專利名稱：用于顯示材料特性信息的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及以便于特性之間比較的格式來(lái)顯示多個(gè)材料特性的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
各種類型的系統(tǒng)中具有疲勞限制的元件的故障常常導(dǎo)致不良或不幸的后果。例如，在噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間，發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵部件的故障可能會(huì)導(dǎo)致有人喪生或其它不幸的結(jié)果。已開發(fā)出定向能量測(cè)量技術(shù)來(lái)測(cè)試這些關(guān)鍵部件，檢測(cè)有缺陷的部件，以及預(yù)防不良的情況發(fā)生。
通常，定向能量測(cè)量技術(shù)涉及將能量定向在接受測(cè)試的零件上，并感測(cè)最后所得的衍射能量和/或衰減能量。如果使用衍射技術(shù)，則詮釋最后所感測(cè)到的衍射峰值來(lái)獲得材料特性的測(cè)量。使用能量衰減技術(shù)，則確定材料所吸收的能量的量，并使用此量來(lái)確定相同類型或其它類型的材料特性。
接受測(cè)試的零件的材料特性通常與應(yīng)力相關(guān)。例如，可確定沿接受測(cè)試的零件的表面或在其下的應(yīng)力。此外，可計(jì)算測(cè)量應(yīng)力時(shí)出現(xiàn)的誤差(應(yīng)力誤差)。如果使用多個(gè)傳感器來(lái)檢測(cè)衍射的能量，則可確定在這兩個(gè)不同的傳感器處所確定的兩個(gè)應(yīng)力測(cè)量值的比率(強(qiáng)度比)。
可確定的另一個(gè)特性是應(yīng)力測(cè)量的平均峰值寬度。這通常被定義為在傳感器處測(cè)得的應(yīng)力的高斯分布的寬度。也可確定為半幅平均全寬度(FWHM)(在傳感器處測(cè)得的應(yīng)力的高斯函數(shù)最大值的一半處的平均全寬度)。
還可確定剪應(yīng)力。此外，可通過(guò)對(duì)應(yīng)力進(jìn)行多次測(cè)量，并確定接受測(cè)試的零件中應(yīng)力的幅度和方向來(lái)確定應(yīng)力張量。還可計(jì)算與應(yīng)力張量中誤差的幅度和方向相關(guān)的誤差張量。還可根據(jù)x方向的位置的函數(shù)或是y方向的位置的函數(shù)來(lái)確定應(yīng)力。還可獲得任何方向的最大應(yīng)力(當(dāng)量應(yīng)力)。還可確定其它特性。
在確定了材料特性之后，常常需要向測(cè)量設(shè)備的操作員顯示此信息。例如，可將這些特性的值映射成二維或三維圖形，并使用視頻終端來(lái)向操作員顯示。但是，現(xiàn)有系統(tǒng)和方法僅顯示涉及接受測(cè)試的零件的單個(gè)材料特性的圖。
發(fā)明概述根據(jù)本發(fā)明，提供一種基于零件若干不同的測(cè)得特性來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的零件分析的方法和系統(tǒng)。就此而言，使用零件測(cè)試來(lái)生成原始數(shù)據(jù)，從這些原始數(shù)據(jù)生成該零件材料的不同特性的測(cè)量值，并以便于方便地在圖中所包含的信息之間進(jìn)行比較的方式來(lái)圖示和顯示每個(gè)特性的測(cè)量值。由此，使用相同的原始數(shù)據(jù)來(lái)生成可供實(shí)質(zhì)上同時(shí)顯示的多個(gè)圖形，其中每一個(gè)圖形針對(duì)不同的材料特性。優(yōu)選的是，經(jīng)格式化的輸出或圖形被全部顯示在單個(gè)屏幕上。這將便于在接受測(cè)試的零件材料上不同的特性的圖形中所顯示的信息之間進(jìn)行視覺比較。
由此，在本方法和系統(tǒng)中，一個(gè)屏幕上將出現(xiàn)幾個(gè)不同的圖形，其中每一個(gè)顯示其為查看者映射的材料特性的測(cè)量的變化。例如，應(yīng)力圖將出現(xiàn)在殘留奧氏體的圖旁邊以顯示這些材料特性相對(duì)于彼此是如何波動(dòng)的。可沿對(duì)應(yīng)于測(cè)得特性的幅度的軸或是對(duì)應(yīng)于沿被測(cè)試的零件的區(qū)域的軸(或3D圖的軸)來(lái)將各個(gè)圖相互對(duì)齊。這允許操作員能很容易地在測(cè)得特性之間進(jìn)行視覺比較以確定例如零件被測(cè)試的區(qū)域中哪里存在可能或?qū)嶋H的易出故障處。
另一方面，可使用零件材料特性圖中所提供的信息來(lái)開發(fā)一個(gè)或數(shù)個(gè)評(píng)估指導(dǎo)，它們協(xié)調(diào)或使彼此有關(guān)的測(cè)量相關(guān)，以通知要對(duì)零件采取的行動(dòng)，其目的在于諸如進(jìn)行質(zhì)量控制或零件維護(hù)等。當(dāng)評(píng)估指導(dǎo)與不同的測(cè)得零件特性相關(guān)時(shí)，它本身也能被圖示以允許操作員查看相關(guān)的測(cè)量距離采取行動(dòng)的閾值多近或多遠(yuǎn)。以此方式，操作員可主要參考該指導(dǎo)，直至逼近閾值。此時(shí)，在適當(dāng)?shù)耐ㄖ?，操作員隨即可檢查表示評(píng)估指導(dǎo)所基于的特性的材料特性圖。這可向操作員指示為何逼近了該指導(dǎo)的閾值，從而給操作員提供了有用的評(píng)估工具，用來(lái)獲得關(guān)于被測(cè)試的零件材料的狀況的信息。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明和系統(tǒng)，顯示指示接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分的多個(gè)材料特性的圖形信息。將能量定向在該接受測(cè)試的零件被選擇的部分上。檢測(cè)來(lái)自接受測(cè)試的零件被選擇的部分的最后所得的能量，并至少部分地基于檢測(cè)到的能量來(lái)獲得表示接受測(cè)試的零件該部分的數(shù)個(gè)不同的材料特性中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)。可基于所獲得的數(shù)據(jù)來(lái)同時(shí)構(gòu)成不同的圖。每個(gè)圖包括指示單獨(dú)的一個(gè)材料特性的信息。這些圖以便于在每個(gè)圖中所包含的信息之間進(jìn)行實(shí)質(zhì)上同時(shí)的視覺比較的方式被相互分開地顯示。為此目的，優(yōu)選的是這些圖全部出現(xiàn)在單個(gè)屏幕上，諸如沿z軸，即用來(lái)測(cè)量被測(cè)試的特性(例如，零件材料中的應(yīng)力或殘留奧氏體水平等)的幅度的軸來(lái)對(duì)齊等。
接受測(cè)試的給定零件的當(dāng)前狀況并不總是能由當(dāng)前系統(tǒng)適當(dāng)?shù)卮_定，因?yàn)楫?dāng)前系統(tǒng)僅檢查單個(gè)的特性，諸如以上所提及的任何一個(gè)。相反，測(cè)試操作員通常會(huì)希望或者需要訪問(wèn)接受測(cè)試的給定零件的多個(gè)不同的特性。在當(dāng)前系統(tǒng)中，可顯示指示應(yīng)力值的三維圖。但是，想要查看多個(gè)特性的操作員必須交替地生成然后查看不同特性的不同的圖。換言之，操作員必須查看顯示一個(gè)圖的一個(gè)屏幕，然后用所生成并顯示在屏幕上的另一個(gè)圖來(lái)替換這個(gè)圖，由此不得不回想他們先前所查看的圖。要實(shí)現(xiàn)這一顯示和比較技術(shù)是很麻煩且耗時(shí)的，并且不同特性之間的比較常常是困難或不可能進(jìn)行的。
由此，可以用便于在不同的材料特性之間進(jìn)行比較的方式來(lái)顯示接受測(cè)試的零件的多個(gè)材料特性的多個(gè)圖。優(yōu)選的是在單個(gè)屏幕上將這些圖沿公共軸對(duì)齊顯示。沿公共軸(例如，z軸)對(duì)齊就允許查看者能容易地比較兩個(gè)或多個(gè)材料特性的特征。在被測(cè)試的區(qū)域內(nèi)，查看者能容易地確定各材料特性中是否有哪一個(gè)具有可疑的值，并能很容易地將該圖與涉及其它特性的圖相比較，以查看例如其它材料特性值在被測(cè)試區(qū)域中是否也具有可疑的值。
為進(jìn)一步便于比較，查看者可改變?nèi)S圖中z軸的標(biāo)度，由此來(lái)定制所顯示的特性的分辨率。對(duì)每個(gè)圖的分辨率進(jìn)行相互獨(dú)立的微調(diào)是有利的，因?yàn)檫m當(dāng)?shù)仫@示一個(gè)特性的標(biāo)度可能并不適合來(lái)顯示另一個(gè)特性。因此，查看者能夠容易地對(duì)標(biāo)度進(jìn)行編程來(lái)清楚地查看各特性的區(qū)別，并且不會(huì)被限定于任何圖的任何單一的、預(yù)編程的標(biāo)度。
查看者可使用其它技術(shù)來(lái)協(xié)助各個(gè)圖之間的視覺比較。例如，查看者可改變圖的色彩，將圖重疊，以及定制圖的填充特性等。所有這些參數(shù)都可被改變，以使視覺顯示強(qiáng)調(diào)接受測(cè)試的零件的區(qū)別和/或潛在的故障區(qū)域。
如果查看者在確定零件的耐久性時(shí)需要進(jìn)一步的協(xié)助，則他們可生成接受測(cè)試的零件上的特定位置的報(bào)告。在一個(gè)示例中，該報(bào)告指示接受測(cè)試的零件上的位置的確切測(cè)量值。便利地，可通過(guò)讓用戶點(diǎn)擊屏幕上對(duì)應(yīng)于用戶想要生成報(bào)告的零件位置的點(diǎn)來(lái)生成報(bào)告。報(bào)告是特別有用的，因?yàn)樵谝恍?shí)例中，查看者可能無(wú)法在視覺上辨別圖上的值，或可能需要確定比現(xiàn)成可見的值更確切的值。
如前所述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，確定一個(gè)或多個(gè)評(píng)估指導(dǎo)。評(píng)估指導(dǎo)定義接受測(cè)試的零件的兩個(gè)或多個(gè)材料特性(例如，應(yīng)力和應(yīng)變)之間的關(guān)系。當(dāng)?shù)谝徊牧咸匦灾档闹笇?dǎo)值被應(yīng)用于該指導(dǎo)時(shí)，即構(gòu)成一組指導(dǎo)值(例如，(GSTRESS1，GSTRAIN1)；(GSTRESS2，GSTRAIN2)，等)，并且該評(píng)估指導(dǎo)被用來(lái)確定與其它材料特性相關(guān)聯(lián)的其余指導(dǎo)值。在一個(gè)特定示例中，如果指導(dǎo)指定應(yīng)力和應(yīng)變之間的線性關(guān)系(例如，應(yīng)力＝應(yīng)變)，則可確定指導(dǎo)值(1，1)；(2，2)等。
如上所述，從傳感器接收如X光衍射信息等原始數(shù)據(jù)。包括給定衍射角的強(qiáng)度讀數(shù)等的這一原始數(shù)據(jù)被用來(lái)計(jì)算測(cè)量值，測(cè)量值指定接受測(cè)試的零件上的特定點(diǎn)處特定材料特性的幅值。優(yōu)選的是，同時(shí)或?qū)嵸|(zhì)同時(shí)地來(lái)構(gòu)成多個(gè)特性的測(cè)量值。在本例中，接收原始數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換為應(yīng)力和應(yīng)變的測(cè)量值。
可在與指導(dǎo)相關(guān)聯(lián)的指導(dǎo)值和與指導(dǎo)的材料特性相關(guān)聯(lián)的實(shí)際測(cè)量值之間進(jìn)行比較。具體而言，在確定了評(píng)估指導(dǎo)和指導(dǎo)值之后，便從與評(píng)估指導(dǎo)相關(guān)聯(lián)的相同的材料特性的各組測(cè)量值構(gòu)成測(cè)試測(cè)量結(jié)果。每個(gè)測(cè)試測(cè)量結(jié)果包括與接受測(cè)試的零件上的特定點(diǎn)處的評(píng)估指導(dǎo)中的材料特性相關(guān)的兩個(gè)或多個(gè)測(cè)量值。在構(gòu)成測(cè)試測(cè)量結(jié)果之后，將測(cè)試測(cè)量結(jié)果與指導(dǎo)值相比較。在本例中，應(yīng)力(例如，(STRESS1，STRESS2)等)和應(yīng)變((STRAIN1，STRAIN2)等)被構(gòu)成為測(cè)試測(cè)量結(jié)果(TSTRESS1，TSTRAIN1)、(TSTRESS2，TSTRAIN2)等。
可在指導(dǎo)值與測(cè)試測(cè)量結(jié)果之間進(jìn)行不同類型的比較。在一種方法中，可在圖上標(biāo)繪指導(dǎo)值，并在同一個(gè)圖上標(biāo)繪測(cè)試測(cè)量結(jié)果。然后，可將測(cè)試測(cè)量結(jié)果預(yù)期會(huì)落入的區(qū)域定義為關(guān)于這些指導(dǎo)值的區(qū)域。如果測(cè)試測(cè)量結(jié)果落在該區(qū)域之外，則查看者可采取行動(dòng)。標(biāo)繪指導(dǎo)值和測(cè)試測(cè)量結(jié)果為操作員提供了一種便利和方便的確定零件可能有缺陷的方法。
在本例中，當(dāng)與應(yīng)力和應(yīng)變相關(guān)的評(píng)估指導(dǎo)和指導(dǎo)值被確定并在圖上標(biāo)繪成線之后，即可定義關(guān)于該線的區(qū)域。然后，可在同一個(gè)圖上標(biāo)繪測(cè)試測(cè)量結(jié)果((TSTRESS1，TSTRAIN1)；(TSTRESS2，TSTRAIN2)等)。進(jìn)行比較以查看測(cè)試測(cè)量結(jié)果是落在該區(qū)域內(nèi)還是該區(qū)域外。如果測(cè)試測(cè)量結(jié)果落在該區(qū)域外，則操作員可確定應(yīng)采取進(jìn)一步的行動(dòng)。
在使用評(píng)估指導(dǎo)來(lái)進(jìn)行比較的其它示例中，指導(dǎo)值可定義閾值，從而可將閾值與測(cè)試測(cè)量結(jié)果相比較。指導(dǎo)值可表示所有測(cè)試測(cè)量結(jié)果應(yīng)在其下的上限，或是所有測(cè)試測(cè)量結(jié)果應(yīng)在其上的下限?？蓤D示指導(dǎo)值，并在同一個(gè)圖上對(duì)照指導(dǎo)值來(lái)標(biāo)繪測(cè)試測(cè)量結(jié)果?？稍跍y(cè)試測(cè)量結(jié)果的位置相對(duì)于指導(dǎo)值之間進(jìn)行簡(jiǎn)單的比較。在當(dāng)前示例中，可標(biāo)繪測(cè)試測(cè)量結(jié)果(例如，(TSTRESS1，TSTRAIN1)；(TSTRESS2，TSTRAIN2)等)并將它們與指導(dǎo)值(例如，(GSTRESS1，GSTRAIN1)；(GSTRESS2，GSTRAIN2))相比較。
在另一種方法中，可定義材料特性的第一閾值。例如，可對(duì)應(yīng)變定義10ksi的閾值。在此閾值基礎(chǔ)上，可基于關(guān)系(例如，關(guān)聯(lián)這兩個(gè)材料性質(zhì)的一個(gè)或一組等式)來(lái)定義涉及第二材料特性的第二閾值。例如，如果應(yīng)力和應(yīng)變由線性關(guān)系(例如，應(yīng)力＝應(yīng)變)關(guān)聯(lián)，則應(yīng)變的第二閾值也是10ksi。
在確定閾值之后，在從原始數(shù)據(jù)計(jì)算出測(cè)量值時(shí)實(shí)時(shí)地監(jiān)視所選擇的特性(例如，應(yīng)力和應(yīng)變)的所選擇的測(cè)量值?？稍诮邮軠y(cè)試的零件上特定的一個(gè)或數(shù)個(gè)點(diǎn)監(jiān)視這些測(cè)量值。在一個(gè)示例中，如果測(cè)量值超過(guò)其中一個(gè)或數(shù)個(gè)閾值，則可警告操作員，并由操作員采取行動(dòng)。在另一個(gè)示例中，監(jiān)視測(cè)量值，并且當(dāng)這些測(cè)量值逼近其中任一或所有閾值的某個(gè)限度之內(nèi)時(shí)，警告操作員并采取行動(dòng)。此方法提供由操作員來(lái)設(shè)置閾值和限度、以及檢測(cè)有缺陷的零件的便利和自動(dòng)的方法。有利的是，操作員無(wú)需經(jīng)常檢查各個(gè)圖來(lái)確定是否超過(guò)了閾值或是計(jì)算多個(gè)閾值。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，提供了一種用于顯示指示接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分不同的材料特性的圖形信息的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括能量發(fā)射器。發(fā)射器將能量定向在接受測(cè)試的零件的被選擇的部分上。該系統(tǒng)還包括能量探測(cè)器，它從接受測(cè)試的零件的被選擇的部分檢測(cè)最后所得的能量。所檢測(cè)到的能量被發(fā)送到控制器，其中該能量或已被處理為測(cè)量數(shù)據(jù)，或由控制器將其處理為正被測(cè)試的不同材料特性的數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。控制器被耦合到存儲(chǔ)器，并且控制器包括被耦合到顯示器的輸出，用于生成零件的每個(gè)被測(cè)試的材料特性的測(cè)量圖。
優(yōu)選的是，控制器在單個(gè)屏幕上生成各個(gè)圖，以便于在各測(cè)得的材料特性之間進(jìn)行視覺比較。例如，視覺比較可確定與和零件材料的特性相關(guān)的其它測(cè)量相比，測(cè)量在哪些地方相對(duì)較高或較低。如果作出此確定，則用戶按照需要進(jìn)一步采取適當(dāng)行動(dòng)。在另一種形式中，控制器可基于至少兩個(gè)測(cè)得的材料特性之間的預(yù)定關(guān)系來(lái)生成評(píng)估指導(dǎo)。如前所述，控制器可圖示指導(dǎo)值，并對(duì)照指導(dǎo)來(lái)標(biāo)繪測(cè)試測(cè)量結(jié)果。然后可標(biāo)識(shí)關(guān)于該指導(dǎo)的區(qū)域，以定義關(guān)于該指導(dǎo)的、測(cè)試測(cè)量結(jié)果可能落入并仍被視為可接受的區(qū)域。查看者隨即可在視覺上確定測(cè)試測(cè)量結(jié)果是落入該區(qū)域內(nèi)，在評(píng)估指導(dǎo)之上，還是在評(píng)估指導(dǎo)之下。換言之，查看者可基于測(cè)試測(cè)量結(jié)果是落在該區(qū)域內(nèi)還是該區(qū)域外，從而在視覺上確定測(cè)試測(cè)量結(jié)果中所標(biāo)識(shí)的測(cè)量值相對(duì)評(píng)估指導(dǎo)的偏差是否可接受。
基于對(duì)圖的視覺檢查，操作員可采取行動(dòng)。通過(guò)在單個(gè)屏幕上顯示各個(gè)材料特性圖，就可容易地檢測(cè)到接受測(cè)試的零件潛在的問(wèn)題，并例如在該零件出現(xiàn)故障之前采取正確的行動(dòng)。這在諸如飛機(jī)引擎等故障可能引起災(zāi)難性后果的應(yīng)用中將是極其重要的。操作員可抽出所要測(cè)試的零件，對(duì)該零件執(zhí)行進(jìn)一步的測(cè)試，警告他人該零件可疑，以及記錄該零件的標(biāo)識(shí)以供將來(lái)參考。
評(píng)估指導(dǎo)還因?yàn)椴榭凑吣苋菀椎卮_定測(cè)試測(cè)量結(jié)果與評(píng)估指導(dǎo)相比情況如何而有益。同樣，能很容易地進(jìn)行此確定，并在接受測(cè)試的零件發(fā)生故障之前采取正確的行動(dòng)。就此而言，并且如上所述，操作員能以圖形形式來(lái)查看評(píng)估指導(dǎo)，并在取測(cè)量值時(shí)將指導(dǎo)與測(cè)試測(cè)量結(jié)果相比較。如果指導(dǎo)與值之間的比較指示為不符，則操作員可采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
這些實(shí)施例可用于實(shí)現(xiàn)針對(duì)本文中所提及的各種因素和問(wèn)題中的至少一些因素和問(wèn)題的各種經(jīng)濟(jì)的、可靠的、相對(duì)直觀并且比例標(biāo)度相對(duì)可調(diào)的技術(shù)方案。
附圖簡(jiǎn)述

圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的通過(guò)將X光定向到接受測(cè)試的零件來(lái)顯示圖形信息的系統(tǒng)的框圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的向用戶顯示圖形信息的方法的流程圖；圖3是根據(jù)圖2的方法來(lái)選擇圖形顯示參數(shù)的方法的流程圖；圖4是根據(jù)圖2的方法來(lái)選擇其它顯示參數(shù)的流程圖；圖5是根據(jù)圖2-4的方法來(lái)監(jiān)視坐標(biāo)的閾值并采取行動(dòng)的流程圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例來(lái)監(jiān)視由評(píng)估指導(dǎo)所定義的值的模式的流程圖；圖7是顯示沿公共軸對(duì)齊的應(yīng)力、剪應(yīng)力、強(qiáng)度比和平均峰值FWHM的圖1的系統(tǒng)的單屏顯示的視圖；圖8是顯示沿公共軸對(duì)齊的應(yīng)力、剪應(yīng)力、強(qiáng)度比和平均峰值FWHM以及接受測(cè)試的零件的一個(gè)點(diǎn)處的特性的報(bào)告的另一個(gè)單屏顯示；圖9是顯示被測(cè)試的材料特性的二維或三維圖的單屏顯示；圖10是顯示被測(cè)試的材料特性的二維或三維圖以及基于它們的報(bào)告的單屏顯不；圖11是顯示沿公共軸對(duì)齊的應(yīng)力、誤差、強(qiáng)度比和平均峰值寬度的單屏顯示；圖12是沿公共軸顯示不同的材料特性的圖、等壓圖和二維圖的單屏顯示；圖13是用于進(jìn)行零件的X光衍射測(cè)試的能量衍射裝置的透視圖；以及圖14是評(píng)估指導(dǎo)和所標(biāo)繪的測(cè)量值的圖。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)認(rèn)識(shí)到，附圖中的元件是為簡(jiǎn)單和清楚的目的而示意的，而未必是按比例繪制的。例如，圖中一些元件的尺寸相對(duì)于其它元件可能被擴(kuò)大以幫助理解本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例。并且，在商業(yè)上可行的實(shí)施例中有用或必需的常用或公知的元件通常沒(méi)有被繪制，目的是為便于減少與本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的視圖的混淆。
優(yōu)選實(shí)施例的詳述首先參考圖1，用于圖形地顯示接受測(cè)試的零件110的能量測(cè)量信息的系統(tǒng)100優(yōu)選包括控制器102、存儲(chǔ)器104、測(cè)量系統(tǒng)106和顯示系統(tǒng)108。控制器102被通信地耦合到存儲(chǔ)器104、測(cè)量系統(tǒng)106和顯示系統(tǒng)108。測(cè)量系統(tǒng)106優(yōu)選包括能量發(fā)射器122、能量探測(cè)器120a和120b、以及控制模塊124。如將在下文中更加詳細(xì)地解釋的，發(fā)射器122在控制模塊124的控制下，將能量定向到接受測(cè)試的零件110，而探測(cè)器120a和120b檢測(cè)來(lái)自接受測(cè)試的零件110的最后所得的能量。被定向的能量可包括任何形式的能量，例如，X光或熱能。探測(cè)器120a和120b所檢測(cè)到的最后所得的能量可以是衍射的能量或是衰減的能量。其它形式的被定向的能量和最后所得的能量也是可能的。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選形式，從所檢測(cè)到的能量獲得原始數(shù)據(jù)，然后這些原始數(shù)據(jù)作為公用數(shù)據(jù)被用來(lái)生成若干個(gè)測(cè)量值，這些測(cè)量值每一個(gè)是該零件的一個(gè)不同的材料特性，即，應(yīng)力、殘留奧氏體、以及粒度等，這將在下文中進(jìn)一步描述。
接受測(cè)試的零件110常常是高性能系統(tǒng)的部件，而在這樣的系統(tǒng)中，該零件的故障可能會(huì)導(dǎo)致不幸的后果。例如，接受測(cè)試的零件110可以是飛機(jī)引擎部件，在該引擎中，該部件的故障可能導(dǎo)致引擎和飛機(jī)的損失。由此，能夠確定系統(tǒng)中零件的可靠性，特別是在零件實(shí)際發(fā)生故障之前確定零件的不可靠性是很重要的。
通常，接受測(cè)試的零件110的可靠性的確定是基于測(cè)量該接受測(cè)試的零件110的多個(gè)材料特性來(lái)進(jìn)行的。例如，可測(cè)量特定點(diǎn)的應(yīng)力以及該點(diǎn)的殘留奧氏體值。應(yīng)力的特定值和殘留奧氏體的特定值一起可能指示接受測(cè)試的零件110的不可靠性。但是，使用當(dāng)前的系統(tǒng)，任何時(shí)候一次只能生成一個(gè)特定零件材料特性的信息并將其顯示在屏幕上。換言之，如果操作員需要比較接受測(cè)試的零件110的兩個(gè)或多個(gè)材料特性，則他們必需在單獨(dú)的視頻終端上查看這些信息?；蛘?，操作員在試圖在兩個(gè)材料特性之間進(jìn)行比較時(shí)必須記住關(guān)于第一材料特性的信息，然后生成用于顯示的第二材料特性的信息，而屏幕上僅顯示關(guān)于第二材料特性的該信息。顯然，兩種方法對(duì)于操作員來(lái)說(shuō)都是麻煩并且不方便的。
在本系統(tǒng)中，可在顯示系統(tǒng)108的同一個(gè)屏幕108a上顯示關(guān)于接受測(cè)試的零件110的數(shù)個(gè)被測(cè)試的材料特性的信息。具體而言，操作員可查看屏幕108a，并且同時(shí)生成關(guān)于接受測(cè)試的零件110的數(shù)個(gè)不同的材料特性的測(cè)量信息并將其顯示在屏幕108a上。在單個(gè)屏幕108a上同時(shí)顯示信息就允許操作員能容易地檢查不同的材料特性的測(cè)量結(jié)果，而無(wú)需為此目的進(jìn)行進(jìn)一步的干預(yù)，也不為此目的而需要諸如另一個(gè)屏幕等其它的計(jì)算機(jī)硬件。此外，可使用相同的數(shù)據(jù)來(lái)產(chǎn)生各個(gè)要顯示的圖，從而無(wú)需為比較目的而進(jìn)行另外的測(cè)試。優(yōu)選的是，以諸如將各個(gè)圖沿z軸對(duì)齊等引導(dǎo)操作員在信息之間進(jìn)行容易的比較的方式來(lái)布置各個(gè)圖中的信息，這將在下文中進(jìn)一步描述。
基于綜合地查看各個(gè)特性，操作員可在視覺上確定一些值相對(duì)于其它值較高，而一些值相對(duì)于其它值較低。高值和低值可能超過(guò)材料特性可接受的限度。因?yàn)楦鱾€(gè)圖是一起顯示的，所以操作員可以基于所顯示的所有或一些特性對(duì)各材料特性進(jìn)行快速和容易的比較，并確定是否需要對(duì)接受測(cè)試的零件110采取行動(dòng)。
在一個(gè)示例中，并參考圖11，在單個(gè)屏幕108a上沿z軸層疊地顯示了標(biāo)識(shí)應(yīng)力、誤差、強(qiáng)度比和峰值寬度的圖1101、1103、1104和1105。對(duì)應(yīng)力圖1101的檢查指示應(yīng)力在區(qū)域1102到達(dá)最大值。又如圖中可見，其它材料特性值在接受測(cè)試的零件110被測(cè)試的區(qū)域上變化，并且也是在其各個(gè)圖中對(duì)應(yīng)的區(qū)域1102內(nèi)。這可能指示接受測(cè)試的零件110也許有缺陷，從而要求應(yīng)對(duì)接受測(cè)試的零件110采取進(jìn)一步的行動(dòng)。
操作員在查看了屏幕108a上的各個(gè)圖之后，可根據(jù)查看的結(jié)果來(lái)采取行動(dòng)。例如，如果操作員查看了各個(gè)圖并意識(shí)到所顯示的特性的組合標(biāo)識(shí)該零件上有問(wèn)題的位置，則可抽出該零件。在另一個(gè)示例中，如果查看指示零件可能有問(wèn)題，則可對(duì)該零件執(zhí)行進(jìn)一步的測(cè)試。顯然，操作員可在單個(gè)屏幕上查看了這些圖之后便利地作出此確定。在圖11的示例中，查看者會(huì)注意到在圖1101上的區(qū)域1102中應(yīng)力到達(dá)極高的值，并抽出此零件以進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。另一方面，圖1103-1105中沒(méi)有任何一個(gè)顯示類似的高值的集中可能是指示對(duì)于被測(cè)試的各個(gè)特性而言，該點(diǎn)仍在安全和可容許的水平內(nèi)。
除了圖以外，還可在單個(gè)屏幕108a上顯示報(bào)告及其它類型的信息。具體而言，可生成指示關(guān)于接受測(cè)試的零件上的點(diǎn)或位置的其它信息的報(bào)告，并與各圖并排顯示。該報(bào)告指示特定點(diǎn)的確切值的測(cè)量結(jié)果。例如，對(duì)點(diǎn)的報(bào)告可指示所討論的點(diǎn)的應(yīng)力、剪應(yīng)力和殘留奧氏體值。顯示報(bào)告在許多情況下是有用的，因?yàn)橛脩粼诟鱾€(gè)圖的可視格式之外可能還想要以離散格式看到關(guān)于被測(cè)點(diǎn)的確切測(cè)量值或其它信息。在一些實(shí)例中，這些圖可能很難讀數(shù)，而在其它實(shí)例中，查看者可能需要知道確切的值，例如在對(duì)應(yīng)圖上的測(cè)量值顯得接近不可接受范圍的情況下等等。
現(xiàn)在參考圖10，在圖1004旁邊并排顯示了報(bào)告1002。報(bào)告1004示出從兩個(gè)探測(cè)器測(cè)得的接受測(cè)試的零件110上的特定點(diǎn)的測(cè)得應(yīng)力、強(qiáng)度比、平均峰值寬度以及平均峰值FWHM。并且，所選擇的點(diǎn)的應(yīng)力是-81.336ksi。在該報(bào)告的使用的一個(gè)示例中，操作員可知道低于-81ksi的應(yīng)力值指示該零件需被抽出。但是，看圖1004，要確定是否超過(guò)該閾值是很困難的。但是，通過(guò)使用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)來(lái)點(diǎn)擊所要檢查的該點(diǎn)，即生成報(bào)告1002，并且操作員能很容易地看到應(yīng)力值，確定該值超過(guò)閾值，并抽出該接受測(cè)試的零件110以進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試。
本系統(tǒng)的另一個(gè)益處是可確定一個(gè)或數(shù)個(gè)評(píng)估指導(dǎo)。評(píng)估指導(dǎo)可由操作員確定，用于指示兩個(gè)或多個(gè)材料特性之間的關(guān)系?；谠u(píng)估指導(dǎo)，可計(jì)算指導(dǎo)值并將其顯示在單個(gè)屏幕108a上。此外，可確定測(cè)試測(cè)量結(jié)果。測(cè)試測(cè)量結(jié)果包括指導(dǎo)中所定義的相同材料特性的接受測(cè)試的零件上的特定點(diǎn)的兩個(gè)或多個(gè)測(cè)量值。例如，如果指導(dǎo)將應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)聯(lián)，則從應(yīng)力和應(yīng)變的測(cè)量值構(gòu)成測(cè)試測(cè)量結(jié)果，并且每個(gè)測(cè)試測(cè)量與接受測(cè)試的零件上的一個(gè)點(diǎn)相關(guān)。
因?yàn)闇y(cè)試測(cè)量結(jié)果包括與所述的指導(dǎo)的相同材料特性相關(guān)聯(lián)的測(cè)量值，所以可將測(cè)試測(cè)量結(jié)果作為指導(dǎo)值標(biāo)繪在同一個(gè)圖上，并將其與指導(dǎo)值相比較。此外，可在單個(gè)屏幕108a上單獨(dú)顯示指導(dǎo)值和測(cè)試測(cè)量結(jié)果，或可將它們與接受測(cè)試的零件110的各個(gè)材料特性圖一起顯示。
在評(píng)估指導(dǎo)的使用的一個(gè)示例中，并再參考圖14，評(píng)估指導(dǎo)的指導(dǎo)值被標(biāo)繪為指導(dǎo)線1402。如圖中可見，指導(dǎo)線1402的指導(dǎo)值所指示的關(guān)系是線性的。在此情形中，指導(dǎo)線1402所定義的關(guān)系是涉及這兩個(gè)材料特性應(yīng)如何理想地比較的目標(biāo)值。還關(guān)于線1402標(biāo)識(shí)出區(qū)域1404，該區(qū)域定義了指導(dǎo)線1402的偏差的可接受范圍。
從與評(píng)估指導(dǎo)的特定材料特性相關(guān)的測(cè)量值構(gòu)成測(cè)試測(cè)量結(jié)果1406a-d、1408a-b及1410a-b并標(biāo)繪這些結(jié)果。操作員可查看該圖并發(fā)現(xiàn)所標(biāo)繪的測(cè)試測(cè)量結(jié)果1406a-d的組落入?yún)^(qū)域1404內(nèi)，這指示由這些測(cè)試測(cè)量結(jié)果1406a-d所標(biāo)識(shí)的測(cè)量值是可接受的。但是，測(cè)試測(cè)量結(jié)果1408a-b和1410a-b沒(méi)有落在區(qū)域1404內(nèi)，這指示對(duì)于接受測(cè)試的零件110上的一些點(diǎn)而言，測(cè)試值是不可接受的。一旦操作員發(fā)現(xiàn)有測(cè)試測(cè)量結(jié)果落在區(qū)域1401外，操作員即可采取行動(dòng)，例如，撤走該接受測(cè)試的零件以進(jìn)行進(jìn)一步的測(cè)試或調(diào)查各材料特性中哪一個(gè)可疑。由此，評(píng)估指導(dǎo)提供了一種替換和便利的方法來(lái)確定測(cè)量值是否落在可接受的限度內(nèi)。
或者，可使用評(píng)估指導(dǎo)來(lái)作為閾值。在圖14中所描繪的評(píng)估指導(dǎo)的情形中，指導(dǎo)線1402可表示閾值。此閾值可以是所有測(cè)量值都不應(yīng)超過(guò)的上限，或是所有測(cè)量值都不應(yīng)在其之下的下限。如果指導(dǎo)線1402是上閾值，則可看到測(cè)試測(cè)量結(jié)果1408a-b、1406a、1406c和1406d落在該閾值之上。反過(guò)來(lái)，如果指導(dǎo)線1402表示下限，則可看到測(cè)試測(cè)量結(jié)果1410a-b和1406b的測(cè)試值落在指導(dǎo)線1402之下。在任一情形中，查看者都可容易地確定是否超過(guò)了閾值，并確定是否需要采取行動(dòng)，因?yàn)槌^(guò)了閾值就指示有一些測(cè)量值不符。
在另一種方法中，查看者可確定超過(guò)了閾值的任何測(cè)試測(cè)量結(jié)果若仍足夠接近指導(dǎo)線1402，則無(wú)需采取任何行動(dòng)。就此而言，可將區(qū)域1404用作為作此確定的視覺協(xié)助。具體而言，超過(guò)閾值但仍落在該區(qū)域內(nèi)的測(cè)試測(cè)量結(jié)果將仍被視為是可接受的。或者，查看者可確定需對(duì)超越閾值的所有測(cè)試測(cè)量結(jié)果采取行動(dòng)。由此，用戶可很容易地確定與測(cè)量結(jié)果相關(guān)聯(lián)的測(cè)量值是否到達(dá)閾值，從而可采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
該系統(tǒng)還可跟蹤測(cè)試測(cè)量結(jié)果如何與評(píng)估指導(dǎo)相關(guān)。在一個(gè)示例中，該系統(tǒng)可確定測(cè)試測(cè)量結(jié)果何時(shí)逼近評(píng)估指導(dǎo)的某個(gè)距離內(nèi)，從而在此情況發(fā)生時(shí)發(fā)出警告。在另一個(gè)示例中，該系統(tǒng)可確定測(cè)試測(cè)量結(jié)果何時(shí)離開區(qū)域1404，并在此情況發(fā)生時(shí)警告操作員。
控制器102可以是能夠執(zhí)行存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)指令的任何處理器。例如，控制器102可以是微處理器等。如圖1中所示，控制器102和測(cè)量系統(tǒng)106內(nèi)的控制模塊124可以是單獨(dú)的設(shè)備。但是，控制器102和控制模塊124也可以被包括在同一個(gè)設(shè)備內(nèi)，例如，在同一個(gè)微處理器內(nèi)等。此外，控制器102、存儲(chǔ)器104和顯示器108可被包括在同一個(gè)系統(tǒng)部件或外殼中，例如，在個(gè)人計(jì)算機(jī)內(nèi)或被包含在同一個(gè)控制板上。
控制器102可從測(cè)量系統(tǒng)106接受原始數(shù)據(jù)，并將該數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中。該數(shù)據(jù)可用適當(dāng)?shù)母袷剑⑴c例如報(bào)頭等其它信息一起被存儲(chǔ)，該其它信息足以標(biāo)識(shí)該數(shù)據(jù)，并允許由控制器102從存儲(chǔ)器104檢索該信息?？刂破?02還可接受并將評(píng)估指導(dǎo)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中。
控制器102同時(shí)從所接收的衍射數(shù)據(jù)來(lái)確定材料特性。具體而言，控制器102接收指示各個(gè)衍射角度的所接收能量的強(qiáng)度的數(shù)據(jù)?？刂破?02使用各種數(shù)學(xué)或計(jì)算操作來(lái)處理此數(shù)據(jù)以獲得材料特性的測(cè)量值。這些操作可由控制器102的經(jīng)編程的軟件從用戶角度來(lái)看基本上同時(shí)執(zhí)行，盡管系統(tǒng)資源可能指示發(fā)生的是算法的順序而不是并行處理。在控制器102所執(zhí)行的操作的一個(gè)示例中，控制器102將所接收的能量的強(qiáng)度與對(duì)應(yīng)的衍射角度相關(guān)聯(lián)，并從此關(guān)系確定峰值寬度。然后控制器102使用該峰值寬度來(lái)計(jì)算密度、硬度和粒度。在其它示例中，控制器102確定所接收的能量的強(qiáng)度的絕對(duì)峰值，并使用該峰值來(lái)計(jì)算應(yīng)變。
控制器102還可例如按操作員在顯示系統(tǒng)108處的請(qǐng)求，從存儲(chǔ)器104提取先前已處理的信息，并將此信息處理為允許經(jīng)由顯示系統(tǒng)108向操作員顯示該信息的格式。例如，顯示系統(tǒng)108處的操作員可請(qǐng)求從存儲(chǔ)器104檢索先前存在的圖，并將其顯示在顯示系統(tǒng)108處等。
控制器102還可在從測(cè)量系統(tǒng)106接收數(shù)據(jù)時(shí)實(shí)時(shí)地將數(shù)據(jù)顯示在顯示系統(tǒng)上。在顯示系統(tǒng)空間的操作員還可另外請(qǐng)求對(duì)接受測(cè)試的零件110進(jìn)行特定類型的測(cè)量。操作員還可請(qǐng)求顯示某些數(shù)字、類型和圖形格式的信息?？刂破?02還可接收并處理來(lái)自測(cè)量系統(tǒng)的其它類型的請(qǐng)求。
存儲(chǔ)器104可以是能夠存儲(chǔ)信息的任何類型的設(shè)備。例如，存儲(chǔ)器104可以是存儲(chǔ)任何類型數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)。存儲(chǔ)器的其它示例也是可能的。
存儲(chǔ)器104可存儲(chǔ)從測(cè)量系統(tǒng)106獲得的數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)格式可遵循任何數(shù)量的結(jié)構(gòu)。例如，與接收測(cè)試的特定零件的特定特性相關(guān)的信息可被存儲(chǔ)在單個(gè)文檔或文件中。此文檔或文件包括充分的信息使控制器102能夠識(shí)別和檢索特定文檔或文件。
測(cè)量系統(tǒng)106可以是能夠?qū)⒛芰慷ㄏ蛟诮邮軠y(cè)試的零件110上并檢測(cè)來(lái)自接受測(cè)試的零件110的最后所得的能量的任何類型的系統(tǒng)。如圖1所示，測(cè)量系統(tǒng)106優(yōu)選包括能量發(fā)射器122、能量探測(cè)器120a和120b以及控制模塊124。能量發(fā)射器122可將例如X光或熱能等能量定向到接受測(cè)試的零件110上。例如衍射的X光或衰減的能量等最后所得的能量可被傳感器120a和120b檢測(cè)。
盡管圖中僅示出單個(gè)發(fā)射器和兩個(gè)傳感器，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)理解，可使用任意數(shù)量的發(fā)射器和傳感器。還可理解，測(cè)量系統(tǒng)106可以是固定的或可是移動(dòng)的。在一個(gè)示例中，測(cè)量系統(tǒng)可以是在共同待審的美國(guó)專利申請(qǐng)第09/539,346號(hào)“X-Ray Diffraction Apparatus and Method(X光衍射裝置和方法)”中所描述的類型，其內(nèi)容通過(guò)引用而被全部包含于此。在另一個(gè)示例中，測(cè)量系統(tǒng)可以是在共同待審的美國(guó)專利申請(qǐng)第10/390,479號(hào)“X-ray Diffraction System and Method(X光衍射系統(tǒng)和方法)”所描述的類型，其內(nèi)容通過(guò)引用而被全部包含于此。
測(cè)量系統(tǒng)106內(nèi)的控制模塊124可控制傳感器120a和120b及發(fā)射器122的移動(dòng)和操作。具體而言，控制模塊可移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)106跨越接受測(cè)試的零件110以進(jìn)行測(cè)量。在一個(gè)示例中，該移動(dòng)可以是沿弧線路徑?？刂颇K124還可接受在傳感器處所獲得的信息，并將該信息轉(zhuǎn)發(fā)給控制器102或存儲(chǔ)器104。
如上文中所討論的，顯示系統(tǒng)108是由單個(gè)視頻屏幕108a構(gòu)成的視頻顯示系統(tǒng)。顯示系統(tǒng)108允許操作員請(qǐng)求并顯示存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中的信息，或啟動(dòng)使用測(cè)量系統(tǒng)106的測(cè)量和信息和顯示。
在圖1的系統(tǒng)的操作的一個(gè)示例中，例如X光等能量可從測(cè)量系統(tǒng)106的發(fā)射器122被定向到接受測(cè)試的零件110的一個(gè)部分上。操作員可選擇接受測(cè)試的零件110上要將能量定向到的部分?？裳乩缁【€等移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)106跨越接受測(cè)試的零件110以允許測(cè)量在該路徑中的各個(gè)點(diǎn)處發(fā)生。測(cè)量系統(tǒng)106的傳感器120a和120b檢測(cè)來(lái)自接受測(cè)試的零件110的最后所得的能量(例如，衍射的X光或衰減的能量等)，并將其轉(zhuǎn)換為適合控制器124使用的格式和形式的數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)被轉(zhuǎn)發(fā)給控制器124，后者隨即將其發(fā)送給控制器102?？刂破?02將原始數(shù)據(jù)格式化，并將其放到存儲(chǔ)模塊104中。例如，在存儲(chǔ)器104中該數(shù)據(jù)可由其源、接受測(cè)試的零件的標(biāo)識(shí)、或是零件上受到能量轟擊的區(qū)域的位置等來(lái)標(biāo)識(shí)。
如前所述，可根據(jù)各種數(shù)學(xué)或計(jì)算的操作來(lái)分析控制器102所接收的原始衍射數(shù)據(jù)，以同時(shí)確定各個(gè)材料特性。該分析是通過(guò)分析所接收的能量的強(qiáng)度與所接收能量的衍射角度之間的關(guān)系的各個(gè)方面來(lái)進(jìn)行的。還可向操作員顯示此信息。例如，圖10中所示的圖1006和1007顯示兩個(gè)傳感器所接收的能量的強(qiáng)度相對(duì)于所接收的能量的衍射角度的關(guān)系。操作員可使用這些圖來(lái)視覺上地確定兩個(gè)傳感器處所接收的信息是否相同或相似。如果各個(gè)圖根本上不同，則可能是指示接收測(cè)試的零件或是傳感器存在著問(wèn)題。
顯示系統(tǒng)108在單個(gè)屏幕108a上顯示這些圖?？扇鐖D11所示地沿公共的z軸將這些圖對(duì)齊。沿公共的z軸將各個(gè)圖對(duì)齊是有益的，因?yàn)檫@允許操作員能很容易地對(duì)接收測(cè)試的零件110的特定區(qū)域的測(cè)量值進(jìn)行視覺上的比較。此外，操作員無(wú)需在查看不同材料特性的圖之間來(lái)回切換，也無(wú)需要獲得兩個(gè)視頻終端才能同時(shí)查看這些圖。相反，查看者僅需要在各個(gè)圖被同時(shí)顯示在屏幕108a上時(shí)檢查這些圖。由此，查看者可進(jìn)行現(xiàn)成的比較并確定何時(shí)或是否需要對(duì)接收測(cè)試的零件采取進(jìn)一步的行動(dòng)。
此外，顯示系統(tǒng)108可如圖14所示地圖形地描繪評(píng)估指導(dǎo)，并對(duì)照這些指導(dǎo)圖形地描繪測(cè)量值的圖集。如果評(píng)估指導(dǎo)表示目標(biāo)值，則查看者可確定測(cè)量值是否落入指導(dǎo)的可接受范圍內(nèi)。如果評(píng)估指導(dǎo)表示閾值，則查看者可確定測(cè)量值是落在閾值之上還是之下。一旦作出此確定，查看者即可確定是否要采取任何進(jìn)一步的行動(dòng)。
便利地，操作員可改變屏幕108a上圖形顯示的參數(shù)以使對(duì)圖形的查看更加方便。例如，為能顯示各個(gè)材料特性以示出測(cè)得值的區(qū)別和差異，可修改分辨率(影響圖的z軸)。
在另一個(gè)示例中，可改變圖的色彩以使某些圖或圖的某些部分突出。這在一些材料特性比其它材料特性更加重要的情況下是有用的。操作員還可定制每個(gè)圖的分辨率和大小。操作員通過(guò)例如使用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或其它光標(biāo)控制設(shè)備來(lái)選擇并點(diǎn)擊圖上的一個(gè)點(diǎn)即可生成關(guān)于圖上的特定點(diǎn)的特性的詳細(xì)報(bào)告。
為協(xié)助區(qū)別圖中的變化并以視覺上悅目的格式來(lái)一般地表示這些圖，可使用各種不同的顯示技術(shù)。例如，可將三維圖彩色編碼，其中特定的測(cè)量值范圍具有特定的顏色。操作員可對(duì)每個(gè)圖定制這些顏色。還可用任何類型的圖形填充(例如，線框、填充表面、或者點(diǎn)等)來(lái)填充三維圖。此外，可創(chuàng)建并顯示每個(gè)圖的等壓投影。還可創(chuàng)建二維剖面并將其放置在三維圖中。二維平面可被單獨(dú)顯示為二維圖。此外，操作員可點(diǎn)擊并拖曳任何剖面以動(dòng)態(tài)地更新對(duì)應(yīng)于該剖面的二維圖。此外，可將具有不同顏色的不同的圖相互重疊。
可對(duì)接收測(cè)試的零件110的表面上的特性進(jìn)行測(cè)量并由此導(dǎo)出各個(gè)圖?；蛘撸蓪?duì)接收測(cè)試的零件110的表面下的點(diǎn)或區(qū)域的特性進(jìn)行測(cè)量并由此導(dǎo)出各個(gè)圖。在此情形中，操作員可選擇點(diǎn)或區(qū)域的位置。此外，可對(duì)多個(gè)點(diǎn)和/或位置進(jìn)行測(cè)量并由此導(dǎo)出各個(gè)圖。在顯示系統(tǒng)108處，可將示出特性的圖與示出特定深度或各種深度處的特性的圖并排顯示。
便利地，操作員還可選擇實(shí)時(shí)地顯示和/或監(jiān)視一些或所有的圖，并在圖中達(dá)到閾值時(shí)采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。此外，顯示系統(tǒng)可圖示評(píng)估指導(dǎo)，并確定測(cè)量值是否落在評(píng)估指導(dǎo)的某個(gè)距離內(nèi)。例如，再次參考圖14，顯示系統(tǒng)可確定測(cè)試測(cè)量結(jié)果1406a-d、1408a-b和1410a-b距離線1402多遠(yuǎn)，或是這些結(jié)果是否落在區(qū)域1404內(nèi)?；谠摯_定，系統(tǒng)可警告操作員采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
現(xiàn)在參考圖2，來(lái)描述對(duì)應(yīng)方法的一個(gè)示例。在步驟202，可確定是否想要打開已被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的現(xiàn)有的圖。例如，先前所生成的圖可被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，而操作員可能想要查看該圖以查看圖中所指示的材料特性。如本領(lǐng)域中所公知的，圖可被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)文件或是類似的結(jié)構(gòu)中。如果步驟202的答案是否定的，則執(zhí)行在步驟204繼續(xù)。如果步驟202的答案是肯定的，則執(zhí)行在步驟212繼續(xù)。
在步驟204，操作員可為其想顯示的圖選擇參數(shù)。如將參考圖3來(lái)更加詳細(xì)地解釋的，此選擇可包括所要顯示的圖的類型、圖的大小以及圖的分辨率等。
此步驟可包括獲取與接受測(cè)試的零件的部分的表面等高線(接受測(cè)試的零件的部分的z位置)關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。換言之，可進(jìn)行描繪接受測(cè)試的零件的表面的區(qū)域或部分的形狀或結(jié)構(gòu)的圖或映射關(guān)系。獲得指示接受測(cè)試的零件的表面的z位置坐標(biāo)的數(shù)據(jù)可能是合乎需要的，因此在進(jìn)行測(cè)量時(shí)，可例如將能量發(fā)射器和/或傳感器移到接受測(cè)試的零件上的精確位置以將定向的能量正確地聚焦在接受測(cè)試的零件上。在共同待審的美國(guó)專利申請(qǐng)第09/539,346號(hào)“X-Ray Diffraction Apparatus andMethod(X光衍射裝置和方法)”中描述了用來(lái)實(shí)現(xiàn)這一映射的方法的一個(gè)示例，其內(nèi)容通過(guò)引用而被全部包含于此。
在步驟206，可經(jīng)由例如圖1中的測(cè)量系統(tǒng)106來(lái)收集數(shù)據(jù)。在圖1的示例性系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)可從測(cè)量系統(tǒng)106被發(fā)送，并由控制器102存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器104中。
在步驟208，操作員可選擇顯示的參數(shù)。如將參考圖4來(lái)更加充分地討論的，這可包括確定所要顯示的圖的個(gè)數(shù)，圖的布局，圖的填充，以及在圖內(nèi)選擇關(guān)注的特定區(qū)域來(lái)進(jìn)行查看等。
在步驟210，可將圖顯示。例如，可根據(jù)在步驟204所選擇的圖參數(shù)，并根據(jù)在步驟208所選擇的顯示參數(shù)來(lái)顯示圖?？稍谝曨l終端等顯示圖。也可使用其它顯示媒體來(lái)顯示圖。
可使用諸如一次曝光(SET)、線性技術(shù)、橢圓技術(shù)或三軸技術(shù)等合適的處理技術(shù)來(lái)將圖的每個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)處理成中間形式。然后，可將中間形式轉(zhuǎn)換為在屏幕上進(jìn)行顯示的圖。軟件還可建立報(bào)告以及要被顯示在屏幕上的其它類型的信息。例如，參考圖10，可生成示出由兩個(gè)探測(cè)器所測(cè)得的接受測(cè)試的零件110上的特定點(diǎn)的測(cè)得應(yīng)力、強(qiáng)度比、平均峰值寬度和平均FWHM的報(bào)告1002，其中所有這些信息都是從同一原始數(shù)據(jù)獲得的。
圖還可以是被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的現(xiàn)有的圖。在此情形中，操作員可向控制器指定圖的標(biāo)識(shí)，控制器使用此信息即可在存儲(chǔ)器中定位該圖，檢索該圖，并在顯示系統(tǒng)上顯示該圖?；蛘?，如果要實(shí)時(shí)顯示圖，則控制器可將數(shù)據(jù)處理成圖形格式，并直接在屏幕上向操作員顯示該圖，而不必首先將該圖存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。還可對(duì)圖進(jìn)行周期性的更新(例如，在自動(dòng)的基礎(chǔ)上，或在當(dāng)操作員發(fā)起時(shí))。
在步驟212，可確定操作員是否想要迅速查看現(xiàn)有的圖而無(wú)需例如設(shè)置顯示參數(shù)。如果答案是肯定的，則執(zhí)行在步驟210繼續(xù)。如果答案是否定的，則執(zhí)行在步驟208繼續(xù)。
現(xiàn)參考圖3，將描述實(shí)現(xiàn)上述步驟的對(duì)應(yīng)的方法的一個(gè)示例。在步驟302，由操作員選擇坐標(biāo)系統(tǒng)。操作員可選擇任意數(shù)量的坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)顯示信息。例如，操作員可選擇圓坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)顯示圖，其中坐標(biāo)是根據(jù)半徑和角度來(lái)映射的。操作員也可選擇極映射坐標(biāo)系統(tǒng)、三維坐標(biāo)系統(tǒng)(其中以x、y和z位置的形式來(lái)給出坐標(biāo))、或環(huán)坐標(biāo)系統(tǒng)(其中數(shù)據(jù)被圖示為環(huán))。操作員還可選擇映射接受測(cè)試的零件的部分的物理等高線。此模式的操作在共同待審的美國(guó)專利申請(qǐng)第09/539,346號(hào)“X-RayDiffraction Apparatus and Method(X光衍射裝置和方法)”中描述，其內(nèi)容通過(guò)引用而被全部包含于此。
在步驟304，操作員可設(shè)置與圖的顯示相關(guān)的參數(shù)。例如，如果所使用的坐標(biāo)系統(tǒng)是三維坐標(biāo)系統(tǒng)，則操作員可輸入圖的x和y維度、以及圖的x和y分辨率。操作員還可選擇實(shí)時(shí)地在此圖上顯示數(shù)據(jù)。換言之，操作員可在測(cè)量系統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的同時(shí)將數(shù)據(jù)向用戶顯示。在另一個(gè)示例中，操作員可確定分析數(shù)據(jù)所要使用的分析方法，例如，一次曝光技術(shù)、線性技術(shù)、橢圓分析方法或是三軸分析方法等。
在步驟306，可確定是否應(yīng)映射接受測(cè)試的零件的z軸輪廓。如果答案是肯定的，則在步驟308系統(tǒng)獲取z位置坐標(biāo)的數(shù)據(jù)。將z坐標(biāo)的值映射為例如能量發(fā)射器可將能量正確地聚焦在接受測(cè)試的零件上。如果答案是否定的，則執(zhí)行結(jié)束。
現(xiàn)在參考圖4，將描述實(shí)現(xiàn)上述動(dòng)作的對(duì)應(yīng)方法的一個(gè)示例。在步驟402，操作員可選擇要在單個(gè)屏幕上同時(shí)顯示多少個(gè)圖。任意數(shù)量的圖可被顯示，只要這些圖在視覺上可被操作員辨認(rèn)和識(shí)別。在一個(gè)示例中，操作員可選擇顯示四個(gè)圖。當(dāng)顯示時(shí)，可將各圖沿公共軸來(lái)定位，例如，沿縱軸定位以使各圖相互“堆疊”。
如以上所討論的，將圖相互堆疊在單個(gè)屏幕上來(lái)提高操作員容易地進(jìn)行視覺上的比較的能力是有利的。例如，他們可檢查各圖并比較接受測(cè)試的零件的特定區(qū)域的值。如前文中所述，通過(guò)使用這一方法，就無(wú)需在不同的計(jì)算機(jī)屏幕之間來(lái)回切換，也無(wú)需保持兩個(gè)終端來(lái)進(jìn)行視覺上的比較。
或者，可將圖重疊。換言之，不是將圖相互堆疊，而是將圖在同一個(gè)x軸和y軸上一起顯示。在此情形中，可使用不同的顏色來(lái)顯示兩個(gè)或多個(gè)圖。在又一個(gè)示例中，可將圖沿其相應(yīng)的x軸橫向?qū)R地顯示。
在步驟404，操作員可選擇分析模式。在一個(gè)示例中，操作員可選擇分析所收集的實(shí)際數(shù)據(jù)。在另一個(gè)示例中，操作員可使用映射代數(shù)來(lái)分析先前所收集的數(shù)據(jù)。例如，可從第一映射圖中所包含的值減去第二映射圖中所包含的值來(lái)創(chuàng)建第三“差值”圖。分析模式的其它選擇也是可能的。
在另一種方法中，用戶可從存儲(chǔ)器中檢索與特定材料特性相關(guān)的圖。還可顯示示出同一材料特性的第二個(gè)圖，該圖或與當(dāng)前的一組測(cè)量相關(guān)，或是在第二段時(shí)間期間生成的。第一和第二個(gè)圖可與相同或不同的接受測(cè)試的零件相關(guān)。用戶可拖動(dòng)第一個(gè)圖并將其放在第二個(gè)圖上，然后點(diǎn)擊其計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)來(lái)生成第三個(gè)圖，這第三個(gè)圖示出第一和第二個(gè)圖之間的差異。通過(guò)使用這一方法，查看者可很容易地確定不同零件之間或同一零件上特定的材料特性是如何隨時(shí)間推移而改變的。
在步驟406，操作員可選擇要以圖形格式顯示的材料特性。要向操作員顯示的特性可作為一個(gè)組(即，作為一個(gè)集合)或是單獨(dú)地選擇。在一個(gè)示例中，操作員可基于測(cè)量方法(例如，線性、橢圓或三軸)來(lái)選擇源數(shù)據(jù)類型。在另一個(gè)示例中，操作員可單個(gè)地選擇特性。特性的例子包括但不限于，應(yīng)力、應(yīng)力誤差、強(qiáng)度比、平均峰值寬度、平均半幅全寬度(FWHM)、剪應(yīng)力、應(yīng)力張量、誤差張量、x向應(yīng)力、y向應(yīng)力、最大剪力、當(dāng)量應(yīng)力、硬度、粒度、位錯(cuò)密度、塑性應(yīng)變、塑性應(yīng)變百分比、冷作百分比、相位、殘留奧氏體百分比、應(yīng)變、應(yīng)變誤差、剪應(yīng)變、應(yīng)變張量、x向應(yīng)變、y向應(yīng)變、以及最大應(yīng)變等等?？纱_定在接受測(cè)試的零件的表面、或是在接受測(cè)試的零件表面下的特定深度處的這些特性。此外，這些特性可從所檢測(cè)到的衍射或衰減的能量來(lái)導(dǎo)出。從前文可明確，對(duì)于本系統(tǒng)和方法，很大范圍的特性和選擇方法都是可能的。
在步驟408，操作員可選擇顯示的布局。操作員可確定在屏幕上要顯示圖形及其它信息的位置。例如，操作員可指示要在屏幕上顯示每個(gè)圖的確切屏幕坐標(biāo)。這可通過(guò)用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)或某種其它選擇方法來(lái)點(diǎn)擊并拖曳圖來(lái)實(shí)現(xiàn)。自定義的設(shè)置是有利的，因?yàn)檫@允許操作員能基于實(shí)際測(cè)量來(lái)從預(yù)定的設(shè)置改變顯示。此外，這允許操作員能確定在評(píng)估接受測(cè)試的零件時(shí)真正有用的圖的顯示和位置。
操作員還可選擇根據(jù)預(yù)定的布置模式來(lái)顯示圖。例如，操作員可決定沿著屏幕的左邊沿公共的縱軸顯示三維圖，并沿屏幕的右邊顯示二維圖。這在操作員每當(dāng)需要迅速顯示圖而不必花時(shí)間來(lái)定制編程每個(gè)圖的位置時(shí)是有利的。
操作員可另外選擇便利的布局方法以便于對(duì)各圖中所包括的信息進(jìn)行比較。例如，操作員可通過(guò)沿公共縱軸對(duì)齊多個(gè)圖來(lái)“堆疊”圖。在另一個(gè)示例中，可沿公共橫軸水平地對(duì)齊各個(gè)圖。操作員可通過(guò)使用編程工具來(lái)確定公共軸，并將圖移到該公共軸來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)齊。例如，操作員可使用計(jì)算機(jī)鼠標(biāo)來(lái)沿軸拖放圖，或者指定x、y坐標(biāo)來(lái)將圖對(duì)齊。其它對(duì)齊和布置模式也是可能的。如上文中所討論的，對(duì)齊模式協(xié)助查看者評(píng)估材料特性圖。
操作員還可顯示圖上的單個(gè)點(diǎn)的分析報(bào)告。例如，操作員可移動(dòng)光標(biāo)到圖上的點(diǎn)或區(qū)域，并點(diǎn)擊該點(diǎn)以使關(guān)于該點(diǎn)的報(bào)告被生成并顯示。在一個(gè)示例中，報(bào)告包括從兩個(gè)傳感器處的衍射能量獲得的應(yīng)力相關(guān)的信息。
一旦顯示了圖，操作員還可在顯示上移動(dòng)圖。例如，操作員可使用光標(biāo)控件來(lái)將任何圖移動(dòng)到新的位置以便于在圖之間進(jìn)行其它的比較。確定和調(diào)整屏幕布局的其它示例和方法也是可能的。
便利地，如果每個(gè)圖的分辨率和范圍是相同或相似的，并且各個(gè)圖被對(duì)齊，則可容易地在接受測(cè)試的零件的部分的不同材料特性之間進(jìn)行比較。這有助于查看，因?yàn)閷?duì)于每個(gè)圖，相同大小的區(qū)域?qū)⒈怀尸F(xiàn)給用戶。換言之，如果對(duì)x和y軸選擇了相同的范圍，則用戶就無(wú)需費(fèi)力地去看很小的區(qū)域并就其它材料特性將這些區(qū)域與其它較大的區(qū)域進(jìn)行比較。
此外，還可為每個(gè)圖調(diào)整z軸的標(biāo)度范圍和分辨率。每個(gè)材料特性圖可具有不同范圍的特性測(cè)得值，并且這些范圍優(yōu)選由操作員調(diào)整為使操作員能夠容易地辨別該特性的測(cè)量值的變化。例如，現(xiàn)參考圖7，可以看到示出應(yīng)力的圖的標(biāo)度范圍大約從27到-90ksi；示出剪應(yīng)力的圖從大約17到-10ksi；示出強(qiáng)度比的圖從1.8到1.0ksi；而平均峰值FWHM從3.8到2.1ksi。通過(guò)改變分辨率，操作員能容易地調(diào)整測(cè)量的變化，并在各圖之間進(jìn)行有意義的比較。
在步驟410，操作員可選擇查看諸如x、y和z軸的旋轉(zhuǎn)、平移、縮放、分辨率等參數(shù)；拉伸壓縮；以及光譜(顏色梯度)。在步驟412，操作員可為三維映射圖選擇映射表面填充。例如，如本領(lǐng)域所公知的，操作員可選擇點(diǎn)填充、線框、或表面填充來(lái)作為表面填充類型。顯然，查看參數(shù)及表面填充類型的其它示例也是可能的。
在步驟414，操作員可根據(jù)維度坐標(biāo)來(lái)檢查特性值。例如，操作員可將特性顯示為沿x、y或z軸的位置的函數(shù)的新圖。在另一個(gè)示例中，操作員還可創(chuàng)建圖的等壓投影來(lái)進(jìn)行顯示。
在步驟416，操作員可選擇過(guò)濾器，過(guò)濾器調(diào)整圖在顯示器上的內(nèi)容和/或布局。例如，操作員可從所顯示的圖中移除一個(gè)區(qū)域，因?yàn)閬?lái)自該區(qū)域的數(shù)據(jù)是可疑或不可靠的。如將在本申請(qǐng)中其它地方更加詳細(xì)地描述的，操作員還可設(shè)置測(cè)量閾值，由此當(dāng)?shù)竭_(dá)這些閾值時(shí)，即發(fā)生預(yù)定的行動(dòng)。此外，如也將在本申請(qǐng)中更加詳細(xì)地描述的，操作員可令系統(tǒng)就某些評(píng)估指導(dǎo)而對(duì)圖進(jìn)行監(jiān)視，并令系統(tǒng)在檢測(cè)到這些指導(dǎo)時(shí)執(zhí)行某些動(dòng)作。評(píng)估指導(dǎo)1402本身可以是圖的主題(見圖14)，諸如在不同的測(cè)得材料特性的值與由這一指導(dǎo)所確定的要采取行動(dòng)的閾值之間有相關(guān)性時(shí)等等。
現(xiàn)在參考圖5，將描述對(duì)應(yīng)于上述行動(dòng)的方法的一個(gè)示例。在步驟502，操作員可為圖選擇監(jiān)視器模式的監(jiān)視器選項(xiàng)。這一選擇允許數(shù)據(jù)在被測(cè)量和收集時(shí)在圖中被實(shí)時(shí)顯示。也可進(jìn)行周期性的更新。
在步驟504，操作員可確定圖內(nèi)要被監(jiān)視的坐標(biāo)。在一個(gè)示例中，圖中的一個(gè)區(qū)域(多個(gè)點(diǎn))被監(jiān)視。在另一個(gè)示例中，圖內(nèi)的單個(gè)坐標(biāo)被選擇。操作員隨即可設(shè)置預(yù)定的閾值，將就某些材料特性對(duì)所選擇的點(diǎn)監(jiān)視該閾值。各閾值可由例如數(shù)學(xué)關(guān)系來(lái)關(guān)聯(lián)。
在步驟506，系統(tǒng)可監(jiān)視圖的區(qū)域或點(diǎn)。如本領(lǐng)域中所公知的，可使用電子硬件或計(jì)算機(jī)軟件的任意組合來(lái)實(shí)現(xiàn)此結(jié)果。
在步驟508，系統(tǒng)可確定是否到達(dá)了閾值。如果答案是肯定的，則執(zhí)行在步驟512繼續(xù)。如果答案是否定的，則執(zhí)行在步驟510繼續(xù)。系統(tǒng)可確定在所選擇的點(diǎn)處是否一些或全部的閾值都已到達(dá)。
在步驟510，系統(tǒng)可確定操作員是否想要取消監(jiān)視。如果答案是肯定的，則執(zhí)行結(jié)束。如果答案是否定的，則控制回到步驟506。
在步驟512，可采取行動(dòng)。例如，系統(tǒng)可通過(guò)在視頻屏幕上引發(fā)標(biāo)記或警報(bào)來(lái)警告操作員。在另一個(gè)示例中，系統(tǒng)可向操作員或其它人發(fā)送例如電子郵件或無(wú)線消息等通信。任何通信的內(nèi)容可被用來(lái)警告操作員已檢測(cè)到具有可疑特性的零件。這可能使操作員必須采取進(jìn)一步的行動(dòng)。例如，這可能意味著移除該零件或?qū)τ诓煌牟牧咸匦栽俅螠y(cè)試該零件。其它行動(dòng)也是可能的。
現(xiàn)在參考圖6，將描述針對(duì)評(píng)估指導(dǎo)對(duì)圖進(jìn)行監(jiān)視對(duì)應(yīng)方法的一個(gè)示例。在步驟602，可由操作員為圖選擇監(jiān)視器模式的監(jiān)視器選項(xiàng)。這一選擇允許在測(cè)量和收集數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)時(shí)地向操作員顯示圖。
在步驟604，操作員可確定圖內(nèi)所要監(jiān)視的坐標(biāo)。在另一個(gè)示例中，可選擇圖中所要監(jiān)視的區(qū)域。
在步驟606，操作員可確定評(píng)估指導(dǎo)。評(píng)估指導(dǎo)可包括與至少一個(gè)材料特性相關(guān)的任何一組指導(dǎo)值。在評(píng)估指導(dǎo)之間，指導(dǎo)值可以是由已知關(guān)系關(guān)聯(lián)的，不相關(guān)的、或是通過(guò)測(cè)試來(lái)確定的。此外，評(píng)估指導(dǎo)內(nèi)所包含的指導(dǎo)值可由操作員按需預(yù)先確定或是確定。此外，與評(píng)估指導(dǎo)相關(guān)聯(lián)的指導(dǎo)值可被固定，或者操作員可基于諸如經(jīng)由如本文中所述的測(cè)試系統(tǒng)在零件上收集的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)隨時(shí)間推移來(lái)改變指導(dǎo)中的值。
在一個(gè)示例中，可選擇具有應(yīng)力值S1和殘留奧氏體值A(chǔ)1的評(píng)估指導(dǎo)。操作員還可指示如果檢測(cè)到這些指導(dǎo)值，則采取第一行動(dòng)。在另一個(gè)示例中，操作員可確定應(yīng)力值S2和殘留奧氏體值A(chǔ)1。操作員還可指示在檢測(cè)到此評(píng)估指導(dǎo)中的值的時(shí)候采取第二行動(dòng)。
在步驟608，系統(tǒng)可監(jiān)視圖中的區(qū)域，以試圖獲得與指導(dǎo)值的匹配。如本領(lǐng)域中所公知的，可使用電子硬件或計(jì)算機(jī)軟件的組合來(lái)達(dá)到此效果。
在步驟610，系統(tǒng)可確定是否檢測(cè)到指導(dǎo)值。如果答案是肯定的，則執(zhí)行在步驟614繼續(xù)。如果答案是否定的，則執(zhí)行在步驟612繼續(xù)。
在步驟612，系統(tǒng)可確定操作員是否想要取消監(jiān)視。如果答案是肯定的，則執(zhí)行結(jié)束。如果答案是否定的，則控制返回步驟608。
在步驟614，可采取行動(dòng)。行動(dòng)可如以上關(guān)于步驟606所討論地由操作員來(lái)定義。例如，系統(tǒng)可通過(guò)在屏幕上引發(fā)標(biāo)記或警報(bào)來(lái)警告操作員。在另一個(gè)示例中，系統(tǒng)可向操作員或其它人發(fā)送例如電子郵件等通信。這一通信的內(nèi)容可被用來(lái)警告操作員已檢測(cè)到有可疑特性的零件。這可能使操作員必須采取進(jìn)一步的行動(dòng)，例如移除該零件或?yàn)樾绿匦栽俅螠y(cè)試該零件等。其它行動(dòng)也是可能的。
參考圖7-12，其中示出了通過(guò)上述步驟創(chuàng)建的顯示的示例。優(yōu)選的是，在視頻監(jiān)視器的單個(gè)屏幕108a上作這些顯示以便于如前所述地在各圖之間進(jìn)行比較?？梢岳斫猓疚闹兴枋龅膱D僅僅是示例。換言之，內(nèi)容、圖的類型、特征、圖之間的關(guān)系、所顯示的信息、報(bào)告的類型、報(bào)告的內(nèi)容、分析、圖表或表都可以改變。此外，可改變或變更位置、色彩、圖形填充、陰影、或任何其它字體或樣式特征。最后，這些圖在三維(x，y，z)坐標(biāo)系統(tǒng)中示出。但是，可以理解，這些圖可被映射到任何其它坐標(biāo)系統(tǒng)，并且不同坐標(biāo)系統(tǒng)的圖可被一起顯示。
現(xiàn)在參考圖7，將描述單個(gè)屏幕108a上的顯示的一個(gè)示例。該顯示包括在單個(gè)屏幕上相互堆疊的四個(gè)圖702、704、706和708。為便于比較，這四個(gè)圖被以相同的分辨率映射到同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)上，并且沿公共的縱軸對(duì)齊。這允許查看者通過(guò)實(shí)質(zhì)上沿屏幕108a垂直上下掃視來(lái)看到在被測(cè)試的零件的同一個(gè)位置處被圖示的每一個(gè)測(cè)得材料特性的幅值。在此例中，操作員選擇顯示四個(gè)材料特性(使用四個(gè)圖702、704、706和708)，包括應(yīng)力、剪應(yīng)力、強(qiáng)度比和平均峰值FWHM。圖702、704、706和708可用顏色編碼，其中不同的顏色指示不同的測(cè)量值范圍。在一個(gè)示例中，紅色的特定陰影可指示16.8與14.4ksi之間的剪應(yīng)力，而另一種紅色的陰影可指示14.4和11.5ksi之間的應(yīng)力。每個(gè)圖旁邊的顏色梯度表指示顏色與測(cè)量值之間的關(guān)系。
通過(guò)將圖702、704、706和708沿公共軸對(duì)齊，就可看到可對(duì)所顯示的材料特性進(jìn)行簡(jiǎn)單的視覺上的比較。在此情形中，可以看到應(yīng)力在零件的一部分上是相對(duì)恒定的，而在接受測(cè)試的零件的另一部分上上升到一均勻的較高的值。還可看到，剪應(yīng)力在零件上是相對(duì)恒定的，除了在該零件的一個(gè)區(qū)域中有一峰值。可以看到強(qiáng)度比有大幅度的變化，在接受測(cè)試的零件的不同區(qū)域達(dá)到不同的峰值?？梢钥吹狡骄逯祵挾菷WHM相對(duì)恒定，但在接受測(cè)試的零件的一個(gè)區(qū)域下陷。如果特定區(qū)域的應(yīng)力和剪應(yīng)力兩者都為高才需要采取行動(dòng)，則查看者能很容易地確定沒(méi)有達(dá)到此要求，并且無(wú)需采取進(jìn)一步的行動(dòng)。
現(xiàn)在參考圖8，將描述顯示的另一個(gè)示例。該顯示包括四個(gè)圖802、804、806和808以及報(bào)告810。如圖7的顯示一樣，該顯示包括相互堆疊的四個(gè)圖。為便于比較，這四個(gè)圖802、804、806和808使用相同的分辨率映射到同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)，并沿公共的縱軸對(duì)齊。操作員選擇顯示包括應(yīng)力、剪應(yīng)力、強(qiáng)度比和平均峰值FWHM在內(nèi)的四個(gè)材料特性。圖旁邊的顏色梯度表指示顏色與測(cè)量值的關(guān)系。這些圖和圖7中所示的是相同的。
當(dāng)操作者點(diǎn)擊圖中的特定點(diǎn)時(shí)可創(chuàng)建報(bào)告810。報(bào)告810可以是與操作員所選擇的一個(gè)或一組點(diǎn)相關(guān)的任何值序列。在此例中，報(bào)告810指示與在兩個(gè)傳感器處從接受測(cè)試的零件接收的衍射信息相關(guān)的不同值。這些值中一些能以二維方式映射到圖8中心的圖中。
D間隔是晶格參數(shù)，它與材料的晶面之間的間隔相關(guān)，而Sin2psi與感測(cè)到的衍射的能量的衍射角度相關(guān)。D間隔相對(duì)于Sin2psi的標(biāo)繪的斜率即是零件的應(yīng)變。此外，當(dāng)來(lái)自兩個(gè)單獨(dú)的探測(cè)器的Sin2psi和D間隔被標(biāo)繪在單個(gè)圖上時(shí)，兩個(gè)標(biāo)繪之間任何的間隔即指示該零件中存在剪應(yīng)力。
可向查看者方便地顯示此類信息。具體而言，二維圖812包括來(lái)自報(bào)告810的Sin2psi相對(duì)于D間隔的映射。圖812示出第一探測(cè)器處的值的第一標(biāo)繪811、以及第二探測(cè)器處的值的第二標(biāo)繪813。由此，在此例中，用戶可檢查線811和813，判定這兩條線不一致，并確定存在剪應(yīng)力。
查看者可使用報(bào)告810來(lái)確定與報(bào)告相關(guān)聯(lián)的特定點(diǎn)處的應(yīng)力的確切值。這在查看者需要指導(dǎo)確切值以確定該值是否超過(guò)閾值的情形中是有利的。在圖8的情形中，操作員可能必須確定一個(gè)點(diǎn)處的應(yīng)力是否超過(guò)12ksi，檢查了應(yīng)力圖802，并且不能確定零件上該點(diǎn)處的應(yīng)力的確切值。但是，操作員可生成報(bào)告810并看到應(yīng)力值12.469ksi。由此，操作員可基于查看報(bào)告來(lái)采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)。
現(xiàn)在參考圖9，圖中描繪了顯示的另一個(gè)示例。圖9中所示的顯示包括三維圖902。兩個(gè)平面904和906通過(guò)三維圖902。平面904位于x和z方向，而平面906位于y和z方向。這兩個(gè)平面904和906中所包含的信息被變換到在顯示的右下部分處所顯示的兩個(gè)圖表908和910上。第一圖表908以x位置的函數(shù)的形式示出來(lái)自三維圖的值，而第二圖表910以y位置的函數(shù)的形式示出來(lái)自三維圖的值。
此外，該顯示包括從三維圖902導(dǎo)出的等壓映射圖912。在三維圖902右邊的這一等壓映射圖912示出三維圖902的二維投影，其中落在某些范圍內(nèi)的測(cè)量值被給予相同的顏色。該等壓映射圖顏色編碼，從而操作員能容易地確定材料特性的變化。例如，可以看到數(shù)個(gè)區(qū)域有過(guò)高和過(guò)低的值。在頂部，該顯示還可包括給出第一探測(cè)器處所測(cè)得的和在第二探測(cè)器處所測(cè)得的X光衍射信息的兩個(gè)圖914和916。如圖中可見，對(duì)于每個(gè)探測(cè)器，衍射的強(qiáng)度在大約相同的角度達(dá)到峰值。
現(xiàn)在參考圖10，示出了顯示的又一個(gè)示例。該顯示包括應(yīng)力的三維圖1004、衍射峰測(cè)量圖1006和1007、應(yīng)力報(bào)告1002、以及D間隔相對(duì)于Sin2psi的圖1003。
這兩個(gè)衍射峰圖示出在兩個(gè)探測(cè)器處，衍射峰強(qiáng)度都是在特定角度達(dá)到最大。圖1004示出應(yīng)力在特定點(diǎn)處達(dá)到最大。該圖其余區(qū)域示出接受測(cè)試的零件所示區(qū)域的應(yīng)力很低。圖1004可反映出接受測(cè)試的零件在高應(yīng)力的這個(gè)點(diǎn)處有特定問(wèn)題。如果情況如此，則操作員可執(zhí)行某個(gè)行動(dòng)，例如抽出該零件或執(zhí)行進(jìn)一步的測(cè)試。報(bào)告1002示出兩個(gè)探測(cè)器處測(cè)得的各個(gè)值。這些值中一些被圖示在1003中，從而操作員可確定是否存在應(yīng)變或剪應(yīng)力。
現(xiàn)在參考圖11，示出了顯示的另一個(gè)示例。該顯示示出沿公共的z軸對(duì)齊的三維圖以便于進(jìn)行比較。應(yīng)力圖1102指示應(yīng)力在區(qū)域1102中達(dá)到最大。這可能向操作員指示接受測(cè)試的零件在該區(qū)域中顯現(xiàn)出一些問(wèn)題，并且需要采取進(jìn)一步的行動(dòng)。圖1103示出接受測(cè)試的零件該區(qū)域上的應(yīng)力誤差。可以看到，誤差在各個(gè)點(diǎn)之間有相當(dāng)大的變化，盡管它在若干特定的點(diǎn)處達(dá)到最大。圖1104示出接受測(cè)試的零件該區(qū)域的強(qiáng)度比。同樣，可容易地看出，強(qiáng)度比在接受測(cè)試的零件的該區(qū)域上有相當(dāng)大的變化，并在若干點(diǎn)上達(dá)到最大。最后，圖1105示出接受測(cè)試的零件該區(qū)域的平均峰寬度。同樣，該特性在接受測(cè)試的零件的該區(qū)域上有大幅度的變化，其中沒(méi)有唯一的最大或最小區(qū)域。
圖1101、1103、1104和1105每一個(gè)的標(biāo)度范圍由用戶自定義地設(shè)置。因此，圖1101的標(biāo)度范圍是874.6到-271.1psi；圖1103的標(biāo)度范圍是10.5到0.0；圖1104的標(biāo)度范圍是1.1到1.0；而圖1105的標(biāo)度范圍是3.3到3.0。將標(biāo)度范圍設(shè)為統(tǒng)一的標(biāo)度范圍對(duì)于查看而言將是不可接受或不方便的，因?yàn)槭境銮宄膽?yīng)力變化的范圍將不能非常好地示出強(qiáng)度比的變化。
將這些圖相互交疊地顯示便于對(duì)個(gè)特性進(jìn)行視覺比較。例如，如果操作員在尋找圖中應(yīng)力很高的特定區(qū)域，則他們將能容易地標(biāo)識(shí)圖1101的區(qū)域1102為高應(yīng)力區(qū)。如果他們也在尋找誤差、強(qiáng)度比及平均峰值寬度不平均而且是顯著變化的區(qū)域，則他們將能容易地識(shí)別其它圖1103、1104和1105滿足該準(zhǔn)則。由此，操作員能夠在對(duì)圖1101、1103、1104和1105進(jìn)行視覺評(píng)估之后即容易地采取進(jìn)一步的行動(dòng)。
現(xiàn)在參考圖12，將描述顯示的又一個(gè)示例。此顯示示出沿縱向的z軸對(duì)齊的四個(gè)圖1202、1206、1208和1210。具體而言，圖1202示出應(yīng)力。如圖中可見，在接受測(cè)試的零件正被測(cè)試的區(qū)域上，應(yīng)力有顯著的變化。平面1203和1204被用來(lái)示出應(yīng)力在兩維中如何變化。圖1220示出應(yīng)力被圖示為x位置的函數(shù)的部分1204。類似地，圖1222示出應(yīng)力在y方向上被圖示的部分1203?？梢钥吹?，圖1220和1222中，應(yīng)力是變化的，但在y方向上達(dá)到其最大值。
圖1212是應(yīng)力的等壓圖。可以看到，應(yīng)力在圖1212的右下部分達(dá)到峰值。顯然，查看者可檢查等壓圖1212并容易地確定應(yīng)力最大和最小值的位置。
圖1206示出應(yīng)力誤差。如圖中可見，在接受測(cè)試的零件正被測(cè)試的區(qū)域上，應(yīng)力誤差有顯著的變化。相同的平面1203和1204被用來(lái)示出應(yīng)力誤差在二維中如何變化。圖1224示出應(yīng)力誤差被圖示為x位置的函數(shù)的部分1204。類似地，圖1226示出應(yīng)力誤差在y方向上被圖示的部分1203。可以看到，在圖1224和1226中，應(yīng)力誤差是變化的，但在x方向上達(dá)到其最大值。
圖1214是應(yīng)力誤差的等壓圖?？梢钥吹?，可容易地辨別應(yīng)力誤差的峰值為圖1214上半部分的暗色。和應(yīng)力一樣，顯然查看者能檢查等壓圖1212，并能容易地確定應(yīng)力誤差最大和最小值的位置。
圖1208示出強(qiáng)度比。如圖中可見，在接受測(cè)試的零件正被測(cè)試的區(qū)域上，強(qiáng)度比有顯著的變化。相同的平面1203和1204被用來(lái)示出強(qiáng)度比在二維中如何變化。圖1228示出強(qiáng)度比被圖示為x位置的函數(shù)的部分1204。類似地，圖1230示出強(qiáng)度比在y方向上被圖示的部分1203?？梢钥吹剑趫D1228和1230中，強(qiáng)度比是變化的，但沒(méi)有和在與應(yīng)力和應(yīng)力誤差相關(guān)的圖中一樣達(dá)到總的峰值。
圖1218是強(qiáng)度比的等壓圖?？梢钥吹剑瑥?qiáng)度比在覆蓋區(qū)域上更加均勻，并且沒(méi)有在其它等壓圖中所出現(xiàn)的強(qiáng)高點(diǎn)和強(qiáng)低點(diǎn)。
圖1210示出平均峰值FWHM。如圖中可見，在接受測(cè)試的零件正被測(cè)試的區(qū)域上，平均峰值FWHM有顯著的變化。相同的平面1203和1204被用來(lái)示出平均峰值FWHM在二維中如何變化。圖1234示出強(qiáng)度比被圖示為x位置的函數(shù)的部分1204。類似地，圖1236示出強(qiáng)度比在y方向上被圖示的部分1203?？梢钥吹?，在圖1234和1236中，強(qiáng)度比在兩個(gè)方向上都有廣泛的變化。
圖1216是強(qiáng)度比的等壓圖?？梢钥吹?，在圖的上半部分有若干峰值，這可被查看者容易地檢測(cè)到。如應(yīng)力和應(yīng)力誤差一樣，顯然查看者可檢查等壓圖1212并容易地確定平均峰值FWHM的最大和最小值的位置。
可以看到，能以多種方法來(lái)使用圖12中的顯示來(lái)協(xié)助操作員確定接受測(cè)試的零件的可靠性。在一個(gè)示例中，查看者可檢查圖1202、1206、1208和1210以容易地比較各材料特性的測(cè)得值。然后，查看者可確定他們僅有興趣查看平面1203和1204中的特性。平面1203和1204可由用戶定義，被應(yīng)用于每個(gè)圖，并生成多個(gè)x和y橫截面圖。然后，用戶可將橫截面圖相互比較來(lái)進(jìn)一步進(jìn)行對(duì)比，例如，將應(yīng)力的x橫截面1220與應(yīng)力誤差的x橫截面1224相比較。最后，用戶可容易地檢查等壓圖以確定相對(duì)峰值在何處，以確定是否有關(guān)注區(qū)域需要進(jìn)一步的研究。
現(xiàn)在參考圖13，接下來(lái)描述如2003年3月1日提交的共同待審的美國(guó)專利申請(qǐng)第10/390,479號(hào)中所公開的用于獲得測(cè)量的能量測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)示例。在此例中，能量測(cè)量系統(tǒng)是X光衍射裝置1310，并包括模塊式X光測(cè)角儀機(jī)頭1312，它可拆卸地連接到基礎(chǔ)單元1314，用于對(duì)來(lái)自各個(gè)零件(諸如圖示的由夾具1317緊緊鉗住的齒輪1316等)的X光衍射進(jìn)行測(cè)量。X光機(jī)頭可沿多個(gè)不同的線性方向移位，諸如如圖所示的縱向的z軸方向、以及橫向的y方向等。還可提供x軸前向和后向的移位、以及機(jī)頭1312關(guān)于不同的旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)或樞轉(zhuǎn)移位等。共用的傳動(dòng)組件1318在弧形的路徑1322上移動(dòng)X光管機(jī)頭組件1312，特別是懸垂在管外殼1312a的前端部分的發(fā)射器或準(zhǔn)直器1320，以使X光管沿其弧形路徑1322來(lái)回游移。X光被從各個(gè)不同的角度定向在零件1316上的區(qū)域上，以提供數(shù)個(gè)不同的數(shù)據(jù)點(diǎn)，以便于從這些數(shù)據(jù)點(diǎn)收集測(cè)量信息?；A(chǔ)單元1314的框架1319可支持零件1316及其夾具1317和傳動(dòng)組件1318。
并且，可使用各種尺寸的專用X光機(jī)頭。在一個(gè)示例中，可在有較高功率要求的地方使用X光機(jī)頭1312來(lái)產(chǎn)生X光，以便對(duì)特定零件材料進(jìn)行測(cè)量，而在功率不是關(guān)鍵問(wèn)題、但需要能進(jìn)入復(fù)雜的零件幾何形狀的場(chǎng)合可使用較小的機(jī)頭。特別是，可操縱較小的機(jī)頭進(jìn)入有限的空間(諸如管狀零件的內(nèi)部)來(lái)對(duì)其內(nèi)表面進(jìn)行X光測(cè)量。機(jī)頭組件特別適合從深度相對(duì)較淺的小的貫穿鉆孔進(jìn)行測(cè)量，諸如圖中所示的在飛機(jī)旋翼盤上的螺栓孔等。
除了尺寸以外，模塊式機(jī)頭在另外幾個(gè)方面也可被定制。例如，可根據(jù)所要測(cè)量的材料來(lái)定制所產(chǎn)生的X光的波長(zhǎng)，以便更好地匹配其晶格結(jié)構(gòu)。可通過(guò)在各種X光機(jī)頭上提供不同的準(zhǔn)直器1320來(lái)根據(jù)所要測(cè)量的物件定制波束形狀。例如，對(duì)于表面有又長(zhǎng)又窄的縫或孔的那些想要測(cè)量的物件，可將準(zhǔn)直器1320配置成產(chǎn)生較窄的X光來(lái)避免測(cè)量誤差。
除了準(zhǔn)直器以外，還提供由每個(gè)X光機(jī)頭攜帶的X光探測(cè)器組件，包括X光探測(cè)器或傳感器1338和1340，它們通常經(jīng)由弧形X光支架1342被架設(shè)在準(zhǔn)直器1320的任何一邊。探測(cè)器可以是例如光纖傳感器等用來(lái)檢測(cè)X光的任何類型的傳感器。這些X光機(jī)頭可使這些探測(cè)器1338相對(duì)于準(zhǔn)直器1320的位置沿支架1342變化，或在不同機(jī)頭的不同尺寸的支架1342上變化，從而使它們與機(jī)頭所產(chǎn)生的X光波長(zhǎng)以及與使用了X光機(jī)頭來(lái)對(duì)其進(jìn)行X光衍射測(cè)量的材料的響應(yīng)相匹配。底座1342本身可被移位來(lái)適應(yīng)不同的測(cè)量技術(shù)或適應(yīng)不同的衍射角度(諸如在組件機(jī)頭中等)。顯然，提供模塊式X光機(jī)頭使得能夠更加靈活地根據(jù)所要發(fā)生的X光衍射操作的特定需要來(lái)定制該裝置，而無(wú)需要為此目的而使用幾個(gè)不同的X光衍射單元。
可使用能將底座1342上的傳感器1338和1340與控制系統(tǒng)1343互連的電子控制系統(tǒng)1343。電子控制系統(tǒng)1343與底座1342上的傳感器之間的鏈路可以是任何電鏈路，例如，電纜或光纖等。電子控制系統(tǒng)1343可控制傳感器1338和1340以及發(fā)射器1320的移動(dòng)和操作。電子控制系統(tǒng)1343還耦合到顯示處理系統(tǒng)，例如，圖1中的控制器102等，并且此連接也可以是電纜或光纖。
現(xiàn)在參考圖14，圖示出顯示評(píng)估指導(dǎo)的特性的圖的一個(gè)示例。如圖14所示，使用線1402來(lái)圖形地顯示應(yīng)力和剪應(yīng)力之間的關(guān)系，其中隨著應(yīng)力增大，剪應(yīng)力也增大。線1402可表示預(yù)期關(guān)系或閾值。換言之，線1402可指示測(cè)量值應(yīng)落在其上或其附近的目標(biāo)，或者如果值落在線1402之上或之下將需要采取適當(dāng)行動(dòng)的閾值。
線1402所表示的評(píng)估指導(dǎo)被圖示在x、y平面中，并且因此，可對(duì)照指導(dǎo)值來(lái)標(biāo)繪表示材料特性的測(cè)量值的測(cè)試測(cè)量結(jié)果。例如，對(duì)于接受測(cè)試的零件上具有應(yīng)力測(cè)量值S1和應(yīng)變測(cè)量值SS1的點(diǎn)，可構(gòu)造測(cè)試測(cè)量結(jié)果(S1，SS1)。便利地，這一測(cè)試測(cè)量結(jié)果可在圖上被標(biāo)繪為一個(gè)點(diǎn)(即，(S1，SS1))，其中S1表示x軸上的值，而SS1表示y軸上的值?？蓪Ⅻc(diǎn)(S1，SS1)的位置與線1402相比較，并如本文中所述地采取行動(dòng)。
盡管示出并描述了本發(fā)明的特定實(shí)施例，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)想到許多改變和修改，旨在使所附權(quán)利要求書覆蓋落入本發(fā)明真正的精神實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)的所有那些改變和修改。
權(quán)利要求
1.一種顯示指示接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分的多個(gè)材料特性的圖形信息的方法，所述方法包括將能量定向在所述接受測(cè)試的零件的所述部分上；檢測(cè)來(lái)自所述接受測(cè)試的零件的所述部分的最后所得的能量，所述最后所得的能量是由所述被定向的能量與所述接受測(cè)試的零件的所述部分相互作用而形成的；在所述最后所得的能量的基礎(chǔ)上構(gòu)造多個(gè)圖，所述的圖中每一個(gè)與所述多個(gè)材料特性中單獨(dú)的一個(gè)相關(guān)；以及以便于在所述多個(gè)圖中的每一個(gè)中所包含的信息之間實(shí)質(zhì)上同時(shí)進(jìn)行視覺比較的方式來(lái)顯示所述的多個(gè)圖。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述顯示圖的步驟包括在單個(gè)屏幕上顯示所述圖。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括從所檢測(cè)到的最后所得的能量生成原始數(shù)據(jù)，從所生成的原始數(shù)據(jù)中同時(shí)構(gòu)成每一個(gè)所述圖。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，顯示所述圖包括使用共同的分辨率來(lái)顯示所述多個(gè)圖中的每一個(gè)，并且所述方法包括將所述圖沿公共軸對(duì)齊以便于能對(duì)所述多個(gè)材料特性進(jìn)行簡(jiǎn)便和準(zhǔn)確的評(píng)估和比較。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，顯示所述圖包括將在所述圖中所選擇的信息與顏色強(qiáng)度相關(guān)以使所述顏色強(qiáng)度的變化是基于所選擇的信息的變化，并且使用所述顏色強(qiáng)度來(lái)顯示所選擇的信息以突出顯示所述材料特性中的變化和差異。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，顯示所述多個(gè)圖包括顯示三維圖，并且所述方法包括選擇所述三維圖的二維部分以便使得對(duì)所述材料特性評(píng)估簡(jiǎn)化成根據(jù)沿所述圖的x軸或y軸的位置函數(shù)來(lái)進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，顯示所述多個(gè)圖包括顯示等壓圖，所述等壓圖示出并突出顯示所述圖中所包括的信息的差異和變化。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述圖的顯示包括在獲得所述圖的數(shù)據(jù)時(shí)，實(shí)時(shí)地顯示所述圖中所選擇的這些圖，以允許由操作員在零件測(cè)試發(fā)生時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效和及時(shí)的評(píng)估。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲得所述數(shù)據(jù)包括獲得每一個(gè)所述圖中在不同時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，并對(duì)在不同時(shí)間點(diǎn)所獲得的數(shù)據(jù)應(yīng)用演算操作和評(píng)估過(guò)程。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括獲得指示所述接受測(cè)試的零件的表面輪廓的數(shù)據(jù)以協(xié)助傳感器的精確定位。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括同時(shí)旋轉(zhuǎn)或聚焦在所述多個(gè)圖中所選出的這些圖上，以協(xié)助操作員對(duì)所述接受測(cè)試的部件的材料特性進(jìn)行評(píng)估。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述檢測(cè)最后所得的能量的步驟包括檢測(cè)所述被定向的能量的衍射或衰減。
13.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，定向能量包括將X光或熱能定向到所述接受測(cè)試的零件的被選擇的部分上，并且檢測(cè)最后所得的能量包括檢測(cè)來(lái)自所述接受測(cè)試的零件的被選擇的部分的最后所得的X光或熱能。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，包括在所述多個(gè)圖中被選擇的一個(gè)圖上選擇一個(gè)點(diǎn)，生成所述點(diǎn)的材料特性的報(bào)告，并與所述圖一起顯示所述報(bào)告以便于對(duì)所述點(diǎn)處的材料特性進(jìn)行評(píng)估。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，包括從由以下各項(xiàng)構(gòu)成的組中選擇所述特性應(yīng)力、應(yīng)力誤差、強(qiáng)度比、平均峰值寬度、平均半幅全寬度(FWHM)、剪應(yīng)力、應(yīng)力張量、誤差張量、x向應(yīng)力、y向應(yīng)力、最大剪力、當(dāng)量應(yīng)力、硬度、粒度、位錯(cuò)密度、塑性應(yīng)變、塑性應(yīng)變百分比、冷作百分比、相位、殘留奧氏體百分比、應(yīng)變、應(yīng)變誤差、剪應(yīng)變、應(yīng)變張量、x向應(yīng)變、y向應(yīng)變、以及最大應(yīng)變。
16.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，定向能量包括從不同的方向掃描所述接受測(cè)試的零件的被選擇的部分，以獲得對(duì)所述材料特性的準(zhǔn)確的測(cè)量。
17.一種測(cè)量接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分的材料特性的方法，所述方法包括構(gòu)造多個(gè)經(jīng)格式化的輸出，每個(gè)輸出包括所述多個(gè)材料特性中被選擇的一個(gè)的多個(gè)測(cè)量值；確定評(píng)估指導(dǎo)，所述評(píng)估指導(dǎo)基于其最優(yōu)指導(dǎo)值來(lái)定義所述材料特性中的至少兩個(gè)之間的關(guān)系；選擇所述經(jīng)格式化的輸出中對(duì)應(yīng)于所述至少兩個(gè)材料特性的這些輸出；從所選擇的經(jīng)格式化的輸出獲得對(duì)應(yīng)的測(cè)試測(cè)量結(jié)果；將所述測(cè)試測(cè)量結(jié)果與所述指導(dǎo)值相比較；以及在將所述測(cè)試測(cè)量結(jié)果與所述指導(dǎo)值相比較之后確定采取相關(guān)行動(dòng)的必要。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述確定評(píng)估指導(dǎo)的步驟定義兩個(gè)材料特性之間的閾值，并且所述確定采取相關(guān)行動(dòng)的必要的步驟包括確定所述測(cè)量測(cè)試結(jié)果相對(duì)于所述閾值關(guān)系落在何處。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，還包括定義關(guān)于所述評(píng)估指導(dǎo)的區(qū)域，并且所述確定采取相關(guān)行動(dòng)的必要的步驟包括確定所述測(cè)試測(cè)量結(jié)果是否落在所述區(qū)域內(nèi)。
20.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，采取所述相關(guān)行動(dòng)包括由操作員執(zhí)行所述行動(dòng)，或者是執(zhí)行自動(dòng)化的行動(dòng)。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，執(zhí)行所述自動(dòng)化的行動(dòng)包括向操作員發(fā)送關(guān)于所述接受測(cè)試的零件的質(zhì)量的警告。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，包括以便于在每一個(gè)所述經(jīng)格式化的輸出中所包含的信息之間進(jìn)行視覺比較和評(píng)估的方式來(lái)顯示所述經(jīng)格式化的輸出。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，構(gòu)造多個(gè)輸出包括通過(guò)感測(cè)衍射特性和衰減特性或這兩者來(lái)獲得表示材料特性的數(shù)據(jù)。
24.一種監(jiān)視接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分的材料特性的方法，所述方法包括獲得表示所述接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分的多個(gè)X光衍射特性的數(shù)據(jù)；基于所述數(shù)據(jù)來(lái)構(gòu)造多個(gè)經(jīng)格式化的輸出，所述經(jīng)格式化的輸出每一個(gè)包括與所述X光衍射特性中的一個(gè)相關(guān)的多個(gè)測(cè)量值；以便于在每個(gè)所述經(jīng)格式化的輸出中所包含的信息之間進(jìn)行視覺比較和評(píng)估的方式來(lái)顯示所述經(jīng)格式化的輸出；根據(jù)所述多個(gè)經(jīng)格式化的輸出中至少兩個(gè)之間的預(yù)定關(guān)系，來(lái)確定與所述至少兩個(gè)經(jīng)格式化的輸出有關(guān)的多個(gè)閾值；實(shí)時(shí)地監(jiān)視所述至少兩個(gè)經(jīng)格式化的輸出內(nèi)的測(cè)量值；將監(jiān)視到的測(cè)量值與所述閾值相比較；以及根據(jù)將所述監(jiān)視到的值與所述閾值相比較的結(jié)果來(lái)確定所要采取的動(dòng)作的本質(zhì)。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，確定多個(gè)閾值包括根據(jù)第一已知關(guān)系來(lái)確定與第一經(jīng)格式化的輸出相關(guān)的第一閾值，以及與第二經(jīng)格式化的輸出相關(guān)的第二閾值；其中，監(jiān)視所述測(cè)量值包括監(jiān)視所述第一和第二經(jīng)格式化的輸出的測(cè)量值；以及其中，比較所述監(jiān)視到的值包括將所述第一和第二經(jīng)格式化的輸出內(nèi)的測(cè)量值與所述第一和第二閾值相比較。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，確定所述行動(dòng)的本質(zhì)包括僅在所述第一經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第一閾值，并且所述第二經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第二閾值之后才采取所述行動(dòng)。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其特征在于，包括以便于在所述第一、第二和第三經(jīng)格式化的輸出中的每一個(gè)里所包含的信息之間進(jìn)行視覺比較和評(píng)估的方式來(lái)顯示第三經(jīng)格式化的輸出；確定與所述第三經(jīng)格式化的輸出的特性相關(guān)的第三閾值，所述第三閾值根據(jù)第二已知關(guān)系而與所述第一和第二特性相關(guān)；監(jiān)視所述第三經(jīng)格式化的輸出內(nèi)的測(cè)量值；以及將所述第三經(jīng)格式化的輸出內(nèi)的測(cè)量值與所述第三閾值相比較。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，采取所述行動(dòng)包括僅在所述第一經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第一閾值，所述第二經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第二閾值，并且所述第三經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第三閾值之后才采取所述行動(dòng)。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，包括以便于在所述第一、第二、第三和第四經(jīng)格式化的輸出中的每一個(gè)里所包含的信息之間進(jìn)行視覺比較和評(píng)估的方式來(lái)顯示第四經(jīng)格式化的輸出；確定與所述第四經(jīng)格式化的輸出的特性相關(guān)的第四閾值，所述第四閾值根據(jù)第三已知關(guān)系而與所述第一、第二和第三特性相關(guān)；以及監(jiān)視所述第四經(jīng)格式化的輸出內(nèi)的測(cè)量值；以及將所述第四經(jīng)格式化的輸出內(nèi)的測(cè)量值與所述第四閾值相比較。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其特征在于，確定所述行動(dòng)的本質(zhì)包括僅在所述第一經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第一閾值，所述第二經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第二閾值，所述第三經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第三閾值，并且所述第四經(jīng)格式化的輸出內(nèi)至少有一個(gè)測(cè)量值到達(dá)所述第四閾值之后才采取所述行動(dòng)。
31.一種用于顯示指示接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分的多個(gè)材料特性的圖形信息的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括能量發(fā)射器，用于將能量定向在接受測(cè)試的零件的被選擇的部分上；能量探測(cè)器，用于檢測(cè)與所述接受測(cè)試的零件的被選擇的部分相互作用的能量；控制器，它被配置成對(duì)從所檢測(cè)到的能量生成的表示所述材料特性的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作，以構(gòu)成多個(gè)圖，其中每個(gè)圖與所述材料特性中的一個(gè)相關(guān)聯(lián)；以及顯示器，用于在其上生成所述圖以便于對(duì)所述接受測(cè)試的零件進(jìn)行查看和分析。
32.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示器包括單個(gè)屏幕，所述多個(gè)圖被生成在所述的單個(gè)屏幕上以允許查看者在所述材料特性的圖之間進(jìn)行容易的分析以及進(jìn)行比較和評(píng)估。
33.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量探測(cè)器檢測(cè)來(lái)自所述接受測(cè)試的零件的被選擇的部分的衍射或衰減能量。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述能量發(fā)射器將X光定向在接受測(cè)試的零件的被選擇的部分上，并且所述能量探測(cè)器檢測(cè)來(lái)自所述接受測(cè)試的零件的被選擇的部分的衍射X光。
35.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括被耦合到所述顯示器的輸出，使得所述顯示器以便于在所述多個(gè)圖中的每一個(gè)中所包含的信息之間進(jìn)行視覺比較的方式來(lái)同時(shí)呈現(xiàn)所述多個(gè)圖。
36.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述特性是從包括以下各項(xiàng)的組中選擇的應(yīng)力、應(yīng)力誤差、強(qiáng)度比、平均峰值寬度、平均FWHM、剪應(yīng)力、應(yīng)力張量、誤差張量、主應(yīng)力、最大剪力、和當(dāng)量應(yīng)力、硬度、粒度、位錯(cuò)密度、塑性應(yīng)變、塑性應(yīng)變百分比、冷作百分比、相位、殘留奧氏體百分比、應(yīng)變、應(yīng)變誤差、剪應(yīng)變、應(yīng)變張量、x向應(yīng)變、y向應(yīng)變、以及最大應(yīng)變等。
37.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)圖中至少有一個(gè)包括三維圖，所述三維圖示出對(duì)其進(jìn)行測(cè)量的零件的部分的二維表示以及所述部分的測(cè)量值的變化。
38.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括用于將所述數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中變換到所述多個(gè)圖中的控制裝置。
39.如權(quán)利要求38所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述多個(gè)圖中至少有一個(gè)是等壓圖。
全文摘要
一種系統(tǒng)和方法，用于顯示指示接受測(cè)試的零件的一個(gè)部分的多個(gè)材料特性的圖形信息。將能量定向在接受測(cè)試的零件的被選擇的部分上。檢測(cè)來(lái)自接受測(cè)試的零件的被選擇的部分的最后所得的能量，并至少部分地基于所檢測(cè)到的能量來(lái)獲得表示接受測(cè)試的零件的這部分的多個(gè)材料特性中的每一個(gè)的數(shù)據(jù)?；谒@得的數(shù)據(jù)構(gòu)造多個(gè)圖。每個(gè)圖具有指示多個(gè)材料特性中單獨(dú)的一個(gè)的信息。這多個(gè)圖以便于實(shí)質(zhì)上同時(shí)在多個(gè)圖中的每一個(gè)里所包含的信息之間進(jìn)行視覺比較的方式被相互分開地顯示。
文檔編號(hào)G06T11/20GK1894726SQ200480037490
公開日2007年1月10日 申請(qǐng)日期2004年11月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月12日
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