CN106233108A - 用于复合材料修补的热管理的光学扫描器和投射装置及热管理的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于应用于复合结构上的修补区域的复合板层和粘合剂的热管理的装置使用全部与计算机化的控制系统通信的光学扫描器和投射系统、编码的摄影测量目标、编码的二维热电偶阵列和编码的加热毯的组合，所述计算机化的控制系统建立修补的复合结构、复合结构的修补区域、用于监测修补区域中的温度的热电偶和用于加热修补区域的加热毯之间的空间关系。光学扫描器和投射系统复合结构上的修补区域上方的热电偶的位置处投射热电偶的识别和热电偶的实时温度。

Description

用于复合材料修补的热管理的光学扫描器和投射装置及热管 理的方法

技术领域

本公开内容涉及在复合结构的热粘合复合材料修补或者对金属结构的金属粘合修补的热管理中使用的装置及其方法。装置使用摄影测量扫描器和投射系统、编码的摄影测量目标、编码的热电偶阵列和编码的加热毯的组合来建立被修补的复合结构、复合材料修补、用于监测修补区域中的温度的热电偶、和用于加热复合材料修补的加热毯之间的空间关系。

背景技术

复合材料在运输及其他行业中的使用变得更普遍。例如，复合材料用于飞机机身、船壳和汽车主体的构造。因此，更多重点放在了这些高价值复合结构的翻修或者修补和用于改善修补的初次通过质量以避免翻修修补的时间和成本的技术上。

因为复合结构的修补涉及应用于复合结构的修补区域的复合板层和粘合剂的热固化，所以复合板层和粘合剂的热管理是修补的关键部分。复合板层和粘合剂具有它们能够成功固化的特定的固化温度。该固化温度将随着用于执行修补的材料而变化。处理指南或者制造商数据表将详细说明需要的固化温度和在该温度的停留时间。另外，它们将详细说明与该设定点的最大容许偏差。容许偏差可以小至±5°F。超出容许范围的任何温度偏差可能导致修补废弃。对于进一步复杂的问题，复合结构可以在跨修补位置在厚度上明显变化。结构的厚区域通常比薄区域更冷。如果修补机械师未正确管理跨修补的温度梯度，将导致无法接受的修补。

复合材料修补的热管理的现行实践首先涉及修补操作员应用适当尺寸的复合板层和粘合剂至复合结构的修补区域。修补操作员然后使用胶带将热电偶附接至复合结构，在修补区域周围并且在修补区域的上方。修补操作员然后出于识别的目的标注每个热电偶位置。修补操作员还单独标注每个热电偶线的插头端。

修补的初始步骤中遇到的一些潜在热管理问题包括热电偶的误标注。很难辨认每个热电偶位置的标注的情况并不少见。另外，标注可能不正确。例如，两个热电偶可以标注相同的识别号码或者一个热电偶可以标注一个号码并且热电偶线的插头端可以标注不同的号码。

修补操作员然后制作复合结构修补区域的手绘草图或者地图。在草图上指出每个单独的热电偶位置和热电偶的识别号码。

然而，修补操作员制成的热电偶草图或地图可能不准确。修补区域本身的草图可能不准确或者草图中的修补区域的比例或者视角可能偏斜。这导致关于实际的热电偶位置相对于修补区域和复合结构的困惑。

修补操作员然后根据具体修补流程的需要将任何需要的隔离膜、泄放器和网膜片附接在复合结构上修补区域上方。这使得热电偶相对于复合结构上的修补区域的实际位置变得模糊。

修补操作员然后尽他们最大的能力将加热毯在修补区域上方附接至复合结构，而没有直接看到际的修补区域，修补区域观察隐藏在先前附接至复合结构的隔离膜、泄放器和网膜片下面。因此，当加热毯放置在修补区域和热电偶上方时，可能不能相对于修补区域和热电偶适当地中心定向。如果加热毯没有在修补区域的中心上方，那么由加热毯提供至修补区域和热电偶的热量可能非常不均匀。

操作员然后将任意剩余的隔离膜或者泄放层(bleeder layer)附接至复合结构的加热毯上方。然后将真空袋在先前附接的层上方附接至复合结构。修补操作员然后尝试定向真空袋下面的每个热电偶的位置并且在真空袋上标记和标注每个热电偶位置和热电偶的识别(identification，标识)。有时在每个热电偶位置处看得见凸块，但是在很多情况下，网膜片和真空袋完全使得热电偶位置模糊。在这些情形中，修补操作员必须依靠热电偶草图或者地图来确定热电偶相对于复合结构修补区域的位置。通常，热电偶位置的确定是最好的猜测。

修补操作员然后将每个单独的热电偶的每个插头端插入热接合器(hot bonder)内。具有不规则形状或者大的修补区域的复杂的修补区域可能需要在修补区域上方使用四十或更多个热电偶，这增加了出错的可能性。每个热电偶向热接合器发送热电偶的温度信息，然后在热接合器的屏幕上显示温度信息。

修补操作员然后开始复合结构修补区域的固化周期。热接合器被激活并且控制加热毯向修补区域和位于修补区域上方的热电偶施加热量。操作员监测显示在热接合器屏幕上的热电偶的温度。如果在热接合器屏幕的显示器上看到特定热电偶太冷，操作员查阅手绘草图或者地图和热电偶位置的记号和真空袋上的标识来确定在袋子下面的特定的冷的热电偶相对于修补区域的位置。修补操作员然后将外部绝缘体在围绕读数太冷的特定热电偶的区域上方放置在真空袋上以增加该区域的温度。修补操作员然后返回至热接合器屏幕以监测热接合器屏幕上读数太冷的热电偶的热反应。

在固化过程期间应用于真空袋的外部绝缘体使得由修补操作员放在真空袋上的热电偶记号模糊。修补操作员无法看见识别热电偶和它的相对于绝缘体下面的修补区域的位置的记号。这可能造成修补操作员在固化过程期间的困惑，尤其是如果修补移交给不同轮班的另一操作员，导致复合材料修补的质量的不一致。

操作员继续监测热接合器屏幕以识别读数过低的任何特定热电偶，该特定热电偶在复合材料修补固化期间(通常4至8小时)将需要绝缘体在特定热电偶上方放在真空袋上。在这个时候，操作员可能根据需要多次增加和从修补去除外部绝缘体。

发明内容

作为本公开内容的主题的用于复合结构修补的热管理的光学扫描器和投射装置克服了上方阐述的复合材料修补的热管理的现行实践的问题。装置根据需要采用与早先描述的用于复合结构的复合材料修补的热管理的现行实践相同的类型的热接合器、加热毯和真空袋以及隔离膜，泄放器和网膜片。另外，装置还采用摄影测量光学扫描器和投射系统和以二维热电偶阵列布置的多个热电偶，其中，多个热电偶以热电偶的隔开的相对位置固定在热电偶阵列中。装置还采用可以附接至待修补的复合结构的、通过摄影测量扫描器可扫描的结构目标，通过摄影测量扫描器可扫描的热电偶阵列上的阵列目标，附接至加热毯的、通过摄影测量扫描器可扫描的毯目标，和与热接合器、加热毯、真空袋、光学扫描器和投射系统和热电偶阵列通信以控制应用于复合结构上的修补区域的复合板层和粘合剂的固化的计算机化的控制系统。

在装置的使用中，首先相对于复合结构的修补区域设置摄影测量光学扫描器和投射系统。系统被引导朝向复合结构使得光学扫描器可以扫描修补区域并且投射器可以整个修补区域上方投射在复合结构的表面上并且可以投射到复合结构的围绕修补区域的部分上。

然后将结构目标放置在复合结构上围绕修补区域的位置处。目标放置在不会妨碍修补并且在复合结构上被真空袋覆盖的区域的外面的位置上。

然后通过计算机化的控制系统控制的摄影测量扫描器扫描复合结构上的修补区域。扫描操作识别先前附接至复合结构的结构目标的位置。扫描还识别修补区域相对于结构目标的位置并且还识别修补区域的细节。所有这些信息通过计算机化的控制系统记录。

利用关于已扫描和记录的修补区域的信息，对修补复合板层或者板层进行切割和组装。修补板层和粘合剂被应用于修补区域中的复合结构。

然后依照具体修补流程将任意需要的隔离膜、泄放材料和网膜片在修补区域上方附接至复合结构。

然后将具有附接的阵列目标的热电偶阵列附接至复合结构，使得阵列中心定向在修补区域上方。然后通过摄影测量扫描器修在补区域上方对复合结构进行扫描以识别阵列目标的位置，读取由阵列目标提供的信息并且识别热电偶阵列相对于修补区域和先前附接至复合结构的结构目标的位置。该信息通过计算机化的控制系统记录。

然后将具有附接的毯目标的加热毯在热电偶阵列和修补区域上方附接至复合结构。摄影测量扫描器然后扫描复合结构并从毯目标识别使用的特点加热毯，加热毯相对于热电偶阵列和修补区域的尺寸和定向，以及加热毯相对于结构目标、热电偶阵列和修补区域的位置。该信息通过计算机化的控制系统记录。

真空袋组件的部件然后在覆盖加热毯、热电偶阵列和修补区域但是在先前附接至复合结构的结构目标内的真空袋的位置处附接至复合结构。即使修补区域的视图、热电偶阵列上的阵列目标、以及加热毯上的毯目标被附接至复合结构的真空袋遮盖，装置的计算机化的控制系统控制摄影测量光学扫描器和投射系统以将识别修补区域、热电偶阵列的热电偶的位置、热电偶阵列中的每个热电偶的识别和每个热电偶的实时温度的信息投射在真空袋上。

然后将来自热电偶阵列的热电偶的配线与热电偶积分器/传递盒电通信。然后使热电偶积分器/传递盒与装置的计算机化的控制系统和热接合器电通信。计算机化的控制系统整合修补区域相对于复合结构上的结构目标的位置和尺寸，热电偶阵列中的热电偶相对于复合结构上的修补区域和结构目标的识别和位置，以及加热毯相对于修补区域、热电偶阵列中的热电偶和复合结构上的结构目标的定向和位置。基于这些空间关系，计算化的机控制系统自动确定热电偶阵列中的哪些热电偶位于修补区域上方并且需要控制应用于修补区域的复合板层和粘合剂的固化。这些热电偶被识别为热电偶阵列中的“激活的”热电偶。将来自激活的热电偶的识别和温度信息传送至热焊接控制器。还将该信息传送至摄影测量光学扫描器和投射系统。

对热接合器进行编程并且正常操作。激活加热毯以向修补区域和复合结构的由加热毯覆盖的区域供热以促使应用于修补区域的复合板层和粘合剂的固化。在固化期间，投射系统是激活的。投射系统在激活的热电偶的每个位置处的真空袋上投射关于热电偶的标识和热电偶的实时温度的信息。投射的信息可以是数字，可以是颜色代码或者两者。通过观察投射的热数据，修补操作员准确地了解额外的绝缘体必须位于真空袋的何处，或者必须从真空袋的何处去除绝缘体。根据需要调整绝缘体直至在整个修补区域上实现均匀温度。利用整个修补区域实现的均匀温度，固化处理继续直至完成。

已经论述的特征、功能、和优势可以在各种实施方式中独立地实现，或者也可以与其他实施方式结合来实现，其更多细节可参考以下描述和附图来看出。

附图说明

图1是飞机生产和维护方法的流程图。

图2是飞机的框图。

图3是相对于复合结构的一部分上的修补区域定向的装置的摄影测量光学扫描器和投射系统和计算机化的控制系统的侧视图的表示。

图4是复合结构的一部分和复合结构上的修补区域的正视图的表示。

图5是与图3的表示相似的表示，但是示出了应用于复合结构上的修补区域的粘合剂和复合板层。

图6是复合结构的复合板层和粘合剂应用于修补区域的部分的正视图的表示。

图7是与图5的表示相似的表示，但是示出热电偶阵列在复合结构的修补区域上方附接至复合结构。

图8是复合结构的热电偶阵列在修补区域上方附接至复合结构的部分的正视图的表示。

图9是与图7相似的表示，但是示出加热毯在热电偶阵列和复合结构的修补区域上方附接至复合结构。

图10是复合结构的加热毯在热电偶阵列和复合结构的修补区域上方附接至复合结构的部分的正视图的表示。

图11是与图9相似的表示，但是示出真空袋在加热毯、热电偶阵列和复合结构的修补区域上方附接至复合结构。

图12是复合结构的真空袋在加热毯、热电偶阵列和复合结构的修补区域上方附接至复合结构的部分的正视图的表示。

图13是用于作为本公开内容的主题的复合材料修补的热管理的光学扫描器和投射装置的示意性表示。

图14是在操作装置的方法中的初始步骤期间在复合结构的修补区域上方附接至复合结构的热电偶阵列的表示。

图15是在操作装置的方法中的进一步步骤期间在复合结构的修补区域上方附接至复合结构的热电偶阵列的表示。

图16是附接至复合结构的修补区域周围的复合结构的一部分的装置的另一实施方式的正视图的表示。

图17是与图16的在复合结构的修补区域周围附接至复合结构的装置的另一实施方式相似的复合结构的一部分的正视图的表示。

图18是本公开内容的方法的流程图。

具体实施方式

更具体地参照附图，可以在如图1所示的飞机制造和维护方法10并且在如图2所示的飞机12的背景下描述公开内容的实施方式。在预生产过程中，示例性方法10可包括：飞机12的规格和设计14以及材料采购16。在生产过程中，进行飞机12的部件和子组件制造18以及系统集成20。之后，飞机12可进行认证和交付22，以投入使用24。在由客户使用时，安排飞机12进行例行养护和维护26(其还可包括改造、重新配置、翻新等)。

可通过系统集成商、第三方和/或运营商(例如，客户)来执行或者实施方法10的各个过程。为了该描述的目的，系统集成商可包括但不限于任意数量的飞机制造商和主系统分包商；第三方可包括但不限于任意数量的承包商、分包商以及供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事企业、服务机构等。

如图2所示，通过示例性方法10生产的飞机12可包括具有多个系统30和内舱32的机身28。高级系统30的实例包括推进系统34、电气系统36、液压系统38、以及环境系统40中的一个或多个。可以包括任意数目的其他系统。尽管示出了航空航天(飞机，火箭)的实例，但本发明的原理可以应用于诸如汽车、铁道或者工具工业的其他工业。

在生产和维护方法10的任意一个或多个阶段过程中可采用本文中所呈现的装置和方法。例如，可以与飞机12在使用中时生产部件或子组件类似的方式来制作或者制造对应于生产过程18的部件或子组件。另外，一个或多个设备的实施方式、方法的实施方式、或者其组合可以在生产阶段18和20期间使用，例如通过大幅加快飞机12的组装或者降低飞机12的成本。类似地，在飞机12处于运行时，一个或多个装置的实施方式、方法的实施方式、或者其组合可以使用例如且不限于用于养护和维护26。

图3是在结构的表面上具有需要修补的区域44的复合结构42的一部分的侧视图的表示。图4是复合结构42的示出修补区域44的部分的正视图的表示。图3还示出作为本公开内容的主题的光学扫描器和投射装置的组成部件的表示。组成部件相对于复合结构42定向用于复合结构的修补区域44的修补。

图3中表示的是装置的摄影测量光学扫描器和投射系统46。光学扫描器和投射系统是本领域已知的，例如，双岸3D测量(Twin Coast 3D Metrology)的PlyGage系统。系统46的光学扫描器被用于确定修补区域44、修补中使用的并待描述的热电偶阵列、和修补中使用的并待相对于复合结构42的围绕修补区域44的部分描述的加热毯的空间坐标和尺寸。投射系统被用于将通过热电偶阵列的热电偶记录的温度数据投射回在复合结构42的在热电偶的温度数据被记录的精确位置中被修补的表面上。光学扫描器和投射系统46在图3中表示为与装置的计算机化的控制系统50通过电子通信48连接。

计算机化的控制系统50接收光学扫描器和投射系统46扫描的信息并记录该信息。另外，计算机化的控制系统50控制光学扫描器和投射系统46将来自在修补区域44上方在热电偶的精确位置处置于复合结构42上的的热电偶阵列中的热电偶的识别信息和温度数据信息投射在复合结构42的表面上。

装置还由光学扫描器和投射系统46可以扫描的多个结构目标54组成。图4是复合结构42的围绕修补区域44的部分的正视图的表示，其中，多个结构目标54被附接至复合结构的表面。结构目标54中的每一个显示能够被光学扫描器和投射系统46扫描的识别特定结构目标的信息。光学扫描器和投射系统46可以扫描复合结构42的表面并且发送关于附接至复合结构42的结构目标54的位置和标识、修补区域44相对于结构目标的位置、以及修补区域的诸如其形状和进入到复合结构42内的深度的细节的信息。所有这些信息被发送至计算机化的控制系统50并且通过系统数字映射。在图18的流程图中的第一个四个方法步骤56中表示所有这些。

利用已经被扫描和记录的关于修补区域44的信息，对修补复合板层或者板层进行切割和组装。利用组装的修补板层，光学扫描器和投射系统46可用于将板层和粘合剂精确地定向在复合结构42的修补区域44中。这在图5和图6中得到表示。图5从复合结构42的部分的侧视图示出位于修补区域44中的复合板层和粘合剂58。图6示出复合结构44的复合板层和粘合剂58位于修补区域44中的部分的正视图。虽然在此仅涉及一个复合板层，应当理解的是，该描述旨在覆盖修补修补区域44需要的任意数量的复合板层以及任意类型的粘合剂。在图18的流程图中的随后两个方法步骤60中表示所有这些。

然后依照特定修补流程将任意需要的隔离膜、泄放材料和网膜片(未示出在修补区域44上方附接至复合结构42。膜、材料和薄片的使用在不同的复合材料修补中可以不同，并且因此在附图中未示出这些。

装置还包括以二维热电偶阵列64布置的多个热电偶62。多个热电偶62以多个热电偶的隔开的相对位置固定在热电偶阵列64中。例如，以二维热电偶阵列64布置的热电偶62可以被夹在耐热膜的两个薄层之间以在柔性面板中固定热电偶阵列并且保持所期望的网格布置和相邻的热电偶之间的间隔。例如，热电偶可以以覆盖两个底部正方形区域的4"×4"网格图案布置。特定的热电偶阵列64将被定尺寸为完全覆盖在应用于复合结构42的修补区域44的复合板层和粘合剂58上方。这消除修补操作员单独将热电偶附接至修补区域并且映射或者绘制每个热电偶相对于修补区域的位置和标识的需要。

图7是复合结构42的热电偶阵列64附接在复合结构的修补区域44上方的部分的侧视图的表示。图8是复合结构42的热电偶阵列64在修补区域44上方和应用于修补区域的复合板层和粘合剂58上方附接至复合结构的部分的正视图的表示。如图8中表示的，多个电导配线66从热电偶阵列64伸出。多个配线66中的每一个与热电偶阵列64中的热电偶62中的在配线的近端处的一个热电偶电通信。配线66的相对远端在接线盒68中固定在一起。接线盒68积极识别哪个热电偶配线66与热电偶阵列64中的热电偶62中的每一个通信。这防止修补操作员错误地识别或者将热电偶配线插入热接合器的不正确的插座中。

至少一个阵列目标72被附接至热电偶阵列64。在图8的表示中，示出四个阵列目标72被附接至热电偶阵列64。阵列目标72具有关于热电偶阵列64中的每个热电偶的识别，和热电偶阵列中的每个热电偶相对于热电偶阵列中的其他热电偶和相对于阵列目标72的位置的目标的光学可扫描信息。

在热电偶阵列64在修补区域44上方附接至复合结构42的情况下，计算机化的控制系统50控制光学扫描器和投射系统46来扫描复合结构42和附接至复合结构的热电偶阵列64。结构目标54和阵列目标72的扫描识别每个热电偶62及其相对于复合结构42上的修补区域44和相对于复合结构上的结构目标54的位置。该信息通过计算机化的控制系统50记录。在图18的流程图中的随后的方法步骤74中表示所有这些。

装置还包括加热毯76。加热毯76在结构与操作上是常规的，除了至少一个毯目标(blanket target)78被附接至加热毯。在图10中的加热毯76的表示中，示出四个毯目标78被附接至毯。毯目标78具有关于加热毯76的尺寸和形状以及加热毯的定向的光学可扫描信息。图9是复合结构42的加热毯76在热电偶阵列64上方和应用于修补区域44的复合板层和粘合剂58上方附接至复合结构的复合结构42的部分的侧视图的表示。图10是复合结构42的加热毯76在热电偶阵列64上方和应用于修补区域44的复合板层和粘合剂58上方附接至复合结构的复合结构42的的部分的正视图的表示。在图10中可以看出，附接至复合结构42的加热毯76完全使得热电偶阵列64相对于修补区域44的位置模糊。然而，先前已在计算机化的控制系统50中扫描并记录了关于热电偶阵列64和阵列中的热电偶62相对于修补区域44的位置的信息。在加热毯76附接至复合结构42的情况下，计算机化的控制系统50控制光学扫描器和投射系统46扫描复合结构，加热毯76和毯目标78并从特定加热毯所使用的毯目标识别加热毯的尺寸和形状以及加热毯相对于热电偶阵列64和修补区域44的定向、以及加热毯76相对于结构目标54的位置。该信息通过计算机化的控制系统50记录。所有这些在图18的随后的方法步骤80中表示。

真空袋82的组件然后被组装并被附接至复合结构，如在图11中示出的复合结构42的部分的侧视图中和在图12中示出的复合结构42的部分的正视图中表示的。真空袋组件的构造和真空袋装配82的操作是常规的。如在图12中表示的，真空袋组件82在真空袋覆盖加热毯76、热电偶阵列64和修补区域44的位置处被附接至复合结构42。然而，真空袋组件82的尺寸被定为当真空袋组件被附接至复合结构时在附接至复合结构42的结构目标54内。虽然附接至复合结构42的真空袋使得修补区域44和热电偶阵列64的视图模糊，但是装置的计算机化的控制系统50控制光学扫描器和投射系统46以将信息投射在真空袋组件82上，所述信息识别在真空袋组件82下方的热电偶阵列64中的每个热电偶62、每个热电偶62的位置和每个热电偶62的实时温度数据。所有这些在图18的随后的两个方法步骤84中表示。修补操作员无须在真空袋上标记热电偶位置处的热电偶标识。

图13是在热电偶阵列64、加热毯76和真空袋装配82被附接至复合结构42之后装置的示意性表示。在图13中，来自热电偶阵列64的热电偶62的配线66被示出为与热电偶积分器/传递盒86电通信。热电偶积分器/传递盒86在结构与操作上是常规的。热电偶积分器/传递盒86被示出为与装置的计算机化的控制系统50、热电偶阵列64和热接合器90电通信。热接合器90进而与加热毯76电通信。热接合器90在结构与操作上是常规的。

通过计算机化的控制系统50控制装置的操作。从通过光学扫描器和投射系统46供给至控制系统50的信息，控制系统整合修补区域44、热电偶阵列64、和加热毯76的空间位置和尺寸。基于空间关系，控制系统50确定需要热电偶阵列64中的哪些热电偶来控制修补固化，即，热电偶阵列64的哪些热电偶位于修补区域44上方或者位于紧邻修补区域44。这些热电偶通过计算机化的控制系统50被确定为修补固化中的“激活的”热电偶。在图14中将热电偶阵列64的激活的热电偶表示为围绕修补区域44的短划线94内的热电偶。来自这些激活的热电偶的数据被传递至热接合器90的控制器。图14中的短划线94外部的热电偶在修补区域44的外面并且计算机化的控制系统50并不考虑来自这些热电偶的信息。可选择地，如果操作员期望，在没有影响固化控制的同时也可以出于信息的目的显示来自非控制热电偶的数据。

正常编程并操作热接合器90。激活加热毯76以向修补区域44和复合结构42的由加热毯覆盖的区域供热以促使应用于修补区域的复合板层和粘合剂固化。

在修补固化期间，装置的光学扫描器和投射系统46是激活的。光学扫描器和投射系统46将记录到计算机化的控制系统50中的激活的热电偶的位置处的每个激活的热电偶的识别以及每个激活的热电偶的实时温度投射在真空袋装配82的表面上。投射的信息可以是数字，可以是颜色代码或者两者。投射的信息可以是颜色代码以警示修补操作员修补区域44的任何问题位置。例如，修补区域44的冷的区域可以照亮为蓝色而热的区域可以为红色。通过观察真空袋组件82的表面上投射的热数据，修补操作员准确地了解绝缘体必须位于真空袋的何处，或者必须从真空袋的何处去除绝缘体。因为数据投射在部件上，所以没有信息将通过添加或减少外绝缘体而被模糊或去除。这在图18的流程图的方法步骤102中得到表示。在整个修补区域44实现均匀温度的情况下，修补固化继续直至完成。这在图18的流程图的方法步骤104中得到表示。

图16是复合结构42的部分和复合结构的修补区域44的正视图的表示，其中，装置的另一实施方式被用在复合材料修补的热管理中。在图16中表示的实施方式中，复合板层和粘合剂58以基本上与先前描述的实施方式相同的方式应用于修补区域44。另外，如在先前描述的实施方式中，装置的结构目标54已在围绕修补区域44的位置处被附接至复合结构42。

图16表示先前描述的实施方式的热电偶阵列不能使用的情况下的复合材料修补。在图16的实施方式中，热电偶110以常规的方式单独附接至复合结构42的部分。

编码的热电偶目标112然后在每个热电偶110顶部附接至复合结构42。这在图17中得到表示。编码的热电偶目标112具有关于其上放置目标的每个热电偶110的每个目标的识别信息。

计算机化的控制系统50然后以与先前描述的实施方式的几乎相同的方式控制光学扫描器和投射系统46。系统46扫描复合结构42上的结构目标54和热电偶目标112并且计算机化的控制系统50准确地记录每个结构目标54和热电偶目标112的识别，和每个结构目标54和热电偶目标112相对于复合结构42的修补区域44的位置。

利用结构目标54的空间关系，热电偶目标112和复合材料修补44读入到计算机化的控制系统50中，以与先前描述的实施方式几乎相同的方式执行修补固化。

由于能够在不背离本发明的范围的情况下对本文描述和示出的装置的构造和其构造方法做出各种修改，因此包含在以上描述中或者在附图中示出的所有的内容均旨在解释为说明性的而不是限制性的。因此，本公开内容的宽度和范围不应受上述示例性实施方式的任一个的限制，而是应当仅由根据以下附加至此的权利要求及其等价物限定。

Claims (20)

1.一种用于复合材料修补的热管理的装置，所述装置包括：

以二维热电偶阵列布置的多个热电偶，所述多个热电偶以隔开的相对位置固定在所述热电偶阵列中，所述热电偶阵列能够附接至复合结构并且尺寸被定为覆盖在所述复合结构上的修补区域上方；

所述热电偶阵列上的至少一个阵列目标；

摄影测量扫描器系统，可操作为光学扫描所述复合结构、附接至所述复合结构的所述热电偶阵列和所述热电偶阵列上的所述阵列目标；

控制系统，与所述热电偶阵列中的所述多个热电偶通信并且从所述多个热电偶的一热电偶接收温度信息，所述控制系统还与所述摄影测量扫描器系统通信并且接收所述摄影测量扫描器系统扫描的信息；以及，

光学投射系统，与所述控制系统通信，所述光学投射系统能够被所述控制系统操作以将所述热电偶的识别和关于热电偶实时温度的信息投射至所述热电偶阵列中的热电偶位置。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

所述热电偶阵列中的所述多个热电偶以所述多个热电偶的所述隔开的相对位置固定在柔性面板中。

3.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

至少一个阵列目标具有关于所述热电偶阵列的尺寸和所述热电偶阵列中的热电偶的数量的阵列目标的光学可扫描信息。

4.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

所述热电偶阵列上的至少一个阵列目标是所述热电偶阵列上的多个阵列目标中的一个。

5.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

多个单独摄影测量结构目标，每个在所述复合结构上围绕所述修补区域的结构目标的隔开的位置处能够附接至所述复合结构，多个结构目标中的每个结构目标具有关于结构目标的识别的结构目标的光学可扫描信息；并且，

所述摄影测量扫描器系统可操作为利用附接至所述复合结构的所述多个单独结构目标来光学扫描所述复合结构并且接收关于所述复合结构上围绕所述修补区域的所述多个结构目标的所述位置的信息；关于所述复合结构上的每个位置处的每个结构目标的标识的信息；关于所述修补区域的信息；关于所述修补区域相对于所述多个结构目标的位置的位置的信息；以及附接至所述复合结构的所述热电偶阵列中的所述多个热电偶的每个热电偶相对于附接至所述复合结构的每个结构目标、相对于所述修补区域以及相对于所述复合结构上的所述修补区域的位置的位置的信息。

6.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

连接至所述热电偶阵列的多个导电体，所述多个导电体中的每个导电体具有与所述热电偶阵列中的所述多个热电偶的一热电偶通信的近端和与接线盒通信的相对远端；以及，

热接合器，具有终端插座，所述终端插座和所述接线盒能够可释放地连接以使所述热电偶阵列中的所述多个热电偶与所述热接合器电通信。

7.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

加热毯，当所述热电偶阵列附接至所述复合结构时能够在所述热电偶阵列上方附接至所述复合结构；以及，

所述加热毯上的至少一个毯目标，所述毯目标具有关于所述加热毯的尺寸和所述加热毯的定向的毯目标的光学可扫描信息。

8.根据权利要求7所述的装置，进一步包括：

所述加热毯上的所述至少一个毯目标是所述加热毯上的多个毯目标中的一个。

9.根据权利要求7所述的装置，进一步包括：

所述光学投射系统能够被所述控制系统操作以在所述加热毯在所述热电偶阵列上方附接至所述复合结构时将所述热电偶的识别和关于所述热电偶的实时温度信息投射至热电偶位置并且投射在所述加热毯上。

10.根据权利要求9所述的装置，进一步包括：

真空袋组件，当所述加热毯在所述热电偶阵列上方附接至所述复合结构时，能够在所述加热毯上方附接至所述复合结构；并且，

所述光学投射系统能够被所述控制系统操作以将所述热电偶的识别和关于所述热电偶的实时温度的信息投射至热电偶位置且投射在所述真空袋上。

11.一种用于复合材料修补的热管理的装置，所述装置包括：

多个单独结构目标，每个在复合结构上围绕修补区域的所述结构目标的隔开的位置处能够附接至所述复合结构，多个结构目标中的每个结构目标具有关于所述结构目标的识别的结构目标的光学可扫描信息；

以二维热电偶阵列布置的多个热电偶，所述多个热电偶以隔开的相对位置固定在所述热电偶阵列中，所述热电偶阵列能够附接至所述复合结构并且尺寸被定为当所述热电偶阵列附接至所述复合结构时完全覆盖应用于所述复合结构上的修补区域的复合板层和粘合剂；

所述热电偶阵列上的多个阵列目标，所述阵列目标中的每一个具有关于所述热电偶阵列中的每个热电偶的识别和关于所述热电偶阵列中的每个热电偶相对于所述热电偶阵列中的其他热电偶和相对于每个阵列目标的位置的阵列目标的光学可扫描信息；

摄影测量扫描器系统，可操作为光学地扫描所述复合结构、附接至所述复合结构的所述多个结构目标、附接至所述复合结构的所述热电偶阵列和所述热电偶阵列上的所述阵列目标；

控制系统，与所述热电偶阵列中的所述多个热电偶通信以从所述多个热电偶中的一热电偶接收温度信息，所述控制系统还与所述摄影测量扫描器系统通信并且接收由所述摄影测量扫描器系统扫描的信息；以及，

与所述控制系统通信的光学投射系统，所述光学投射系统能够被所述控制系统操作将所述热电偶的识别和关于所述热电偶实时温度的信息投射至所述热电偶阵列中的热电偶位置。

12.根据权利要求11所述的装置，进一步包括：

加热毯，当所述热电偶阵列附接至所述复合结构时能够在所述热电偶阵列上方附接至所述复合结构；以及，

所述加热毯上的多个毯目标，所述多个毯目标中的每个具有关于所述加热毯的尺寸和所述加热毯的定向的毯目标的光学可扫描信息。

13.根据权利要求12所述的装置，进一步包括：

当所述加热毯在所述热电偶阵列上方附接至所述复合结构时，所述光学投射系统能够被所述控制系统操作为将热电偶位置处的所述热电偶的识别和关于所述热电偶实时温度的信息投射至热电偶位置且投射到所述加热毯上。

14.根据权利要求13所述的装置，进一步包括：

真空袋，当所述加热毯在所述热电偶阵列上方附接至所述复合结构时，能够在所述加热毯上方附接至所述复合结构；并且，

所述光学投射系统能够被所述控制系统操作以将热电偶位置处的所述热电偶的识别和关于所述热电偶实时温度的信息投射至热电偶位置且投射在所述真空袋上。

15.根据权利要求11所述的装置，进一步包括：

连接至所述热电偶阵列的多个导电体，所述多个导电体的每个导电体具有与所述热电偶阵列中的所述多个热电偶的一热电偶通信的近端和与接线盒通信的相对远端；以及，

热接合器，具有终端插座，所述终端插座和所述接线盒能够释放地连接以使所述热电偶阵列中的所述多个热电偶与所述热接合器电通信。

16.一种应用于复合结构上的修补区域的复合板层和粘合剂的热管理的方法，所述热管理控制应用于所述修补区域的复合板层与粘合剂的固化，所述方法包括：

以二维阵列布置多个热电偶，其中，所述多个热电偶以隔开的相对位置固定在所述热电偶阵列中；

将所述热电偶阵列附接至所述复合结构，其中，所述热电偶阵列覆盖应用于所述复合结构上的所述修补区域的所述复合板层和所述粘合剂上方；

在所述热电偶阵列上附接多个阵列目标，其中，所述阵列目标具有关于所述热电偶阵列中的所述热电偶的识别和关于所述热电偶阵列中的所述热电偶相对于所述热电偶阵列中的其他热电偶和相对于所述阵列目标的位置的光学可扫描信息；

利用摄影测量扫描器系统光学地扫描所述复合结构，附接至所述复合结构的所述热电偶阵列和所述热电偶阵列上的所述阵列目标并且接收关于所述阵列目标的可扫描信息；

使所述热电偶阵列中的所述多个热电偶和所述摄影测量扫描器系统与控制系统通信，所述控制系统接收来自所述多个热电偶的温度信息并接收由所述摄影测量扫描器系统扫描的信息；并且，

使所述控制系统与光学投射系统通信，所述控制系统控制所述光学投射系统以将所述热电偶的识别和关于所述热电偶实时温度的信息投射至所述热电偶阵列中的所述热电偶位置。

17.根据权利要求16所述的方法，进一步包括：

使加热毯在所述热电偶阵列上方附接至所述复合结构；并且，

附接所述加热毯上的多个毯目标，其中，所述毯目标具有关于所述加热毯的尺寸和所述加热毯的定向毯目标的光学可扫描信息。

18.根据权利要求17所述的方法，进一步包括：

通过所述控制系统控制所述光学投射系统以将所述热电偶阵列中的所述热电偶的识别和关于所述热电偶实时温度的信息投射至热电偶位置并投射在所述加热毯上。

19.根据权利要求18所述的方法，进一步包括：

使真空袋在所述加热毯上方附接至所述复合结构；并且，

通过所述控制系统控制所述光学投射系统以将所述热电偶的识别和关于所述热电偶实时温度的信息投射至所述热电偶位置并投射在所述真空袋上。

20.根据权利要求19所述的方法，进一步包括：

基于所述投射的热电偶识别和所述热电偶实时温度调节所述热电偶阵列的热电偶处的温度。