所述红外检测器系统(212)，以在所述多孔材料被所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)加热时，在所述时间窗内检测所述多孔材料上的所述区域(230)中的所述红外辐射(222)的量。 24.根据权利要求23所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)基于所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)穿透复合夹层板(208)的期望深度(232)，来选择所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的多个频率(220)。 25.根据权利要求24所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成，利用在所述区域(230)中检测到的所述红外辐射(222)的量、以及所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的发送到所述多孔材料上的所述区域(230)中的能量，来确定所述复合夹层板(208)中的水分(206)的水平。 26.根据权利要求23所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成，控制所述红外检测器系统(212)在电磁辐射系统将所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)发射到所述多孔材料上的所述区域(230)中之前，检测所述区域(230)中的背景红外辐射(236)的量。 27.根据权利要求23所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成，利用所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的能量和由所述红外检测器系统(212)在所述时间窗内检测到的所述红外辐射(222)的量，来生成所述多孔材料(208)的所述红外辐射(222)的量的热图像。 28.根据权利要求23所述的水分检测系统(202)，其中，所述控制器(214)被配置成，利用热图像生成所述区域(230)中的所述多孔材料内的水分(206)的分布图。 29.一种用于检测多孔材料中的水分(206)的方法，该方法包括以下步骤：将电磁辐射束(216)的脉冲(218)射束操控到所述多孔材料上的区域(230)中，其中，所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)具有能被水分子吸收的多个波长；同步所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的定时；以及当所述多孔材料上的所述区域(230)被所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)加热时，在红外检测器系统(212)的时间窗内检测所述多孔材料上的所述区域(230)中的红外辐射(222)的量，其中，所述红外辐射(222)的量指示所述多孔材料中的水分(206)的水平。 30.根据权利要求29所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)穿透复合夹层板(208)的期望深度(232)，来选择所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)的多个频率(220)。 31.根据权利要求29所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用在所述区域(230)中检测到的所述红外辐射(222)的量、以及所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的发送到所述复合夹层板(208)上的所述区域(230)中的能量，来确定所述多孔材料中的水分(206)的水平。 32.根据权利要求29所述的方法，其中，在电磁辐射系统将所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)发射到所述多孔材料上的所述区域(230)中之前，检测所述区域(230)中的背景红外辐射(222)的量。 33.根据权利要求29所述的方法，其中，利用所述电磁辐射束(216)的所述脉冲(218)中的能量和由所述红外检测器系统(212)在所述时间窗内检测到的所述红外辐射(222)的量，来生成所述多孔材料的所述红外辐射(222)的量的热图像。
所属类别：	发明专利