對(duì)大面積航空器結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢查的裝置和方法

專利名稱：對(duì)大面積航空器結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢查的裝置和方法
一般地說本發(fā)明涉及一種對(duì)大面積航空器結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢查的機(jī)械。更具體地說，本發(fā)明涉及一種具有固定到較大目標(biāo)(比如航空器)的表面上的軌道的航空器掃描器。再更為具體地說，本發(fā)明涉及在具有主X-軸、從X-軸和Y-軸的直線掃描模式中操縱檢測(cè)探頭的方法和裝置。
在許多工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用多軸機(jī)器人控制器(也稱為機(jī)械掃描器)對(duì)材料進(jìn)行無損檢查(NDI)。這種機(jī)械的結(jié)構(gòu)變化較大，它包括X-Y臺(tái)架系統(tǒng)、X-Y操縱器、R-THETA操縱器和Z-THETA操縱器。雖然這種機(jī)械的具體結(jié)構(gòu)很不一樣，但是它們的操作原理類似。在檢查表面的預(yù)編程掃描模式中應(yīng)用機(jī)械式掃描器來操縱NDI探頭。通過數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)對(duì)來自NDI探頭的模擬信號(hào)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、數(shù)字化和顯示。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)應(yīng)用在掃描器上的反饋裝置提供的位置信息產(chǎn)生兩軸或三軸的NDI信息圖。在這種類型的機(jī)械中應(yīng)用的典型的NDI方法包括超聲檢測(cè)、渦流檢測(cè)以及機(jī)械阻抗檢測(cè)。
當(dāng)前在整個(gè)美國(guó)的多種維護(hù)設(shè)備中都需要對(duì)軍用飛機(jī)和民用飛機(jī)進(jìn)行無損檢查。普遍應(yīng)用超聲方法和機(jī)械阻抗方法來檢測(cè)在復(fù)合航空器結(jié)構(gòu)(比如機(jī)翼)中的外殼和蜂窩狀心板之間的脫接。這種脫接可能是由在該結(jié)構(gòu)中的反復(fù)應(yīng)力反向或水滯留引起的。當(dāng)前應(yīng)用渦流方法檢測(cè)在薄的外殼航空器結(jié)構(gòu)(比如機(jī)身)的表面裂紋。在這種外殼中的裂紋通常在緊固件的周圍發(fā)展，并且這種裂紋是由在結(jié)構(gòu)內(nèi)的反復(fù)應(yīng)力反向引起的。
對(duì)現(xiàn)代航空器的大多數(shù)無損檢查(NDI)都是應(yīng)用手動(dòng)技術(shù)。這些手動(dòng)技術(shù)要求技術(shù)人員在實(shí)時(shí)監(jiān)視NDI儀器的同時(shí)還要在航空器表面操縱手持探頭。因此，手動(dòng)NDI技術(shù)的質(zhì)量高度取決于操作者。此外，這種手動(dòng)NDI技術(shù)是一種緊張且極慢的勞動(dòng)。此外，手動(dòng)檢查過程中獲得的數(shù)據(jù)通常不能作為永久記錄保存。
現(xiàn)代航空器的NDI目前應(yīng)用有限的自動(dòng)NDI技術(shù)。進(jìn)一步應(yīng)用自動(dòng)的NDI方法受到現(xiàn)代航空器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜的特性的限制。一般航空器的表面幾何結(jié)構(gòu)為平面、錐面、圓柱形或這三種典型表面結(jié)構(gòu)的某些組合。表面彎曲可能有凸面或凹面，而表面取向可能有水平、垂直或懸空。
在航空器表面的預(yù)編程掃描模式中不管是超聲、渦流還是機(jī)械阻抗方法大多數(shù)航空器的自動(dòng)NDI技術(shù)要求應(yīng)用機(jī)械掃描器來操縱NDI探頭。已經(jīng)有多種掃描器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這些結(jié)構(gòu)包括剛性的X-Y臺(tái)架系統(tǒng)，這種臺(tái)架系統(tǒng)由安裝的底盤機(jī)座支撐或者通過真空吸盤安裝到航空器的表面。另一個(gè)普通結(jié)構(gòu)包括應(yīng)用安裝的導(dǎo)軌、兩軸掃描器。在這種類型的系統(tǒng)中，真空導(dǎo)軌與航空器結(jié)構(gòu)的表面連接。兩軸掃描器通過導(dǎo)輪或磁力輪安裝到真空導(dǎo)軌上。一般地X-軸與導(dǎo)軌軸重合。成懸臂的Y-軸相對(duì)于X-軸成90度。
由于常規(guī)的機(jī)械掃描器結(jié)構(gòu)并不很適合應(yīng)用的要求，因此它的應(yīng)用仍然受到限制。常規(guī)的臺(tái)架系統(tǒng)很適合于檢查大的平表面但它通常并不適合于小直徑的曲面或具有較小的凹陷的面積。常規(guī)真空軌道安裝掃描器適合于平面和曲面，但由于是懸臂的Y-軸它也僅是覆蓋較窄的面積。
因此，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到需要一種機(jī)械掃描器，它可以對(duì)大面積航空器結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢查，并且能夠滿足現(xiàn)代航空器的復(fù)雜的彎曲表面的要求，而且還要求它必需是重量輕、價(jià)格便宜，并且相對(duì)于已有的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)具有改善的速度和增強(qiáng)的靈活性。
為實(shí)現(xiàn)上述和其它的目的并克服已有系統(tǒng)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的主要目的是提供一種掃描器，這種掃描器能夠?qū)Υ竺娣e航空器結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效的無損檢查。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種依據(jù)本發(fā)明的掃描器，這種掃描器能夠與超聲、渦流和機(jī)械阻抗式NDI探頭連接。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種掃描器，當(dāng)在移動(dòng)控制系統(tǒng)的控制下運(yùn)行時(shí)這種掃描器以直線性掃描模式操縱NDI探頭。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種掃描器，這種掃描器能夠滿足現(xiàn)代航空器中出現(xiàn)的復(fù)雜的表面幾何結(jié)構(gòu)的要求，這些表面幾何結(jié)構(gòu)包括平表面、凸形彎曲表面、凹形彎曲表面、圓柱形表面、錐形表面以及拋物線表面。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種掃描器，這種掃描器能夠在水平、懸空和反向的航空器結(jié)構(gòu)上操作。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種通過真空吸盤陣列連接到航空器表面上的掃描器。
本發(fā)明的再另一個(gè)目的是提供一種重量輕、可移動(dòng)的并可由單個(gè)操作者架起的掃描器。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種掃描器，這種掃描器應(yīng)用一種模塊式結(jié)構(gòu)以有利于將設(shè)備安裝到航空器上。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種掃描器，這種掃描器兼具兩軸型臺(tái)架系統(tǒng)的大面積檢查能力和兩軸導(dǎo)軌安裝掃描器的表面跟隨和輪廓跟隨能力。
通過提供一種具有兩個(gè)柔性軌道的掃描器實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的前述和其它目的。每個(gè)柔性軌道都裝備有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的牽引組件。剛性橫軌跨越兩柔性軌道。剛性橫軌在兩柔性軌道上并通過鉸接接頭與每個(gè)牽引組件相連接。鉸接接頭允許在連接處至少沿著三個(gè)獨(dú)立的軸線運(yùn)動(dòng)。
剛性橫梁支撐著第三個(gè)裝有馬達(dá)的牽引器。這第三牽引器支撐著正推進(jìn)器組件，該正推進(jìn)器應(yīng)用萬向節(jié)裝有機(jī)械阻抗、超聲或渦流檢查探頭。該萬向節(jié)裝載檢查探頭，并以恒定的力量使它們保持與檢查表面接觸。
剛性橫梁軌道起掃描器的Y-軸的作用。柔性的真空軌道起X-軸的作用。這種Y-軸行程受剛性橫梁的長(zhǎng)度限制。通過串聯(lián)許多軌道段可以使X-軸行程無限長(zhǎng)。
掃描器還包括控制掃描器的功能和操作的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。掃描器的移動(dòng)受形成數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的一部分的掃描控制子系統(tǒng)的控制。這種掃描控制系統(tǒng)包括控制掃描器在待檢查的表面上移動(dòng)的硬件和軟件。軟件包括一種指導(dǎo)模式，這種指導(dǎo)模式允許操作應(yīng)用整體坐標(biāo)系對(duì)要檢查的表面的掃描模式進(jìn)行預(yù)編程。整體坐標(biāo)系允許操作將在表面上的坐標(biāo)點(diǎn)和應(yīng)用相同的坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)顯示相對(duì)應(yīng)。
可以應(yīng)用該掃描器來檢查具有復(fù)雜的幾何形狀的表面。這種掃描器尤其是適合于用來檢查水平、懸空和反向的航空器表面。
通過閱讀下文的詳細(xì)描述、權(quán)利要求以及附圖，本發(fā)明的特征和有創(chuàng)造性的方面將會(huì)更清楚，下面簡(jiǎn)要地描述附圖
附

圖1所示為依據(jù)本發(fā)明的掃描器的柔性結(jié)構(gòu)視圖，在這些附圖中，附圖1A為Y-軸軌道組件、X-軸柔性軌道組件、主X-軸牽引組件、Y-軸牽引組件、從X-軸牽引組件以及推進(jìn)器組件的裝配頂視圖，附圖1B為附圖1A組件的側(cè)視圖，附圖1C為附圖1B所示的側(cè)視圖的端視圖。
附圖2為依據(jù)本發(fā)明的掃描器的柔性軌道組件視圖。其中附圖2A為應(yīng)用在本發(fā)明中的軌道的頂視圖；附圖2B所示為在附圖2A中所示的軌道的側(cè)視圖；附圖2C所示為沿著附圖2B中的B-B線的橫截面圖；附圖2D所示為在附圖2B中所示的軌道端部的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；附圖2E所示為在附圖2B和2D中所示的軌道的端視圖；附圖2F所示為沿著附圖2E中的A-A線的橫截面圖；附圖2G所示為具有柔性真空線的柔性軌道組件的頂視圖；以及附圖2H所示為附圖2B中的軌道的右端部的詳細(xì)視圖。
附圖3為依據(jù)本發(fā)明的掃描器的Y-軸軌道組件的組裝圖，其中附圖3A為Y-軸軌道組件的側(cè)視圖；附圖3B所示為依據(jù)附圖3A的Y-軸軌道組件的頂視圖；附圖3C所示為沿著附圖3B中的D-D線的橫截面視圖；附圖3D所示為在附圖3A中所示的軌道組件的一端的詳細(xì)視圖；以及附圖3E所示為附圖3A中的另一端部的展開視圖，包括該相同端部的展開端部視圖。
附圖4所示為在附圖1中所示的依據(jù)本發(fā)明的掃描器的推進(jìn)器組件的組裝圖，其中附圖4A為推進(jìn)器組件的頂視圖，附圖4B所示為附圖4A的端部組件的端視圖；附圖4C所示為附圖4A的推進(jìn)器組件的側(cè)視圖；附圖4D所示為在附圖4C中所示的推進(jìn)器組件的一端部的端視圖；附圖4D所示為應(yīng)用于推進(jìn)器組件的可選擇的滑板組件的頂視圖；附圖4F所示為附圖4E的探頭滑板組件的側(cè)視圖；附圖4G所示為應(yīng)用于推進(jìn)器的另一個(gè)探頭滑板組件的平面視圖；附圖4H所示為附圖4G的探頭滑板組件的側(cè)視圖；附圖4I所示為用于附圖4中的推進(jìn)器的可選擇的單個(gè)傳感器裝置的側(cè)視圖；附圖4J所示為附圖4I的傳感器裝置的側(cè)視圖。
附圖5所示為依據(jù)在附圖1中第3項(xiàng)所示的主X-軸牽引組件圖，其中，附圖5A所示為目標(biāo)組件的頂視圖；附圖5B所示為在附圖5中的目標(biāo)組件的部分截面?zhèn)纫晥D；附圖5C所示為在附圖5A中所示的組件的端視圖；以及附圖5D所示為連接在附圖5A和5B中所示的馬達(dá)和光編碼器的接線圖。
附圖6所示為依據(jù)本發(fā)明的掃描器的從屬X-軸牽引組件的組裝圖，其中，附圖6A所示為目標(biāo)組件的頂視圖；附圖6B所示為在附圖6A中的組件的部分截面?zhèn)纫晥D；附圖6C所示為在附圖6A中所示的組件的端視圖；以及附圖6D所示為連接在附圖6A和6B中所示的馬達(dá)和編碼器的接線圖。
附圖7所示為附圖1中的Y-軸牽引組件的組裝圖，其中，附圖7A所示為目標(biāo)組件的頂視圖；附圖7B所示為在附圖7A中所示組件的部分截面?zhèn)纫晥D；附圖7C所示為在附圖7A中所示的組件的端視圖；以及附圖7D所示為連接在附圖7A和7B中所示的馬達(dá)和編碼器的接線圖。
附圖8所示為附圖1的掃描器的組裝圖，說明了通過表面固定使主X-軸和從X-軸偏斜。
附圖9所示為說明附圖1的掃描器的方塊圖，說明了數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的分析和軟件特征。
附圖10是說明附圖1所示的掃描器的主要系統(tǒng)部件的相互關(guān)系的系統(tǒng)圖。
掃描器10使操作者能夠?qū)芏喾N類型的表面進(jìn)行無損檢查(NDI)。在附圖1-10中所示的掃描器10包括三種相互關(guān)聯(lián)的軌道組件。這些軌道組件分別包括幾個(gè)公共元件?？梢岳斫獾氖牵瑧?yīng)用同一參考標(biāo)號(hào)來描述在附圖1-10中所示的掃描器的實(shí)施例中的同一特征。
附圖1所示為依據(jù)本發(fā)明形成的掃描器10。該掃描器10包括真空軌道組件12、Y-軸軌道組件14、牽引組件16、推進(jìn)器組件18、掃描控制子系統(tǒng)20、數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22、耦合劑供給系統(tǒng)24、真空源系統(tǒng)33和集束式電纜組件26。為防止損壞所檢查的部件，將掃描器10栓在外部裝置上，以防止如果掃描器10與檢查表面分離而掉下。航空器掃描器10的暴露在外的部件由抗腐蝕的材料制成或進(jìn)行了充分的防腐蝕處理。然而，可以理解的是也可以選擇其它的材料。
真空軌道系統(tǒng)12將掃描器10連接到待檢查的表面。如附圖2所示，真空軌道系統(tǒng)12包括主X-軸真空軌道組件28和從X-軸真空軌道組件30。可以理解的是，X-軸和Y-軸取向一般是指公知的X-Y坐標(biāo)系。然而，將軌道組件28、30和32(下文討論)都設(shè)計(jì)成相對(duì)于待檢查的表面的X-Y坐標(biāo)允許各種角度和線性取向。例如，在掃描器10的一個(gè)實(shí)施例中，主X-軸組件28和從屬X-軸軌道組件30在豎值向上間隔開。由于X-軸軌道組件28和30構(gòu)造為主-從關(guān)系，X-軸真空軌道組件28，30的長(zhǎng)度并不是必需平行地排列。
可以理解的是主X-軸28和從X-軸30每個(gè)都有包括共同的特征，因此這里的討論應(yīng)用共同的參考標(biāo)號(hào)來描述共同的特征。X-軸真空軌道組件28和30每一個(gè)都包括有至少一個(gè)軌道平板34段和真空吸盤陣列39和端部行程硬停機(jī)構(gòu)36，該軌道平板34形成真空軌道組件28和30的基本支撐表面。
軌道平板34可以單獨(dú)使用或如上述所討論的相互連接?？梢詫⒂邢迶?shù)量的軌道平板34段連接在一起以形成所需的軌道長(zhǎng)度。軌道平板34的總長(zhǎng)度為4英尺，可以應(yīng)用薄的標(biāo)準(zhǔn)彈簧鋼制造?？梢岳斫獾氖擒壍榔桨?4可以具有不同的長(zhǎng)度并可以由不同的材料制成。柔性軌道平板34并不隨著彎曲和扭曲而產(chǎn)生彎曲或彈性地變形，如果需要的話，可以使軌道平板34適應(yīng)待檢查的表面的曲率?？梢哉{(diào)整真空軌道平板34使其與水平的、垂直的、懸空的、錐形的、圓柱形的、平面的、凸面、凹面和復(fù)合曲面或前述表面的任何組合面相匹配。尤其是，軌道平板34特別使?jié)M足航空器機(jī)身、機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)支撐結(jié)構(gòu)比如機(jī)殼等中存在的典型曲面的要求。
軌道平板34支撐著真空吸盤的陣列39。這種真空吸盤組件的陣列39包括許多真空吸盤組件38，至少有兩個(gè)端部真空吸盤組件42和至少一個(gè)控制真空吸盤組件44。應(yīng)用在每個(gè)單元軌道28，30長(zhǎng)度中的真空吸盤組件38的數(shù)量根據(jù)待檢查表面的大小以及所需的軌道平板34的數(shù)量而變化。然而，所應(yīng)用的真空吸盤38的數(shù)量應(yīng)該能夠提供一種光滑的軌道曲線，這種軌道曲線接近于待檢查的表面的曲率。
在附圖2中所示的實(shí)施例為一個(gè)端部吸盤組件42設(shè)置在真空吸盤組件28，30的每一端62，63上。在兩端部吸盤組件之間設(shè)置了許多真空吸盤組件38。附圖2也說明了設(shè)置在軌道組件20，30上在一個(gè)端部組件42和第一真空吸盤組件38a之間的控制吸盤組件44。
每個(gè)真空吸盤組件38，42和44分別包括一殼體46，47和48。機(jī)械緊固件比如螺釘分別將每個(gè)殼體46，47和48連接到軌道平板34上。每個(gè)殼體46，47和48都支撐一安裝鉸鏈40以將每個(gè)真空吸盤組件38，42和44分別連接到殼體46，47和48。安裝鉸鏈40允許以不同的角度取向設(shè)置真空吸盤組件38，42和44。每個(gè)殼體46，47和48還支撐一個(gè)用于將真空吸盤組件設(shè)置成所需的取向的可調(diào)節(jié)手柄43。
這種角度調(diào)整特征允許X-軸真空軌道組件28，30安裝在如上所討論的錐形或不規(guī)則的表面上。在一個(gè)實(shí)施例中，安裝鉸鏈40允許將每個(gè)真空吸盤組件38，42和44的角度位置調(diào)整到相對(duì)于每個(gè)真空軌道組件28，30在零度和30度之間。可以理解的是其它的角度設(shè)置也可以。這種調(diào)整可以使X-軸真空軌道組件28，30與小直徑的表面相匹配。
相對(duì)于真空吸盤組件38，殼體46確定由此延伸過的開口54。開口54的每側(cè)都容納一自真空吸盤組件38的相對(duì)側(cè)面朝外延伸的成倒鉤狀的配件58。然而，第一真空吸盤38a的開口54僅在正對(duì)著真空吸盤組件38的陣列的開口54的部分中容納著成倒鉤狀的裝置58。真空吸盤38a的開口54的相對(duì)側(cè)面容納防止在周圍壓力下的空氣流入真空吸盤38a的螺紋接口66。
每個(gè)成倒鉤狀的裝置58支撐著一段長(zhǎng)度的管56。管56和真空吸盤組件38，42和44一起形成氣壓管路，以便管56與真空吸盤組件38，42和44串形地連接到外部真空源33(下文將討論)。具體地說，每四英尺長(zhǎng)的軌道平板34段的真空吸盤組件38，42和44獨(dú)立地垂直于真空源33。因此，在軌道平板34段中的一段失效不至于使其它段也不能工作。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到端部吸盤組件42，殼體47確定了開口50。在開口50的一側(cè)容納有成倒鉤狀的配件58和管56組件。六角插塞60蓋住開口50的其它側(cè)面。在軌道組件28，30的端部63上，管56將端部吸盤組件42連接到附近的真空吸盤組件38。在相對(duì)的端部62上，管56將其它的端部吸盤組件42連接到控制吸盤組件44。
至于控制吸盤44，殼體48確定開口52。在開口52的一側(cè)容納有將真空控制吸盤44經(jīng)過管68連接到真空壓力源的空氣閥64。開口52的其它的端部容納防止在周圍壓力下的空氣流入開口52的螺紋接口66。此外，每個(gè)殼體46，47和48分別支撐著真空吸盤安裝支架70。安裝支架70支撐著柔性的盤狀的真空墊76。真空墊76應(yīng)用公知技術(shù)比如螺紋或其它的類似的方法機(jī)械地連接安裝支架70。此外，安裝支架70確定開口72。開口72分別地與開口54，50和52進(jìn)行液體連通，并由端蓋74覆蓋。
真空墊76包圍端蓋74并提供一種柔軟平滑的表面，一般地這種表面與待檢查的表面相物理地接觸。例如，當(dāng)對(duì)真空吸盤組件38，42和44施加壓力時(shí)，經(jīng)過端蓋74將抽吸力傳遞到真空墊76形成的開口中心。這種力使真空墊76連接到待檢查的表面上。
施加到真空墊76上的真空壓力足夠使真空吸盤組件38，42和44與粗糙的以及光滑的表面形成防漏密封。然而，整個(gè)表面并不允許在真空吸盤組件38，42和44和待檢查的表面之間真空緊密密封。因此，即使在每四英尺長(zhǎng)的軌道平板34段上有多達(dá)兩個(gè)真空吸盤組件38，42和44泄露，一般也不會(huì)影響連接到待檢查的表面上的整個(gè)的真空軌道28，30。然而，可以理解的是，在檢查的過程中允許泄露的真空吸盤38，42的數(shù)量取決于所用的吸盤和真空泵的大小。
電子真空泵(未示)在真空吸盤組件38，42和44中產(chǎn)生真空壓力。在一個(gè)實(shí)施例中，真空泵要求110-120V交流電源，并且符合依據(jù)National Electric Code，Article 500，Class，Group D位置所要求的防爆要求，所說的標(biāo)準(zhǔn)在此以引用的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中。泵有足夠的容量以給主X-軸28和從X-軸30真空吸盤組件38，42和44提供所需的偶合力。
即使真空軌道28和30相對(duì)待檢查的表面來說太長(zhǎng)，應(yīng)用公知的技術(shù)將覆蓋住多余的真空吸盤38，42。為進(jìn)一步便于單個(gè)操作者將掃描器10裝載在待檢查的表面上，聽覺報(bào)警系統(tǒng)(未示)給操作者發(fā)出真空吸盤組件38，42和44可能分離的警報(bào)。一旦檢測(cè)到部分真空損失聽覺報(bào)警系統(tǒng)就進(jìn)行報(bào)警。
最后，X-軸真空軌道組件28，30包括由每個(gè)真空軌道組件28，30的末端62，63支撐的行程硬停機(jī)構(gòu)36。硬停機(jī)構(gòu)防止X-軸牽引器82，84(下文討論)運(yùn)動(dòng)到軌道28，30的端部之外。如果牽引器82，84被驅(qū)動(dòng)到了硬停機(jī)構(gòu)36，則在掃描控制子系統(tǒng)20中的馬達(dá)電流限制器中斷。
現(xiàn)在描述X-軸牽引器82，84，如附圖5-6所示，每個(gè)軌道組件28，30支撐著分離的牽引組件82，84。同時(shí)，包括一段軌道28，30的主X-軸牽引器82／軌道28組件(包含固定裝置、位置傳感器和驅(qū)動(dòng)部件)形成一種重量輕的組件。此外，X-軸牽引器82，84具有軸向重復(fù)的能力，這就允許能夠以最小的重復(fù)誤差返回到一定的位置。此外，X-軸牽引器82，84具有軸向位置分辨能力。
每個(gè)牽引組件82，84包括小齒輪88和許多的V-形導(dǎo)輪90。在一個(gè)實(shí)施例中，分離的齒輪組件將每個(gè)牽引組件82，84連接到每個(gè)軌道組件28，30。最后，軌道平板34容納并支撐重量輕的齒條96。齒條96粘接到軌道平板34以便接觸齒條96的正面的齒輪朝向軌道平板34的頂部表面。
依據(jù)常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)齒條96，并且容納分別通過牽引組件82，84支撐的小齒輪88。每個(gè)小齒輪88與每個(gè)真空軌道28，30的齒條96嚙合，形成可自由滑動(dòng)的驅(qū)動(dòng)嚙合。因此這種結(jié)構(gòu)形成了能夠精確移動(dòng)和定位的齒條和小齒輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
為便于實(shí)現(xiàn)這種自由移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)，小齒輪88由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)92是一種直流伺服機(jī)構(gòu)馬達(dá)，應(yīng)用常規(guī)的技術(shù)能夠?qū)⑦@種馬達(dá)機(jī)械地連接小齒輪88。在所公開的實(shí)施例中，馬達(dá)外殼100支撐著馬達(dá)92，并且馬達(dá)92要求滿足National Electric Code，Article500，Class 1，Group D的防爆標(biāo)準(zhǔn)，所說的標(biāo)準(zhǔn)在此以引用參考的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中，或者可選擇地符合MIL-M8609，在此也以引用參考的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中。
殼體102保持馬達(dá)92和支撐馬達(dá)外殼100。V-形接觸表面102支撐著許多V-形導(dǎo)輪90。導(dǎo)輪90的V-形接觸表面與每個(gè)X-軸28，30軌道平板34的邊沿接合，以使每個(gè)軌道平板34起線性導(dǎo)軌的作用，而V-形導(dǎo)軌90起直線軸承的作用，以有利于牽引組件82，84沿著X-軸軌道28，30運(yùn)動(dòng)。因此，這種結(jié)構(gòu)進(jìn)一步增強(qiáng)了在每個(gè)牽引組件82，84和軌道組件28，30之間的機(jī)械嚙合。
殼體102還支撐在殼體102的外部表面上的至少一個(gè)制動(dòng)柄104。這種制動(dòng)柄104支撐螺紋軸106。每個(gè)牽引組件82，84殼體102的每個(gè)螺紋軸106容納在由每個(gè)軌道28，30支撐的螺紋表面中。因此，由制動(dòng)柄104操縱的軸106將每個(gè)牽引組件82，84連接到相應(yīng)的X-軸軌道組件28，30。
制動(dòng)柄104的作用類似于螺釘；然而，不需要應(yīng)用單獨(dú)的工具(例如螺絲起子)就能夠調(diào)整制動(dòng)柄104。因此制動(dòng)柄104能夠快速地將牽引組件82，84連接到相應(yīng)的軌道組件／將牽引組件82，84快速地從相應(yīng)的軌道組件中脫開。
為有助于精確地確定所選擇的位置，每個(gè)牽引組件82，84包括至少一個(gè)用于位置精度反饋的光學(xué)編碼器94。如附圖5D和6D所示，應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的接線技術(shù)將馬達(dá)92和編碼器94進(jìn)行電連接。
除了上述部件外，從X-軸牽引組件84包括位置調(diào)整機(jī)構(gòu)108。通過適合的機(jī)械固定將位置調(diào)整機(jī)構(gòu)108連接到殼體102上。如在附圖6中所示，應(yīng)用滑動(dòng)軸承銷釘將位置調(diào)整機(jī)構(gòu)108連接到Y(jié)-軸軌道組件32。同時(shí)，這種連接結(jié)構(gòu)和位置調(diào)整機(jī)構(gòu)108允許從X-軸30沿著三個(gè)軸相對(duì)Y-軸32移動(dòng)。
現(xiàn)在參看附圖3，所示為Y-軸軌道組件?？梢岳斫獾氖荵-軸軌道組件14和X-軸軌道組件12共用相同的元件。因此，同一參考標(biāo)號(hào)用于描述同一特征。柔性軌道組件14包括至少一個(gè)軌道平板34’、剛性支撐35、角度標(biāo)度盤112和主安裝支架116。軌道平板34’是由柔性材料比如彈簧鋼制成。然而，很清楚，材料的選擇取決于所需的柔性水平。通過機(jī)械緊固件比如螺釘將軌道平板34’連接到剛性支撐35。
Y-軸軌道組件32具有6英尺長(zhǎng)的線性行程。然而，可以應(yīng)用更短的軌道長(zhǎng)度，尤其是在有限的面積中進(jìn)行掃描時(shí)。作為單元裝配時(shí)，軌道組件28，30和32可以掃描在檢查的軌道邊沿下面的表面。為有利于掃描邊沿部分，如附圖8所示，真空連接的固定裝置37從待檢查的邊沿使主和從X-軸28，32偏斜。
如在附圖1和3中所示，Y-軸軌道組件32在主X-軸軌道組件28和從X-軸軌道組件30之間延伸，以便主X-軸牽引軌道組件82支撐著Y-軸軌道組件32的一端78和從X-軸牽引軌道組件84支撐著相對(duì)的另一端。此外，Y-軸軌道組件32還可以突出在X-軸軌道組件28，32之上。Y-軸軌道組件32并不需要與X-軸28，30垂直地延伸，特別是由于連接Y-軸軌道組件32和X-軸軌道組件28，30的鉸接接頭包括多自由度。
鉸接接頭能夠調(diào)節(jié)X-軸真空軌道組件28，30的非平行性和扭曲。這種結(jié)構(gòu)設(shè)置使得能夠調(diào)整軌道組件28，30和32以使其與各種結(jié)構(gòu)的表面相匹配。在一個(gè)實(shí)施例中，鉸接接頭允許X-軸28，30和Y-軸沿著三軸移動(dòng)，即高度、方位角和扭轉(zhuǎn)?？梢詰?yīng)用適合的快速連接／斷開連接器和緊固件來實(shí)現(xiàn)這些鉸接連接。
為了能夠?qū)崿F(xiàn)沿著三軸線移動(dòng)，端部78支撐著主安裝支架116，該安裝支架支撐著角度標(biāo)度盤112和樞軸機(jī)構(gòu)115。角度標(biāo)度盤112上標(biāo)有從零到360度的范圍。角度標(biāo)度盤112還能夠轉(zhuǎn)動(dòng)到所需的角度位置，一可視的指示器123指示所選擇的位置。因此，當(dāng)主安裝支架116支撐兩Y-軸軌道32和主X-軸軌道28時(shí)，角度標(biāo)度盤112允許調(diào)整兩Y-軸軌道組件32相對(duì)于主X-軸組件28的角度方向。
主安裝支架116的樞軸機(jī)構(gòu)115支撐著Y-軸軌道組件32和主X-軸軌道組件28。樞軸機(jī)構(gòu)115為U形部件，形成了一上部轉(zhuǎn)軸塊118和下部轉(zhuǎn)軸塊119。樞軸機(jī)構(gòu)115支撐的襯套121允許上部和下部轉(zhuǎn)軸塊118，119輕微的運(yùn)動(dòng)。因此，轉(zhuǎn)動(dòng)的標(biāo)度盤112使上部和下部轉(zhuǎn)軸塊118，119運(yùn)動(dòng)，以分別使Y-軸軌道組件32和主X-軸軌道組件28的位置相對(duì)變化。
Y-軸軌道32支撐著齒條96以容納由Y-軸牽引組件86支撐的小齒輪88。這種結(jié)構(gòu)形成了用于如上所述的X-軸牽引組件82，84的齒條和齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)置。除非特別指明外，如附圖7所示，Y-軸牽引組件86包括先前所描述的用于X-軸牽引組件82，84的每個(gè)部件。因此，先前的對(duì)X-軸的牽引組件82，84的討論也完全用于描述Y-軸牽引器86的部件和一般功能。
除了前面所述的部件外，Y-軸牽引組件86還包括BNC連接器陣列120。馬達(dá)殼體100攜帶的板125支撐著BNC連接器陣列120，并且連接器艙壁型的NBC連接器。
如在附圖1和4中所示，Y-軸軌道32／牽引器86組件支撐著推進(jìn)器組件18。通過機(jī)械緊固件將推進(jìn)器組件118連接到Y(jié)-軸軌道32／牽引器86的組件。推進(jìn)器組件118可以放在Y-軸軌道組件32的任一邊上。
推進(jìn)器托座122支撐著推進(jìn)器滑塊124和萬向接頭126。推進(jìn)器滑塊124允許推進(jìn)器組件118沿著Y-軸軌道32移動(dòng)。兩個(gè)軸128，130可移動(dòng)地支撐著推進(jìn)器滑塊124。軸128，130在相同的方向上延伸，并提供推進(jìn)器滑塊124在其上行進(jìn)的表面。
軸128，130的近端132支撐著萬向接頭126，該萬向接頭126支撐著實(shí)際掃描待檢查的表面的無損檢查(NDI)探頭134。萬向接頭126自軸128，130朝外延伸，并在至少兩個(gè)軸線上可運(yùn)動(dòng)。萬向接頭126包括一個(gè)或多個(gè)朝外延伸的尖頭以支撐著NDI探頭134，探頭134可能包括或可能不包括探頭滑板。
萬向接頭126可以裝配有機(jī)械阻抗型、超聲型或渦流型NDI探頭134。例如，NDI探頭134可以包括如在附圖4I和4J中所示的單個(gè)傳感器探頭134和在如在附圖4G和4H中所示的ET探頭滑板組件或如在附圖4E和4F中所示的ET探頭滑板組件138。所使用的傳感器探頭138包括(1)一個(gè)或多個(gè)帶有完整的耦合劑饋送系統(tǒng)的超聲傳感器；(2)一個(gè)或多個(gè)渦流探頭；或者(3)一個(gè)帶有耦合劑饋送的傳感器和一個(gè)渦流探頭。
推進(jìn)器組件18裝載有可選擇晶片的大小以符合于掃描器10的功能的標(biāo)準(zhǔn)超聲剪切波和縱波傳感器和具有合適的殼體直徑的渦流表面探頭?？梢岳斫獾氖牵部梢詰?yīng)用其它的傳感器和探頭。例如，萬向接頭126能夠與其它類型的NDI探頭(比如應(yīng)用在低頻焊接測(cè)試中的傳感器和探頭)連接并進(jìn)行掃描。然而，必需注意的是應(yīng)該保持這些傳感器的兼容性，尤其是傳感器的長(zhǎng)度、直徑和重量應(yīng)該兼容。
制動(dòng)柄131，133將NDI探頭134連接到萬向接頭126上。制動(dòng)柄131可以在360度的弧度上調(diào)整NDI探頭134的角度。第二制動(dòng)柄133能夠快速地連接到萬向接頭126／從萬向接頭126中斷開。
萬向接頭126能夠準(zhǔn)確地將NDI探頭134裝載到待檢查的表面上。通過氣壓彈簧進(jìn)行正確裝載。氣壓彈簧140是普通型的，它給萬向接頭126施加恒定的壓力以確保傳感器完全與所檢查的表面接觸。
氣壓彈簧140具有有利于NDI探頭134在典型的航空器表面上光滑地移動(dòng)的簡(jiǎn)單但有效的裝置，這些表面可能包括多層油漆片、不恰當(dāng)?shù)匕惭b的鉆孔緊固件(要么突出要么凹進(jìn))殼體凹痕、在連接處的偏移的殼體面板和殼體外部修補(bǔ)覆板。結(jié)合所公開的萬向接頭126應(yīng)用氣壓彈簧140吸收當(dāng)探頭來回移動(dòng)檢查表面缺陷時(shí)NDI探頭可能產(chǎn)生的振動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施例中，氣壓彈簧140施加的恒定壓力有助于傳感器減少意外的偏移量達(dá)0．125英寸。
連接塊142將軸128，130和氣壓彈簧140連接到萬向接頭126。因此連接塊142具有減振機(jī)構(gòu)的作用。此外，連接塊142包括具有螺紋軸的制動(dòng)柄141，該該螺紋軸能夠快速地將連接塊連接到軸128，130的端部132／將連接塊從軸128，130的端部132上斷開。
掃描器10包括用于在掃描操作的過程中輸送冷卻劑液體到超聲探頭的便攜式耦合劑輸送系統(tǒng)24。耦合劑輸送系統(tǒng)24的主要部件包括輸送泵144、耦合劑輸送容器146、耦合劑過濾器(未示)和所要求的管148。輸送泵144從供應(yīng)儲(chǔ)箱通過管148將耦合劑、水輸送到?jīng)_灌端口，該沖灌端口將其輸送到在掃描器10上的傳感器探頭134。
輸送泵144給傳感器134的表面提供連續(xù)的、恒定流速的耦合劑流。變速驅(qū)動(dòng)馬達(dá)給供應(yīng)泵144提供能量。驅(qū)動(dòng)馬達(dá)要求滿足National Electric Code，Article 500，Class 1，Group D的防爆標(biāo)準(zhǔn)(在此以引用引用的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中)。
過濾器除去可能降低超聲檢查序列的性能的顆粒。在一個(gè)實(shí)施例中，在通到輸送泵144的入口支撐著過濾器以防止在所輸送的水中的雜質(zhì)顆粒堵塞輸送管和傳感器134的沖灌端口。在整個(gè)操作期間過濾器提供足夠的耦合劑流。然而，過濾器需要周期性地清洗以確保有效地工作。
通過無源硬件比如柔性輸送帶或槽控制冷卻劑的流量。在非循環(huán)耦合劑輸送系統(tǒng)24中，經(jīng)排泄管通過重力作用柔性輸送帶將來自檢查表面的所消耗的耦合劑和水的大部分導(dǎo)流到收集容器中。然而，如果應(yīng)用循環(huán)系統(tǒng)，則通過封閉環(huán)路系統(tǒng)將耦合劑直接輸送到超聲掃描器探頭，并且耦合劑循環(huán)回到供應(yīng)箱146。
用于連接耦合劑輸送系統(tǒng)24的部件的管148相對(duì)柔軟，并且具有能夠輸送足夠量的耦合劑液體到傳感器134的大小。最后，可以應(yīng)用公知的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)構(gòu)造耦合劑輸送系統(tǒng)24。
外部數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22對(duì)來自NDI探頭134的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化并存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括控制掃描器10的運(yùn)行的硬件和軟件子系統(tǒng)152，150。
硬件子系統(tǒng)152包括作為主機(jī)的便攜式計(jì)算機(jī)154。計(jì)算機(jī)154作為掃描器10的主計(jì)算機(jī)。操作者應(yīng)用指點(diǎn)器157(比如鼠標(biāo))或鍵盤160激活下拉菜單，這些下拉菜單顯示在計(jì)算機(jī)的屏幕158上。這些菜單包括控制掃描器10的操作的軟件文件。
計(jì)算機(jī)154包括有Intel 486DX2／66MHz微處理器和64Mb的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)的CPU主板。計(jì)算機(jī)154連接到不間斷電源159上，該不間斷電源159防止由于交流電源的中斷造成數(shù)據(jù)損失。當(dāng)啟動(dòng)不間斷電源159時(shí)，它給計(jì)算機(jī)154供電一段時(shí)間，在這一段時(shí)間中計(jì)算機(jī)154足夠可以被控制地關(guān)閉。
計(jì)算機(jī)154還包括堅(jiān)固的外部機(jī)箱156，在該機(jī)箱內(nèi)裝入了數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22的許多部件，即硬件和軟件子系統(tǒng)152，150(下文討論)。
機(jī)箱156包括可折疊的面板，該面板包括顯示器158和鍵盤160。形成顯示單元的部件包括具有合適分辨率的VGA(視頻圖形適配器)彩色顯示器。例如，分辨率可以為640*480象素。當(dāng)在寬的離軸角度看時(shí)顯示器158沒有視差和分辨率／彩色損失。鍵盤160為防水式鍵盤。由于鍵盤160包括在機(jī)箱156的折疊式面板中，當(dāng)不使用時(shí)鍵盤疊起。鍵盤160作為封閉的機(jī)殼的機(jī)箱的一部分，以在不使用計(jì)算機(jī)時(shí)保護(hù)面板顯示器158。
機(jī)箱156還支持指點(diǎn)器157。指點(diǎn)器157是一種應(yīng)用圖形用戶接口的點(diǎn)滑動(dòng)型結(jié)構(gòu)。此外，機(jī)箱156還為掃描器10的軸線上的設(shè)備提供能量，并且它連接著手動(dòng)控制的控制桿和緊急停機(jī)按鈕。機(jī)箱還包括連接到外部VGA監(jiān)視器的端口、一個(gè)最小的并行端口、兩個(gè)RS 232端口和至少一個(gè)用于數(shù)據(jù)傳輸和外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的SCSI(小型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接口)端口。并行端口用于Centronics端口，而串行端口專用于定位器。為便于數(shù)據(jù)傳輸，機(jī)箱156還支持調(diào)制解調(diào)器或LAN(局域網(wǎng))數(shù)據(jù)傳輸器的硬件。在一個(gè)實(shí)施例中調(diào)制解調(diào)器為14．4K波特(BAUD)的速率。
此外，機(jī)箱156支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置包括內(nèi)部存儲(chǔ)設(shè)備(比如RAM存儲(chǔ)器)或外部存儲(chǔ)設(shè)備(比如軟驅(qū))或外部存儲(chǔ)設(shè)備和內(nèi)部存儲(chǔ)設(shè)備的結(jié)合，每種存儲(chǔ)設(shè)備都具有能夠有效的執(zhí)行NDI的足夠的存儲(chǔ)容量。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括1．44Mb 3．5的軟盤驅(qū)動(dòng)器和500Mb的內(nèi)部硬件驅(qū)動(dòng)器，以及用于系統(tǒng)備份和永久數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和存檔的外部1Gb的讀／寫光驅(qū)。可以理解的是，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置的大小取決于系統(tǒng)的限制。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22能夠存儲(chǔ)被數(shù)字化的RF(射頻)波形、峰值和行程時(shí)間，并隨著位置信息顯示這些數(shù)據(jù)。應(yīng)用連接到主機(jī)154的打印機(jī)155可以輸出所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)和被處理的信息。一種可以應(yīng)用類型的打印機(jī)155為具有至少4Mb RAM或相當(dāng)?shù)拇鎯?chǔ)器的HewlettPackardTM1200C彩色打印機(jī)。
在計(jì)算機(jī)154的機(jī)箱的里面還有數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22的硬件子系統(tǒng)152(下文將討論)的其它部件。測(cè)試參數(shù)對(duì)相關(guān)的硬件子系統(tǒng)152進(jìn)行編程，被編程的參數(shù)控制掃描操作和超聲和渦流子系統(tǒng)。
硬件子系統(tǒng)152的其它的一個(gè)部件是掃描控制子系統(tǒng)20。掃描控制子系統(tǒng)20包括多軸掃描控制板162和適合于控制掃描器10的移動(dòng)的軟件(下文將討論)。掃描控制板162對(duì)掃描器10的移動(dòng)進(jìn)行協(xié)調(diào)控制。掃描控制板162具有以主-從關(guān)系控制和監(jiān)視X-軸牽引器82，84驅(qū)動(dòng)馬達(dá)的主從控制能力。掃描控制板162從主機(jī)154接受下載的掃描參數(shù)并給相應(yīng)的DC伺服馬達(dá)92放大器模塊提供適合的信號(hào)輸出。從馬達(dá)92放大器模塊輸出的信號(hào)產(chǎn)生施加到每個(gè)驅(qū)動(dòng)馬達(dá)92的正確的驅(qū)動(dòng)電壓／電流。
掃描控制子系統(tǒng)20的運(yùn)動(dòng)控制部分構(gòu)造在數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22的子板上。對(duì)應(yīng)的伺服放大器安裝在單個(gè)的電子密封的里面并在數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22和帶有快速斷開的電纜的掃描器10之間進(jìn)行電連接。
掃描控制子系統(tǒng)20以封閉環(huán)的形式運(yùn)行，并且能夠與關(guān)于位置的接收力的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22的超聲脈沖兼容。此外，在數(shù)據(jù)采集過程中或在檢查后的數(shù)據(jù)分析過程中，掃描控制子系統(tǒng)20根據(jù)操作者指定的參數(shù)使NDI探頭134在所檢查的表面上來回掃查。
在校準(zhǔn)的過程中，操作者應(yīng)用掃描控制子系統(tǒng)20來確定掃描的尺寸、X和Y-軸以及掃描格大小。當(dāng)掃描器10用于檢查具有各種幾何結(jié)構(gòu)的表面時(shí)，在主X-軸28和從X-軸30之間的相對(duì)比例指數(shù)／速度比是可變的，并且在指導(dǎo)模式(下文將討論)中能夠自動(dòng)測(cè)定。在指導(dǎo)模式中建立的比例應(yīng)該在整個(gè)檢查掃描過程中保持不變。
操作者直接輸入所選擇的值或通過教-和-學(xué)技術(shù)輸入所選擇的值。如果應(yīng)用教-和-學(xué)技術(shù)，操作者將掃描器10定位在開始位置(0，0)和平行四邊形的每個(gè)角落，確定了總體的掃描面積和形狀。例如，在教-和-學(xué)模式中，操作者輸入整個(gè)X-軸格子間距和整個(gè)Y-軸格子間隔。然后數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22將具有所需間距的整個(gè)格子覆蓋在所檢查的表面上，并且對(duì)整個(gè)格子以3坐標(biāo)軸協(xié)同移動(dòng)來回掃查，這種移動(dòng)掃檢總是停留在整個(gè)格子線上。這種數(shù)據(jù)記錄方法的優(yōu)點(diǎn)包括C-掃描顯示被掃描面積反射的真正形狀，而沒有象素映射損失，在非矩形屏顯示時(shí)可能產(chǎn)生這種象素映射損失。
掃描數(shù)據(jù)為直線性，并在相同的坐標(biāo)系中能夠?qū)@種打印輸出直接進(jìn)行比較。
多個(gè)掃描所得的數(shù)據(jù)容易以合并顯示的方式進(jìn)行顯示，而不會(huì)由于坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)引起數(shù)據(jù)損失。
例如，應(yīng)用本發(fā)明的教-和-學(xué)技術(shù)，操作者選擇檢查面頂點(diǎn)確定檢查面積邊界。操作者應(yīng)用控制桿157’或其它能夠進(jìn)行軸28，30和32同時(shí)移動(dòng)的裝置將NDI探頭134驅(qū)動(dòng)到掃描開始點(diǎn)、終點(diǎn)和需檢查面頂點(diǎn)。在每個(gè)點(diǎn)／頂點(diǎn)，操作者輸入軸坐標(biāo)。操作者輸入的具體信息包括Y-軸軌道相對(duì)于主X-軸28的角度、主X-軸28相對(duì)于整體坐標(biāo)系參考點(diǎn)的角度。操作者還指定目標(biāo)位置并掃描器10移動(dòng)到該位置，并給掃描器位置指定一值。這種特征允許操作者將位置編碼器引用到整體坐標(biāo)系中(下文將討論)。
操作者通過在要檢查的表面上識(shí)別并選擇一局部原點(diǎn)來確定公共整體坐標(biāo)系。因此整體坐標(biāo)系給在掃描器10的顯示器158上設(shè)計(jì)的相同坐標(biāo)系提供參考基準(zhǔn)。這就使得操作者能夠依據(jù)被掃查圖象的整體坐標(biāo)或所檢查的實(shí)際表面的整體坐標(biāo)確定所檢查的表面具有缺陷的位置。因此，整體坐標(biāo)系允許將在所掃查的表面上的點(diǎn)和應(yīng)用相同的坐標(biāo)系統(tǒng)所顯示的圖象相對(duì)應(yīng)。
應(yīng)用操作者選擇的輸入，掃描控制子系統(tǒng)20操縱在表面上的航空器，并進(jìn)行教學(xué)、編程、執(zhí)行掃描模式，并對(duì)基于操作者所選擇的最大軸線指數(shù)距離(軸線可以比這種距離更小但不能比它大)對(duì)適合的光柵掃描方法進(jìn)行配制。應(yīng)用合適的增量繪制可選擇的最大的軸線掃描指數(shù)距離。在一個(gè)實(shí)施例中，最大的軸線掃描指數(shù)距離以0．005英尺或更大的增加量設(shè)置小到0．005英尺。
例如，通過應(yīng)用教-和-學(xué)技術(shù)，將掃描器10構(gòu)造為能夠掃描復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，為了說明，將教-和-學(xué)技術(shù)解釋為三或四邊的多邊形。這種多邊形包括在30至150度范圍之間的內(nèi)角。對(duì)掃描器10進(jìn)行編程以使其掃描三邊形，這要求操作者完成如下步驟。第一，操作者必需確定一整體坐標(biāo)系(下文將討論)，其它的測(cè)量可以參考這種整體坐標(biāo)系。第二，操作者應(yīng)用“應(yīng)用整體坐標(biāo)系”標(biāo)注格式域到TRUE中，然后在格式域中輸入電流掃描器10的原點(diǎn)相對(duì)于整體坐標(biāo)系的X和Y偏移量。操作者還得輸入掃描器10的主X-軸軌道28相對(duì)于整體坐標(biāo)系的角度。第三，操作者輸入Y-軸軌道32相對(duì)于掃描器10的X-軸軌道28在第一次掃描行程的角度。第四，操作者應(yīng)用控制桿157’將掃描器10驅(qū)動(dòng)到開始位置，局部原點(diǎn)，并按壓按鈕給系統(tǒng)指示這是局部原點(diǎn)。在該局部原點(diǎn)X-軸和Y-軸編碼器位置為零。第五，操作者應(yīng)用控制桿157’將掃描器10，以使傳感器134在沿著Y-軸軌道32的第一行程的端部，并按壓在屏幕上指示電流位置的按鈕。讀取電流在Y-軸32的位置并作為多邊形側(cè)邊的長(zhǎng)度。在這個(gè)位置從屬X-軸30編碼器為零。在這里，所需的多邊形的兩側(cè)邊已知。
為測(cè)量四邊的多邊形，操作者應(yīng)用控制桿157’驅(qū)動(dòng)掃描器10，以使傳感器134在與局部原點(diǎn)相對(duì)的角落上，并按壓在屏幕上的按鈕指示掃描器是在第三參考點(diǎn)。記錄三個(gè)軸位置的每個(gè)位置。所存儲(chǔ)的信息足夠表示兩種可能的多邊形。所應(yīng)用的形狀可以是具有內(nèi)角大于180度的多邊形。
如果在教-和-學(xué)的過程種應(yīng)用控制桿157’，則將控制桿157’連接到集束管纜26的掃描器端。集束管纜26將NDI探頭134連接到數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22和伺服放大器機(jī)座。該集束管纜26組件包括電動(dòng)機(jī)電纜、編碼器電纜、控制桿157’電纜、兩根RF超聲電纜、兩根RF渦流電纜、耦合劑輸送管和完全用拉練扣上集束管纜26的柔性外護(hù)層。外護(hù)層II由不會(huì)劃傷所檢查的表面或?qū)λ鶛z查的表面造成其它的損壞的材料制成。
除了掃描控制板162外，硬件子系統(tǒng)152還包括超聲處理器主板164、渦流處理器主板166和顯示板?？梢詫⑦@些板合并以減少所使用的板的數(shù)量。
超聲主板164是一種包括模擬到數(shù)字(A／D)轉(zhuǎn)換器、RF板、視頻檢波板和脈沖發(fā)生器接收器、多路超聲接收器、數(shù)字振幅校正(DAC)、硬件門、數(shù)據(jù)壓縮、容量、視頻檢測(cè)和行程編碼的多功能板。
超聲板164的模擬到數(shù)字(A／D)部分以用戶所確定的速率運(yùn)行。在一個(gè)實(shí)施例中，速率可以在1和100MSPS之間(包含1和100)。為方便A／D轉(zhuǎn)換速率可以選擇在1和100之間的不同步長(zhǎng)。例如，速率可以選擇為逐步增加的步長(zhǎng)，例如5，10，15 SPS等。該A／D板還包括分為兩個(gè)通道的采樣存儲(chǔ)器。在一個(gè)實(shí)施例中，A／D板包括分為兩個(gè)通道的8Kb存儲(chǔ)器。
RF板處理和顯示RF信號(hào)，包括全波檢波、正半波檢波和負(fù)半波檢波信號(hào)。超聲板164的RF檢波部分接收來自外部RF源或電壓在±0．5V范圍內(nèi)的其它源的輸入。每通道的每個(gè)數(shù)據(jù)采集窗口與初始脈沖或接口信號(hào)同步。自同步點(diǎn)起開始信號(hào)可以延遲達(dá)3毫秒。
脈沖發(fā)生器接收器是一種產(chǎn)生脈沖并自超聲傳感器134接收脈沖的兩通道設(shè)備?？梢詫?duì)通道進(jìn)行同時(shí)操作或多路操作。脈沖發(fā)生器接收器支持脈沖回波技術(shù)、俯仰捕捉技術(shù)或每通道進(jìn)行發(fā)射模式操作。每脈沖發(fā)生器包含方波和峰波脈沖發(fā)生器。操作者選擇在給定的通道中所應(yīng)用的脈沖發(fā)生器的類型。
方波脈沖發(fā)生器應(yīng)用可數(shù)字編程的負(fù)向方波發(fā)生器。在一個(gè)實(shí)施例中，方波脈沖發(fā)生器提供電壓范圍在50至400V且具有小于或等于14納秒的上升和60納秒下降時(shí)間的脈沖。在10％和90％的振幅點(diǎn)處100歐姆的電阻負(fù)荷下測(cè)量上升和下降時(shí)間。操作者在80納秒至1微妙之間以20納秒的步長(zhǎng)選擇脈沖寬度。操作者還在50至400歐姆的范圍中(包括50和400歐姆)以四個(gè)不同的步長(zhǎng)選擇脈沖發(fā)生器的衰減設(shè)置。峰波脈沖發(fā)生器應(yīng)用可數(shù)字編程的峰波脈沖發(fā)生器。在一個(gè)實(shí)施例中，峰波脈沖發(fā)生器提供在電壓在50至400V之間的脈沖電壓。
多路傳輸超聲接收器接收并處理輸入信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，接收器的頻率響應(yīng)范圍在．5至30MHz，增益為-6分貝(dB)和40dB之間。接收器以．5dB的增量提供在0至98dB的增益(-40dB至58dB)。每10dB增量的最大誤差小于或等于±1．5dB，而整個(gè)測(cè)量范圍的總的誤差小于或等于±2．0dB。
接收器包含高通和低通濾波器?？梢詥蝹€(gè)使用濾波器或結(jié)合使用多個(gè)濾波器以得到特定的帶通濾波器。接收器包括具有足夠的靈敏度和噪聲等級(jí)性能。在一個(gè)實(shí)施例中，以200μV峰值對(duì)峰值輸入信號(hào)測(cè)量接收器靈敏度，例如在10兆赫茲(MHz)低通濾波模式中運(yùn)行時(shí)得到對(duì)應(yīng)的滿標(biāo)度屏幕信號(hào)具有3dB的信噪比。在最大的增益下在屏幕上的噪聲水平不超過40％草狀水平。
每個(gè)接收器通道包括一DAC。DAC在整個(gè)采集時(shí)間中都是啟動(dòng)的并且每個(gè)通道都可以獨(dú)立地控制。DAC利用高達(dá)16個(gè)操作者可選擇的段，這些段的每一個(gè)的寬度和斜率都是可調(diào)的。操作者通過軟件的圖形用戶接口選擇適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)以建立DAC曲線。每個(gè)點(diǎn)都是獨(dú)立的，并具有在-20dB至+58dB之間的正或負(fù)的增益。整個(gè)DAC范圍為38dB，在整個(gè)接收器增益范圍之內(nèi)。每段的最大的轉(zhuǎn)換速率為每毫秒24dB。
如上所述，超聲板164還包含兩個(gè)硬件和軟件門。超聲板164包括四個(gè)軟件缺陷門、兩個(gè)硬件缺陷門、每通道一個(gè)接口門和一個(gè)反向跟蹤門。操作者設(shè)定門的延遲時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。以實(shí)時(shí)和金屬行程時(shí)間兩種方式進(jìn)行顯示。
至于硬件門，超聲板164包括每通道的一個(gè)接口門和兩個(gè)專用的每通道的缺陷門。在整個(gè)數(shù)據(jù)采集過程中操作者可以獨(dú)立地調(diào)整門開始位置和寬度。缺陷門僅采集和存儲(chǔ)峰值和行程時(shí)間數(shù)據(jù)。操作者可以選擇采集門中的第一信號(hào)幅值、在門中的最大峰值信號(hào)、高于所選擇的閾值的第一信號(hào)幅值以及任一所選擇的分析模式的信號(hào)的行程時(shí)間。
在整個(gè)采集范圍中可調(diào)整缺陷門的位置和寬度。每個(gè)缺陷門的設(shè)置都可以數(shù)字地顯示在門的校正窗口中。還可以通過將系統(tǒng)顯示光標(biāo)設(shè)置在顯示器的所需的位置可視地顯示。缺陷門也可以設(shè)置為操作者可以選擇數(shù)據(jù)采集延遲的功能?？梢詰?yīng)用初始脈沖或接口門使門延遲同步。
超聲板164還具有視頻檢測(cè)的硬件。在一個(gè)實(shí)施例中，顯示板是VGA彩色顯示板；然而，也可以應(yīng)用其它類型的顯示板。這種硬件允許記錄和存儲(chǔ)正的、負(fù)的或全波視頻信號(hào)或完全RF信號(hào)。此外，在采集和存儲(chǔ)RF波形的同時(shí)硬件還涉及顯示視頻信號(hào)的軟件。
超聲板164進(jìn)一步包括用于降低數(shù)據(jù)文件大小和增加數(shù)據(jù)采集速率的硬件行程長(zhǎng)度編碼。數(shù)據(jù)壓縮特征進(jìn)一步包括提供抑制所顯示和采集的數(shù)據(jù)噪聲的閾值選擇特征，因此，這種特征具有線性拒收功能。在下文將更全面地討論數(shù)據(jù)壓縮算法。
超聲板164包括能夠測(cè)量材料厚度的軟件(下文將更全面地討論)和硬件。具體地說，超聲板164的部件允許測(cè)量薄至0．012英寸厚的鋁并能夠可靠地分辨石墨／環(huán)氧樹脂成分的變化。在一個(gè)實(shí)施例中，超聲板164分辨厚度在1片到120片范圍的石墨／環(huán)氧樹脂成分結(jié)構(gòu)。
當(dāng)依據(jù)在ASTM E317-85的第5．2節(jié)和在ASTM E317-85的第5．3．3節(jié)中定義的方法B(這兩節(jié)內(nèi)容在此都以引用的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中)測(cè)試時(shí)，超聲板164滿足這里所述的水平和垂直的線性的要求。
當(dāng)依據(jù)在下述程序測(cè)試時(shí)，超聲板164滿足這里所述的近表面和深度的要求。在這兩種測(cè)試中，拒絕對(duì)“偏離”位置的情況進(jìn)行測(cè)試，并且使用鋁ASTM塊。
當(dāng)應(yīng)用在下表1中所述的頻率、傳感器134直徑、ASTM孔的大小和孔的深度依據(jù)在該節(jié)中概述的方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，超聲板164滿足在ASTM E317-85的第5．4節(jié)中所述的分辨率要求(該節(jié)內(nèi)容在此以引用的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中)。在第5．4節(jié)中所述的80％和20應(yīng)該分別改為100％和10％。來自平底孔的信號(hào)指示清楚地區(qū)別于最初的脈沖。當(dāng)將這種信號(hào)的峰值與最初的脈沖后沿谷值相比時(shí)，這種信號(hào)的峰值幅值滿足在表1中所述的峰值谷值比。由于傳感器134設(shè)置在遠(yuǎn)離平底孔，在孔信號(hào)區(qū)域中所得的基準(zhǔn)線信號(hào)幅值是這樣的當(dāng)與孔信號(hào)幅值相比時(shí)所述的峰值谷值比也滿足要求。表1-分辨率
除了在這里所述的靈敏度要求以外，應(yīng)用如下的改進(jìn)方案，超聲板164還滿足在ASTM E317-85的第5．5節(jié)中所述的靈敏度要求(該節(jié)內(nèi)容在此以引用的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中)(1)參考水平示度為100％而不是60％，(2)所要求的信號(hào)噪聲比如在下表2中指定的信噪比，和(3)在“偏離”位置拒絕。表2-靈敏度
當(dāng)依據(jù)在AWS D1．1-94的第6．22．2節(jié)和在ASTM E317-85的第5．6節(jié)(這兩節(jié)的內(nèi)容在此都以引用的方式結(jié)合在本申請(qǐng)中)進(jìn)行測(cè)試時(shí)，超聲板164還滿足在這里所給出的精度要求。
現(xiàn)在回到渦流板166，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22的渦流板166應(yīng)用用于采集渦流數(shù)據(jù)的雙頻率雙通道卡板。在一個(gè)實(shí)施例中，渦流板166的頻率范圍為50Hz到4MHz。渦流板166支持絕對(duì)型渦流探頭、微分型渦流探頭和驅(qū)動(dòng)器檢波型渦流探頭。
渦流板166包括A／D轉(zhuǎn)換器。在一個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于單通道運(yùn)行渦流板166的A／D轉(zhuǎn)換器以2，000 SPS的速率運(yùn)行，而對(duì)于多通道運(yùn)行它的速率為1，000 SPS。轉(zhuǎn)換器提供12位的分辨率。
渦流板166還包括驅(qū)動(dòng)器和接收器。驅(qū)動(dòng)器允許調(diào)整施加到測(cè)試線圈上的驅(qū)動(dòng)電壓。施加到線圈的精確電壓是額定阻抗和激勵(lì)頻率的函數(shù)。操作者選擇所應(yīng)用的特定的驅(qū)動(dòng)整數(shù)。接收器調(diào)整增益設(shè)置。在一個(gè)實(shí)施例中，增益以可控制的增量從0調(diào)整到48dB。
渦流板166還與提供清楚的指示(顯示屏的垂直偏差，同時(shí)操作者可選擇垂直部件的信號(hào)噪聲比)的軟件(下文將更全面地討論)和硬件相連。在一個(gè)實(shí)施例中，垂直偏差的范圍在顯示屏的30-40％。根據(jù)Force General Purpose Eddy Current Standard第7947479部分或AMS 4928標(biāo)準(zhǔn)(這兩項(xiàng)內(nèi)容都以引用方式結(jié)合在本申請(qǐng)中)測(cè)試顯示精度。這些標(biāo)準(zhǔn)都可以用于測(cè)試鋁和鈦材料的性能。可以理解的是，也可以選擇其它的材料，并因此修改相應(yīng)的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。
在接合表面上，渦流板166提供清晰的指示(顯示屏垂直偏差，同時(shí)操作者可選擇垂直部件的信號(hào)噪聲比)。通過將在沒有缺陷的緊固孔上的平均峰值到峰值信號(hào)與在存在缺陷的孔上的反復(fù)掃描信號(hào)進(jìn)行比較而確定信噪比，以得到平均信號(hào)幅值和信號(hào)特征記錄的最大寬度以得到噪聲幅值。應(yīng)用反射型或檢波型探頭對(duì)安裝的緊固件進(jìn)行檢查。鋼緊固件很容易檢測(cè)。
渦流板166應(yīng)用雙頻率以降低來自在兩個(gè)0．040英寸厚度的鋁片之間的間隙的不希望的信號(hào)。渦流板166使最小20％的顯示屏在第二片的后側(cè)上產(chǎn)生的10％的壁損失。壁損失信號(hào)與間隙信號(hào)之比等于或大于4。間隙變化范圍在0．000到0．025英寸之間。在探頭靜止時(shí)電噪聲與10％的壁損失信號(hào)之比為10到1。在厚度高達(dá)0．120英寸的鋁板中在1英寸直徑的面積上渦流板166指示接合表面10％的壁厚度損失。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還包括外部信號(hào)接口模塊。外部信號(hào)接口模塊從外部采集、顯示和存儲(chǔ)的NDI設(shè)備中接收輸入的信號(hào)。輸入信號(hào)通過超聲板164經(jīng)過A／D轉(zhuǎn)換器。采樣速率可以根據(jù)需要改變。
在一個(gè)實(shí)施例中，模塊將在±10V的幅值范圍的外部信號(hào)轉(zhuǎn)換到與超聲板164的A／D轉(zhuǎn)換器的輸入相兼容的±．5V的范圍。通過應(yīng)用系統(tǒng)接收器增益將所轉(zhuǎn)換的信號(hào)以滿屏高度的0-100％進(jìn)行顯示，并垂直線性在滿屏的5％以內(nèi)。還對(duì)輸入阻抗進(jìn)行轉(zhuǎn)換以使其與A／D轉(zhuǎn)換器兼容。輸入連接器是標(biāo)準(zhǔn)的BNC型的。
現(xiàn)在討論數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)的軟件子系統(tǒng)150，軟件子系統(tǒng)150包括控制掃描器10的操作的各種軟件文件。軟件子系統(tǒng)150存儲(chǔ)處理器的安裝程序、為便于參考所選擇的文件的操作和圖形顯示參數(shù)。實(shí)質(zhì)上，軟件子系統(tǒng)150的文件存儲(chǔ)控制掃描器10的功能的操作參數(shù)。在操作中，這些文件允許對(duì)被檢查的表面的完整性的各種類型的信息進(jìn)行重現(xiàn)和計(jì)算。這些信息包括超聲、渦流以及其它的NDI產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。根據(jù)所加載的和已有的文件，操作者可以重復(fù)前面的任一掃描或者快速地改變系統(tǒng)配制以執(zhí)行新的掃描。
軟件子系統(tǒng)150的文件包括用于校正由于機(jī)械滯后引起的鄰近數(shù)據(jù)的行程中的偏差的數(shù)據(jù)校正功能。操作者輸入一整數(shù)值，每隔一個(gè)行程軟件移動(dòng)這一值。
軟件子系統(tǒng)150的文件的一個(gè)版本是基于UNIX的，并且應(yīng)用基于X-WindowsTM／Motif的格式顯示在主機(jī)154的顯示屏上?？梢岳斫獾氖?，也可以應(yīng)用其它的軟件格式?；诘腢NIX的格式使操作者能夠調(diào)整任何顯示窗口的大小、調(diào)整所開窗口的數(shù)量和調(diào)整所需的窗口的分布。如上所討論，應(yīng)用鍵盤160或指點(diǎn)器157比如鼠標(biāo)實(shí)現(xiàn)用戶接口。如前文所討論，通過應(yīng)用下拉菜單和／或關(guān)閉菜單操作者執(zhí)行指令。
軟件子系統(tǒng)150允許通過調(diào)制解調(diào)器或局域網(wǎng)(LAN)將數(shù)據(jù)文件傳輸?shù)狡渌挠?jì)算機(jī)或設(shè)備以用于后分析和再觀察。為進(jìn)一步有利于在觀察所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)或所處理的信息，軟件子系統(tǒng)150包括將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到通用的數(shù)據(jù)格式的文件，如包括(但并不限于)TIFF格式文件。如果應(yīng)用TIFF轉(zhuǎn)換器，則可以在分離的計(jì)算機(jī)上對(duì)該文件進(jìn)行再現(xiàn)和分析。在一個(gè)實(shí)施例中，可以應(yīng)用National Institute of Health的圖象分析軟件(版本1．52或類似的版本)來分析該數(shù)據(jù)。
關(guān)于超聲、行程時(shí)間、幅值和原始檢查數(shù)據(jù)，可以將這些數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換為分離的TIFF文件格式。關(guān)于渦流和其它的NDI儀器文件，原始數(shù)據(jù)和圖象文件作為分離的TIFF文件。TIFF文件也可以轉(zhuǎn)換到其它的格式而不損失數(shù)據(jù)或降低數(shù)據(jù)質(zhì)量，例如MS-DOS格式或其它的與PC相兼容的格式。
此外，文件還包括具有圖形用戶界面的實(shí)時(shí)和多任務(wù)。多任務(wù)能力允許操作者同時(shí)分析文件、從文件打印圖形和采集數(shù)據(jù)。文件還能夠使計(jì)算機(jī)154對(duì)雙向掃描造成的機(jī)械滯后可能引起的偏移數(shù)據(jù)進(jìn)行重新排列。
下面討論在校準(zhǔn)模式中的硬件子系統(tǒng)152和軟件子系統(tǒng)150的性能。關(guān)于超聲校準(zhǔn)，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22使操作者能夠控制掃描器10的相關(guān)功能，包括移動(dòng)、位置和掃描參數(shù)。操作者還對(duì)掃描器10的設(shè)置進(jìn)行控制。在校準(zhǔn)模式中控制的功能包括門和通道的選擇、數(shù)據(jù)采集類型的選擇、信號(hào)處理的選擇、數(shù)據(jù)壓縮、距離幅值校正(DAC)、脈沖發(fā)生器前置放大器的調(diào)整、門調(diào)整和A-范圍。
至于門和通道的選擇，操作者可以選擇在數(shù)據(jù)處理過程中要應(yīng)用的通道和門。如前文所討論，超聲板164包括兩個(gè)通道。每個(gè)通道具有四個(gè)軟件缺陷門、兩個(gè)硬件缺陷門、一個(gè)接口門和一個(gè)反向跟蹤門。
由于操作者控制選擇要處理的數(shù)據(jù)類型，操作者還能夠配制系統(tǒng)以記錄整個(gè)RF、視頻或行程數(shù)據(jù)的峰值和時(shí)間。操作者可以調(diào)整A／D速率以將這些值離散成如上所述的在1和100MSPS之間(包括1和100)。
至于信號(hào)處理選擇，操作者選擇所應(yīng)用的信號(hào)處理方法。操作者還可以選擇啟動(dòng)數(shù)據(jù)壓縮算法。數(shù)據(jù)壓縮算法是基于幅值和持續(xù)時(shí)間。RF數(shù)據(jù)必需在所確定的要壓縮的數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量的確定幅值之下。這就確保記錄了完整的實(shí)際信號(hào)的衰減。當(dāng)進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮時(shí)，替換RF值為零的數(shù)據(jù)點(diǎn)。結(jié)果極大地減小了數(shù)據(jù)文件的大小。
此外，操作者控制距離幅值校正(DAC)功能。這種功能允許操作者進(jìn)行校正調(diào)整作為時(shí)間函數(shù)施加到數(shù)據(jù)的增益，并使隨著時(shí)間的信號(hào)的幅值響應(yīng)最大。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22能夠提供38dB動(dòng)態(tài)范圍的DAC增益。這種增益是有限的，因此總的有效增益是在0到100dB的系統(tǒng)增益以內(nèi)。
關(guān)于脈沖發(fā)生器前置放大器的調(diào)整，操作者可以首先選擇方波脈沖發(fā)生器或峰波脈沖發(fā)生器。第二，操作者選擇脈沖發(fā)生器所施加的電壓和方波脈沖發(fā)生器的寬度。接著，操作者選擇所應(yīng)用的衰減、濾波和增益參數(shù)。
操作者還配制屏幕顯示器158以提供一種通常顯示在手動(dòng)CRT超聲儀器上的標(biāo)準(zhǔn)A-掃描格式。顯示器158提供滿屏高度的百分比與時(shí)間的曲線。操作者應(yīng)用這種顯示進(jìn)行初始的系統(tǒng)校準(zhǔn)。在這種模式中，操作者控制超聲參數(shù)的選擇，包括門的延時(shí)和持續(xù)時(shí)間、A／D速率、增益、脈沖電壓和持續(xù)時(shí)間以及傳感器134的模式。操作者交互式地調(diào)整這些參數(shù)直到實(shí)現(xiàn)了合適的校準(zhǔn)。
操作者還調(diào)整校準(zhǔn)菜單的各種顯示特征，包括旋轉(zhuǎn)、放大比例、光標(biāo)寬度、垂直水平比和垂直條形圖時(shí)間比例?？梢栽跀?shù)據(jù)采集之前或之后調(diào)整這些特征。此外，操作者通過選擇信號(hào)來抑制和在校正模式中進(jìn)行混合來進(jìn)行多頻率混合以抑制不希望的信號(hào)。
渦流板166允許設(shè)置硬件空值和可選擇的軟件空值以確定數(shù)據(jù)顯示器／計(jì)算機(jī)基準(zhǔn)點(diǎn)。通過進(jìn)行硬件平衡操作者在校準(zhǔn)模式中設(shè)置硬件空值。操作者調(diào)整渦流板166設(shè)置以便探頭的操作點(diǎn)在總的阻抗的動(dòng)態(tài)范圍的中心。
在數(shù)據(jù)采集過程中或在其后操作者還調(diào)整中心基準(zhǔn)點(diǎn)。定義光標(biāo)位置為零點(diǎn)。掃描器10的顯示特征是基于這種零點(diǎn)的，根據(jù)所給定的數(shù)據(jù)點(diǎn)是如何區(qū)別于這種零點(diǎn)的計(jì)算C-掃描。
操作者還控制其它的渦流校準(zhǔn)特征。在渦流校準(zhǔn)模式中，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22起標(biāo)準(zhǔn)阻抗平面渦流儀的作用。操作者調(diào)整從可選擇的下拉菜單中選擇的校準(zhǔn)菜單的與渦流相關(guān)的功能。通過這種校準(zhǔn)菜單，操作者調(diào)整操作頻率、探頭類型和增益線圈電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，操作頻率范圍在50Hz到4MHz之間，探頭類型為絕對(duì)型探頭、微分型探頭或驅(qū)動(dòng)器／檢波探頭。增益設(shè)置在0和48dB之間(包括0和48dB)，而線圈電壓的范圍在1和16V之間(包括1和16V)。
在渦流校準(zhǔn)模式中，操作者還調(diào)整掃描控制特征。檢查的標(biāo)準(zhǔn)方法是進(jìn)行左右交互式(boustrophedonic)(雙向或曲折地)掃描。操作者通過指定行程長(zhǎng)度步長(zhǎng)和指數(shù)范圍連同在脈沖之間的采樣格子間隔確定掃描模式。掃描的起點(diǎn)和終止點(diǎn)可以是任何值。這就允許掃描的原點(diǎn)與正在檢查的部件上的一些基準(zhǔn)數(shù)據(jù)點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括多種分析特征，下文將討論其中的每一個(gè)特征。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22的數(shù)據(jù)顯示性能允許快速地再查看可能作為報(bào)表的信號(hào)指示的數(shù)據(jù)。因此，操作者能夠?qū)Ｐ牡貙?duì)這些信號(hào)指示進(jìn)行詳細(xì)的再檢查。以米制測(cè)量單位或英制測(cè)量單位進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22允許調(diào)整分析屏顯示的內(nèi)容和比例。操作者獨(dú)立地調(diào)整用于四個(gè)主要的分析屏幕要素中的每個(gè)要素的顯示面積，即圖注、C-掃描、B-掃描和A-掃描。圖注顯示系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)比如文件名、掃描參數(shù)和超聲參數(shù)。
C-掃描顯示是在所指定的C-門中的數(shù)據(jù)的平面頂視圖。操作者通過調(diào)整C-門或通過選擇不同的C-門來選擇所要顯示的部分。操作者可以在任何時(shí)間上執(zhí)行這種功能而不重復(fù)掃描。此外，操作者可以應(yīng)用從調(diào)色板中選擇的不同彩色顯示所感興趣的參數(shù)。操作者可以改變彩色調(diào)色板以及增加所選擇的彩色值。
C-掃描顯示能夠給出C-掃描的峰值、行程時(shí)間、分貝、門限峰值、深度或極性顯示。當(dāng)峰值顯示時(shí)，幅值C-掃描色彩編碼并顯示在用于每個(gè)波形的C-門中的最大檢波幅值。在行程時(shí)間模式中，C-掃描彩色編碼并顯示在每個(gè)波形的C-門中的信號(hào)的行程時(shí)間。選擇行程時(shí)間作為跨越第一門限的時(shí)間或者在C-門中的最大信號(hào)。如果遇到多個(gè)相等的最大信號(hào)，則應(yīng)用第一個(gè)最大信號(hào)。數(shù)據(jù)可以以時(shí)間、深度和金屬行程或任何其它合適的方式表示。
至于行程時(shí)間，這種功能能夠測(cè)量如上文所述的超聲板164所檢查的表面的厚度。提供兩種不同類型的結(jié)果。第一種結(jié)果為位置和壁厚度的最大和最小值。第二種結(jié)果為厚度示值比用戶所指定的最大厚度臨界值更大或更小的面積百分比。
此外，當(dāng)C-掃描以分貝標(biāo)度給出時(shí)，數(shù)據(jù)作為相對(duì)于操作者定義的FSH百分比的幅值值顯示。作為門限峰值，除了具有在操作者所指定的門限之下的值的任何數(shù)據(jù)點(diǎn)繪作背景色彩以外，C-掃描與峰值C-掃描相同。應(yīng)用深度類型顯示時(shí)，C-掃描基于行程時(shí)間數(shù)據(jù)，但色彩圖應(yīng)用英寸而不是應(yīng)用微秒。應(yīng)用聲速值和楔形延遲來計(jì)算深度。最大和最小的深度值與C-門的開始和終止相對(duì)應(yīng)。最后，作為極性顯示，彩色圖提供具有在正向和負(fù)向行進(jìn)的信號(hào)之間具有彩色差別的幅值圖。如果選擇RF數(shù)據(jù)記錄則極性C-掃描型顯示比較有效。
操作者可以確定用于任何給定的C-掃描類型的色標(biāo)的上限和下限。在所選擇的界限之上或之下的任何值都指定為特殊的色彩值。C-掃描中所應(yīng)用的色標(biāo)可以線性地分布在上限和下限之間。
操作者可以從已有的多種調(diào)色板中選擇用于C-掃描和B-掃描的調(diào)色板。操作者還可以修改已有的調(diào)色板以得到新的調(diào)色板。
此外，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還包括與超聲板164相關(guān)的軟件，這種軟件用于分析合成孔徑聚焦以校準(zhǔn)B-掃描和C-掃描的波束的截面參數(shù)，和導(dǎo)致在指定的A-掃描門中的最大或最小(在可選擇的門限之上)的信號(hào)或在A-掃描門之中的第一信號(hào)(在所選擇的門限之上)的邊沿極性(在零交叉處)顯示的C-掃描RF信號(hào)。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還包括與超聲分析器164相聯(lián)系的軟件，這種軟件用于執(zhí)行對(duì)所選擇的峰值幅值信號(hào)或來自兩個(gè)獨(dú)立的門的綜合校正信號(hào)進(jìn)行比例分析以測(cè)定相對(duì)的未接合／接合良好的信號(hào)的衰減率。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22具有縮入的能力。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22應(yīng)用最大的“n”壓縮運(yùn)算來顯示圖象。當(dāng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量比能夠在指定給該圖象的屏幕面積能夠顯示的點(diǎn)更大時(shí)應(yīng)用這種程序。操作者能夠放大C-掃描圖象以顯示所采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22具有滾屏的特征，這就允許操作者能夠看超過屏幕顯示界限的C-掃描圖。對(duì)于這種C-掃描，一次僅顯示一部分C-掃描。滾屏的特征允許操作者能夠翻看整個(gè)數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還允許操作者交換C-掃描數(shù)據(jù)的顯示軸。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還包括用于對(duì)操作者所選擇的C-掃描的部分進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的軟件文件。所執(zhí)行的統(tǒng)計(jì)計(jì)算包括行程時(shí)間和基于分析的幅值。
幅值統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)幅值測(cè)量值。再一次給出兩個(gè)結(jié)果。第一種結(jié)果是在操作者所給定的門限值之上的最大和最小幅值的值和位置。第二種結(jié)果是提供幅值示值比操作者所指定的值更大或更小的面積的百分比。
此外，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括交插的功能。這種功能允許操作者將來自不同的傳感器134的數(shù)據(jù)綜合起來得到單個(gè)圖象。具體地說，這種功能融合來自相同的數(shù)據(jù)文件的通道1和2的峰值和行程時(shí)間數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在回到B-掃描，B-掃描是剖面圖的一種圖形表示。B-掃描顯示應(yīng)用與幅值C-掃描中所應(yīng)用的相同的調(diào)色板以表示隨時(shí)間記錄的每個(gè)離散的數(shù)據(jù)點(diǎn)的波形幅值。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括通過B-掃描進(jìn)行移動(dòng)的光標(biāo)。操作者使用光標(biāo)選擇波形(A-掃描)。波形形式顯示在B-掃描之下。此外，操作者應(yīng)用光標(biāo)選擇特定的數(shù)據(jù)點(diǎn)以找到在有效的C-門中的峰值。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22以圖形的方式顯示在B-掃描中的入射偏斜角。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22允許操作者應(yīng)用從所調(diào)色板中選擇的色彩或應(yīng)用不同的灰度色調(diào)(也可以從調(diào)色板中選擇)進(jìn)行顯示。在B-掃描中在操作者應(yīng)用極化的灰度標(biāo)的同時(shí)執(zhí)行行程時(shí)間終點(diǎn)小片合并(defraction)分析。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22具有放大的功能，應(yīng)用最大的“n”壓縮算法來顯示圖象。當(dāng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量比能夠在指定給該圖象的屏幕面積能夠顯示的點(diǎn)更大時(shí)應(yīng)用這種程序。操作者能夠放大B-掃描圖象以顯示所采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22具有滾屏的特征，這就允許操作者能夠看超過屏幕顯示界限的B-掃描圖。對(duì)于這種B-掃描，一次僅顯示一部分B-掃描。滾屏的特征允許操作者能夠翻看整個(gè)數(shù)據(jù)顯示。此外，操作者還能夠調(diào)整B-掃描以進(jìn)行曲線校正。這種功能調(diào)整深度、金屬行程(metal path)和表面位置以校正曲表面的影響。
對(duì)于B-掃描，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括行程時(shí)間和金屬行程選擇功能。這些功能使操作者能夠根據(jù)時(shí)間或距離進(jìn)行顯示。該顯示屏幕使出了所選擇的單位。關(guān)于金屬行程，楔形延遲確定了零深度位置。
操作者應(yīng)用被校準(zhǔn)的測(cè)量功能測(cè)量在B-掃描中的信號(hào)。系統(tǒng)應(yīng)用兩個(gè)測(cè)量光標(biāo)。第一種為基準(zhǔn)線，而第二種為測(cè)量線。有兩種方式應(yīng)用校準(zhǔn)的測(cè)量功能。第一為執(zhí)行三角測(cè)量。對(duì)于這種應(yīng)用，操作者將虛線光標(biāo)放在第一位置，而將實(shí)心光標(biāo)放在第二位置。顯示在這兩個(gè)位置之間的距離。第二種方式為進(jìn)行計(jì)算深度測(cè)量。這是用于基于操作者所選擇的信號(hào)確定深度測(cè)量值。操作者選擇在B-掃描內(nèi)的任何點(diǎn)，并確定該點(diǎn)的實(shí)際深度。當(dāng)普通的測(cè)量值不精確時(shí)一般應(yīng)用這種功能。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還焊接覆蓋功能。這種功能顯示對(duì)B-掃描的焊接圖形表示，有助于識(shí)別由于焊接的幾何結(jié)構(gòu)引起的反射體。此外，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還包括在B-掃描種對(duì)所選擇的波形進(jìn)行進(jìn)行快速傅立葉變換(FFT)分析(FFT也可以用于C-掃描分析)。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還包括合成孔徑聚焦技術(shù)(SAFT)以模擬大口徑的焦點(diǎn)特性和聚焦的傳感器134，該聚焦的傳感器134應(yīng)用通過具有較小口徑的傳感器134(該傳感器134已經(jīng)對(duì)大面積進(jìn)行掃描)采集的數(shù)據(jù)。在線地并在該區(qū)域執(zhí)行線SAFT(兩維的SAFT)。一般線SAFT比三維SAFT要求的計(jì)算少得多。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括進(jìn)行B-掃描的軟件和硬件。在B-掃描中所討論的特征作為B-掃描顯示的元素。
至于A-掃描，A-掃描是所記錄的RF波形的圖形表示。A-掃描可以以視頻或RF模式顯示。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22經(jīng)過超聲板164支持RF、全波檢波和正和負(fù)半波檢波數(shù)據(jù)。為顯示正和負(fù)的半波檢波數(shù)據(jù)，必須在所需的半波模式中采集數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括各種渦流分析特征，下面將討論每一種特征。設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22的數(shù)據(jù)顯示能力以便能夠快速地再現(xiàn)可能的可報(bào)告的信號(hào)指示數(shù)據(jù)。因此，操作者能夠集中注意力地詳細(xì)地再次查看這些信號(hào)指示，并隨時(shí)(包括在數(shù)據(jù)采集過程中)對(duì)任何文件進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22以米制單位或英制單位顯示數(shù)據(jù)。
例如，渦流分析器166包括能夠同時(shí)給出阻抗平面、掃描和C-掃描以便操作者能夠在掃描圖象和信號(hào)數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)檢測(cè)它們的軟件。分析包括基于阻抗幅值、阻抗相位、水平阻抗分量和垂直阻抗分量的C-掃描。阻抗相位的C-掃描以度為單位進(jìn)行校準(zhǔn)而其他的C-掃描是基于整個(gè)動(dòng)態(tài)范圍的百分比。分析提供基于上述C-掃描的空間導(dǎo)出的C-掃描，以使這些信號(hào)的相位和幅值具有高速變化的特征。
還對(duì)阻抗平面顯示和對(duì)應(yīng)的垂直和水平的阻抗分量的掃描顯示進(jìn)行了分析。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22連同位置信息一起存儲(chǔ)數(shù)字化的阻抗數(shù)據(jù)。這種數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方法允許連同創(chuàng)建合成條紋圖和阻抗平面顯示產(chǎn)生在下文所討論的C-掃描類型。構(gòu)造用于同步數(shù)據(jù)顯示組合的屏幕，包括多達(dá)兩種不同的C-掃描和阻抗平面顯示。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22提供能夠調(diào)整分析屏幕顯示的內(nèi)容和比例的能力。
由于存儲(chǔ)了原始數(shù)據(jù)，可以改變后檢查軟件參數(shù)比如(但并不限于)相位、垂直／水平比例，并可以重新計(jì)算相應(yīng)的C-掃描、掃描和阻抗相位。對(duì)可變化的垂直水平幅值比例尺度進(jìn)行分析。以阻抗平面的格式顯示雙頻率混合。操作者調(diào)整用于顯示圖注和C-掃描信息的顯示面積。圖注顯示系統(tǒng)配制參數(shù)比如文件名、掃描參數(shù)和渦流參數(shù)。
由于應(yīng)用超聲數(shù)據(jù)，C-掃描是數(shù)據(jù)的俯視圖。對(duì)于所采集的數(shù)據(jù)的每個(gè)通道，操作者顯示如下所討論的對(duì)每個(gè)通道的C-掃描的選擇。應(yīng)用從調(diào)色板中選擇的色彩顯示所感興趣的參數(shù)。操作者還可以改變調(diào)色板以及與每個(gè)色彩相聯(lián)系的值。
可能產(chǎn)生的C-掃描顯示的類型包括水平幅值、垂直幅值、大小、相位和第一空間推導(dǎo)圖。對(duì)于水平幅值，阻抗平面數(shù)據(jù)的水平分量相對(duì)于操作者確定的中心值繪制。所顯示的數(shù)據(jù)以渦流單位(ECU)繪制。
系統(tǒng)所應(yīng)用的渦流板166具有總共±4K的數(shù)字動(dòng)態(tài)范圍。該動(dòng)態(tài)范圍的一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)等于一個(gè)ECU。因此，ECU提供對(duì)信號(hào)幅值的測(cè)量。至于垂直幅值，阻抗平面數(shù)據(jù)的垂直分量相對(duì)于操作者確定的中心值繪制。依據(jù)ECU繪制該數(shù)據(jù)。顯示大小是水平和垂直顯示的矢量和。阻抗平面數(shù)據(jù)的大小相對(duì)于操作者確定的中心值繪制。以ECU為單位繪制該數(shù)據(jù)。
依據(jù)阻抗平面相對(duì)于操作者所確定的中心的相位角度繪制相位顯示。以度為單位繪制該數(shù)據(jù)。操作者指定應(yīng)用相位C-掃描的門限大小。任一給定數(shù)據(jù)點(diǎn)的大小必須等于或超過相位C-掃描的門限值以顯示除了“底下”色彩之外的任何色彩。最后，可以選擇上述四種C-掃描中任一種的空間推導(dǎo)圖。操作者選擇計(jì)算推導(dǎo)圖的數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量。
在顯示掃描過程中，操作者確定用于任何給定C-掃描的類型的色標(biāo)的上限和下限。高于或低于上述確定的界限的任何值都被指定為特殊的色彩值。用于C-掃描的色標(biāo)可以線性地分布在所確定的上限和下限之間。操作者應(yīng)用調(diào)色板選擇所需的彩色。操作者還可以修改已有的調(diào)色板而得到新的調(diào)色板。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22對(duì)顯示渦流數(shù)據(jù)具有放大的功能。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22應(yīng)用最大的“n”壓縮算法來顯示圖象。當(dāng)數(shù)據(jù)點(diǎn)的數(shù)量比能夠在指定給該圖象的屏幕面積能夠顯示的點(diǎn)更大時(shí)應(yīng)用這種程序。操作者能夠放大C-掃描圖象以顯示所采集的數(shù)據(jù)點(diǎn)。
渦流板166的另一個(gè)特征是滾屏。滾屏功能允許操作者能夠看超過屏幕顯示界限的C-掃描圖。對(duì)于這種C-掃描，一次僅顯示一部分C-掃描。滾屏的特征允許操作者能夠翻看整個(gè)數(shù)據(jù)顯示。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22還允許操作者應(yīng)用交換軸的功能交換C-掃描數(shù)據(jù)的顯示軸。
渦流分析器166包括利薩如(lissajous)顯示。應(yīng)用這種利薩如顯示能夠顯示指定通道的復(fù)雜的阻抗數(shù)據(jù)。因此，操作者能夠顯示任何C-掃描類型和通道的實(shí)際數(shù)據(jù)值。
此外，渦流分析器166包括垂直／水平(V／H)比的功能以將分離的比例系數(shù)應(yīng)用到信號(hào)的水平和垂直分量中。這通過應(yīng)用V／H參數(shù)完成。這種變量是后采集項(xiàng)。V／H參數(shù)影響條狀圖、利薩如顯示和C-掃描，并且對(duì)于增加在上升信號(hào)和小的近表面缺陷之間的相位分離很有益。
渦流分析器166還包括用于對(duì)渦流數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的高通和低通濾波器。對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波。渦流分析器166的另一個(gè)特征是深度指示合并(DIM)文件。DIM文件將從分離通道(傳感器)獲得的數(shù)據(jù)和／或以不同的斜率檢查相同的空間的文件和／或檢查角度結(jié)合在一起。結(jié)果給出數(shù)據(jù)的C-和B-掃描，這里色彩表示哪個(gè)通道或通道的結(jié)合具有高于上述指定的門限的信號(hào)指示。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22提供缺陷參數(shù)的C-掃描測(cè)量，缺陷參數(shù)包括(但并不限于)寬度、長(zhǎng)度、面積、最小和最大缺陷間隔、在所確定的區(qū)域中缺陷區(qū)與非缺陷區(qū)的百分比、平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、在所架查部件上的X-Y位置。此外，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22產(chǎn)生B-掃描參數(shù)的測(cè)量，包括(并不限于)缺陷深度、長(zhǎng)度／寬度、部件厚度和剩余部件厚度的百分比。
數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22包括C-掃描直方圖功能，這可以允許操作者選擇具有“橡皮帶框(rubber-band box)”的C-掃描面積。對(duì)在所選擇的面積中數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯并顯示，以直方圖的形式指示在每個(gè)面積中數(shù)據(jù)所出現(xiàn)的次數(shù)。
最后，掃描器10包括便攜式掃描器168。便攜式掃描器168可以與掃描器10的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22兼容。與自動(dòng)掃描器10一樣，便攜式掃描器168也能夠進(jìn)行超聲和渦流檢查。便攜式掃描器168的X-和Y-軸可以鎖定以有利于進(jìn)行直線性掃描。此外，與自動(dòng)掃描器10一樣，便攜式掃描器168適合于應(yīng)用在曲表面上，并且能夠真空地裝載到要檢查的表面上。
可以理解的是雖然依據(jù)在附圖1-10中所示的說明已經(jīng)描述了掃描器10，但除了所描述的這些功能特征外還可以包括其它操作和功能特征。
安裝為便于單個(gè)操作者安裝檢查系統(tǒng)10，每個(gè)軸28，30和32可以獨(dú)立地安裝。此外，每個(gè)軸牽引器82，84和86可以獨(dú)立地安裝在它相應(yīng)的軌道組件28，30和32上?？梢詰?yīng)用下述的程序安裝掃描器10。為了說明，所述的程序的所選擇的檢查面積為沿著X-軸28，30為4英尺長(zhǎng)，沿著Y-軸32方向?yàn)?英尺長(zhǎng)。操作者在待檢查表面上安裝主X-軸28。主X-軸28牽引器組件82安裝在X-軸真空軌道組件軌道組件上。然后安裝從X-軸軌道組件30。這種安裝之后將從X-軸牽引器組件84安裝在從X-軸軌道組件30上。接著操作者應(yīng)用快速斷開連接器將Y-軸軌道組件32牢固地連接到主和從X-軸牽引器組件82，84上。Y-軸牽引器86和推進(jìn)器組件18安裝在Y-軸軌道組件32。接著，操作者將集束纜組件26連接到掃描器10上。還將掃描器10栓到外部表面上以防止萬一掃描器10從檢查表面上脫落時(shí)被損壞。
操作在完成安裝掃描器10之后，操作者可以應(yīng)用手動(dòng)控制桿157’將探頭(134)驅(qū)動(dòng)到零位置或開始位置，并通過按壓?jiǎn)吴o控制使編碼器復(fù)零。如果掃描計(jì)劃還沒有傳授，則操作者完成如這里所描述的傳授檢查面積。如果掃描計(jì)劃已經(jīng)傳授，則操作者通過可應(yīng)用的文件名輸入掃描計(jì)劃。
如果進(jìn)行超聲檢查，系統(tǒng)提示操作者在掃描之前啟動(dòng)耦合劑供應(yīng)系統(tǒng)24并在掃描過程結(jié)束時(shí)使耦合劑系統(tǒng)停止。
一旦操作者開始掃描循環(huán)，掃描控制子系統(tǒng)20將掃描器10驅(qū)動(dòng)回到零位置(如果還不在這個(gè)位置)，并且根據(jù)操作者的指令開始掃描操作。操作者選擇顯示數(shù)據(jù)的格式。例如，操作者選擇基于實(shí)時(shí)振幅或基于行程時(shí)間C-掃描或選擇顯示RF波形數(shù)據(jù)。雖然一次僅顯示一C-掃描，每門應(yīng)用的每通道都產(chǎn)生一C-掃描。
近于實(shí)時(shí)地顯示在每個(gè)格子點(diǎn)上所采集的數(shù)據(jù)(C-掃描和A-掃描)。這就能夠直接看到掃描位置和方向的反饋。此外，可以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的質(zhì)量。此外，通過閉環(huán)容差技術(shù)監(jiān)測(cè)掃描器10的滑動(dòng)量。過大的滑動(dòng)量或移動(dòng)使系統(tǒng)自動(dòng)終止掃描，并提供錯(cuò)誤信息。
如上所討論，外部三軸掃描控制子系統(tǒng)20控制掃描器10組件的運(yùn)動(dòng)。應(yīng)用預(yù)編程的直線性的掃描模式掃描控制子系統(tǒng)20操縱NDI探頭134。這種掃描模式以整體坐標(biāo)系所確定的操作者為基準(zhǔn)。通過沿著主X-軸牽引器82、從X-軸牽引器84和Y-軸牽引器86相應(yīng)的軌道系統(tǒng)28，30和32調(diào)整它們的運(yùn)動(dòng)來完成沿著整個(gè)軸操縱NDI探頭134。
在控制掃描器10的過程中，在掃描循環(huán)中的任何時(shí)候操作者都可以輸入暫停指令，以便臨時(shí)停止掃描器10的操作。此外，在如下三種情況下可以終止掃描循環(huán)正常完成、操作者終止和系統(tǒng)終止。當(dāng)掃描器10完成了整個(gè)指定的掃描模式時(shí)就正常完成。操作者可以在任何時(shí)候終止掃描和分析所采集的數(shù)據(jù)。然而，當(dāng)在完成之前終止掃描，相應(yīng)的軟件子系統(tǒng)150將會(huì)更新以提供掃描僅完成了一部分的信息。最后，一旦檢測(cè)到故障情況(包括掃描器10滑動(dòng)、移位或速度過快)系統(tǒng)就會(huì)終止掃描。
關(guān)于超聲數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22應(yīng)用由相應(yīng)軟件文件確定的掃描模式、超聲校準(zhǔn)和渦流校準(zhǔn)。在超聲數(shù)據(jù)采集過程中，在操作者所確定的預(yù)先安排的模式中掃描控制子系統(tǒng)20移動(dòng)NDI探頭134。在特定坐標(biāo)的位置(網(wǎng)格)，掃描控制子系統(tǒng)20產(chǎn)生同步脈沖。這就使脈沖發(fā)生器產(chǎn)生脈沖，并使超聲板164接收數(shù)據(jù)。
這種獲取位置信息的脈沖在特定的網(wǎng)格點(diǎn)產(chǎn)生超聲波形。數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)22讀取每網(wǎng)格點(diǎn)的完整的超聲波形、視頻數(shù)據(jù)或峰值和行程時(shí)間信息。此外，操作者在每個(gè)網(wǎng)格位置采集多個(gè)波形，并同時(shí)采集渦流數(shù)據(jù)并與超聲掃描一起進(jìn)行多路傳輸。在位置區(qū)域上以相同的片脈沖采集來自其它的NDI設(shè)備的被轉(zhuǎn)換的信號(hào)。
類似地進(jìn)行渦流數(shù)據(jù)采集。當(dāng)渦流板166連續(xù)地運(yùn)行時(shí)渦流數(shù)據(jù)采集可以與超聲數(shù)據(jù)采集同時(shí)進(jìn)行或分別進(jìn)行。當(dāng)接收到同步脈沖時(shí)，記錄每個(gè)有效的頻率和探頭的阻抗數(shù)據(jù)的水平和垂直分量。在數(shù)據(jù)采集過程中所采集的數(shù)據(jù)作為后臺(tái)任務(wù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。這就能夠防止由于AC電源中斷造成數(shù)據(jù)損失。
可以應(yīng)用多種結(jié)構(gòu)來構(gòu)造掃描器10。因此，所公開的實(shí)施例是用于說明本發(fā)明。但是，它并不限制本發(fā)明的范圍和精神。因此，本發(fā)明僅由附加的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1．一種表面掃描器，包括支撐著第一機(jī)動(dòng)化的牽引組件的第一柔性軌道組件；支撐著第二機(jī)動(dòng)化的牽引組件的第二柔性軌道組件；由第一軌道組件和第二柔性軌道組件支撐著的第三軌道組件；由第三軌道組件支撐著的第三機(jī)動(dòng)化的牽引組件；由第三機(jī)動(dòng)化的牽引組件支撐著的推進(jìn)器組件；和由推進(jìn)器組件支撐著的至少一個(gè)檢查探頭。
2．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第一柔性軌道組件和第二柔性軌道組件包括多個(gè)相互連接的軌道板。
3．如在權(quán)利要求2中所述的表面掃描器，其中軌道板為柔性部件，所說的軌道板并不隨彎曲和扭曲而發(fā)生塑性變形。
4．如在權(quán)利要求3中所述的表面掃描器，其中相互連接的軌道板由彈簧鋼制成。
5．如在權(quán)利要求3中所述的表面掃描器，其中軌道板可以調(diào)整到與復(fù)雜的表面結(jié)構(gòu)匹配。
6．如在權(quán)利要求5中所述的表面掃描器，其中軌道板可以調(diào)整得與航空器表面匹配。
7．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第一柔性軌道組件和第二柔性軌道組件支撐著許多連接到真空源的真空吸盤組件。
8．如在權(quán)利要求7中所述的表面掃描器，其中掃描器包括向操作者報(bào)告真空壓力損失的報(bào)警器。
9．如在權(quán)利要求8中所述的表面掃描器，其中每個(gè)真空吸盤形成的多個(gè)真空吸盤組件包括用于調(diào)整真空吸盤組件的角度位置的安裝鉸鏈。
10．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第一柔性軌道組件和第二柔性軌道組件在每端支撐著行程端部停止機(jī)構(gòu)。
11．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第一柔性軌道組件和第二柔性軌道組件每個(gè)都支撐著齒條。
12．如在權(quán)利要求11中所述的表面掃描器，其中每個(gè)齒條容納一個(gè)由相應(yīng)的牽引器組件支撐的配對(duì)齒輪。
13．如在權(quán)利要求12中所述的表面掃描器，其中配對(duì)齒輪是小齒輪。
14．如在權(quán)利要求13中所述的表面掃描器，其中該小齒輪由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
15．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第一牽引組件和第二牽引組件支撐著許多用于分別與第一柔性軌道組件和第二柔性軌道組件嚙合的導(dǎo)輪。
16．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第一牽引組件和第二牽引組件支撐至少一個(gè)用于分別將第一牽引組件和第二牽引組件連接到第一柔性軌道組件和第二柔性軌道組件的制動(dòng)柄。
17．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第一牽引組件和第二牽引組件每個(gè)都支撐著一個(gè)光學(xué)編碼器。
18．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第二牽引組件包括允許沿著三軸自由度相對(duì)于第三軌道組件移動(dòng)的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。
19．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三軌道組件包括連接到剛性支撐的一個(gè)軌道板。
20．如在權(quán)利要求19中所述的表面掃描器，其中第三軌道組件由彈簧鋼軌道板和鋁支撐制成。
21．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三軌道組件在每一端支撐著行程端部停止機(jī)構(gòu)。
22．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三軌道組件支撐著齒條。
23．如在權(quán)利要求22中所述的表面掃描器，其中齒條容納一個(gè)由第三牽引組件支撐的配對(duì)齒輪。
24．如在權(quán)利要求23中所述的表面掃描器，其中配對(duì)齒輪是小齒輪。
25．如在權(quán)利要求24中所述的表面掃描器，其中該小齒輪由馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。
26．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三牽引組件支撐著用于嚙合第三軌道組件的許多導(dǎo)輪。
27．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三牽引組件支撐至少一個(gè)用于將第三牽引組件連接到第三軌道組件的制動(dòng)柄。
28．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三牽引組件支撐著一個(gè)光學(xué)編碼器。
29．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中表面掃描器的重量輕。
30．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中通過鉸接接頭將第三軌道組件連接到第一軌道組件和第二軌道組件。
31．如在權(quán)利要求30中所述的表面掃描器，其中允許第一軌道組件和第二軌道組件彼此相對(duì)不平行并扭曲地連接。
32．如在權(quán)利要求30中所述的表面掃描器，其中接頭是一種快速地連接和斷開的連接器。
33．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三軌道組件支撐著允許沿著多軸自由度移動(dòng)的主安裝支架。
34．如在權(quán)利要求33中所述的表面掃描器，其中主安裝支架包括角度標(biāo)度盤。
35．如在權(quán)利要求34中所述的表面掃描器，其中主安裝支架包括指示角度標(biāo)度盤的角度位置的指示器。
36．如在權(quán)利要求35中所述的表面掃描器，其中主安裝支架包括允許第三軌道組件和第一軌道組件在位置上相對(duì)變化的樞軸機(jī)構(gòu)。
37．如在權(quán)利要求36中所述的表面掃描器，其中樞軸機(jī)構(gòu)包括上部轉(zhuǎn)軸塊和下部轉(zhuǎn)軸塊。
38．如在權(quán)利要求1中所的表面掃描器，其中掃描器包括用于使第一軌道組件和第二軌道組件從待檢查的表面的邊沿偏移的真空連接固定裝置。
39．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三軌道組件具有6英尺的線性行程。
40．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三牽引組件支持BNC連接器陣列。
41．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三牽引組件支撐著在待檢查的表面上移動(dòng)掃描器的推進(jìn)器組件。
42．如在權(quán)利要求41中所述的表面掃描器，其中推進(jìn)器組件由第三軌道組件的頂部或底部表面支撐著。
43．如在權(quán)利要求42中所述的表面掃描器，其中推進(jìn)器組件包括便于使推進(jìn)器組件滑動(dòng)的滑塊。
44．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中第三牽引組件支撐著無損檢測(cè)探頭。
45．如在權(quán)利要求44中所述的表面掃描器，其中第三牽引組件包括支撐著一個(gè)或多個(gè)無損檢查(NDI)探頭的萬向接頭。
46．如在權(quán)利要求45中所述的表面掃描器，其中NDI探頭包括機(jī)械阻抗型、超聲型或渦流型的NDI探頭。
47．如在權(quán)利要求45中所述的表面掃描器，其中檢查探頭包括單傳感器探頭。
48．如在權(quán)利要求45中所述的表面掃描器，其中檢查探頭包括渦流探頭滑板組件。
49．如在權(quán)利要求45中所述的表面掃描器，其中萬向接頭正向裝載檢查探頭，并使它們與待檢查表面保持接觸。
50．如在權(quán)利要求49中所述的表面掃描器，其中萬向接頭支撐正向裝載檢查探頭的氣壓彈簧。
51．如在權(quán)利要求50中所述的表面掃描器，其中連接塊將氣壓彈簧和萬向接頭相連接。
52．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中掃描器包括輸送耦合劑液體到NDI探頭的耦合劑輸送系統(tǒng)。
53．如在權(quán)利要求52中所述的表面掃描器，其中耦合劑輸送系統(tǒng)輸送耦合劑液體到超聲NDI探頭。
54．如在權(quán)利要求52中所述的表面掃描器，其中耦合劑輸送系統(tǒng)包括使耦合劑循環(huán)的輸送泵、存儲(chǔ)耦合劑的供應(yīng)箱和與泵、供應(yīng)箱和NDI探頭相連接的管。
55．如在權(quán)利要求54中所述的表面掃描器，其中耦合劑輸送系統(tǒng)包括除去耦合劑液體中的顆粒的過濾器。
56．如在權(quán)利要求54中所述的表面掃描器，其中耦合劑輸送系統(tǒng)進(jìn)一步包括耦合劑回收槽。
57．如在權(quán)利要求1中所述的表面掃描器，其中掃描器包括用于分析和存儲(chǔ)由NDI探頭所采集的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。
58．如在權(quán)利要求57中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)包括軟件和硬件子系統(tǒng)。
59．如在權(quán)利要求58中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)采集和分析硬件子系統(tǒng)包括主計(jì)算機(jī)。
60．如在權(quán)利要求59中所述的表面掃描器，其中計(jì)算機(jī)為便攜式計(jì)算機(jī)。
61．如在權(quán)利要求59中所述的表面掃描器，其中計(jì)算機(jī)包括Intel 486DX2／66MHz微型計(jì)算機(jī)。
62．如在權(quán)利要求59中所述的表面掃描器，其中計(jì)算機(jī)包括64Mb的隨機(jī)存儲(chǔ)器。
63．如在權(quán)利要求59中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)包括不間斷電源。
64．如在權(quán)利要求59中所述的表面掃描器，其中計(jì)算機(jī)包括外部機(jī)箱。
65．如在權(quán)利要求64中所述的表面掃描器，其中機(jī)箱中容納有一鍵盤。
66．如在權(quán)利要求65中所述的表面掃描器，其中機(jī)箱支撐著用于顯示所采集和處理的數(shù)據(jù)的可視顯示器。
67．如在權(quán)利要求66中所述的表面掃描器，其中可視顯示器為VGA監(jiān)視器。
68．如在權(quán)利要求67中所述的表面掃描器，其中VGA監(jiān)視器為彩色監(jiān)視器。
69．如在權(quán)利要求64中所述的表面掃描器，其中機(jī)箱支撐著定位設(shè)備。
70．如在權(quán)利要求64中所述的表面掃描器，其中機(jī)箱包括與外部設(shè)備進(jìn)行連接的端口。
71．如在權(quán)利要求64中所述的表面掃描器，其中機(jī)箱包括與外部設(shè)備比如打印機(jī)進(jìn)行連接的端口。
72．如在權(quán)利要求64中所述的表面掃描器，其中機(jī)箱支持與控制桿連接。
73．如在權(quán)利要求64中所述的表面掃描器，其中機(jī)箱支持?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置。
74．如在權(quán)利要求72中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置是軟盤驅(qū)動(dòng)器。
75．如在權(quán)利要求72中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置是內(nèi)部存儲(chǔ)裝置。
76．如在權(quán)利要求72中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)裝置是外部存儲(chǔ)裝置和內(nèi)部存儲(chǔ)裝置的結(jié)合。
77．如在權(quán)利要求75中所述的表面掃描器，其中存儲(chǔ)裝置包括1．44Mb的3．5軟盤驅(qū)動(dòng)器以及500Mb內(nèi)部硬盤驅(qū)動(dòng)器和外部1Gb讀／寫光驅(qū)。
78．如在權(quán)利要求57中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)采集和分析硬件子系統(tǒng)進(jìn)一步包括控制掃描器的移動(dòng)的掃描控制系統(tǒng)。
79．如在權(quán)利要求79中所述的表面掃描器，其中掃描控制系統(tǒng)包括掃描控制板。
80．如在權(quán)利要求80中所述的表面掃描器，其中該掃描控制板是一種多軸控制器，控制第一牽引組件、第二牽引組件、第三牽引組件和推進(jìn)器組件的運(yùn)動(dòng)。
81．如在權(quán)利要求80中所述的表面掃描器，其中掃描控制系統(tǒng)包括控制掃描控制板的功能的軟件。
82．如在權(quán)利要求82中所述的表面掃描器，其中可以對(duì)掃描模式進(jìn)行編程。
83．如在權(quán)利要求83中所述的表面掃描器，其中應(yīng)用教-和-學(xué)技術(shù)輸入確定整個(gè)掃描面積和形狀的數(shù)據(jù)點(diǎn)來對(duì)掃描模式進(jìn)行編程。
84．如在權(quán)利要求83中所述的表面掃描器，其中應(yīng)用整體坐標(biāo)系進(jìn)行掃描模式編程，該整體坐標(biāo)系允許將應(yīng)用在待檢查的表面上采用的相同坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)點(diǎn)和掃描圖象的顯示相對(duì)應(yīng)。
85．如在權(quán)利要求57中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)采集和分析硬件子系統(tǒng)進(jìn)一步包括處理超聲數(shù)據(jù)的超聲板。
86．如在權(quán)利要求57中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)采集和分析硬件子系統(tǒng)進(jìn)一步包括處理渦流數(shù)據(jù)的渦流板。
87．如在權(quán)利要求57中所述的表面掃描器，其中軟件子系統(tǒng)包括控制掃描器系統(tǒng)的操作的軟件文件。
88．如在權(quán)利要求88中所述的表面掃描器，其中軟件子系統(tǒng)包括進(jìn)行超聲數(shù)據(jù)處理和分析的軟件。
89．如在權(quán)利要求88中所述的表面掃描器，其中軟件子系統(tǒng)包括進(jìn)行渦流數(shù)據(jù)處理和分析的軟件。
90．如在權(quán)利要求88中所述的表面掃描器，其中軟件子系統(tǒng)包括進(jìn)行機(jī)械阻抗數(shù)據(jù)處理和分析的軟件。
91．一種表面掃描器，包括支撐著第一牽引組件的第一柔性軌道組件；支撐著第二牽引組件的第二柔性軌道組件；第三軌道組件，第一柔性軌道組件支撐著第三軌道組件的一端，而第二柔性軌道組件支撐著它的另一端；由第三軌道組件支撐著的第三牽引組件；由第三牽引組件支撐著的推進(jìn)器組件；由推進(jìn)器組件支撐著的至少一個(gè)NDI探頭用于采集與待檢查表面相關(guān)的數(shù)據(jù)；在待檢查表面上移動(dòng)NDI探頭的掃描控制系統(tǒng)；和處理和分析由NDI探頭采集的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。
92．如在權(quán)利要求92中所述的表面掃描器，其中掃描器包括輸送耦合劑液體到NDI探頭的耦合劑輸送系統(tǒng)。
93．如在權(quán)利要求92中所述的表面掃描器，其中NDI探頭包括超聲、渦流和機(jī)械阻抗型數(shù)據(jù)探頭。
94．如在權(quán)利要求92中所述的表面掃描器，其中數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)包括控制掃描器的功能的硬件和軟件子系統(tǒng)。
95．如在權(quán)利要求92中所述的表面掃描器，其中掃描控制系統(tǒng)包括將在檢查的表面上的數(shù)據(jù)點(diǎn)和所顯示的圖象對(duì)應(yīng)的整體坐標(biāo)系。
96．一種安裝表面掃描器的方法，包括將第一軌道組件連接到待檢查的表面上；通過由第一軌道組件支撐的真空吸盤產(chǎn)生真空壓力，由此產(chǎn)生吸力以將真空吸盤連接到該表面上；將第一牽引組件連接到第一軌道組件；將第二軌道組件連接到待檢查的表面上，并使第一軌道組件偏移第二軌道組件；通過由第二軌道組件支撐的真空吸盤產(chǎn)生真空壓力，由此產(chǎn)生吸力以將真空吸盤連接到該表面上；將第二牽引組件連接到第二軌道組件；將第三軌道組件連接到第一軌道組件和第二軌道組件，使第三軌道組件跨越在第一軌道組件和第二軌道組件之間的間隔上。將第三牽引組件連接到第三軌道組件；和將推進(jìn)器連接到第三牽引組件，其中推進(jìn)器支撐著NDI探頭。
97．如在權(quán)利要求97中所述的安裝表面掃描器的方法，其中掃描器包括控制掃描器功能的外部數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。
98．如在權(quán)利要求98中所述的安裝表面掃描器的方法，其中數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)包括用于確定整體坐標(biāo)系的軟件，以將在所檢查的表面上的點(diǎn)對(duì)應(yīng)到在所掃描的圖象上的相同點(diǎn)。
全文摘要
對(duì)復(fù)雜表面和結(jié)構(gòu)進(jìn)行無損檢查的表面掃描器。掃描器包括兩個(gè)柔性軌道,每個(gè)柔性軌道安裝有馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的牽引組件。剛性梁軌道跨越兩個(gè)柔性軌道。通過鉸接接頭將剛性梁軌道連接到每個(gè)柔性軌道牽引組件,該鉸接接頭允許在連接處沿著至少三個(gè)獨(dú)立軸運(yùn)動(dòng)。剛性梁支撐著第三機(jī)動(dòng)化的牽引器。這種第三牽引器支撐著順向推進(jìn)器組件,推進(jìn)器組件使用萬向接頭固定機(jī)械阻抗型、超聲型和渦流型檢查探頭。掃描控制系統(tǒng)控制著掃描器的運(yùn)動(dòng),該掃描控制系統(tǒng)包括控制掃描器在要檢查的表面上的運(yùn)動(dòng)的硬件和軟件。軟件還包括允許操作者應(yīng)用整體坐標(biāo)系對(duì)要檢查表面的掃描模式進(jìn)行編程的指導(dǎo)模式,在該模式中將在表面上的點(diǎn)和應(yīng)用相同的坐標(biāo)系顯示的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)起來。掃描器還包括控制掃描器的功能和操作的數(shù)據(jù)采集和分析系統(tǒng)。
文檔編號(hào)G01N29/265GK1291285SQ99803031
公開日2001年4月11日 申請(qǐng)日期1999年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月17日
發(fā)明者D·K·馬蒂, G·J·德斯坎特, S·M·克賴格 申請(qǐng)人:Ce核電力有限公司