BR102012029569A2 - Método de prognóstico de problema de integridade em um aparelho elétrico - Google Patents

Abstract

Método de prognóstico de problema de integridade em um aparelho elétrico. Um método de prognóstico de um problema de integridade de um aparelho elétrico, mecânico ou eletromecânico tal como um motor a jato (12) com base na radiação emitida pelo aparelho (12) em que o método inclui estabilizar um perfil para o aparelho (12) enquanto o aparelho (12) está operando, salvar tal perfil para o aparelho (12), formar um conjunto de perfis históricos para vários aparelhos (12) e identificar pelo menos uma anomalia no conjunto de perfis históricos que é indicativa de uma falha futura

Description

“MÉTODO DE PROGNÓSTICO DE PROBLEMA DE INTEGRIDADE EM UM APARELHO ELÉTRICO” Antecedentes da Invenção Aparelhos elétricos, mecânicos ou eletromecânicos podem ser usados em uma variedade de produtos incluindo veículos, eletrodomésticos, etc. Um problema com instrumentação atual em tais aparelhos é que há limitações ao número de sensores que podem ser fisicamente montados e instrumentados para uso em monitoração ou análise da integridade do aparelho. Complexidade adicional tal como peso, cabeamento, conectores, hardware de montagem, etc. podem limitar o número de sensores que podem coletar dados em relação ao aparelho. Adicionalmente, a correlação dos dados do número de sensores pode ser complicada.

Breve Descrição da Invenção Em uma realização, um método de prognóstico de um problema de integridade em um aparelho elétrico, mecânico ou eletromecânico com base na radiação emitida pelo aparelho inclui a) pelo menos parcialmente envolver o aparelho em um conjunto de antenas, b) estabilizar um perfil para o aparelho através da detecção da radiação recebida do conjunto de antenas enquanto o aparelho está operando, c) salvar o perfil para o aparelho, d) repetir a até c através de múltiplos aparelhos em múltiplos tempos para formar um conjunto de perfis históricos para os múltiplos aparelhos, e e) identificar pelo menos uma anomalia no conjunto de perfis históricos que é indicativa de uma falha futura.

Breve Descrição das Figuras Nos desenhos: A Figura 1 é uma ilustração esquemática de uma aeronave que tem uma variedade de aparelhos que incluem motores a jato. A Figura 2 é uma ilustração esquemática de um sistema de diagnóstico de acordo com uma realização da invenção que inclui um motor a jato da Figura 1. A Figura 3 é uma ilustração esquemática de uma ferramenta de diagnóstico estratificada de acordo com uma realização da invenção. A Figura 4 é uma ilustração esquemática de uma ferramenta de diagnóstico estratificada de acordo com outra realização da invenção. A Figura 5 é uma ilustração esquemática de uma porção do sistema de diagnóstico da Figura 2 e bases de dados exemplificativas para auxiliar na análise das informações de diagnóstico.

Descrição de Realizações da Invenção Uma breve visão geral de um aparelho específico em um cenário específico será útil. A Figura 1 ilustra esquematicamente uma porção de uma aeronave 10 que fornece um ambiente para uma realização da presente revelação. Um ou mais motores a jato ou de propulsão 12 acoplados a uma fuselagem 14, uma cabine de voo 16 posicionada na fuselagem 14 e conjuntos de asa 18 que se estendem para fora a partir da fuselagem 14 pode ser incluído na aeronave 10. Adicionalmente, uma pluralidade de sistemas 20 que permitem operação apropriada da aeronave 10 pode ser incluída e pode ser acoplada de modo operável através de uma rede de comunicação 22 a um computador de controle de voo 24. Pode ser desejado durante o ciclo de vida de um aparelho, tal como um motor a jato 12 determinar as informações em relação ao motor a jato 12 incluindo, a título de exemplo não limitante, uma integridade do motor a jato 12. A Figura 2 ilustra um sistema de diagnóstico 30 adequado para determinar a integridade, tanto por diagnóstico quanto prognóstico, de qualquer aparelho, incluindo, a título de exemplo não limitante, um motor a jato 12, que pode ter uma ou mais fontes de radiação. O motor a jato 12 pode ser uma fonte de porções de radiação de espectro total, especialmente fontes de interferência eletromecânica geradas por reciprocação ou rotação de componente no aparelho, o que pode criar, entre outras coisas, radiação eletromagnética. O sistema 30 tem uma ferramenta de diagnóstico 32, um módulo de sinal 34, um processador 36 e um monitor 38 de acordo com uma realização da invenção. O restante da descrição irá focar no aparelho específico sendo um dos motores a jato 12; entretanto, será entendido que os conceitos da invenção podem ser aplicados a qualquer aparelho elétrico, mecânico ou eletromecânico adequado, que pode ser usado em qualquer ambiente correspondente. O sistema de diagnóstico 30 é ilustrado meramente para fins exemplificativos e pode representar um sistema típico para um aparelho rotativo tal como um motor a jato 12. Será entendido que a configuração do sistema de diagnóstico 30 pode ser modificada para uso com aparelhos alternativos. A ferramenta de diagnóstico 32 pode incluir um invólucro ou manta de diagnóstico 40, que pode ser enrolado em volta do motor a jato 12 e que tem um ou mais sensores para captar dados de integridade do motor a jato 12. Contempla-se que o invólucro 40 pode incluir uma folha, que pode pelo menos parcialmente envolver o aparelho e que os sensores podem incluir um conjunto de antenas 42, que pode incluir uma ou mais antenas para receber porções selecionadas por usuário da radiação de espectro total a partir do aparelho. A folha do invólucro 40 pode ser flexível, rígida ou uma combinação de flexível e rígida. O conjunto de antenas 42 pode estar localizada em ou incluído no invólucro 40. O formato do invólucro 40 pode definir um cilindro com uma linha de centro 44 ao longo da qual o motor a jato 12 pode ser inserido. Na realização ilustrada o invólucro 40 é formatado cilindricamente de tal modo que pode circunscrever o motor a jato 12 permitindo que zonas circunferenciais tenham conjuntos de antenas semelhantes 42 para identificar áreas de radiação circunferenciais semelhantes ou dessemelhantes. Contempla-se que o invólucro 40 pode alternativamente envolver de modo completo o motor a jato 12 e que o invólucro 40 pode ser configurado em um formato que define um interior dimensionado para receber o motor a jato 12. Embora ilustrado como um cilindro para conveniência de descrição, o invólucro pode ser configurado em uma variedade de formatos diferentes. O invólucro pode seguir os contornos do motor a jato e todo ou parte do invólucro pode permanecer em contato com o motor a jato.

Embora o conjunto de antenas 42 tenha sido ilustrado em uma configuração cilíndrica pode-se entender que essa configuração pode ser não ser prática para algumas aplicações devido a uma variedade de obstruções mecânicas. Assim, contempla-se que o conjunto de antenas 42 pode ser desmembrado em zonas identificáveis e que tais zonas podem fornecer resultados equivalentes. Independentemente do número de zonas, será entendido que cada uma dessas zonas pode ser a mesma distância radial de uma linha de centro 44 do motor a jato 12. Em casos em que isso também não é prático, o módulo de sinal 34 e/ou o processador 36 por corrigir quaisquer perdas de força de sinal devido à variação de distância. O conjunto de antenas 42 pode ser configurado para emitir pelo menos um sinal de emissão indicativo de pelo menos alguma porção de uma radiação de espectro total que pode ser emitida pelo motor a jato 12 durante operação. O conjunto de antenas 42 é mostrado apenas em uma porção do invólucro 40 para fins de clareza e pode assumir qualquer formato geométrico como base nos requisitos da radiação desejada a ser recebida. Contempla-se que o conjunto de antenas 42 pode ser projetado e sintonizado para receber um sinal que tem uma frequência emitida pelo motor a jato 12. Por exemplo, o conjunto de antenas 42 pode ser projetado e sintonizado à mesma frequência conforme uma fonte de emissão conhecida no motor a jato 12.

Contempla-se, ainda, que o conjunto de antenas 42 pode ser configurado para receber múltiplas frequências e que o conjunto de antenas 42 pode ser projetado para receber sinais múltiplos de frequências diferentes emitidos pelo motor a jato 12 com a habilidade de sintonizar seletivamente à amplitude de frequência ou frequência desejada através do uso do módulo de sinal 34. Contempla-se que o conjunto de antenas 42 pode incluir uma antena fractal. Tais conjuntos de antena fractal 42 podem ser bastante compactos e podem ser considerados multibanda ou de banda larga de tal modo que os mesmos podem ser configurados para receber múltiplas frequências em porções desejadas do espectro de radiação total incluindo radiação eletromagnética. O conjunto de antenas 42 pode incluir múltiplos conjuntos de antena fractal que combinam tanto na localização no invólucro 40 quanto na frequência a uma fonte de emissão conhecida a partir do motor a jato 12.

Independentemente do tipo de conjunto de antenas 42, contempla-se que o conjunto de antenas 42 pode incluir uma série de conjuntos de antenas múltiplas 42, que podem ser configuradas de uma variedade de maneiras ou combinação de maneiras. Por exemplo, cada uma das antenas sendo configuradas para receber uma ou mais frequências; as mesmas podem ser configuradas para receber as mesmas frequências, frequências semelhantes ou diferentes; as antenas podem ser localizadas em diferentes localizações em volta do invólucro, tal como adjacente a uma porção selecionada por usuário da fonte de radiação de espectro total que emite a uma frequência que corresponde a uma ou mais frequências que a antena está configurada para receber.

Independentemente do tipo de conjunto de antenas 42, a antena pode ser acoplada de modo operável ao módulo de sinal 34 e pode emitir pelo menos um sinal de emissão indicativo de pelo menos alguma porção da radiação de espectro total emitida pelo motor a jato 12 ao módulo de sinal 34. O módulo de sinal 34 pode ser configurado para fornecer filtragem específica do sinal de emissão enviado do conjunto de antenas 42. O módulo de sinal 34 pode ser configurado para fornecer filtragem específica a sinais de entrada específicos de zona de sistema ou estação específica do conjunto de antenas 42. O módulo de sinal 34 pode incluir qualquer módulo adequado para fornecer filtragem e precisão sob medida para as frequências procuradas. Contempla-se que tal módulo de sinal 34 pode ter a capacidade de programar frequências de entalhe ou de corte de filtro. O módulo de sinal 34 pode incluir, ainda, um dispositivo de memória (não mostrado) para armazenar tanto os sinais de emissão filtrados quanto os não filtrados. O processador 36 pode receber o sinal de emissão de tal dispositivo de memória. O processador 36 pode ser configurado para receber o sinal de emissão e converter o sinal de emissão em uma forma legível por um humano. O processador 36 pode ser acoplado de modo operável ao monitor 38, que pode ser configurado para exibir a forma legível por um humano. Embora o processador 36 e o monitor 38 tenham sido ilustrados como sendo incluído em um computador laptop, quaisquer processador 36 e monitor 38 adequados podem ser usados e o processador 36 e monitor 38 podem estar em aparelhos fisicamente separados. Contempla-se que o monitor 38 pode ser configurado para exibir a forma legível por um humano do sinal de emissão. Tal forma legível por um humano do sinal de emissão 50 é ilustrada esquematicamente na Figura 2 e pode assumir qualquer forma adequada. O monitor 38 pode ter a capacidade de exibição em tempo real e armazenamento de dados embora isso possa não ser requerido ara operação do sistema, tais processamento de dados em tempo real auxiliaria na notificação do operador de anomalias através da representação gráfica dos dados. Isso pode ser especialmente importante durante um estágio de desenvolvimento para o motor a jato 12.

Conforme ilustrado na Figura 3, o invólucro 40 pode ser formado de múltiplas camadas. Por exemplo, o invólucro 40 pode incluir uma camada laminada 60 tal como película de poliéster. Um processo de impressão flexível pode ser usado para imprimir o conjunto de antenas 42 em tal camada laminada 60. Dessa maneira, o invólucro 40 pode incluir uma folha de multicamada, com o conjunto de antenas 42 fornecido em uma camada para definir uma camada de antena 62. Modelos de antenas na camada de antena 62 podem ser facilmente atualizados ou alterados com base no tamanho físico do aparelho pretendido e amplitude de banda desejada. A depender da aplicação, qualquer antena ou combinação de conjuntos de antenas 42 podem ser facilmente adaptados à camada laminada 60 do invólucro 40, testados e aplicados. Laminados adicionais podem ser adicionados ao invólucro 40 para criar blindagem de sinais externos indesejáveis, insular de temperaturas extremas e para criar barreias sonoras de frequência audível. A título de exemplo não limitante, uma camada de blindagem elétrica 64 pode ser incluída adjacente à camada de antena 62. A título de exemplo não limitante adicional, uma primeira camada protetiva 66 pode ser incluída adjacente a uma dentre a camada de antena 62 e a camada de blindagem elétrica 64. Adicionalmente, uma segunda camada protetiva 68 pode ser incluída adjacente a outra dentre a camada de antena 62 e a camada de blindagem elétrica 64. Contempla-se que a primeira e segunda camadas protetivas 66 e 68 podem incluir uma película de poliéster e que a camada de blindagem elétrica 64 pode incluir uma película condutiva ou uma folha de alumínio. A Figura 4 ilustra um invólucro alternativo 40 para criar uma ferramenta de diagnóstico alternativa, invólucro alternativo ilustrado 40 inclui uma formação corrugada bem como um conjunto de antenas alternativo 42. Mais especificamente, não apenas as camadas de película de poliéster 61, as camadas de blindagem elétrica 65 e uma camada isolante 67 são incluídas para criar o invólucro de multicamada 40, o conjunto de antenas 42 também inclui camadas múltiplas. Mais especificamente, o conjunto de antenas 42 é ilustrado como sendo formado pela camada de antenas múltiplas 63 afastadas umas das outras por uma camada de película de poliéster 61. Tal conjunto de antenas 42 pode ser entendido como um conjunto de antenas piezo, que pode ser capacitivo em modelo e pode detectar radiação em frequências mais baixas dos modelos indutivos descritos acima. Para a finalidade desta descrição, o conjunto de antenas 42 pode ser indutivo ou capacitivo e não são limitado a qualquer geometria de tal modo que as mesmas podem variar de antenas tradicional a modelos fractais.

Independentemente de se o conjunto de antenas 42 é um modelo indutivo ou capacitivo, geralmente, durante operação, a ferramenta de diagnóstico 32 do sistema de diagnóstico 30 pode receber emissões eletromecânicas do motor a jato 12. Tais emissões podem ser filtradas ou de caso contrário condicionadas pelo módulo de sinal 34 e podem ser gravadas ou exibidas. Por exemplo, as informações de frequência dependentes de localização podem ser exibidas em uma forma legível por um humano incluindo o desvio padrão, mínimo, máximo e meio estático dos dados amostrados. Os sinais de emissão podem ser enviados ao processador 36 apara avaliação e comparação em um ponto da vida do motor a jato ou ao longo da vida do motor a jato 12. Contempla-se que processamento estatístico do dados pode ser feito no processador 36 ou em outro processador. Tal processamento pode permitir que aplicações de prognóstico, diagnóstico, de tendência de oficina-a-oficina, frota-a-frota, e motor-a-motor sejam aplicadas. Contempla-se que tal software de pós processamento e a conversão do sinal de emissão em uma forma legível por um humano e a exibição do mesmo podem ser expansíveis com aprendizagem.

Exemplos de quando o sistema de diagnóstico pode ser usado incluem, por exemplo, durante produção estabelecer uma linha de base ou planta para pelo menos uma porção de um perfil de radiação de espectro total de cada motor a jato 12. O sistema de diagnóstico 30 pode ser usado, ainda, para estabelecer um perfil de radiação de verificação em um ou mais momentos posteriores durante o ciclo de vida dos motores a jato 12. A linha de base e perfis de verificação podem ser comparados um ao outro de uma variedade de maneiras para uma variedade de benefícios de diagnóstico prognóstico.

Contempla-se, ainda, que as porções do sistema de diagnóstico 30 podem ser integrais ao motor a jato 12 e podem ser ligadas pelo restante do sistema de diagnóstico 30 para inspeções periódicas. Adicionalmente, uma versão em serviço do sistema de diagnóstico 30 pode ser fornecida e tal versão em serviço pode comparar perfis em tempo real e transmitir relatórios de defeito através de um sistema sem fio (não mostrado) de modo que um mantenedor da aeronave 10 possa ser notificado das tendências de alteração antes que o dano ao motor a jato 12 piore.

Assim, de acordo com uma realização da invenção, o sistema de diagnóstico 30 descrito acima pode ser usado para implantar um método de diagnóstico de variâncias de fabricação em tais motores a jato 12. Tal método pode incluir um conjunto de antenas 42 na forma de uma série de antenas. Uma realização de tal método pode incluir a) pelo menos parcialmente envolver o motor a jato 12 no conjunto de antenas 42 após a fabricação e antes do motor a jato 12 ser colocado em serviço, b) estabelecer uma linha de base para o motor a jato 12 através da detecção da radiação recebida do conjunto de antenas 42 enquanto o motor a jato 12 está operando, c) salvar a linha de base para o motor a jato 12, d) repetir de a a c para múltiplos motores a jato 12 para formar um conjunto de perfis de linha de base para os múltiplos motores a jato 12, e e) comparar o conjunto de perfis de linha de base para determinar uma diferença indicativa de uma variância na fabricação dos motores a jato 12. O efeito técnico é que anomalias ou diferenças nos motores a jato 12 podem ser determinadas com base na diferenças.

Contempla-se que a operação do motor a jato 12 pode incluir operar o motor a jato 12 de acordo com um protocolo de teste. Contempla-se que múltiplos motores a jato 12 podem compartilhar pelo menos um componente comum. Os múltiplos motores a jato 12 podem até mesmo ser o mesmo tipo de motor a jato. Comparar o conjunto de perfis de linha de base pode incluir comparar pelo menos um subconjunto dos perfis de linha de base. Contempla-se que comparar o conjunto de perfis de linha de base pode incluir comparar todos os perfis de linha de base. Pelo menos uma diferença identificada pode ser comparada a um valor de referência indicativo de uma variância de fabricação. Contempla-se que tal variância de fabricação pode ser indicativa de uma alteração no processo de fabricação ou um erro de fabricação.

Dessa maneira, o sistema de diagnóstico 30 pode lidar com variação de fabricação com base na comparação dos perfis de linha de base através dos múltiplos motores a jato 12. Alterações ou tendências nos perfis de linha de base comparados podem ser usadas para encontrar anomalias de produção que afetam o motor a jato durante o teste. Tendências que levam a um sistema rejeitado sendo testado podem indicar problemas de produção. Comparar dados que levam a um sistema rejeitado sendo testado pode isolar a causa raiz para a alteração. O sistema de diagnóstico 30 descrito acima pode ser usado, ainda para implantar um método de diagnóstico de uma integridade do motor a jato 12. Tal método pode incluir um conjunto de antenas 42 na forma de uma série de antenas. Uma realização de tal método pode incluir pelo menos parcialmente envolver o motor a jato 12 no conjunto de antenas 42, estabelecer uma linha de base através da detecção da radiação recebida do conjunto de antenas 42 em um primeiro tempo e gravar a linha de base, estabelecer um perfil de verificação através da detecção da radiação recebida do conjunto de antenas em um segundo tempo, posterior ao primeiro tempo, e comparar o perfil de verificação à linha de base para determinar uma diferença indicativa da integridade do motor a jato 12. A linha de base pode ser estabelecida durante um estado saudável conhecido do motor a jato 12. A título de exemplo não limitante, o estado saudável conhecido pode incluir uma conclusão da fabricação do motor a jato 12.

Contempla-se que o perfil de verificação pode ser estabelecido em algum momento posterior. Isso pode incluir, a título de exemplos não limitantes, pelo menos em um dentre um estado saudável de operação do motor a jato 12, em intervalos regulares, e como parte de uma agenda de manutenção regular. A comparação do perfil de verificação à linha de base pode incluir identificar diferenças na radiação entre os perfis de linha de base e de verificação. Contempla-se que as diferenças identificadas podem ser comparadas a valores de referência indicativos de um defeito do motor a jato 12. A título de exemplo não limitante, pode-se considerar que um motor a jato 12 foi enviado a uma oficina de revisão após 7.000 ciclos de uso. Procedimentos de oficina normais ditam que o motor seja desmontado, inspecionado por partes danificadas ou desgastadas, e que aquelas partes sejam substituídas, e o motor remontado. Como parte de uma verificação de qualidade final e antes do motor retornar ao serviço, uma rotina de teste pode ser executada que faz um ciclo do motor ao longo do mesmo procedimento de teste que foi originalmente executado durante a execução de produção de motor. Idealmente, as comparações da linha de base original do motor comparadas com aquela do perfil de verificação seriam idênticas. Se as mesmas não combinam, há uma indicação de que algo mudou do motor original para ao motor passou por serviço. Nesse ponto, diversos cursos de ação poderíam acontecer incluindo comparar o perfil de verificação com valores estatísticos amplos de frota anteriores para ver se o motor a jato está dentre de limites estatísticos, comprar o perfil de verificação com outros motores com assinaturas semelhantes, e comprar os resultados e/ou procedimentos de manutenção e/ou de motores a jato que não mostraram alterações significativas da linha de base.

As realizações descritas acima podem ser usadas, ainda, para implantar um método de prognóstico de um problema de integridade em um motor a jato 12. Tal método pode incluir um conjunto de antenas 42 na forma de uma série de antenas. Uma realização de tal método pode incluir a) pelo menos parcialmente envolver o motor a jato 12 no conjunto de antenas 42, b) estabelecer um perfil para o motor a jato 12 através da detecção da radiação recebida do conjunto de antenas enquanto o motor a jato 12 está operando, c) salvar o perfil para o motor a jato 12, d) repetir de a a c através dos motores a jato 12 em múltiplos tempos para formar um conjunto de perfis históricos para os múltiplos motores a jato 12, e e) identificar pelo menos uma anomalia no conjunto de perfis históricos que é indicativa de uma falha futura. Contempla-se que estabelecer um perfil pode ser limitado a estabelecer uma porção definida pelo usuário da radiação de espectro total. A título de exemplo não limitante, um perfil eletromagnético para o motor a jato 12 pode ser estabelecido.

Contempla-se que múltiplos motores a jato 12 compartilham pelo menos um componente comum. Os múltiplos motores a jato 12 podem até mesmo ser o mesmo tipo de motor a jato 12. Contempla-se, ainda, que uma falha pode ser identificada no motor a jato 12 e que a falha pode ser associada à anomalia identificada. A falha identificada pode ser usada para identificar a anomalia associada. O método pode incluir, ainda, analisar os perfis históricos (perfis de verificação e linha de base) de cada um dos outros motores a jato 12 para a anomalia. Quando a anomalia é detectada no perfil histórico, um alerta de uma falha potencial pode ser enviado. Os perfis podem incluir perfis de linha de base que são gravados mediante a conclusão da fabricação para o motor a jato 12 e antes do motor a jato 12 ser colocado em serviço. Os perfis incluem perfis de verificação que são gravados após o perfil de linha de base correspondente.

Contempla-se que os perfis podem ser armazenados um uma mídia de armazenamento pesquisável por computador em que os mesmo são acessíveis e podem ser analisados de uma variedade de maneiras para fins de prognóstico e diagnóstico de integridade. A título de exemplo não limitante, a Figura 5 ilustra que os perfis (linha de base, verificação, etc.) podem ser armazenados em uma base de dados de perfil 70, que pode ser pesquisável por computador. Uma base de dados de manutenção 72 pode ser acoplada de modo operável à base de dados de perfil 70 e pode incluir dados ou informações adicionais em relação aos motores a jato, a manutenção dos mesmos, a utilização de serviço dos mesmos, etc. Os dados na base de dados de manutenção 72 podem ser ligados aos perfis na base de dados de perfil 70 de tal modo que informações sobre um perfil podem ser ligadas com informações em relação ao motor a jato que criou o perfil. A ligação das informações na base de dados de perfil 70 e na base de dados de manutenção 72 pode permitir que inferências sejam extraídas entre reparos, utilização de serviço do motor a jato e outras informações de voo em relação ao motor a jato e alterações nos perfis.

Será entendido que a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72 podem ser qualquer tipo de base de dados adequada, incluindo uma base de dados única que tem múltiplos conjuntos de dados, múltiplas bases de dados conectadas, ou até mesmo uma simples tabela de dados. Independentemente dos tipos de base de dados, a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72 podem ser fornecidas em mídia de armazenamento em um computador (não mostrada) ou podem ser fornecidas em uma mídia legível por computador, tal como um servidor de base de dados. Contempla-se que a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72 podem ser fornecidas no mesmo computador ou servidor de base de dados (mostrado esquematicamente como 74). Alternativamente, a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72 podem estar localizadas em computadores separados ou servidores de base de dados separados.

As informações na base de dados de perfil 70 e na base de dados de manutenção 72 podem ser analisadas de uma variedade de maneiras para fins de prognóstico e diagnóstico de integridade. No caso em que a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72 são armazenadas em um computador, um processador no próprio computador pode ser usado para tais fins de diagnóstico e prognóstico e pode comunicar os resultados da análise por meio de um monitor ou pode transmitir os resultados para um usuário local ou remoto. Alternativamente, um computador separado pode acessar a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72. A título de exemplo não limitante, o processador 36 é ilustrado como sendo estando acoplado de modo operável à base de dados de perfil 70 e à base de dados de manutenção 72 e pode analisar os dados nas mesmas e comunicar os resultados de tal análise no monitor 38. Adicionalmente, um computador remoto que tem um processador 76 e um monitor 78 pode ser acoplado de modo operável à base de dados de perfil 70 e à base de dados de manutenção 72 e pode analisar os dados nas mesmas e comunicar os resultados de tal análise a um usuário remoto. Será entendido que os computadores podem acessar a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72 por meio de uma rede de comunicação ou rede de computador que acopla a base de dados de perfil 70 e a base de dados de manutenção 72 com o computador de análise. A título de exemplo não limitante, tal rede de computador pode ser uma rede de área local ou uma rede maior tal como a internet. Contempla-se, ainda, que tal acoplamento pode ser feito sem fio ou por meio de uma conexão com fio.

Durante a análise dos dados na base de dados de perfil 70 e na base de dados de manutenção 72, os dados podem ser filtrados de qualquer maneira adequada incluindo em uma base de motor a motor, uma base de frota a frota, etc. Uma análise pode ser feita para fazer comparações que incluem comparações entre modelos de produção, comparações entre dados de sistemas em serviço a dados de produção originais, e comparações entre sistemas em serviço para identificar falhas futuras potenciais. Tais comparações podem incluir, a título de exemplos não limitantes, comparações amplas de frota, comparações de contagem de ciclo, e comparações de pré e pós-manutenção. O efeito técnico é que informações do sistema de diagnóstico relacionadas à integridade do todo o motor a jato podem ser comparadas de uma variedade de maneiras e podem ser correlacionadas com uma variedade de outras informações relacionadas ao motor de tal modo que várias análises possam acontecer.

Embora as realizações cimas sejam descritas em relação ao conjunto de antenas que incluem uma série de antenas, será entendido que um conjunto de antenas único ou múltiplo pode ser usado. Também será entendido que o conjunto de antenas pode ter propriedades indutivas e/ou capacitivas. Adicionalmente, detectar qualquer porção da radiação de espectro total pode incluir receber a porção da radiação de espectro total de uma antena multifrequência que forma o conjunto de antenas 42. Adicionalmente, a título de exemplo não limitante, a antena multifrequência pode incluir uma antena fractal. Contempla-se que em todos os métodos descritos acima o motor a jato 12 pode estar completamente envolvido no conjunto de antenas 42.

Adicionalmente, o conjunto de antenas 42 pode ser projetado e sintonizado a pelo menos alguma porção das frequências de espectro total emitidas pelo motor a jato 12. Contempla-se que o conjunto de antenas pode ser seletivamente sintonizado para cada porção do motor a jato 12. O conjunto de antenas pode ser sintonizado de uma variedade de maneiras incluindo que uma antena configurada para receber as frequências conhecidas possa ser selecionada. Sintonizar o conjunto de antenas pode incluir, ainda, localizar uma antena selecionada adjacente ao motor a jato 12 em que uma frequência conhecida é emitida.

Embora as realizações descritas acima tenham focado no sistema de diagnóstico 30 e seus usos em relação a um motor a jato 12, será entendido que o sistema de diagnóstico 30 descrito acima pode ser configurado para diagnosticar qualquer aparelho elétrico, mecânico ou eletromecânico. Em tais casos, o tamanho e formato do invólucro podem ser facilmente adaptados ao aparelho sendo testado ou monitorado. Por exemplo, em aparelhos maiores algumas frequências podem tender a ser menores e as antenas 42 correspondentes podem ser maiores. O invólucro pode ser facilmente adaptado a sistemas irregulares e/ou assimétricos. Adicionalmente, para aparelhos que estão movendo fluídos tais como motores de combustão interna, turbomáquinas, etc., a menos que condições ambientais controladas possam ser mantidas em um teste de produção para sistemas afetados pela pressão e temperatura, pode-se entender que os dados coletados para aquele aparelho podem ser corrigidos para pressão e temperatura onde aplicável. Para sistemas que são imunes a variação de pressão e temperatura tais como um aparelho mecânico que não move um fluido, correção de dados para variações de pressão e temperatura podem não ser aplicadas.

As realizações descritas acima fornecem uma variedade de benefícios incluindo uma redução no tempo e esforço necessários para valida a integridade de um aparelho, o que por sua vez pode reduzir custos de manutenção contínuos. O sistema de diagnóstico 30 pode ser especificamente adaptado sob medida para relacionamentos físicos conhecidos do aparelho, e pode ser substituído por um conjunto de sensores individuais de outra maneira aborrecedores, complicados e massivos. O conjunto de antenas pode incorporar escalonamento de magnitude de sensores em frações do peso de uma sucessão de sensor típica. Adicionalmente, haverá uma redução de cabos associados de tais múltiplos sensores, uma redução de conectores de cabo, e uma redução de hardware de roteamento associado. Essas reduções podem equivaler a uma economia operacional substancial para sistemas críticos de peso incluindo aplicações aeronáuticas. Adicionalmente, a redução nos itens mencionados acima também pode resultar em uma redução na quantidade de operações de máquina requeridas tais como perfuração, rosqueamento, suportes e fixadores, que também pode resultar em uma economia de custos. As realizações descritas acima podem fornecer, ainda, benefícios de confiabilidade, pois problemas de confiabilidade podem ser minimizados devido à redução em sensores, cabos, e tipos de cabo, conectores de cabo complexos, hardware de roteamento associado. Adicionalmente, o fato de o sistema poder usar um único módulo de condicionamento pode simplificar esquemas de fiação de entrada. As realizações descritas acima podem fornecer, ainda, diagnósticos mais confiáveis visto que os mesmos podem alcançar uma representação de todo o aparelho ao contrário de sucessões de sensor típicas que podem ter apenas uma única localização discreta isolada.

Esta descrição escrita usa exemplos para revelar a invenção, incluindo o melhor modo, e também para permitir que qualquer indivíduo versado na técnica pratique a invenção, incluindo criar e usar quaisquer dispositivos ou sistemas e executar quaisquer métodos incorporados. O escopo patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorram àqueles versados na técnica. Tais outros exemplos são destinados a serem abrangidos pelo escopo das reivindicações se os mesmos têm elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se os mesmos incluem elementos estruturais equivalentes com diferenças insignificativas das linguagens literais das reivindicações.

Claims (19)

1. MÉTODO DE PROGNÓSTICO DE PROBLEMA DE INTEGRIDADE EM UM APARELHO ELÉTRICO, mecânico ou eletromecânico com base em pelo menos uma porção de radiação emitida pelo aparelho, sendo que o método compreende: a) pelo menos parcialmente envolver o aparelho em um conjunto de antenas; b) estabilizar um perfil para o aparelho detectando-se a radiação recebida do conjunto de antenas enquanto o aparelho está operando; c) salvar o perfil para o aparelho; d) repetir de a a c através dos aparelhos em múltiplos tempos para formar um conjunto de perfis históricos para os múltiplos aparelhos; e e) identificar pelo menos uma anomalia no conjunto de perfis históricos que é indicativa de uma falha futura.

2. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que o aparelho é completamente envolvido no conjunto de antenas.

3. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, adicionalmente, sintonizar o conjunto de antenas a pelo menos algumas frequências de radiação emitidas pelo aparelho.

4. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 3, em que sintonizar o conjunto de antenas compreende sintonizar o conjunto de antenas a frequências conhecidas por serem indicativas de uma integridade do aparelho.

5. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 4, em que sintonizar o conjunto de antenas compreende selecionar uma antena configurada para receber as frequências conhecidas.

6. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 5, em que sintonizar o conjunto de antenas compreende localizar uma antena selecionada adjacente ao aparelho em que a frequência conhecida é emitida.

7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que os múltiplos aparelhos compartilham pelo menos um componente comum.

8. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, em que os múltiplos aparelhos são o mesmo aparelho.

9. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 7, em que os aparelhos são motores a jato.

10. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que a detecção da radiação recebida do conjunto de antenas compreende receber a radiação recebida de uma antena multifrequência que forma o conjunto de antenas.

11. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 10, em que a antena multifrequência compreende uma antena fractal.

12. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, que compreende, adicionalmente, identificar uma falha no pelo menos um aparelho associado à anomalia identificada.

13. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, em que a falha identificada é usada para identificar a anomalia associada.

14. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 12, que compreende, adicionalmente, analisar os perfis históricos de cada um dos outros aparelhos para a anomalia.

15. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 14, que compreende, adicionalmente, enviar um alerta de uma falha potencial quando a anomalia é detectada no perfil histórico.

16. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que os perfis incluem perfis de linha de base que são gravados mediante a conclusão da fabricação para o aparelho e antes de o aparelho ser colocado em serviço.

17. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 16, em que os perfis incluem perfis de verificação que são gravados após o perfil de linha de base correspondente.

18. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que a radiação recebida do conjunto de antenas é radiação eletromagnética.

19. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 1, em que o conjunto de antenas é um conjunto de antenas piezo que tem propriedades capacitivas.