BR102016016653A2

BR102016016653A2 - inspeção ultrassônica usando um arranjo bidimensional flexível aplicado em uma superfície de um artigo

Info

Publication number: BR102016016653A2
Application number: BR102016016653A
Authority: BR
Inventors: E Georgeson Gary; R Kollgaard Jeffrey; M Holmes Tyler
Original assignee: Boeing Co
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2017-01-31
Also published as: JP6888922B2; EP3136092B1; EP3136092A1; SG10201605289TA; CN106404903B; US20170030863A1; BR102016016653B1; JP2017049232A; US9689844B2; CN106404903A

Abstract

a presente invenção refere-se a métodos para inspeção ultrassônica de uma estrutura pela disposição de um arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional flexível sobre um local de dano na estrutura com uma interação física mínima com o arranjo durante a configuração e sem um movimento adicional do arranjo durante uma aquisição de dados. além disso, o arranjo pode permanecer no lugar em uma superfície de difícil acesso para permitir inspeções periódicas fáceis por um longo período de tempo. em algumas modalidades, o arranjo é intercalado entre um substrato de linha de atraso flexível e um painel de exibição flexível. de acordo com uma modalidade sem fio, um receptor de gps, um transceptor, um circuito de pulsador / receptor, e uma fonte de energia elétrica (por exemplo, uma bateria) são afixados a uma porção do substrato de linha de atraso flexível que se estende além de uma borda do arranjo.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "INSPEÇÃO ULTRASSÔNICA USANDO UM ARRANJO BIDIMENSIONAL FLEXÍVEL APLICADO EM UMA SUPERFÍCIE DE UM ARTIGO".

ANTECEDENTES

[001] A presente invenção refere-se geralmente a sistemas e métodos para inspeção ultrassônica de artigos fabricados e, em particular, a métodos para inspeção ultrassônica de uma estrutura danificada subjacente a superfícies não planas.

[002] Uma inspeção não destrutiva (NDI) de estruturas envolve o exame de uma estrutura sem prejudicar a estrutura ou requerer uma desmontagem significativa. Uma inspeção não destrutiva tipicamente é preferida para se evitar o tempo e os custos associados à remoção de uma parte para inspeção e para se evitar o potencial de causar danos, quando uma inspeção for necessária. Uma inspeção não destrutiva é usada na indústria aeronáutica para a inspeção de estruturas de aeronave, tais como estruturas compósitas e painéis ligados. As inspeções podem identificar defeitos, tais como fissuras, descontinuidades, descolamentos entre camadas, vazios e áreas tendo uma porosidade indesejável. As inspeções preventivas podem ser realizadas durante a fabricação e a qualquer momento durante a vida em serviço de uma estrutura de aeronave para se validarem a integridade e o ajuste da estrutura. As inspeções também podem ser disparadas por incidentes, tais como colisões e impactos balísticos que são suspeitos ou conhecidos por causarem danos.

[003] Vários tipos de métodos ultrassônicos são usados para a execução de inspeções não destrutivas. Por exemplo, uma estrutura pode ser inspecionada por um método de eco de pulso, em que um dispositivo sensor envia pulsos ultrassônicos para uma estrutura e recebe pulsos de eco que revelam a condição da estrutura. Os dados adquiridos por um dispositivo sensor como esse podem ser processados e apresentados para um operador. Imagens de varredura B podem ser produzidas, que revelam características de profundidade de uma estrutura inspecionada. As imagens de varredura em C podem ser produzidas para revelarem um mapeamento de uma estrutura inspecionada. Estas imagens podem revelar recursos que não facilmente percebidos ou caracterizados por uma inspeção visual simples do exterior de uma estrutura. A coleta de dados para imagens de varredura em B e varredura em C tipicamente envolve o movimento de um sensor ao longo de uma porção de uma estrutura, de modo a se coletarem dados através de uma área da estrutura inspecionada.

[004] Os arranjos bidimensionais de sensores de eco de pulso ultrassônico foram desenvolvidos e empregados em procedimentos de NDI. Esses arranjos proveem numerosos sensores regularmente distribuídos através de uma área, e cada sensor pode coletar dados específicos de localização. Assim, um mapeamento de uma porção da estrutura interna de um artigo fabricado pode ser obtido, sem o movimento dos sensores.

[005] Quando da inspeção de uma estrutura, um visor tipicamente é necessário de modo a se verem as imagens da estrutura sendo inspecionada. Por exemplo, uma inspeção no local pode requerer um computador ou laptop tendo uma tela para visualização de imagens exibidas e processamento de dados associados às imagens exibidas. Contudo, a informação e exibição de imagem deve ser transferida de forma acurada para localizações registradas na estrutura.

[006] Portanto, seria vantajoso prover um sistema de inspeção ultrassônico que fosse capaz de transferir de forma acurada uma imagem exibida para uma estrutura. Além disso, seria vantajoso prover um sistema de inspeção ultrassônico que fosse portátil, de peso leve e capaz de inspecionar estruturas de forma efetiva e eficiente com os resultados exibidos próximo da zona de inspeção. Mais ainda, seria vantajoso prover um sistema de inspeção ultrassônico que fosse econômico de se fabricar e usar. Além disso, seria vantajoso prover métodos simples para inspeção ultrassônica de uma estrutura pela disposição de um arranjo de sensor flexível sobrepondo-se a um local de dano na estrutura com uma interação física mínima com o arranjo durante a configuração e sem um movimento adicional do arranjo durante a aquisição de dados. Além disso, seria vantajoso prover métodos de inspeção ultrassônicos de um lado simples para a detecção e a caracterização de danos debaixo de superfícies contornadas de estruturas em casos em que o acesso ao local de dano é limitado.

SUMÁRIO

[007] O assunto exposto em detalhes abaixo é dirigido a sistemas, métodos e dispositivos para inspeção ultrassônica de uma estrutura, a qual obtém os recursos vantajosos mencionados acima. Em particular, um dispositivo de transdutor ultrassônico flexível pode ser disposto contra e acoplado de forma acústica a um local de dano na estrutura com uma interação física mínima com o dispositivo durante uma configuração por um técnico, e sem um movimento adicional do dispositivo durante uma aquisição de dados. Além disso, o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível pode permanecer no lugar em uma superfície de acesso difícil para se permitirem inspeções periódicas durante um longo período de tempo.

[008] De acordo com algumas modalidades, o dispositivo de transdutor ultrassônico compreende um arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional flexível que tem um substrato de linha de atraso flexível afixado a um lado do arranjo de transdutor ultrassônico flexível. Em outras modalidades, o arranjo de transdutor ultrassônico flexível é intercalado entre o substrato de linha de atraso flexível e um painel de exibição flexível. De acordo com uma modalidade sem fio, um receptor de GPS, um transceptor, um circuito de pulsador/receptor e uma fonte de energia elétrica (por exemplo, uma batería) são afixados a uma porção do substrato de linha de atraso flexível que se estende além de uma borda do arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[009] Além disso, os métodos de inspeção expostos aqui podem incluir um processo automatizo para calibração do dispositivo de inspeção ultrassônico usando-se dados de modelo tridimensional (3-D) da estrutura a ser inspecionada. Isto tornará possível que os técnicos sem treinamento em NDI configurem o dispositivo de inspeção no local de inspeção. Uma calibração automatizada reduz o tempo de espera, uma vez que não haverá nenhuma necessidade de esperar por um inspetor de NDI treinado fora do lugar chegar no local de inspeção, e um tempo também é poupado através da automação do processo de calibração. Uma calibração automatizada também reduz o potencial para erro humano.

[0010] Um aspecto do assunto exposto em detalhes abaixo é um dispositivo de inspeção ultrassônico que compreende: um conjunto flexível que compreende um arranjo de transdutor ultrassônico flexível tendo primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível acoplado de forma acústica à primeira face da primeira face do arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um módulo de aquisição de dados configurado para controlar a pulsação de e a aquisição de dados pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um receptor de sistema de posicionamento global configurado para a determinação de uma localização do receptor de sistema de posicionamento global; um transceptor configurado para comunicação com o módulo de aquisição de dados e o receptor de sistema de posicionamento global; e uma batería eletricamente acoplada ao módulo de aquisição de dados, ao receptor de sistema de posicionamento global e ao transceptor para a provisão de energia para eles, em que o módulo de aquisição de dados, o receptor de sistema de posicionamento global, o transceptor e a batería são fisicamente afixados ao conjunto flexível. O dispositivo de inspeção ultrassônico pode compreender, ainda, um adesivo aderido às porções de uma superfície do substrato de linha de atraso flexível que se volta para longe do arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[0011] De acordo com algumas modalidades do dispositivo de inspeção ultrassônico descrito no parágrafo precedente, o conjunto flexível ainda compreende um painel de exibição flexível sobrepondo-se a pelo menos uma porção da segunda face do arranjo de transdutor ultrassônico flexível, e o módulo de aquisição de dados é adicionalmente configurado para receber dados ultrassônicos a partir do arranjo de transdutor ultrassônico flexível em um primeiro formato, converter os dados ultrassônicos no primeiro formato em dados ultrassônicos em um segundo formato adequado para exibição, e enviar os dados ultrassônicos no segundo formato para o painel de exibição flexível. O módulo de aquisição de dados compreende: um circuito de pulsa-dor/receptor eletricamente acoplado para o recebimento dos dados ultrassônicos no primeiro formato a partir do arranjo de transdutor ultrassônico flexível; e um processador programado para converter os dados ultrassônicos no primeiro formato em dados ultrassônicos no segundo formato e controlar o painel de exibição flexível para a exibição dos dados ultrassônicos no segundo formato. O painel de exibição flexível inclui um substrato polimérico, uma multiplicidade de pixels dispostos em linhas e colunas no ou sobre o substrato polimérico, e uma multiplicidade de transistores de filme fino, dispostos no ou sobre o substrato polimérico e eletricamente acoplados aos respectivos pixels da multiplicidade de pixels. Os pixels podem compreender respectivos diodos de emissão de luz orgânicos ou cristal líquido.

[0012] Em algumas modalidades do dispositivo de inspeção ul- trassônico, o módulo de aquisição de dados, o receptor de sistema de posicionamento global, o transceptor e a batería são fisicamente afixados a uma porção do substrato de linha de atraso flexível que se estende além de um perímetro do arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[0013] Um outro aspecto do assunto exposto em detalhes abaixo é um sistema que compreende: um componente estrutural (por exemplo, parte de uma aeronave) tendo uma superfície contornada; um conjunto flexível afixado à superfície contornada do componente estrutural, o conjunto flexível compreendendo um arranjo de transdutor ultrassônico flexível que tem primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível que tem primeira e segunda faces, a primeira face do substrato de linha de atraso flexível sendo afixada à superfície contornada do componente estrutural e a segunda face sendo acusticamente acoplada à primeira face do arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um módulo externo compreendendo uma fonte de energia elétrica, um transceptor para a transmissão e a recepção de dados, e um dispositivo de aquisição de dados configurado para comunicação com o transceptor; e um cabo elétrico conectando o arranjo de transdutor ultrassônico flexível ao dispositivo de aquisição de dados, o cabo elétrico tendo plugues em extremidades opostas do mesmo capazes de serem acoplados ao e desacoplados do conjunto flexível e do módulo externo, em que o dispositivo de aquisição de dados é configurado para comunicação com o arranjo de transdutor ultrassônico flexível através do cabo elétrico. Este sistema pode compreender um painel de exibição, em que o dispositivo de aquisição de dados é adicionalmente configurado para controle do painel de exibição para exibição de dados ultrassônicos adquiridos pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível. O painel de exibição pode ser parte do módulo externo ou parte do conjunto flexível. No primeiro caso, o painel de exibição será re- ferido como um “monitor de exibição”; no último caso, o painel de exibição será referido aqui como um “painel de exibição flexível”.

[0014] Um aspecto adicional é um sistema que compreende: um componente estrutural (por exemplo, uma parte de uma aeronave) que tem uma superfície contornada; um conjunto flexível afixado a uma porção da superfície contornada do componente estrutural, o conjunto flexível compreendendo um arranjo de transdutor ultrassônico flexível que tem primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível que tem primeira e segunda faces, a primeira face do substrato de linha de atraso flexível sendo afixada à superfície contornada do componente estrutural e a segunda face sendo acusticamente acoplada à primeira face do arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um módulo de aquisição de dados configurado para o controle da pulsação do e da aquisição de dados pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um receptor de sistema de posicionamento global configurado para a determinação de uma localização do receptor de sistema de posicionamento global e dados de localização de saída representam aquela localização; um transceptor configurado para comunicação com o módulo de aquisição de dados e para o recebimento de dados de localização a partir do receptor de sistema de posicionamento global; e um sistema de computador programado para receber os dados de localização a partir do transceptor, e, então, gerar ou recuperar um arquivo de calibração contendo dados de calibração, o que é uma função de propriedades de material de uma porção do cabo elétrico abaixo da porção da superfície contornada.

[0015] Ainda, outro aspecto é um método para a calibração de um dispositivo de inspeção ultrassônico que compreende (a) o armazenamento de dados de modelo estrutural representando propriedades de material de uma estrutura como uma função de localização de um sistema de coordenadas da estrutura; (b) a afixação de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a uma superfície de uma porção da estrutura, em que o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um substrato flexível, um arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional afixado ao substrato flexível, e um receptor de sistema de posicionamento global afixado ao substrato flexível; (c) a aquisição de dados de localização usando-se o receptor de sistema de posicionamento global, os referidos dados de localização representando uma localização do receptor de sistema de posicionamento global; (d) o envio dos dados de localização adquiridos para um sistema de computador em uma localização remota; (e) a determinação de uma localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível no sistema de coordenadas da estrutura; (f) a recuperação de dados de modelo estrutural representando as propriedades de material da estrutura na proximidade da referida localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sistema de coordenadas da estrutura; (g) a geração ou a recuperação de um arquivo de calibração contendo dados de cali-bração, os quais são uma função dos referidos dados de modelo estrutural recuperados representando propriedades de material da porção da estrutura na proximidade da localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível; (h) o envio do arquivo de calibração para um módulo de aquisição de dados que é configurado para comunicação com o arranjo de transdutor ultrassônico flexível; e (i) a calibração do módulo de aquisição de dados usando-se os dados de calibração a partir do arquivo de calibração.

[0016] Um aspecto adicional é um método para inspeção ultrassô-nica de múltiplos locais em uma estrutura, que compreende: (a) a afi-xação de um primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a uma superfície de uma primeira porção da estrutura, em que o primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um primeiro substrato flexível e um primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional afixado ao primeiro substrato flexível; (b) a afixa-ção de um segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a uma superfície de uma segundo plano ortogonal da estrutura, em que o segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um segundo substrato flexível e um segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional afixado ao segundo substrato flexível; (c) a conexão de um módulo do primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível através de um cabo elétrico, cujo módulo compreende um circuito de pulsador/receptor, o qual é configurado para controle de interrogação e aquisição de dados pelo primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível durante uma inspeção da primeira porção da estrutura e é adicionalmente configurado para controlar a interrogação e a aquisição de dados pelo segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível durante uma inspeção da segunda porção da estrutura; (d) o controle do primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível para a interrogação e a aquisição de dados a partir da primeira porção da estrutura, enquanto o módulo estiver conectado ao primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível; (e) a desconexão do cabo elétrico do primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico após a conclusão da etapa (d); (f) a conexão do módulo ao segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível através do cabo elétrico; e (g) o controle do segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível para interrogação e aquisição de dados a partir da segunda porção da estrutura, enquanto o módulo é conectado ao segundo dispositivo de inspeção ultrassônico. Este método ainda pode compreender: (h) a desconexão do cabo elétrico do segundo dispositivo de inspeção ultrassônico após a conclusão da etapa (g); e (i) a repetição das etapas (c) a (h) em um momento posterior, em que os primeiro e segundo dispositivos de inspeção ultrassônicos flexíveis não são removidos após as etapas (a) e (b), e antes da etapa (i).

[0017] Outros aspectos de métodos para inspeção ultrassônica usando arranjos de transdutor ultrassônico flexível bidimensionais flexíveis são expostos e reivindicados abaixo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0018] Os recursos, as funções e as vantagens discutidas na seção precedente podem ser obtidos independentemente em várias modalidades ou podem ser combinados em ainda outras modalidades. Várias modalidades serão descritas aqui adiante com referência aos desenhos, os quais ilustram pelo menos alguns dos aspectos descritos acima e outros aspectos nos quais elementos similares tendo desenhos diferentes portam os mesmos números de referência.

[0019] A figura 1 é um diagrama que representa uma vista isomé-trica de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio de acordo com uma modalidade.

[0020] A figura 2A é um diagrama que representa uma vista em corte de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio tendo uma multiplicidade de arranjos de transdutor ultrassônico dispostos em linhas e colunas.

[0021] A figura 2B é um diagrama que representa uma vista em corte de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio tendo um arranjo de transdutor ultrassônico compreendendo elementos de transdutor de transmissão e recepção em formato de tira mutuamente ortogonais.

[0022] A figura 3 é um diagrama de blocos que identifica alguns componentes de um sistema que inclui servidores externos e um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio que pode se comunicar de forma sem fio com servidores externos para a obtenção de dados de calibração e o armazenamento de dados de varredura em C.

[0023] A figura 4A é uma imagem de varredura em C simulada de uma porção de uma estrutura de aeronave inspecionada, a imagem mostrando recursos simulados incluindo um dano alongado.

[0024] A figura 4B é uma outra imagem de varredura em C simulada de uma outra porção de uma estrutura de aeronave inspecionada, a imagem mostrando recursos simulados incluindo um dano distribuído através de uma área.

[0025] A figura 5 é um diagrama de blocos que identifica alguns componentes de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio que pode se comunicar de forma sem fio com um especialista em NDI localizado remotamente.

[0026] A figura 6 um diagrama de blocos que identifica alguns componentes de um sistema de inspeção ultrassônico, em que um módulo de aquisição de dados pode ser calibrado com base em uma informação armazenada em um cartão de memória não volátil plugá-vel.

[0027] A figura 7 é um diagrama de blocos representando uma arquitetura de um sistema de inspeção ultrassônico modular que emprega pelo menos alguns dos conceitos descritos aqui.

[0028] A figura 8 é um diagrama de blocos representando uma arquitetura de um ou sistema de inspeção ultrassônico modular que emprega pelo menos alguns dos conceitos descritos aqui.

[0029] A figura 9 é um fluxograma que identifica as etapas de um método para uma inspeção ultrassônica de múltiplos locais em uma estrutura em que os respectivos dispositivos de inspeção ultrassônicos flexíveis são afixados à superfície de cada local e deixados no lugar para permitir uma inspeção periódica usando-se um módulo externo que pode ser conectado a cada um dos dispositivos de inspeção ultrassônicos flexíveis por sua vez.

[0030] A figura 10 é um diagrama que representa uma vista isomé-trica de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível que fica contra e é acoplado de forma acústica a uma porção de uma caixa da asa integralmente enrijecida com uma superfície radiada.

[0031] A figura 11 é um fluxograma que identifica as etapas de um método para a geração de um arquivo de calibração em uma posição alvo em uma superfície de um objeto de teste (determinado usando-se um sistema de posicionamento) e dados estruturais associados recuperados a partir de um servidor.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0032] De acordo com uma primeira modalidade descrita na figura 1, um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio 2 é projetado para se conformar a uma superfície em uma área em que uma estrutura (por exemplo, uma fuselagem ou asa de uma aeronave, um casco de um barco ou uma porção de algum outro tipo de estrutura) é para ser inspecionado. Esta área pode conter danos ou defeitos na estrutura subjacente à área superficial do local de inspeção. Em particular, o dispositivo de inspeção ultrassônico 2 pode ser especialmente útil quando o local de inspeção for difícil de acessar.

[0033] O dispositivo de inspeção ultrassônico 2 descrito na figura 1 compreende um arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 tendo primeira e segunda faces, um substrato de linha de atraso flexível 12 acoplado de forma acústica à primeira face do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14, e um painel de exibição flexível 16 capaz de se sobrepor a pelo menos uma porção da segunda face do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14. A periferia do substrato de linha de atraso flexível 12 pode definir uma gaxeta para contatar uma estrutura inspecionada e aderir por tentativa o dispositivo de inspeção ultrassônico 2 à estrutura, quando ar interveniente for removido por um acessório de sistema de vácuo opcional. Alternativamente, porções de margem periférica do substrato de linha de atraso flexível 12 podem ser derivadas ou aderidas por tentativa de outra forma (por exemplo, usando-se adesivo) a uma estrutura inspecionada por um material adesivo. Como uma alternativa adicional, o dispositivo de inspeção ultrassônico 2 pode ser mantido no lugar por um grampo ou um suporte.

[0034] De acordo com algumas modalidades, o arranjo de transdu-tor ultrassônico flexível 14 compreende uma multiplicidade de elementos de transdutor ultrassônico 15 dispostos em linhas e colunas, conforme descrito na vista em corte da figura 2A. Os elementos de transdutor ultrassônico 15 podem ser afixados diretamente ao substrato de linha de atraso flexível 12 (conforme mostrado na figura 2A). Alternativamente, os elementos de transdutor ultrassônico 15 podem ser afixados a, integrados com, impressos em ou embutidos em um substrato flexível (não mostrado na figura 2A), o qual é afixado ao substrato de linha de atraso flexível 12. Por exemplo, aquele substrato flexível podería ser uma folha fina de material polimérico, tal como fluoreto de polivinilideno (“PVDF”). A provisão de uma folha flexível de material permite que o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 seja manipulado para se conformar a uma variedade de contornos de superfície durante um procedimento de inspeção, bem como manter um contato íntimo com a estrutura subjacente.

[0035] De acordo com algumas modalidades, o painel de exibição flexível 16 compreende um substrato polimérico, uma multiplicidade de pixels dispostos em linhas e colunas em ou sobre o substrato polimérico, e uma multiplicidade de transistores de filme fino dispostos em ou sobre o substrato polimérico e acoplados eletricamente a respectivos pixels da multiplicidade de pixels. Por exemplo, os pixels podem compreender respectivos diodos de emissão de luz orgânicos ou cristal líquido.

[0036] O dispositivo de inspeção ultrassônico 2 descrito na figura 1 é independente e de alimentação própria no sentido de que uma batería 18, um módulo compreendendo um receptor de GPS 20 e um transceptor 22, e um módulo de aquisição de dados 24 são todos afi- xados a uma porção de extensão do substrato de linha de atraso flexível 12. O módulo de aquisição de dados 24 é configurado para receber dados ultrassônicos a partir do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 em um primeiro formato, converter os dados ultrassônicos no primeiro formato em dados ultrassônicos em um segundo formato adequado para exibição, e, então, enviar os dados ultrassônicos no segundo formato para o painel de exibição flexível 16. O transceptor 22 é configurado para se comunicar com o módulo de aquisição de dados 24 e o receptor de sistema de posicionamento global 20. A batería 18 é eletricamente acoplada ao módulo de aquisição de dados 24, ao receptor de sistema de posicionamento global 20 e ao transceptor 22 para a provisão de energia para os componentes do sistema. Conforme mais bem visto na figura 1, o módulo de aquisição de dados 24, o receptor de sistema de posicionamento global 20, o transceptor 22 e a batería 18 são fisicamente afixados ao conjunto flexível. Estas afixações físicas devem ser projetadas para a minimização de qualquer diminuição na flexibilidade da porção do substrato de linha de atraso flexível 12 que se estende além de um perímetro do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14.

[0037] Com referência à figura 2A, o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 pode ser configurado para uso em um modo de eco de pulso. Assim, os elementos de transdutor ultrassônico 15 transmitiríam e receberíam sinais ultrassônicos geralmente perpendiculares à superfície da estrutura sendo inspecionada. Na alternativa, o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 pode ser configurado para uso em um modo de captura de passo. Por exemplo, os elementos de transdutor ultrassônico 15 poderíam ser dispostos de modo que um elemento de transdutor ultrassônico transmita um sinal ultrassônico para a estrutura em um ângulo agudo e o sinal ultrassônico de retorno é capturado por um elemento de transdutor ultrassônico de recepção.

[0038] Os elementos de transdutor ultrassônico 15 podem ser dispostos em uma variedade de configurações. Conforme a distância entre os elementos de transdutor ultrassônico 15 diminui, menor a falha que pode ser detectada. Portanto, o espaçamento dos elementos de transdutor ultrassônico 15 pode ser variado, dependendo do tamanho da falha a ser detectada e para a obtenção de uma resolução em particular da imagem de inspeção.

[0039] De acordo com outras modalidades, o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 compreende uma pluralidade de elementos de transdutor de transmissão em formato de tira mutuamente paralelos 94 e uma pluralidade de elementos de transdutor de recepção em formato de tira mutuamente paralelos (ortogonais aos elementos de transdutor de transmissão), os quais são acoplados de forma acústica por um substrato flexível 96 (por exemplo, uma camada fina, uma folha ou um filme de aspersão) de um meio de acoplamento acústico, conforme descrito na vista em corte da figura 2B.

[0040] Na alternativa, um exemplo de fundo do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 descrito na figura 2B pode ser encontrado no pedido de publicação de patente U.S. 2008/0309200. Aquele arranjo de transdutor ultrassônico compreende uma camada de transmissor, uma camada de receptor e dois planos de aterramento. A camada de transmissor compreende um conjunto de eletrodos alongados mutuamente paralelos dispostos na superfície superior de uma primeira camada de material piezoelétrico (por exemplo, um filme feito de fluoreto de polivinilideno) e um primeiro eletrodo plano disposto na superfície inferior da primeira camada de material piezoelétrico. De modo similar, a camada de receptor compreende um conjunto de eletrodos de recepção alongados mutuamente paralelos dispostos na superfície inferior de uma segunda camada de material piezoelétrico e um segundo eletrodo plano disposto na superfície superior da segunda camada de material piezoelétrico. Estas camadas de transmissor e receptor por sua vez são aderidas às superfícies superior e inferior de um substrato flexível 96. Os elementos de transmissão alongados 94 da camada de transmissor se sobrepõem e cruzam os elementos de recepção alongados 92 da camada de receptor, desse modo se provendo uma matriz de interseções/pixels sobrepostos, os quais constituem pontos de sinal do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14. Os eletrodos alongados dos elementos de transmissão 94 se sobrepõem aos elementos de recepção alongados 92 para a formação de uma matriz de elementos de transdutor individuais capazes de transmitirem e receberem ondas ultrassônicas em suas respectivas localizações na matriz. A transmissão e a recepção de ondas ultrassônicas devem ser feitas em operações em separado usando-se multiplexadores (não mostrados), os quais conectam os eletrodos de transmissão a uma fonte de sinal e conectam os eletrodos de recepção a um processador de sinal. Os elementos de transmissão alongados 94 transmitem e os elementos de recepção alongados 92 recebem alternadamente, os elementos em cada conjunto incrementando através da matriz. Esse arranjo usa menos energia de processamento e menos cabeamento do que um arranjo de transdutor ultrassônico compreendendo múltiplas linhas de elementos de transdutor, cada linha compreendendo uma respectiva multiplicidade de elementos de transdutor.

[0041] O arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 é capaz de detectar uma falha em uma estrutura e comunicar dados ultrassônicos adquiridos indicativos da falha ao dispositivo de aquisição de dados 24. De acordo com uma modalidade, o módulo de aquisição de dados 24 compreende: um circuito de pulsador/receptor eletricamente acoplado para o recebimento de dados ultrassônicos no primeiro formato a partir do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14; e um processador programado para converter os dados ultrassônicos no primeiro formato em dados ultrassônicos no segundo formato e controlar o painel de exibição flexível 16 para exibição dos dados ultrassônicos no segundo formato. O painel de exibição flexível 16 pode ser posicionado adjacente ao arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 e é capaz de gerar várias imagens de uma porção da estrutura subjacente com base na informação gerada pelo dispositivo de aquisição de dados 24.

[0042] O dispositivo de inspeção ultrassônico 2 pode ser usado para se inspecionar várias estruturas em uma variedade de indústrias em que a detecção de falhas ou defeitos na estrutura é requerida, tal como nas indústrias de aeronaves, automotivas, marítimas ou de construção. O arranjo de transdutor ultrassônico é capaz de detectar qualquer número de falhas ou defeitos no interior ou na superfície da estrutura, tais como danos por impacto (por exemplo, deslaminações e fissuração de matriz), descolamentos (por exemplo, membros de quadro de ar/reforço ou compósitos em favo de mel), descontinuidades, vazios ou porosidade, os quais poderíam afetar de forma adversa a elemento de retenção da estrutura.

[0043] O termo “estrutura” não tem por significado ser limitante, já que o dispositivo de inspeção ultrassônico 2 podería ser usado para a inspeção de qualquer número de partes ou estruturas de formatos diferentes e tamanhos, tais como forjamentos usinados, fundições, tubos ou painéis compósitos ou partes. A inspeção podería ser executada em estruturas recém-fabricadas ou em estruturas existentes que estão sendo inspecionadas como parte de um programa de manutenção. Além disso, a estrutura podería incluir vários componentes. Por exemplo, a estrutura podería incluir uma subestrutura para a provisão de suporte adicional a uma estrutura. Ainda, a estrutura podería ser qualquer número de materiais. Por exemplo, a estrutura poderia ser um material metálico, tal como alumínio, ou um material compósito, tal como grafita-epóxi. Mais ainda, a estrutura podería ser uma porção de uma aeronave feita de um material compósito (por exemplo, uma fuselagem ou uma asa).

[0044] O módulo de aquisição de dados 24 compreende um processador ou um dispositivo de computação similar operando sob o controle de um software, de modo que os dados adquiridos pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 possam ser convertidos em dados de imagem de varredura em C. Mais ainda, o módulo de aquisição de dados 24 compreende um circuito de pulsador/receptor, ou um dispositivo similar, de modo que os elementos de transdutor ultrassônico sejam capazes de transmitir ondas ultrassônicas para e de receberem ondas ultrassônicas retornadas a partir da estrutura inspecionada. O arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 se comunica com o módulo de aquisição de dados 24 através de condutores elétricos (não mostrados nos desenhos). O módulo de aquisição de dados 24 por sua vez se comunica com o painel de exibição flexível 16 e o transceptor 22 através de condutores elétricos (não mostrado nos desenhos).

[0045] O painel de exibição flexível 16 é posicionado adjacente ao arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14. Devido ao fato de o painel de exibição flexível 16, como o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14, ser flexível ou dobrável, o painel de exibição flexível também é capaz de se conformar a uma variedade de contornos de superfície da estrutura sob inspeção. O painel de exibição flexível 16 pode se estender até o perímetro externo do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14, de modo que o painel de exibição flexível 16 seja capaz de exibir imagens resultantes de dados adquiridos por meio de cada um dos elementos de transdutor ultrassônico e, em particular, em um formato de tamanho real de um para um. Contudo, o painel de exibição flexível 16 podería ter vários tamanhos e configurações para aplicações e estruturas diferentes de inspeção.

[0046] O painel de exibição flexível 16 é capaz de exibir uma imagem indicativa da estrutura sendo inspecionada pelo arranjo de trans-dutor ultrassônico flexível 14. Assim, os técnicos são capazes de prontamente identificarem a localização e as características de qualquer falha, defeito ou similar, sem se ter que fazer referência a um visor localizado remotamente, tal como uma tela de computador, e, então, tentar transferir a localização da área danificada a partir do visor localizado remotamente para a estrutura. Como resultado, os técnicos podem reparar/substituir a(s) área(s) danificada(s) na estrutura ou marcar a(s) área(s) danificada(s) com um dispositivo de marcação, tal como uma caneta ou tinta. Por exemplo, o vácuo aplicado ao substrato de linha de atraso flexível 12 pode ser liberado, de modo que o dispositivo de inspeção ultrassônico 2 possa ser parcial ou completamente descascado da estrutura, e o técnico pode marcar a localização da(s) área(s) danificada(s) de modo conforme. Consequentemente, o técnico pode reparar ou substituir imediatamente a(s) área(s) danificada(s).

[0047] O módulo de aquisição de dados 24 gera uma informação indicativa da estrutura subjacente, incluindo, por exemplo, falhas detectadas na estrutura, com base em dados adquiridos pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 e provê ao painel de exibição flexível 16 a informação para exibição de uma imagem, tal como uma varredura em C ultrassônica.

[0048] A figura 3 é um diagrama de blocos que identifica componentes de um sistema que inclui um sistema de inspeção ultrassônico flexível sem fio do tipo mostrado na figura 1, que se comunica através de um transceptor 22 com um servidor de banco de dados de calibra-ção 26 para a obtenção de dados de calibração e com um servidor de banco de dados de varredura em C 28 para armazenamento de dados de varredura em C.

[0049] Mais especificamente, o receptor de GPS 20 determina sua localização e envia dados de localização representando aquela localização para o transceptor 22. Um receptor de GPS é um instrumento autônomo que recebe sinais variando difundidos a partir de uma constelação de satélites de GPS, e transforma aqueles sinais variando em uma localização do receptor de GPS. O processador do receptor contém um código executável para a geração de uma pseudofaixa ou uma distância de linha de visão até cada satélite. Para computação da localização do receptor de GPS (cuja localização estabelece a localização do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14), o receptor de GPS determina a pseudofaixa para três ou mais satélites de GPS. Os dados de localização que o receptor de GPS 20 envia para o transceptor 22 podem ser usados para a geração ou a recuperação de um arquivo de calibração adaptado para calibrar corretamente o dispositivo de inspeção ultrassônico com respeito à estrutura real sendo inspecionada.

[0050] O transceptor 22 transmite os dados de localização para um servidor de banco de dados de calibração 26. O servidor de banco de dados de calibração 26 também pode receber dados de localização a partir de outros receptores de GPS afixados a porções diferentes da estrutura (por exemplo, uma aeronave) sendo inspecionada. De acordo com uma modalidade, o servidor de banco de dados de calibração 26 pode compreender um processador programado para determinar a localização do receptor de GPS 20 no sistema de coordenadas da estrutura sendo inspecionada e, então, recuperar ou gerar um arquivo de calibração contendo dados de calibração, os quais são dependentes das características estruturais na área sendo interrogada pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14. Mais especificamente, o processador dentro do servidor de banco de dados de calibração 26 pode ser programado com um software que puxará a espessura e outros dados de material para a localização identificada a partir de um arquivo de CAD e (a) gerar um arquivo de calibração no voo com base nos dados de modelo 3-D; ou (b) puxar um arquivo de calibração a partir de um banco de dados de calibração. Esse arquivo de calibração então é enviado para o transceptor 22, o qual encaminha a informação de calibração para o módulo de aquisição de dados 24. O módulo de aquisição de dados 24 compreende um processador que é programado para autocalibração do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14, usando-se os dados de calibração.

[0051] Seguindo-se à autocalibração, o circuito de pulsa-dor/receptor do módulo de aquisição de dados 24 controla o arranjo ultrassônico para a aquisição de dados de varredura em C. O processador do módulo de aquisição de dados 24 é adicionalmente programado para converter os dados de varredura em C a partir do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 em um formato requerido pelo painel de exibição flexível 16. Os dados de varredura em C a partir do arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 também podem ser enviados através do transceptor 22 para o servidor de banco de dados de varredura em C 28 para armazenamento.

[0052] De acordo com uma implementação, o arranjo de transdutor ultrassônico 14 pode compreender duzentos e cinquenta e seis elementos de transdutor ultrassônico 15 (veja a figura 2A) dispostos em linhas e colunas regularmente espaçadas por 6,35 mm (um quarto de uma polegada) para a definição de um padrão de rede quadrada que é de 10,16 cm (quatro polegadas) de largura em cada lado da mesma. Contudo, deve ser entendido que os conceitos expostos aqui podem ser aplicados com um efeito igual a quando o arranjo de transdutor ultrassônico 14 tiver outros números de elementos de transdutor ultrassônico, outros padrões de disposição e outros espaçamentos de padrão. Em particular, os conceitos expostos aqui podem ser aplicados quando o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 tiver qual- quer número de elementos de transdutor ultrassônico dispostos em qualquer padrão bidimensional.

[0053] O módulo de aquisição de dados 24 pode operar para energizar cada elemento de transdutor ultrassônico 15 (veja a figura 2A) para envio de um pulso ultrassônico para uma estrutura inspecionada e, então, receber um sinal elétrico gerado pelo sensor, quando um sinal de eco ultrassônico retornar a partir da estrutura. Os pulsos ultrassônicos viajando através de uma estrutura tendem a refletir a partir das superfícies, bordas e outras descontinuidades, tais como danos na estrutura. Um sinal de eco ultrassônico de retorno pode incluir múltiplos pulsos de eco distribuídos no tempo refletidos a partir de superfícies e bordas que são esperados e de danos que mereçam investigação e reparo. O sinal elétrico gerado por meio de cada elemento de transdutor ultrassônico 15 porta dados e amplitude e tempo correspondentes às amplitudes e aos tempos de chegada de pulsos de eco no sinal de eco ultrassônico. Os dados de amplitude e tempo podem ser usados para a discriminação de pulsos de eco relacionados a danos de pulsos de eco refletidos a partir de aspectos não danificados de uma estrutura. Após o módulo de aquisição de dados 24 energizar um elemento de transdutor ultrassônico 15 e coletar dados de amplitude e tempo a partir dali, um breve período de quietude então se passa, antes de o controlador energizar um outro elemento de transdutor ultrassônico 15. Pela manutenção de operações de eco de pulso de cada elemento de transdutor ultrassônico 15 separadas no tempo de operações de outros elementos de transdutor ultrassônico, uma diafo-nia dentre os elementos de transdutor ultrassônico é evitada, e os dados coletados a partir de cada elemento de transdutor ultrassônico 15 podem ser associados à respectiva posição de cada elemento de transdutor ultrassônico. Assim, quando o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 é disposto contra uma estrutura, os dados coletados a partir dos elementos de transdutor ultrassônico 15 podem ser associados a propriedades localizadas da estrutura nas respectivas posições dos elementos de transdutor ultrassônico 15. O módulo de aquisição de dados converte os dados ultrassônicos adquiridos em dados de formação de imagem adequados para exibição no painel de exibição flexível 16. O painel de exibição flexível 16 exibe graficamente os dados para interpretação por um usuário para a identificação de danos em uma estrutura inspecionada.

[0054] Por exemplo, o painel de exibição flexível 16 pode exibir uma imagem de varredura em C de amplitude de eco simulada de uma porção de uma estrutura inspecionada do tipo descrito graficamente nas figuras 4A e 4B. Na figura 4A, a imagem de varredura em C simulada 36 mostra aspectos simulados incluindo um dano alongado 38A como distinguido por colorações de pixel de uma área de fundo não danificada 40, correspondente a uma porção não danificada da estrutura sendo inspecionada. Na figura 4B, a imagem de varredura em C simulada 36 mostra aspectos simulados incluindo o dano 38B distribuído através de uma área como distinguido por colorações de pixel da área de fundo não danificada 40. Os dados simulados mostrados nas exibições das figuras 4A e 4B representam dados reais gerados usando-se um arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 que tem pelo menos duzentos e cinquenta e seis sensores dispostos ao longo de dezesseis linhas e dezesseis colunas, conforme é evidente a partir da matriz retangular bidimensional espaçada regularmente de pixels no painel de exibição flexível 16. Cada pixel em particular corresponde a um elemento de transdutor ultrassônico em particular do arranjo de transdutor ultrassônico 14, em uma correspondência de um para um.

[0055] O painel de exibição flexível 16 pode exibir uma imagem de varredura em C de amplitude de eco, na qual a coloração de cada pixel corresponde a uma amplitude de uma porção de um sinal de eco.

Em particular, a coloração de cada pixel se refere às amplitudes de pulsos de eco presentes em uma porção com controle de porta de tempo da forma de onda detectada por um elemento de transdutor ul-trassônico correspondente. Os tempos de iniciação e fechamento do controle de porta de tempo são estabelecidos por escolha para se seguir proximamente e precedem pulsos de retorno de superfície dianteira e superfície traseira. Os tempos de iniciação e de fechamento podem ser estabelecidos de modo que o instrumento de dispositivo de inspeção ultrassônico informe a um operador da presença ou ausência provável de pulsos de retorno de qualquer faixa de profundidade escolhida. Qualquer faixa de profundidade desejada, definida entre uma primeira profundidade e uma segunda profundidade, pode ser escolhida para inspeção pelo estabelecimento ou uma predeterminação de um tempo de iniciação de controle de porta de tempo correspondente à primeira profundidade e um tempo de fechamento de controle de porta correspondente à segunda profundidade.

[0056] A amplitude na porção de controle de porta de tempo da forma de onda pode ser derivada a partir de uma função atenuada e integrada da forma de onda de acordo com os princípios matemáticos conhecidos. A porção de controle de porta de tempo é selecionada de acordo com considerações que serão discutidas em maiores detalhes abaixo.

[0057] Os pixels nas imagens de varredura em C 36 das figuras 4A e 4B são coloridos, cada um, de acordo com as amplitudes somadas de pulsos de eco presentes em porções de controle de porta de tempo de formas de onda correspondentes. Assim, estas imagens são imagens de amplitude de eco de varredura em C que representam a energia de eco ultrassônica total refletida a partir de descontinuidades entre as superfícies dianteira e traseira de uma estrutura inspecionada. Os pixels tendo cores que diferem da área de fundo não danificada 40 geralmente correspondem a localizações danificadas na estrutura inspecionada. O dano revelado pelos pixels nas áreas danificadas 38A e 38B nas figuras 4A e 4B respectivamente residem entre as superfícies dianteira e traseira da estrutura inspecionada. As áreas 38A e 38B exibem graficamente produtos do dano. O tamanho, a disposição e a severidade dos danos são revelados pelos tamanhos, pelas disposições e colorações das áreas 38A e 38B na imagem de varredura em C 36.

[0058] As descrições aqui se referem a linhas e colunas de sensores e pixels distribuídas ao longo de eixos horizontal e vertical como uma convenção conveniente na descrição de arranjos bidimensionais de elementos de transdutor ultrassônico e pixels. Deve ser entendido que o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 pode ser disposto através de uma área de uma estrutura em quase qualquer orientação arbitrária. Assim, os eixos descritos não precisam corresponder a qualquer eixo vertical demonstrado por uma linha de prumo ou qualquer eixo horizontal, tais como aqueles ao longo do piso de um hangar em que aeronaves são inspecionadas.

[0059] Mais ainda, as imagens de varredura em C descritas nas figuras 4A e 4B geralmente se referem a amplitudes de pulso de eco maiores para colorações de pixel mais escuras como uma outra convenção conveniente para fins de ilustração de assuntos destas descrições. Colorações de pixel mais claras apenas poderíam ser relacionadas da mesma forma a amplitudes de pulso de eco maiores em uma convenção alternativa. De fato, a correlação da amplitude de um pulso de eco com a coloração de um pixel correspondente pode ser selecionada de acordo com qualquer função desejada ou mapeamento e uma legenda de cores pode ser provida. Embora as figuras descritas aqui geralmente provejam imagens em preto e branco, estas descrições se referem da mesma forma a imagens compreendendo pixels tendo qualquer número de cores, tais como azul, verde, amarelo e vermelho.

Essas descrições se referem a quase qualquer convenção de coloração de pixel, convenção de sombreamento ou convenção de caractere de pixel, por meio do que um operador pode discernir uma informação provida por pixels exibidos graficamente.

[0060] A modalidade descrita na figura 1 provê várias vantagens. Por exemplo, o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 e o painel de exibição flexível 16 permitem que o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio 2 se conforme a uma variedade de contornos de superfície, de modo que o sistema de inspeção seja adequado para inspeções de nível de campo de qualquer número de estruturas. Além disso, o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio 2 é de peso leve, portátil e adaptável para uma variedade de estruturas, incluindo uma aeronave. Devido ao fato de o painel de exibição flexível 16 ser posicionado diretamente na estrutura e poder exibir uma imagem enquanto posicionado ali, o potencial por erro na transferência da localização da falha na estrutura é reduzido. O dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio 2 também pode ser configurado rapidamente e exibir imagens no painel de exibição flexível 16 em um período de tempo relativamente curto após a configuração. O dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio 2 também provê dados baseados em imagem quantitativos que um teste ultrassônico de detector de falha portátil convencional não pode prover.

[0061] Em algumas situações, pode ser desejável envolver um especialista em NDI localizado remotamente (isto é, fora do local) nos procedimentos de configuração e/ou de inspeção executados no local de inspeção. De acordo com uma modalidade alternativa descrita na figura 5, os dados de localização adquiridos pelo receptor de GPS 20 podem ser transmitidos pelo transceptor 22 de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio para um especialista remoto 30. O especialista remoto 30 também pode receber dados de localização adicionais a partir de outros receptores de GPS afixados a outras porções da estrutura a ser inspecionada. Em modalidades alternativas, o especialista remoto 30 pode receber uma mensagem identificando a localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível no sistema de coordenadas da estrutura sendo inspecionada a partir de um técnico no local, ou pode mandar a localização antes da substituição de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível pelo técnico no local.

[0062] Independentemente do método ou meio através do qual o especialista remoto 30 adquire dados de localização representando as localizações da estrutura (por exemplo, uma aeronave) a ser inspecionada e a localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível, o especialista remoto 30 pode iniciar um programa de computador que determina a localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sem fio no sistema de coordenadas da estrutura usando os dados de localização. Isso permite que o especialista remoto 30 gere um arquivo de calibração em andamento com base nos dados de modelo 3-D para a estrutura inspecionada ou puxar um arquivo de calibração a partir de um banco de dados de calibração. Os dados de calibração então são enviados para o transceptor 22, o qual encaminha os dados de calibração para o módulo de aquisição de dados 24, conforme descrito previamente. O módulo de aquisição de dados calibrados 24 então pode controlar o arranjo de transdutor ultrassônico flexível 14 e o painel de exibição flexível 16, conforme descrito previamente. O especialista remoto 30 pode prover uma guia em tempo real para o técnico no local durante a inspeção ultrassônica para se evitar erros. Durante o procedimento de inspeção, o transceptor 22 pode transmitir os dados de varredura em C para o especialista remoto 30 para revisão. Opcionalmente, o módulo de aquisição de dados podería ser programado para controle do arranjo de transdutor ultrassônico flexível, de modo que um número predeterminado de localizações no arranjo de transdu- tor ultrassônico flexível acumule dados de varredura em A que podem ser providos para um especialista remoto em um arquivo de dados salvos/transmitidos.

[0063] De acordo com modalidades alternativas, o especialista remoto 30 pode entregar o arquivo de calibração para o local de inspeção na forma de um cartão de memória não volátil 32, conforme mostrado na figura 6. O arquivo de calibração é armazenado no cartão de memória não volátil 32 pelo especialista remoto 30 e, então, o cartão de memória não volátil 32 é plugado em um soquete do módulo de aquisição de dados 24. O módulo de aquisição de dados 24 então é autocalibrado usando-se os dados de calibração no arquivo de calibração. Os dados ultrassônicos adquiridos pelo módulo de aquisição de dados calibrados 24 podem ser exibidos em um painel de exibição flexível ou um monitor de exibição 34 de uma maneira consistente com aquele arquivo de calibração. Nesse caso, o especialista remoto 30 pode conhecer a localização do arranjo de transdutor ultrassônico flexível por uma comunicação com o técnico no local ou através de uma chamada de procedimento ou uma consulta de linha aérea. O cartão de memória não volátil 32 também podería estar cheio de calibrações pré-feitas para várias áreas na estrutura.

[0064] A figura 7 é um diagrama de blocos que representa uma arquitetura de um sistema de inspeção ultrassônico modular que emprega pelo menos alguns dos conceitos propostos aqui. O sistema descrito na figura 7 compreende um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 4 que é eletricamente conectado através de um cabo elétrico 5 para um módulo externo separado 8. O cabo elétrico tem plu-gues (não mostrados nos desenhos) em extremidades opostas do mesmo capazes de serem acopladas a e desacopladas do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 4 e do módulo externo 8. O dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 4 compreende um arranjo de transdutor ultrassônico flexível intercalado entre um substrato de linha de atraso flexível e um painel de exibição flexível. O módulo externo 8 compreende uma fonte de energia elétrica, um meio de transmissão de dados (tal como o transceptor descrito previamente), e um meio de aquisição de dados (tal como um processador que execute as mesmas funções que aquelas executadas pelo módulo de aquisição de dados previamente descrito, permitindo que o painel de exibição flexível exiba imagens simulando a estrutura que foi interrogada pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível. Os meios de aquisição de dados são configurados para comunicação com o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 4 através do cabo elétrico 5. Um receptor de GPS (não mostrado) pode ser afixado ao dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 4 (conforme descrito previamente). Na alternativa, o receptor de GPS pode ser parte do módulo externo 8, se a distância entre o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 4 e o módulo externo 8 for conhecida ou mínima, e, dependendo da resolução do sistema de posicionamento, desprezível.

[0065] A figura 8 é um diagrama de blocos que representa uma arquitetura alternativa de um sistema de inspeção ultrassônico modular que emprega pelo menos alguns dos conceitos propostos aqui. O sistema descrito na figura 8 compreende um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 6 que é eletricamente conectado (via um cabo elétrico 5) a um módulo externo separado 10. O dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 6 compreende um arranjo de transdutor ultrassônico flexível afixado a um substrato de linha de atraso flexível. O módulo externo 10 compreende uma fonte de energia elétrica, um monitor de execução, meios de transmissão de dados (tal como o transceptor previamente descrito) e meios de aquisição de dados (tal como um processador que executa a mesma função que aquelas executadas pelo módulo de aquisição de dados descrito previamente, permitindo que o monitor de execução exiba imagens simulando a estrutura que foi interrogada pelo arranjo de transdutor ultrassônico flexível. Um receptor de GPS (não mostrado) pode ser afixado ao dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 6. Na alternativa, o receptor de GPS pode ser parte do módulo externo 10.

[0066] De acordo com qualquer uma das arquiteturas descritas nas figuras 7 e 8, o módulo externo pode ser conectado por sua vez para respetivos dispositivos de inspeção ultrassônicos flexíveis afixados em múltiplos locais na estrutura a ser inspecionada. A figura 9 é um fluxograma que identifica as etapas de um método 70 para inspeção ultrassônica de múltiplos locais em uma estrutura, em que os respectivos dispositivos de inspeção ultrassônicos flexíveis são afixados à superfície em cada local e deixados no lugar para permitir uma inspeção periódica usando-se um módulo externo que pode ser conectado a cada um dos dispositivos de inspeção ultrassônicos flexíveis por sua vez.

[0067] De acordo com a modalidade descrita na figura 9, o método 70 compreende as etapas a seguir: afixação de um primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a uma superfície de uma primeira porção da estrutura (etapa 72), em que o primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um primeiro substrato flexível e um primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional afixado ao primeiro substrato flexível; a afixação de um segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a um superfície de uma segunda porção da estrutura (etapa 74), em que o segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um segundo substrato flexível e um segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível afixado ao segundo substrato flexível; a conexão de um módulo ao primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível através de um componente estrutural (etapa 76), cujo módulo compreende um circuito de pul- sador/receptor, o qual é configurado para controle de interrogação e aquisição de dados pelo primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível durante uma inspeção da primeira porção da estrutura e é adicionalmente configurado para o controle de interrogação e aquisição de dados pelo segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível durante uma inspeção da segunda porção da estrutura; o controle do primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível para interrogar e adquirir dados a partir da primeira porção da estrutura, enquanto o módulo é conectado ao primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível (etapa 78); a desconexão do cabo elétrico do primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível após a conclusão da etapa 78 (etapa 80); a conexão do módulo ao segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível através do cabo elétrico (etapa 82); o controle do segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível para a interrogação e a aquisição de dados a partir da segunda porção da estrutura, enquanto o módulo é conectado ao segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível (etapa 84); a desconexão do cabo elétrico a partir do segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível após a conclusão da etapa 84 (etapa 86); e a determinação quanto a se as primeira e segunda porções da estrutura devem ser inspecionadas de novo (por exemplo, em uma data posterior) ou não (etapa 88). Se o resultado da etapa 88 for uma determinação que a primeira e a segunda porções da estrutura devem ser inspecionadas de novo, então, o método retornará para a etapa 76 e o processo será repetido. Se o resultado da etapa 88 for uma determinação que a primeira e a segunda porções da estrutura não devem ser inspecionadas de novo, então, o método não retornará para a etapa 76 ou repetirá o processo (etapa 90). Naquele momento, os dispositivos de inspeção ultrassônicos flexíveis afixados poderíam ser removidos da estrutura.

[0068] O método mostrado na figura 9 pode ser usado em situa- ções em que uma multiplicidade de locais de danos potenciais em uma estrutura são programados para serem inspecionados periodicamente. Este método é especialmente útil quando os locais de dano estiverem localizados em espaços difíceis de se passar. Um único módulo externo tendo um monitor de exibição podería ser posto em uma localização acessível e, então, conectado a cada dispositivo de inspeção ul-trassônico por sua vez através de um cabo elétrico. O técnico no local pode ver as imagens de varredura em C por sua vez e tomar uma medida apropriada com base no que aquelas imagens indicam sobre a integridade estrutural nos locais de dano em potencial.

[0069] De acordo com outras modalidades, um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível pode ser projetado para lidar com superfícies com raio. Uma modalidade seria o “formato em L” com um raio curto que é flexível o bastante para ajuste em superfícies com raios tendo uma faixa de raios. A configuração do sistema seria similar àquela mostrada na figura 8, de modo a se minimizar o número de camadas flexíveis (por exemplo, ao não se incluir um painel de exibição flexível), para se permitir mais flexibilidade. No cenário mostrado na figura 10, um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível 6 (consistindo em um substrato de linha de atraso flexível ficar contra e acoplado de forma acústica a uma porção 44 de uma caixa de asa enrijecida integralmente generalizada (feita de um material compósito) com uma superfície com raio. A porção descrita 44 da caixa de asa integralmente enrijecida compreende um revestimento 48 conectado a uma alma de longarina 46 por meio de uma superfície com raio 47, a qual é uma região de junta filetada, a qual conecta a alma de longarina 46 ao revestimento 48. Como na modalidade descrita nas figuras 1 e 2, uma fonte de alimentação, um receptor de GPS, meios de transmissão de dados e meios de aquisição de dados podem ser montados no substrato de linha de atraso flexível em áreas com o objetivo de cobertura de seções planas da parte sendo inspecionada. Para as superfícies com raio que tenham raios maiores, pode ser possível manter um painel de exibição flexível montado no arranjo de transdutor ultrassônico flexível, ao invés de usar um módulo externo. Uma outra modalidade consistiría em um arranjo de área plana, mas com uma região marginal feita de material flexível para se permitir que a região marginal se adapte na curvatura da superfície com raio sendo inspecionada. Os arranjos tendo regiões marginais curvadas de raios diferentes poderíam ser fabricadas, dependendo da curvatura da superfície com raios a que precisa se adaptar.

[0070] Os sistemas de inspeção ultrassônicos expostos acima podem ser usados para a medição de espessura, profundidade ou distância por ecos de sincronismo. De modo a se converterem estas medições de tempo em medições de distância, o dispositivo de inspeção ultrassônico pode ser calibrado com a velocidade do som da estrutura inspecionada, bem como qualquer deslocamento nulo necessário. Esse processo é comumente referido como calibração de velocida-de/zero. A acurácia de qualquer medição ultrassônica de espessura, profundidade ou distância é dependente da acurácia da calibração. As calibrações para materiais e transdutores diferentes podem ser armazenadas e recuperadas, conforme descrito previamente.

[0071] O método de calibração automatizado pode envolver, por exemplo, o estabelecimento da velocidade de propagação de pulsos ultrassônicos no material inspecionado, de modo a se correlacionarem as medições de tempo de voo (TOF) com profundidades de material, e a seleção de faixas de eixos de tempo e profundidade e regulagens de controle de porta de tempo para a exibição das imagens de varredura em C. A profundidade é derivada a partir da TOF medida entre o despacho de um pulso ultrassônico em uma estrutura e o retorno de um pulso de eco. Se a velocidade de propagação de pulsos ultrassônicos for conhecida para um material inspecionado em particular, o eixo vertical na janela de varredura poderá ser calibrado em direção a dimensões de profundidade linear em particular de acordo com o TOF de cada pulso de eco.

[0072] A metodologia exposta aqui automatiza a calibração de sistemas de inspeção ultrassônicos através do uso de dados de CAD tridimensionais (3-D) representando um modelo 3-D da estrutura a ser inspecionada. Ao se basear a calibração em um modelo de CAD, é possível puxar mais dados para inspeções específicas de localização. Os dados de modelo de CAD (isto é, também referidos aqui como “dados estruturais”) podem compreender uma informação concernente a um ou mais dos recursos estruturais a seguir do objeto de teste na ou dentro da área contendo a posição alvo: dimensões físicas, características de material, localizações de prendedor, anomalias estruturais, uma alteração ou um reparo do objeto de teste, espessura de tinta média, longarinas de reforço longitudinais ocultas, camadas de proteção de efeitos eletromagnéticos (EME) e outros recursos que podem não ser contabilizados em uma inspeção geral.

[0073] O banco de dados de modelo de CAD também inclui uma informação concernente à estrutura sendo inspecionada, cuja informação pode ser usada para se calibrar automaticamente o sistema de inspeção ultrassônico que será usado para a inspeção daquela área. O modelo de CAD contém dados sobre a estrutura do avião na área do local de inspeção, incluindo uma informação concernente a um ou mais dos seguintes: (a) tipo de material (atenuação média, a qual será determinada através do teste envolvido de muitos padrões de compó-sito); (b) espessura de material; (c) estrutura subjacente (pode ser exibida no instrumento de inspeção para ajudar na qualidade de sinais ímpares); (d) presença de vedante (um ganho pode ser ajustado para contabilizar um sinal de parede traseira reduzida); (e) presença de uma camada de EME; (f) espessura de tinta média; (g) localização de prendedor (o usuário pode ser alertado sobre sinais ímpares, se eles estiverem posicionados diretamente sobre um prendedor); e (h) a presença de reparos na área de inspeção (se o arquivo de CAD tiver sido mantido atualizado pela linha aérea ou por outro usuário). Esses dados de modelo de CAD podem ser usados para a geração de um arquivo de calibração para a estrutura e a provisão ao inspetor da ciência situacional necessária para se tomar decisões informadas sobre a inspeção.

[0074] A figura 11 é um fluxograma que identifica as etapas de um método 50 para a geração de um arquivo de calibração usando-se um sistema de posicionamento. Em primeiro lugar, uma posição alvo (isto é, o local na superfície do objeto de teste em que a estrutura subjacente é para ser inspecionada) é determinada usando-se o sistema de posicionamento (etapa 52). Então, os dados estruturais associados àquela posição alvo são puxados a partir de um servidor de banco de dados de modelo de CAD (etapa 54). Uma modalidade simplificada envolvería procedimentos pré-feitos sendo atribuídos a certas áreas no avião que então são carregadas com base em uma posição alvo inicial no começo da inspeção.

[0075] Ainda com referência à figura 11, pode ser visto que os dados estruturais podem ser usados para a execução de uma calibração básica ou de uma calibração avançada (o que pode incluir a calibração básica e uma calibração adicional). Na calibração básica, os parâmetros de calibração, tais como material, espessura de parte, espessura de revestimento, frequência de sonda, e linha de atraso flexível, são selecionados com base nos dados estruturais relevantes (etapa 55). O tipo de material estabelece a referência de velocidade de som a partir de uma tabela de velocidades de material (etapa 56). A espessura de parte determina a faixa de tela (etapa 58). A espessura de revestimen- to e a linha de atraso flexível determinam o atraso de tela (etapa 60). Além disso, o ganho pode ser ajustado para levar em consideração o sinal de parede traseira (etapa 62).

[0076] De acordo com uma metodologia de calibração avançada, parâmetros de calibração adicionais, tais como leis focais, controle de porta, correção de distância-amplitude (DAC) e ganho de tempo compensado (TCG), podem ser determinados por um computador, o qual é programado com um software de calibração para processamento dos dados estruturais (etapa 64). Opcionalmente, alertas padrões de referência podem ser automaticamente gerados para operações de calibração mais avançadas (etapa 66). O inspetor podería ser automaticamente alertado para um padrão de referência e instruções dadas nesses tempos.

[0077] Finalmente, todos os parâmetros de calibração são organizados de acordo com um formato específico para se completar o arquivo de calibração (etapa 68). Aquele arquivo de calibração então é usado para a calibração do sistema de inspeção ultrassônico.

[0078] O uso dos dados de modelo de CAD permite uma automação de um processo que geralmente requer um inspetor treinado em ensaios não destrutivos (NDT). Como resultado, ele remove um grau de erro humano do processo de calibração. Isso corta custos de treinamento e reduz tempos de inspeção ao não requerer que um inspetor treinado em NDT execute toda e qualquer inspeção.

[0079] Ainda, a exposição compreende modalidades de acordo com as cláusulas a seguir: [0080] Cláusula 1: um dispositivo de inspeção ultrassônico que compreende: um conjunto flexível que compreende um arranjo de transdutor ultrassônico flexível que tem primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível acoplado de forma acústica à referida primeira face do referido arranjo de transdutor ultrassônico fie- xível; um módulo de aquisição de dados configurado para controle da pulsação e da aquisição de dados pelo referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um receptor de sistema de posicionamento global configurado para a determinação de uma localização do receptor de sistema de posicionamento global; um transceptor configurado para comunicação com o referido módulo de aquisição de dados e o referido receptor de sistema de posicionamento global; e uma batería eletricamente acoplada ao referido módulo de aquisição de dados, ao referido receptor de sistema de posicionamento global e ao referido transceptor para a provisão de energia para eles, em que o referido módulo de aquisição de dados, o referido receptor de sistema de posicionamento global, o referido transceptor e a referida batería são fisicamente afixados ao referido conjunto flexível.

[0081] Cláusula 2: o dispositivo de inspeção ultrassônico, conforme recitado na cláusula 1, que ainda compreende um adesivo aderido a porções de uma superfície do referido substrato de linha de atraso flexível que se volta para longe do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[0082] Cláusula 3: o dispositivo de inspeção ultrassônico, conforme recitado na cláusula 1, em que o referido conjunto flexível ainda compreende um painel de exibição flexível sobrepondo-se a pelo menos uma porção da referida segunda face do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível, e o referido módulo de aquisição de dados ser adicionalmente configurado para receber dados ultrassônicos a partir do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível em um primeiro formato, conversão dos referidos dados ultrassônicos no referido primeiro formato em dados ultrassônicos em um segundo formato adequado para exibição, e o envio dos referidos dados ultrassônicos no referido segundo formato para o referido painel de exibição flexível.

[0083] Cláusula 4: o dispositivo de inspeção ultrassônico, confor- me recitado na cláusula 3, em que o referido módulo de aquisição de dados compreende: um circuito de pulsador/receptor eletricamente acoplado para o recebimento dos referidos dados ultrassônicos no referido primeiro formato a partir do referido arranjo de transdutor ultras-sônico flexível; e um processador programado para converter os referidos dados ultrassônicos no referido primeiro formato em dados ultrassônicos no referido segundo formato e controlar o referido painel de exibição flexível para a exibição dos dados ultrassônicos no referido segundo formato.

[0084] Cláusula 5: o dispositivo de inspeção ultrassônico, conforme recitado na cláusula 3, em que o referido painel de exibição flexível inclui um substrato polimérico, uma multiplicidade de pixels dispostos em linhas e colunas no ou sobre o referido substrato polimérico, e uma multiplicidade de transistores de filme fino dispostos no ou sobre o referido substrato polimérico e eletricamente acoplados aos respectivos pixels da referida multiplicidade de pixels.

[0085] Cláusula 6: o dispositivo de inspeção ultrassônico, conforme recitado na cláusula 5, em que os referidos pixels compreendem respectivos diodos de emissão de luz orgânicos.

[0086] Cláusula 7: o dispositivo de inspeção ultrassônico, conforme recitado na cláusula 5, em que os referidos pixels compreendem cristal líquido.

[0087] Cláusula 8: o dispositivo de inspeção ultrassônico, conforme recitado na cláusula 1, em que o referido módulo de aquisição de dados, o referido receptor de sistema de posicionamento global, o referido transceptor e a referida batería são fisicamente afixados a uma porção do referido substrato de linha de atraso flexível que se estende além de um perímetro do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[0088] Cláusula 9: o dispositivo de inspeção ultrassônico, confor- me recitado na cláusula 1, em que o referido arranjo de transdutor ul-trassônico flexível compreende uma multiplicidade de elementos de transdutor ultrassônico dispostos em linhas e colunas.

[0089] Cláusula 10: o dispositivo de inspeção ultrassônico, conforme recitado na cláusula 1, em que o referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível compreende uma pluralidade de eletrodos de transmissão mutuamente paralelos e uma pluralidade de eletrodos de recepção paralelos, os quais se sobrepõem, mas não são paralelos aos referidos eletrodos de transmissão.

[0090] Cláusula 11: um sistema que compreende: um componente estrutural tendo uma superfície contornada; um conjunto flexível afixado à superfície contornada do componente estrutural, o referido conjunto flexível compreendendo um arranjo de transdutor ultrassônico flexível que tem primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível que tem primeira e segunda faces, a referida primeira face do referido substrato de linha de atraso flexível sendo afixada à referida superfície contornada do referido componente estrutural e a referida segunda face do referido substrato de linha de atraso flexível sendo acusticamente acoplada à referida primeira face do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um módulo externo compreendendo uma fonte de energia elétrica, um transceptor para a transmissão e a recepção de dados, e um dispositivo de aquisição de dados configurado para comunicação com o referido transceptor; e um cabo elétrico conectando o referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível ao referido dispositivo de aquisição de dados, o referido cabo elétrico tendo plugues em extremidades opostas do mesmo capazes de serem acoplados ao e desacoplados do referido conjunto flexível e do referido módulo externo, em que o referido dispositivo de aquisição de dados é configurado para comunicação com o referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível através do referido cabo elétrico.

[0091] Cláusula 12: o sistema, conforme recitado na cláusula 11, em que ainda compreende um painel de exibição, em que o referido dispositivo de aquisição de dados é adicionalmente configurado para controle do referido painel de exibição para exibição de dados ultras-sônicos adquiridos pelo referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[0092] Cláusula 13: o sistema, conforme recitado na cláusula 12, em que o referido painel de exibição é parte do referido módulo externo.

[0093] Cláusula 14: o sistema, conforme recitado na cláusula 12, em que o referido painel de exibição é parte do referido conjunto flexível, o referido painel de exibição compreendendo um painel de exibição flexível adjacente à referida segunda face do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[0094] Cláusula 15: o sistema, conforme recitado na cláusula 11, em que o referido componente estrutural é parte de uma aeronave.

[0095] Cláusula 16: um sistema que compreende: um componente estrutural que tem uma superfície contornada; um conjunto flexível afixado a uma porção da referida superfície contornada do referido componente estrutural, o referido conjunto flexível compreendendo um arranjo de transdutor ultrassônico flexível que tem primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível que tem primeira e segunda faces, a referida primeira face do referido substrato de linha de atraso flexível sendo afixada à referida superfície contornada do referido componente estrutural e a referida segunda face sendo acus-ticamente acoplada à referida primeira face do arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um módulo de aquisição de dados configurado para o controle da pulsação do e da aquisição de dados pelo referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um receptor de sistema de posicionamento global configurado para a determinação de uma locali- zação do referido receptor de sistema de posicionamento global e dados de localização de saída representam aquela localização; um transceptor configurado para comunicação com o referido módulo de aquisição de dados e para o recebimento de dados de localização a partir do referido receptor de sistema de posicionamento global; e um sistema de computador programado para receber os referidos dados de localização a partir do referido transceptor, e, então, gerar ou recuperar um arquivo de calibração contendo dados de calibração, o que é uma função de propriedades de material de uma porção do referido componente estrutural abaixo da referida porção da superfície contornada.

[0096] Cláusula 17: o sistema, conforme recitado na cláusula 16, em que o referido conjunto flexível ainda compreende um painel de exibição flexível disposto adjacente à referida segunda face do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

[0097] Cláusula 18: o sistema, conforme recitado na cláusula 16, em que o referido componente estrutural é parte de uma aeronave.

[0098] Cláusula 19: um método para a calibração de um dispositivo de inspeção ultrassônico que compreende: (a) o armazenamento de dados de modelo estrutural representando propriedades de material de uma estrutura como uma função de localização de um sistema de coordenadas da estrutura; (b) a afixação de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a uma superfície de uma porção da estrutura, em que o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um substrato flexível, um arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional afixado ao substrato flexível, e um receptor de sistema de posicionamento global afixado ao substrato flexível; (c) a aquisição de dados de localização usando-se o receptor de sistema de posicionamento global, os referidos dados de localização representando uma localização do receptor de sistema de posicionamento global; (d) o en- vio dos dados de localização adquiridos para um sistema de computador em uma localização remota; (e) a determinação de uma localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível no sistema de coordenadas da estrutura; (f) a recuperação de dados de modelo estrutural representando as propriedades de material da estrutura na proximidade da referida localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível sistema de coordenadas da estrutura; (g) a geração ou a recuperação de um arquivo de calibração contendo dados de calibração, os quais são uma função dos referidos dados de modelo estrutural recuperados representando propriedades de material da porção da estrutura na proximidade da localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível; (h) o envio do arquivo de calibração para um módulo de aquisição de dados que é configurado para comunicação com o arranjo de transdutor ultrassônico flexível; e (i) a calibração do módulo de aquisição de dados usando-se os dados de calibração a partir do arquivo de calibração.

[0099] Cláusula 20: um método para inspeção ultrassônica de múltiplos locais em uma estrutura, que compreende: (a) a afixação de um primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a uma superfície de uma primeira porção da estrutura, em que o primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um primeiro substrato flexível e um primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional afixado ao primeiro substrato flexível; (b) a afixação de um segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível a uma superfície de um segundo plano ortogonal da estrutura, em que o segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um segundo substrato flexível e um segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional afixado ao segundo substrato flexível; (c) a conexão de um módulo do primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível através de um cabo elétrico, cujo módulo compreende um circuito de pulsador/receptor, o qual é configurado para controle de interrogação e aquisição de dados pelo primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível durante uma inspeção da primeira porção da estrutura e é adicionalmente configurado para controlar a interrogação e a aquisição de dados pelo segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível durante uma inspeção da segunda porção da estrutura; (d) o controle do primeiro arranjo de transdutor ultrassônico flexível para a interrogação e a aquisição de dados a partir da primeira porção da estrutura, enquanto o módulo estiver conectado ao primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico flexível; (e) a desconexão do cabo elétrico do primeiro dispositivo de inspeção ultrassônico após a conclusão da etapa (d); (f) a conexão do módulo ao segundo dispositivo de inspeção ultrassônico flexível através do cabo elétrico; e (g) o controle do segundo arranjo de transdutor ultrassônico flexível para interrogação e aquisição de dados a partir da segunda porção da estrutura, enquanto o módulo é conectado ao segundo dispositivo de inspeção ultrassônico.

[00100] Cláusula 21: o método, conforme recitado na cláusula 20, que ainda compreende: (h) a desconexão do componente estrutural do segundo dispositivo de inspeção ultrassônico após a conclusão da etapa (g); e (i) a repetição das etapas (c) a (h) em um momento posterior, em que os primeiro e segundo dispositivos de inspeção ultrassô-nicos flexíveis não são removidos antes da etapa (i).

[00101] Embora o aparelho e os métodos tenham sido descritos com referência a várias modalidades, será entendido por aqueles versados na técnica que várias mudanças podem ser feitas e equivalentes podem ser substituídos por elementos das mesmas, sem se desviar dos ensinamentos aqui. Além disso, muitas modificações podem ser feitas para adaptação dos conceitos e reduções para a prática exposta aqui para uma situação em particular. Assim sendo, pretende-se que o assunto coberto pelas reivindicações não seja limitado às modalidades expostas.

[00102] Conforme usado nas reivindicações, o termo “sistema de computador” deve ser construído amplamente para englobar um sistema tendo pelo menos um computador ou processador, e o que pode ter múltiplos computadores ou processadores que se comunicam através de uma rede ou de um barramento. Conforme usado na sentença precedente, os termos “computador” e “processador” se referem a dispositivos compreendendo pelo menos uma unidade de processamento (por exemplo, uma unidade de processamento central, um circuito integrado ou uma unidade de lógica aritmética).

[00103] As reivindicações de método estabelecidas aqui adiante não devem ser construídas para requererem que as etapas recitadas aqui sejam executadas em ordem alfabética (qualquer ordenação alfabética nas reivindicações é usada unicamente para fins de referência a etapas recitadas previamente) ou na ordem na qual elas são recitadas. Tampouco devem ser construídas para excluírem quaisquer porções de duas ou mais etapas sendo executadas de forma concorrente ou alternada.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Dispositivo de inspeção ultrassônico (2, 4, 6), caracterizado pelo fato de compreender: um conjunto flexível (96) que compreende um arranjo de transdutor ultrassônico flexível (14) que tem primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível (12) acoplado de forma acústica à referida primeira face do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um módulo de aquisição de dados (24) configurado para controle da pulsação e da aquisição de dados pelo referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um receptor de sistema de posicionamento global (20) configurado para a determinação de uma localização do receptor de sistema de posicionamento global; um transceptor (22) configurado para comunicação com o referido módulo de aquisição de dados e o referido receptor de sistema de posicionamento global; e uma batería eletricamente acoplada ao referido módulo de aquisição de dados, ao referido receptor de sistema de posicionamento global e ao referido transceptor para a provisão de energia para eles, em que o referido módulo de aquisição de dados, o referido receptor de sistema de posicionamento global, o referido transceptor e a referida batería são fisicamente afixados ao referido conjunto flexível.

2. Dispositivo de inspeção ultrassônico, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um adesivo aderido a porções de uma superfície do referido substrato de linha de atraso flexível que se volta para longe do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

3. Dispositivo de inspeção ultrassônico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo fato de o referido conjunto flexível ainda compreender um painel de exibição flexível (16, 34) sobrepondo-se a pelo menos uma porção da referida segunda face do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível, e o referido módulo de aquisição de dados ser adicionalmente configurado para receber dados ultrassônicos a partir do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível em um primeiro formato, converter os referidos dados ultrassônicos no referido primeiro formato em dados ultrassônicos em um segundo formato adequado para exibição, e enviar os referidos dados ultrassônicos no referido segundo formato para o referido painel de exibição flexível.

4. Dispositivo de inspeção ultrassônico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de o referido módulo de aquisição de dados, o referido receptor de sistema de posicionamento global, o referido transceptor e a referida batería serem fisicamente afixados a uma porção do referido substrato de linha de atraso flexível que se estende além de um perímetro do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível.

5. Dispositivo de inspeção ultrassônico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de o referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível compreender uma multiplicidade de elementos de transdutor ultrassônico (15) dispostos em linhas e colunas.

6. Dispositivo de inspeção ultrassônico, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível compreender uma pluralidade de eletrodos de transmissão mutuamente paralelos (94) e uma pluralidade de eletrodos de recepção mutuamente paralelos (92), os quais se sobrepõem, mas não são paralelos aos referidos eletrodos de transmissão.

7. Sistema, caracterizado pelo fato de compreender: um componente estrutural que tem uma superfície contornada; um conjunto flexível (96) afixado à referida superfície contornada do referido componente estrutural, o referido conjunto flexível compreendendo um arranjo de transdutor ultrassônico flexível (14) que tem primeira e segunda faces, e um substrato de linha de atraso flexível (12) tendo primeira e segunda faces, a referida primeira face do referido substrato de linha de atraso flexível sendo afixada à referida superfície contornada do referido componente estrutural e a referida segunda face do referido substrato de linha de atraso flexível sendo acusticamente acoplada à referida primeira face do referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível; um módulo externo (8, 10) compreendendo uma fonte de energia elétrica, um transceptor (22) para transmissão e recepção de dados, e um dispositivo de aquisição de dados (24) configurado para comunicação com o referido transceptor; e um cabo elétrico (5) conectando o referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível ao referido dispositivo de aquisição de dados, o referido cabo elétrico tendo plugues em extremidades opostas do mesmo capazes de serem acoplados a e desacoplados do referido conjunto flexível e do referido módulo externo, em que o referido dispositivo de aquisição de dados é configurado para comunicação com o referido arranjo de transdutor ultrassônico flexível através do referido cabo elétrico.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de ainda compreender um painel de exibição (16, 34), em que o referido dispositivo de aquisição de dados é adicionalmente configurado para controlar o referido painel de exibição para exibição de dados ultrassônicos adquiridos pelo referido arranjo de transdutor ul- trassônico flexível.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 7 e 8, caracterizado pelo fato de o referido componente estrutural ser parte de uma aeronave.

10. Método para calibração de um dispositivo de inspeção ultrassônico (2, 4, 6), caracterizado pelo fato de compreender: (a) o armazenamento de dados de modelo estrutural representando propriedades de material de uma estrutura como uma função de localização em um sistema de coordenadas da estrutura; (b) a afixação de um dispositivo de inspeção ultrassônico flexível (2, 4, 6) a uma superfície de uma porção da estrutura, em que o dispositivo de inspeção ultrassônico flexível compreende um substrato flexível (12), um arranjo de transdutor ultrassônico flexível bidimensional (14) afixado ao substrato flexível, e um receptor de sistema de posicionamento global (20) afixado ao substrato flexível; (c) a aquisição de dados de localização usando-se o receptor de sistema de posicionamento global, os referidos dados de localização representando uma localização do receptor de sistema de posicionamento global; (d) o envio dos dados de localização adquiridos para um sistema de computador (30) em uma localização remota; (e) a determinação de uma localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível no sistema de coordenadas da estrutura; (f) a recuperação de dados de modelo estrutural representando as propriedades de material da estrutura na proximidade da referida localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível no sistema de coordenadas da estrutura; (g) a geração ou a recuperação de um arquivo de calibração contendo dados de calibração, que é uma função dos referidos dados de modelo estrutural recuperados que representam proprieda- des de material da porção da estrutura na proximidade da localização do dispositivo de inspeção ultrassônico flexível; (h) o envio do arquivo de calibração para um módulo de aquisição de dados (24) que é configurado para comunicação com o arranjo de transdutor ultrassônico flexível; e(i) a calibração do módulo de aquisição de dados usando-se os dados de calibração a partir do arquivo de calibração.