본 발명은 항공기의 날개 또는 엔진 덮개와 같은 착빙되는 구조의 외표면에 초음파를 사용하는 방빙/제빙 시스템에 관한 것으로, 이와 같은 방빙/제빙 시스템이 포함된 구조 및 방빙/제빙 방법은 본 발명의 시스템에 의해 제공된다.본 발명에 따른 방빙 시스템은 변환기 그룹의 정규 배열에 관련된 외표면(2)에 배치된 적어도 하나의 기본 메쉬(i,j)의 매트릭스(16)를 스캐닝하는 수단을 포함하며, 스캐닝 수단은, 스캐닝 수단에 연결되어 각 메쉬에 대해 초음파를 방사하는 변환기로부터 얻어진 신호들의 총량을 생산할 수 있는 신호누적 수단을 통해
본 발명은 항공기의 날개 또는 엔진 덮개와 같은 착빙되는 구조의 외표면에 초음파를 사용하는 방빙/제빙 시스템에 관한 것으로, 이와 같은 방빙/제빙 시스템이 포함된 구조 및 방빙/제빙 방법은 본 발명의 시스템에 의해 제공된다.본 발명에 따른 방빙 시스템은 변환기 그룹의 정규 배열에 관련된 외표면(2)에 배치된 적어도 하나의 기본 메쉬(i,j)의 매트릭스(16)를 스캐닝하는 수단을 포함하며, 스캐닝 수단은, 스캐닝 수단에 연결되어 각 메쉬에 대해 초음파를 방사하는 변환기로부터 얻어진 신호들의 총량을 생산할 수 있는 신호누적 수단을 통해, 메쉬에 변환기 그룹에 의해 방사된 초음파를 교대로 집중시킨다.
대표청구항▼
항공기의 날개 또는 엔진 덮개와 같은 착빙되는 구조(3)의 외표면(2)에 초음파를 사용하며 상기 외표면과 마주하게 설치되는 다수개의 압전 변환기(10,TK,XK,YK)를 포함하는 방빙 시스템(4)에 있어서,상기 변환기 그룹의 정규 배열에 관련된 표면에 배치된 적어도 하나의 기본 메쉬(i,j)의 매트릭스(16)를 스캐닝하는 수단을 포함하며,상기 스캐닝 수단은, 상기 스캐닝 수단에 연결되어 상기 각 메쉬에 대해 초음파를 방사하는 상기 변환기로부터 얻어진 신호들의 총량을 생산할 수 있는 신호누적 수단을 통해, 상기 메쉬에 상기 변환기 그
항공기의 날개 또는 엔진 덮개와 같은 착빙되는 구조(3)의 외표면(2)에 초음파를 사용하며 상기 외표면과 마주하게 설치되는 다수개의 압전 변환기(10,TK,XK,YK)를 포함하는 방빙 시스템(4)에 있어서,상기 변환기 그룹의 정규 배열에 관련된 표면에 배치된 적어도 하나의 기본 메쉬(i,j)의 매트릭스(16)를 스캐닝하는 수단을 포함하며,상기 스캐닝 수단은, 상기 스캐닝 수단에 연결되어 상기 각 메쉬에 대해 초음파를 방사하는 상기 변환기로부터 얻어진 신호들의 총량을 생산할 수 있는 신호누적 수단을 통해, 상기 메쉬에 상기 변환기 그룹에 의해 방사된 초음파를 교대로 집중시키는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1에 있어서,상기 신호누적 수단은 상기 각 매트릭스(16) 내부의 상기 각 변환기(10,TK,XK,YK) 그룹에 의해 방사된 상기 각 신호의 파장 및 위상을 매 순간 재계산하고, 이로 인해 상기 스캐닝 수단은 상기 각 메쉬(i,j)에 합성파에서 최대 진폭을 갖도록 방사된 초음파의 총량을 집중시키는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 또는 2에 있어서,상기 변환기(10,TK,XK,YK)는 상기 외표면(2)에 대향한 상기 구조(3)의 내표면(11)에 장착되는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,상기 변환기(10,TK,XK,YK) 그룹은 상기 메쉬(i,j)의 각 매트릭스(16)와 결합되며, 상기 대응 매트릭스 외측의 상기 외표면의 주변 테두리에 각각 마주하고 대향하게 배치된 변환기의 두 개의 시리즈(8,9)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4). 청구항 4에 있어서,상기 변환기(10,TK,XK,YK)의 상기 시리즈(8,9) 각각은 상기 대응 매트릭스(16)의 방향에서 균등하게 간격을 두고 배치된 다수개의 변환기 페어(CK)를 포함하며, 상기 각 페어의 두 개의 변환기 중 하나(YK)는 파손된 다른 변환기(XK)를 대체하도록 설계되는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,상기 변환기(10,TK,XK,YK) 그룹은 케이블에 의해 상기 구조(3)에 수용된 전기 발생기(12)에 의해 구동되고, 상기 각 메쉬(i,j)로 전달되는 상기 초음파의 파라미터들을 계산하도록 설계된 컴퓨터에 결합된 메모리(13)에 연결되며, 상기 모든 변환기들은 결정된 스캐닝 순서에 따라 상기 스캐닝 수단을 제어할 수 있는 전자 제어 장치(14)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 있어서,상기 각 스캐닝 순서에서 사용된 초음파를 결정하도록, 상기 제어 장치(14)에 연결되며 상기 외표면(2)의 온도를 측정하기 위한 적어도 하나의 측정 장치(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 내 지 7 중 어느 한 항에 있어서,상기 매트릭스(16) 중 하나로부터 인접한 다른 매트릭스로 방사되는 상기 초음파의 전파를 방해하는 음향 감쇠 수단(17,18)을 포함하는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 8에 있어서,상기 감쇠 수단(17,18)은 상기 매트릭스(16)들 사이의 분할 감쇠 스트립(17)을 포함하고, 상기 감쇠 스트립은 "델테인(Deltane)"과 같은 점탄성 엘라스토머를 주성분으로 하되 바람직하게는 금속재질이며, 상기 외표면(2)에 대향한 상기 구조(3)의 내표면(11)과 지지 플레이트(19) 사이의 상기 매트릭스들 사이의 마주하는 경계에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 9에 있어서,상기 감쇠 수단(17,18)은 감쇠 보더(18)를 포함하고, 상기 감쇠 보더는 "델테인(Deltane)"과 같은 점탄성 엘라스토머를 주성분으로 하고 상기 각 매트릭스(16)와 상기 변환기(10,TK,XK,YK)를 감싸는 상기 외표면(2)의 주변 영역에 배치되며, 상기 감쇠 보더는 상기 각 매트릭스에 방사된 상기 초음파의 가장자리 효과에 의한 반사(reflection)를 방지할 수 있는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,상기 변환기 그룹(10,TK,XK,YK)은 소요시간 동안에 상기 각 매트릭스(16)의 착빙 영역의 존재를 탐지하기 위하여, 연속적으로 상기 초음파를 방사하고 수용할 수 있는 가역 변환기를 포함하는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 11에 있어서,상기 소요시간 동안에 상기 착빙 영역(S)의 탐지 이후에 상기 착빙 영역을 연속적으로 제빙할 수 있도록, 상기 변환기(10,TK,XK,YK) 중 적어도 하나는 방사기로서 기능하고 다른 변환기들은 수용기로서 기능하며, 상기 방빙 시스템은 저장 신호 압축 및 전환 수단에 연결된 방사 신호 저장 수단을 포함하며, 상기 스캐닝 수단은 상기 반전되고 압축된 신호를 상기 착빙 영역을 향해 집중시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 내지 12 중 어느 한 항에 있어서,상기 각 변환기(10,TK,XK,YK)는 세라믹 재료에 기반한 다층 압전 변환기인 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).청구항 1 내지 13 중 어느 한 항에 있어서,다수의 메쉬(i,j)를 포함하는 다수개의 매트릭스(16)에 의해 형성된 네트워크를 포함하며, 상기 메쉬는 각 매트릭스 당 500 내지 5000개가 존재하는 것을 특징으로 하는 방빙 시스템(4).외표면(2)이 착빙되는 날개 또는 엔진 덮개와 같은 항공기 구조(3)에 있어서,청구항 1 내지 14 중 어느 한 항에 따른 방빙 시스템(4)이 통합되는 것을 특징으로 하는 항공기 구조(3).청구항 15에 따른 비행기 날개를 형성하는 항공기 구조(3)에 있어서,상기 변환기(10,TK,XK,YK) 그룹은 상기 매트릭스(16)와 결합되고, 상기 매트릭스 외측의 상기 외표면(2)의 두 개의 평행한 주변 테두리의 상측면(6)과 하측면(7)에 각각 배치된 상기 변환기의 두 개의 시리즈(8,9)를 포함하며, 상기 시리즈들의 변환기들은 상기 구조의 길이방향에서 균등하게 간격을 두고 배치되고 상측면 및 하측면 전원 집전기에 연결되는 것을 특징으로 하는 항공기 구조(3).항공기의 날개 또는 엔진 덮개와 같은 착빙되는 구조(3)의 외표면(2)에 초음파를 사용하며 상기 외표면과 인접하게 상기 구조에 설치되는 다수개의 압전 변환기(10,TK,XK,YK)를 사용하는 방빙 방법에 있어서,상기 변환기에 의해 상기 변환기 그룹의 동일 배열에 관련한 상기 외표면의 적어도 하나의 기본 메쉬(i,j)의 매트릭스(16)에 진행파를 방사하는 단계;상기 매트릭스의 각 메쉬에 대해 상기 전파를 방사하는 상기 변환기로부터 얻어진 신호의 총량을 구하는 단계; 및상기 메쉬에 상기 방사된 합성 진행파를 교대로 집중시키도록 상기 적어도 하나의 매트릭스를 스캔하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17에 있어서,상기 적어도 하나의 매트릭스(16)를 스캔하는 단계는, 상기 합성파에 대해 최대의 전체 진폭을 갖게, 바람직하게는 상기 메쉬에 생성된 1㎛ 이상의 변위에 대응하게 각 메쉬(i,j)의 진동 에너지를 최대화하도록 상기 신호들의 파장 및 위상을 매 순간 재계산하는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 또는 18에 있어서,상기 매트릭스(16)의 치수 및 그룹 내의 상기 변환기(10,TK,XK,YK)의 수는 희망하는 최대 스캐닝 주기에 따라 선택되는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 19 중 어느 한 항에 있어서,상기 변환기(10,TK,XK,YK)는 상기 매트릭스(16)의 각 매쉬에 집중되어 처리되는 초음파의 패킷을 방사하되, 상기 패킷의 주파수는 100㎑ 내지 5㎒ 사이인 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 20 중 어느 한 항에 있어서,상기 외표면(2)의 온도는 각 변환기(10,TK,XK,YK)에 대한 스캐닝 순서의 초음파를 선택하도록 측정되는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,상기 다수개의 매트릭스(16)는 상기 외표면(2)에 정의되며 다수의 메쉬(i,j)를 포함하되, 상기 하나의 매트릭스 당 500 내지 5000개의 메쉬가 구비되는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 22에 있어서,상기 매트릭스들 중 하나에 방사된 초음파는 인접한 매트릭스로 전파되는 것을 방지하도록 인접한 상기 매트릭스(16) 사이에서 감쇠되는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,상기 각 매트릭스(16)에 방사된 초음파는 가장자리 효과에 의한 반사를 방지하도록 상기 매트릭스와 상기 대응 변환기(10,TK,XK,YK) 주변에서 감쇠되는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 23 중 어느 한 항에 있어서,상기 가장자리 효과에 의한 상기 각 매트릭스(16)와 상기 대응 변환기(10,TK,XK,YK) 주변의 상기 반사는 정상파를 생성하는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 25 중 어느 한 항에 있어서,상기 변환기(XK,YK)의 페어(CK)는 상기 대응 매트릭스(16)의 방향에서 균등하게 간격을 두고 배치되며, 상기 각 페어의 두 개의 변환기 중 하나는 다른 변환기를 대체하도록 사용되어 상기 다른 변환기를 감쇠시키는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 26에 있어서,방빙을 수행하는 이전에 테스트가 수행되며, 상기 테스트는:상기 매트릭스와 관련된 변환기(XK,YK)의 페어(CK)에 포함된 테스트될 방사 변환기로 신호를 방사하되, 모든 다른 변환기의 그룹은 수신 모드로 사용되는 단계;수신 모드의 상기 적어도 하나의 변환기(XK)에 상기 신호가 비수용되는지 여부를 수신 모드의 상기 변환기에 의한 방사원의 위치를 재탐색하는 시간 선회 기법을 사용하여 체크하는 단계; 및 상기 변환기(XK)의 감쇠로 인하여 상기 다른 방사 변환기(YK)로 변환하여 방빙을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 27 중 어느 한 항에 있어서,상기 메쉬(i,j)의 상기 각 매트릭스(16)에 대하여 시간 선회 기법에 의한 상기 외표면(2)의 제빙이 수행되며, 상기 제빙은:상기 각 매트릭스에 관련된 방사 모드에서 사용된 적어도 하나의 변환기(T1)에 초음파를 방사하되, 상기 초음파는 상기 매트릭스의 얼음 형성 점(S)에 의해 유발된 특이점에 직면하는 단계;상기 수신 모드에서 사용되고 상기 매트릭스에 관련된 변환기(T2 내지 T6)에 의해, 상기 특이점에 직면한 상기 초음파의 대표 신호를 포착하고 상기 신호를 내부 메모리에 저장하는 단계; 및이전에 위치된 이후 형성된 얼음의 점을 연속적으로 제빙하기 위해, 상기 신호를 전환하고 압축하여 상기 전환되고 압축된 신호에 대응하는 초음파를 상기 특이점을 향해 재집중시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.청구항 17 내지 28 중 어느 한 항에 있어서,상기 각 변환기(10,TK,XK,YK)는 상기 구조(3)의 두께 방향에서 측정된 초음파 파장의 반(half-ultrasound wavelength) 정도의 두께를 나타내는 것을 특징으로 하는 방빙 방법.
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