用于熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)的燈組合件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本文所公開的主題涉及用于熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)的燈組合件。
【背景技術(shù)】
[0002]紅外(IR)瞬時(shí)熱像是一種無(wú)損測(cè)試技術(shù)，其利用經(jīng)過對(duì)象的熱傳遞的時(shí)間測(cè)量來(lái)提供與對(duì)象的結(jié)構(gòu)和完整性有關(guān)的信息。因?yàn)橥ㄟ^對(duì)象的熱流基本上不受對(duì)象的材料的微結(jié)構(gòu)和單晶取向影響，所以紅外瞬時(shí)熱像分析本質(zhì)上沒有限制，這對(duì)超聲測(cè)量產(chǎn)生。與大多數(shù)超聲技術(shù)形成對(duì)照，瞬時(shí)熱像分析方式?jīng)]有明顯受到被測(cè)對(duì)象的尺寸、輪廓或形狀妨礙，并且此外在測(cè)試大表面積的對(duì)象時(shí)，能夠比大多數(shù)常規(guī)超聲方法要快10至100倍來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0003]按常規(guī)，紅外(IR)攝像機(jī)用來(lái)在加熱之后記錄和存儲(chǔ)對(duì)象表面的連續(xù)熱圖像(幀)。各視頻圖像由固定數(shù)量的像素組成。在這個(gè)上下文中，像素是圖像陣列或幀中的小圖片元素，其對(duì)應(yīng)于被成像對(duì)象的表面上的矩形區(qū)域、稱作分辨單元。因?yàn)樵诟鞣直鎲卧臏囟扰c對(duì)應(yīng)像素的強(qiáng)度直接相關(guān)，所以在對(duì)象表面的各分辨單元的溫度變化可根據(jù)像素對(duì)比度的變化來(lái)分析。瞬時(shí)熱像的一種已知的當(dāng)代應(yīng)用是確定固體非金屬合成物中的瑕疵的大小和相對(duì)位置(深度)。瞬時(shí)熱像的另一種應(yīng)用是用于確定金屬對(duì)象的厚度。
[0004]某些瞬時(shí)熱像系統(tǒng)在獲取熱圖像之前或期間采用燈來(lái)加熱目標(biāo)對(duì)象。例如，燈可設(shè)置在空心對(duì)象、例如管道或?qū)Ч艿膬?nèi)腔中。IR攝像機(jī)可定位在空心對(duì)象外部，并且配置成在通過燈加熱之后接收來(lái)自對(duì)象的熱圖像。然而，由于某些內(nèi)腔的形狀和/或大小，典型燈可能無(wú)法適合目標(biāo)對(duì)象。相應(yīng)地，這類對(duì)象可能不適合由瞬時(shí)熱像系統(tǒng)來(lái)評(píng)估。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，一種熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)包括具有燈的燈組合件。燈配置成定位在目標(biāo)對(duì)象的內(nèi)腔中，并且朝內(nèi)腔的內(nèi)表面發(fā)射能量脈沖。燈包括至少一個(gè)彎曲部分，至少一個(gè)彎曲部分相對(duì)于燈的縱軸彎曲，并且彎曲部分的第一曲率選擇成基本上對(duì)應(yīng)于內(nèi)腔的第二曲率。
[0006]在另一個(gè)實(shí)施例中，一種熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)包括具有燈和自持電源的燈組合件。燈配置成定位在目標(biāo)對(duì)象的內(nèi)腔中，并且朝內(nèi)腔的內(nèi)表面發(fā)射能量脈沖，以及自持電源配置成為燈提供充分電力以發(fā)射能量脈沖。
[0007]在另一實(shí)施例中，一種熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)包括具有燈和安裝組合件的燈組合件。燈配置成定位在目標(biāo)對(duì)象的內(nèi)腔中，并且朝內(nèi)腔的內(nèi)表面發(fā)射能量脈沖，以及安裝組合件配置成有選擇地將燈耦合到目標(biāo)對(duì)象。
【附圖說(shuō)明】
[0008]通過參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述，將會(huì)更好地了解本發(fā)明的這些及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，附圖中，相似標(biāo)號(hào)在附圖中通篇表示相似部件，附圖包括:
圖1是熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)的一實(shí)施例的框圖； 圖2是可在圖1的熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)中采用的燈組合件的一實(shí)施例的框圖；
圖3是具有定位在目標(biāo)對(duì)象的內(nèi)腔中的燈的燈組合件的一實(shí)施例的截面圖；
圖4是具有基本上u形燈的燈組合件的另一個(gè)實(shí)施例的截面圖；以及圖5是具有帶橢圓截面的燈的燈組合件的另一實(shí)施例的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面將描述一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。在提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)要描述的過程中，本說(shuō)明書中可能沒有描述實(shí)際實(shí)現(xiàn)的所有特征。應(yīng)當(dāng)理解，在任何這種實(shí)際實(shí)現(xiàn)的開發(fā)中，如同任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中那樣，必須進(jìn)行許多實(shí)現(xiàn)特定的判定以便實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的特定目標(biāo)，例如符合系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)限制，這些限制可對(duì)每個(gè)實(shí)現(xiàn)而改變。此外，應(yīng)當(dāng)理解，這種開發(fā)工作可能是復(fù)雜且費(fèi)時(shí)的，但仍然是獲益于本公開的技術(shù)人員進(jìn)行的設(shè)計(jì)、制作和制造的日常事務(wù)。
[0010]在介紹本文所公開的各個(gè)實(shí)施例的元件時(shí)，限定詞“一”、“一個(gè)”、“該”和“所述”預(yù)計(jì)表示存在元件的一個(gè)或多個(gè)。術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”和“具有”預(yù)計(jì)包含在內(nèi)，并且表示可存在除了列示元件之外的附加元件。
[0011]本文所公開的實(shí)施例可通過具體將燈定位在目標(biāo)對(duì)象的內(nèi)腔中和/或具體將燈成形為匹配內(nèi)腔的輪廓，來(lái)增強(qiáng)從熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)的燈到目標(biāo)對(duì)象的能量傳遞。在某些實(shí)施例中，熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)包括燈組合件，其具有配置成定位在目標(biāo)對(duì)象的內(nèi)腔中并且朝內(nèi)腔的內(nèi)表面發(fā)射能量脈沖的燈。燈包括至少一個(gè)彎曲位置，至少一個(gè)彎曲位置相對(duì)于燈的縱軸彎曲，并且彎曲位置的第一曲率選擇成基本上對(duì)應(yīng)于內(nèi)腔的第二曲率。通過基于內(nèi)腔的形狀選擇燈形狀，燈的外表面可定位成接近內(nèi)腔的內(nèi)表面，由此增強(qiáng)從燈到內(nèi)表面的能量傳遞。在某些實(shí)施例中，燈的截面積和/或燈的截面形狀至少部分基于內(nèi)腔的內(nèi)截面積和/或內(nèi)截面形狀來(lái)選擇。基于內(nèi)腔的內(nèi)截面積/形狀來(lái)選擇燈的截面積/形狀可進(jìn)一步增強(qiáng)從燈到目標(biāo)對(duì)象的能量傳遞。在其他實(shí)施例中，燈組合件包括安裝組合件，其配置成有選擇地將燈耦合到目標(biāo)對(duì)象。在安裝組合件與燈之間延伸的支承結(jié)構(gòu)配置成相對(duì)于目標(biāo)對(duì)象將燈定位在預(yù)期位置中。通過將燈定位在預(yù)期位置，來(lái)自燈的能量脈沖可有效地傳遞給被監(jiān)測(cè)目標(biāo)對(duì)象的一部分，由此增強(qiáng)熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)的效率和/或精度。
[0012]圖1是用于檢測(cè)目標(biāo)對(duì)象中的瑕疵的熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)10的一實(shí)施例的框圖。如以下詳細(xì)論述，熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)10包括燈組合件12，其具有配置成設(shè)置在目標(biāo)對(duì)象16的內(nèi)腔14中的燈。目標(biāo)對(duì)象16可以是具有內(nèi)腔的任何適當(dāng)工業(yè)部件，例如燃燒室襯套、管套、導(dǎo)管、管道或者類似部件(例如用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)或者用于飛機(jī)系統(tǒng))。燈組合件12的燈(例如閃光燈、發(fā)光二極管組合件等)配置成朝內(nèi)腔14的內(nèi)表面20發(fā)射能量脈沖18(例如光脈沖、熱脈沖等)ο在某些實(shí)施例中，燈可朝內(nèi)表面20快速施加多個(gè)高功率能量脈沖18。一旦能量脈沖18或者多個(gè)能量脈沖18施加到內(nèi)表面20，熱脈沖或者多個(gè)熱脈沖經(jīng)過目標(biāo)對(duì)象16傳播，并且作為熱福射22從外表面21福射。
[0013]在所示實(shí)施例中，熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)10包括記錄系統(tǒng)或照相裝置24，其配置成收集來(lái)自目標(biāo)對(duì)象16的外表面21的熱輻射22。熱輻射22包括表示經(jīng)過目標(biāo)對(duì)象16的(一個(gè)或多個(gè))熱脈沖的傳播和演化的數(shù)據(jù)。在某些實(shí)施例中，記錄系統(tǒng)或照相裝置24包括高速紅外(IR)焦平面陣列照相裝置，以用于監(jiān)測(cè)溫度和/或用于對(duì)目標(biāo)對(duì)象16的熱分布進(jìn)行成像。在所示實(shí)施例中，燈組合件12的燈設(shè)置在目標(biāo)對(duì)象16的內(nèi)腔14中，以及記錄系統(tǒng)/照相裝置24定位在目標(biāo)對(duì)象16外部。在這個(gè)配置中，由燈所發(fā)射的能量脈沖經(jīng)過目標(biāo)對(duì)象16傳播，并且由記錄系統(tǒng)/照相裝置24來(lái)捕獲。在某些實(shí)施例中，記錄系統(tǒng)/照相裝置24利用IR瞬時(shí)熱像成像方法來(lái)接收和捕獲熱輻射22的圖像，其表示經(jīng)過目標(biāo)對(duì)象16的熱脈沖的傳播。圖像包括在沿目標(biāo)對(duì)象16的外表面21的不同點(diǎn)的溫度-時(shí)間響應(yīng)(又稱作T-t曲線)。
[0014]熱像無(wú)損評(píng)估系統(tǒng)10還包括圖像獲取系統(tǒng)26，其在通信上耦合到記錄系統(tǒng)/照相裝置24和燈組合件12(例如經(jīng)由有線和/或無(wú)線通信鏈路)。在某些實(shí)施例中，圖像獲取系統(tǒng)26可包含在記錄系統(tǒng)/照相裝置24中。熱輻射22的獲取可通過光學(xué)觸發(fā)或者通過任何其他適當(dāng)觸發(fā)系統(tǒng)與燈的激活并發(fā)地發(fā)起。燈的激活由圖像獲取系統(tǒng)26中和/或燈組合件12中的電路來(lái)控制。在某些實(shí)施例中，燈激活通過視頻幀