发明名称 以超音波激发材料表层下之缺陷的红外线成像
摘要 一种用于检测组成构造中的裂痕及缺陷的热感成像系统。超音波转换器经由可延展之耦合器与样品结合,该转换器的超音波能量则引起缺陷发热而可由热感摄影机检侧出。该超音波能量是以脉冲的形式表现,其中在脉冲中的超音波讯号大体上是固定的。使用控制单元来提供计时及对于超音波转换器与摄影机操作的控制。
申请公布号 TW475061 申请公布日期 2002.02.01
申请号 TW089118931 申请日期 2000.09.27
申请人 西门斯西屋能源股份有限公司 发明人 汤玛斯罗伯特L;法伯罗罗伦斯D;韩晓阳;欧阳;苏华;孙刚
分类号 G01N21/27 主分类号 G01N21/27
代理机构 代理人 何金涂 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼;李明宜 台北巿大安区敦化南路二段七十七号八楼
主权项 1.一种用于侦测组成构造中缺陷之热感成像系统,其中该系统包括:超音波转换器;面向该组成构造并产生组成构造之热感画面的热感成像摄影机;以及电连接于该转换器与该摄影机之控制器,而该控制器能使该超音波转换器以预定之频率及在预定之时间范围内发射至少一个超音波讯号的脉冲,并使该摄影机产生该组成构造之连续画面,而其中该超音波讯号频率具有大致上相同之振幅,而且其中来自该转换器的超音波能量使于该组成构造中的缺陷昇温并可见于由摄影机所产生的画面中。2.如申请专利范围第1项之系统,其中至少一个脉冲由预定时间所分离的多数脉冲,而且其中该控制器平均于每一脉冲的预定范围内所摄影的画面,其中在每一脉冲中距该脉冲之起始时间的相同迟滞时间上提供该范围。3.如申请专利范围第1项之系统,其中至少一个脉冲为连续脉冲,而且其中该系统使用转换盒整合技术以提供画面的讯号平均操作。4.如申请专利范围第1项之系统,其中该转换器在1又1/2秒或更短的时间内发射该超音波脉冲。5.如申请专利范围第1项之系统,其中进一步包括位于并连接该组成构造及转换器末端之间的离合器。6.如申请专利范围第5项之系统,其中该耦合器为可延展的并较软于该转换器之末端。7.如申请专利范围第5项之系统,其中该耦合器为一金属薄片。8.如申请专利范围第7项之系统,其中该耦合器为铜的成份。9.如申请专利范围第1项之系统,其中进一步包括应答从摄影机来的画面之显示器,该显示器显示该画面。10.如申请专利范围第1项之系统,其中摄影机在位于分开于转换器接触该组成构造位置点的位置而面向该组成构造。11.一种用于侦测结构中缺陷之缺陷侦测系统,该系统包括:一个用于在一预定时间周期内引导至少一个超音波讯号脉冲进入该结构中的超音波源,而该讯号具有预定之频室与大致上相同之振幅;一个面向该结构并于该波源发射超音波讯号时产生该结构画面之摄影机;以及连接于该液源与该摄影机以提供其间计时讯号之控制器,而该控制器应答由摄影机而来的画面。12.如申请专利范围第11项之系统,其中至少一个脉冲由预定时间所分离的多数脉冲,而且其中该控制器平均于每一脉冲的预定范围内所摄影的画面,其中在每一脉冲中距该脉冲之起始时间的相同迟滞时间上提供该范围。13.如申请专利范围第11项之系统,其中至少一个脉冲为连续脉冲,而且其中该系统使用转换盒整合技术以提供画面的讯号平均操作。14.如申请专利范围第11项之系统,其中该超音波源在1又1/2秒或更短的时间内发射该超音波脉冲。15.如专利申请范围第11项之系统,其中进一步包括位于并连接该结构及波源之间的耦合器,而该耦合器为可延展的成份。16.如申请专利范围第15项之系统,其中该耦合器为一金属薄片。17.如申请专利范围第11项之系统,其中该控制器在超音波源发射超音波讯号之前、当时及之后使摄影机拍摄该结构之连接画面。18.如申请专利范围第11项之系统,其中摄影机在位于分开于波源接触该结构位置点的位置而面向该结构。19.一种侦测结构中之缺陷的方法,该方法包括的步骤有:发射至少一个超音波讯号之脉冲进入该结构中以加热该缺陷,而该讯号具有预定之频率及大致上固定的振幅;以及于该超音波讯号发射之前、当时及之后,产生该结构之连接热感画面。20.如申请专利范围第19项之方法,其中进一步包括的步骤有发射多数个超音波讯号的脉冲,以及提供在每一个脉冲中的操作范围内所产生之画面的讯号平均,其中在每一脉冲中距该脉冲之起始时间的相同迟滞时间上提供该操作范围。21.如申请专利范围第11项之方法,其中进一步包括的步骤为使用转换盒同步成像技术来处理画面。22.如申请专利范围第19项之方法,其中发射超音波讯号脉冲的步骤包含在1又1/2秒或更短的时间内发射该脉冲。23.如申请专利范围第11项之方法,其中进一步包括的步骤为提供连接该结构及连接产生超音波讯号的超音波源之耦合器。24.如申请专利范围第19项之方法,其中提供耦合器的步骤包含提供可延展的并适合于转换器末端的耦合器。图式简单说明:第1图为根据本发明之成像系统的区块流程图。第2图示于第1图之成像系统之转换器、样品及摄影机的分解侧视图。第3图为纵轴为功率、横轴为时间的座标图,其显示使用向量锁入同步成像法之习知的热感成像技术中使用的超音波脉冲讯号。第4图为纵轴为功率、横轴为时间的座标图,其显示本发明之热感成像技术中使用的超音波脉冲讯号。第5(a)-(d)图显示在预定的时间区间中,在以本发明之成像系统超音波激发及成像的样品中,某一开放性裂痕的连续画面。第6图为以本发明之成像系统所产生的画面,其显示了被超音波能量激发的封闭性裂痕。第7图为以本发明之成像系统所产生的画面,其显示了被超音波能量激发的层离或键裂解。第8图为手握超音波转换器靠上飞行器之组成构造并使用本发明之成像系统来侦测该组成构造中之裂痕的人员透视图。
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