(57)【要約】【課題】  大きな部品または領域を検査するために超音波サーモグラフィを用いた分析方法および装置を提供する。【解決手段】  試料を分析するための持ち運び可能な熱画像装置（１０）は、真空および吸引カップ（１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１８ｄ）によって脱着可能に試料に装着されるフレーム（１２）を含む。装置はさらに音源（１４）、試料の熱画像を生成する画像カメラ（１６）、および音源と画像カメラとに接続されるコントローラ（１７）を含む。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料を分析するための持ち運び可能な熱画像分析装置であって、
試料に脱着可能に装着されるフレームと、
フレームに装着される音源と、
試料の熱画像を生成するための熱画像カメラと、
前記音源および前記熱画像カメラに接続されるコントローラとを含む、持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項２】
前記音源を試料に対して近づくまたは離れるよう移動させる前記フレームに取付けられるアクチュエータを介して、前記音源は前記フレームに取付けられる、請求項１に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項３】
前記アクチュエータは空気圧式である、請求項２に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは前記音源を移動させて試料と接触させる、請求項２に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項５】
前記アクチュエータは約１０ポンドの圧力から約２５ポンドの圧力で前記音源を移動させて試料と接触させる、請求項４に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項６】
前記アクチュエータは約１５ポンドの圧力から約２０ポンドの圧力で前記音源を移動させて試料と接触させる、請求項４に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項７】
前記音源は超音波トランスデューサである、請求項１に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項８】
前記音源および試料の間にカプラをさらに含み、前記音源と試料との間を接触させる、請求項１に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項９】
熱画像カメラは試料に対して移動できるよう前記フレーム上に枢軸的に装着されている、請求項１に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１０】
前記フレームを試料に装着させるための装着システムをさらに含む、請求項１に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１１】
前記装着システムは真空によって動作する、請求項１０に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１２】
前記装着システムは真空によって試料に装着する吸引カップを含む、請求項１１に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１３】
前記装着システムはさらに
圧縮空気の供給、
前記圧縮空気の供給に接続されるベンチュリを含み、前記ベンチュリは真空出力ポートを有し、さらに
管路によって真空出力ポートに接続される少なくとも１つの吸引カップを含む、請求項１０に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１４】
試料を分析するための持ち運び可能な熱画像分析装置であって、
試料に脱着可能に装着される装着手段と、
前記装着手段に取付けられる音発生手段と、
試料の熱画像を生成するための手段と、
前記音発生手段および前記熱画像を生成するための手段を制御するための手段とを含む、持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１５】
音源を試料に近づくまたは離れるよう移動させる前記フレームに装着される作動手段を介して、前記音発生手段は前記装着手段に取付けられる、請求項１４に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１６】
前記作動手段は前記音発生手段を移動させて試料と接触させる、請求項１５に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１７】
さらに前記音発生手段および試料を結合するための手段を含み、前記音源と試料との間を接触させる、請求項１４に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１８】
前記装着手段は
圧縮空気を供給するための手段と、
真空を与えるための手段と、
管路によって真空供給手段に接続される少なくとも１つの吸引カップとを含む、請求項１４に記載の持ち運び可能な熱画像分析装置。
【請求項１９】
試料を分析するための方法であって、
音源を支持する試料にフレームを装着するステップと、
音源で試料に音響信号を出力するステップと、
試料の熱画像を生成するステップとを含む、方法。
【請求項２０】
前記フレームを装着するステップは真空を用いる、請求項１９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は材料における瑕疵の検出に関する。より特定的には、本発明は特定の部品、材料および／または構造体の構造的完全性を検査するための装置および方法に関する。本発明は航空業界、たとえば現場での航空機の機体や部品の実地検査に有用である。
【背景技術】
【０００２】
発明の背景
特定の部品および構造体の構造的完全性を維持することは、安全上の問題などにより、多くの産業、たとえば航空業界および自動車業界において非常に重要である。構造的完全性が失われてしまうのは、構造体または部品に存在し得る材料の瑕疵、たとえば脱落、剥離、ひび、腐食、異物および／または空隙などが原因となる。たとえば航空業界において、航空機が動作中に構造上の故障を起こす可能性を防ぐために、航空機の外板、機体および部品の構造的完全性を検査するための、非侵襲で信頼できる検査技術の存在が重要である。時には航空機に対する逐一検査も必要となる。同様に、一例として自動車フレーム部品およびエンジン部品の非侵襲検査および分析も多くの場合重要である。したがって、今までに非侵襲で非破壊の検査技術および方法が開発され、現在種々の材料および部品の構造的完全性を分析および検査するためにさまざまな業界において用いられている。
【０００３】
瑕疵について材料および／または部品を非侵襲で分析するために現在用いられている方法の１つとしては、材料または部品を染色浸透剤で処理して、染料が存在する割れ目または傷の中に入るようにする。つぎに部品は洗浄され粉末で処理されて、瑕疵に残っている染料が粉末の中に運び込まれる。紫外線を材料または部品に照射して割れ目や傷の中に残っている残留染料を発光させる。この技術には欠点もある。染料は部品の表面以外の場所にあるひび割れを見付けるのには適さない。さらに、この技術はオペレータに依存するものであり、これを行なう人は適切に訓練および熟練していなければならない。
【０００４】
材料および部品の非侵襲分析および検査のために現在用いられている他の方法では、電磁電流を用いたり、超音波励起または超音波サーモグラフィを含む熱画像処理を用いたりする。
【０００５】
電磁電流を用いた非侵襲分析方法では、被検査材料または部品に渦電流を起こすために電磁コイルを用いる。電流のパターンは欠陥または割れ目がある場所で変化する。この技術は逐一検査を必要とし、労働の負荷が大きく、ある程度特定の種類の瑕疵に限定される。さらに、評価する人は適切に訓練および熟練していなければならない。
【０００６】
超音波サーモグラフィは非侵襲の分析方法であり、部品、材料および／または構造体のパーツまたは一部分が超音波トランスデューサを用いて高出力超音波パルスで「励起」される。被試験部分で起こる振動により、ひび割れ面にたとえば差動運動が引起され摩擦によってそのひび割れが「熱せられる」のに対して、その部品の損傷のない部分は超音波によって少ししか熱せられない。ひび割れから表面に放出される熱の高まりにより局所的温度上昇が起こり、これを赤外線カメラで検出する。同様に、超音波サーモグラフィ技術を用いて脱落や剥離を見付けることができ、このような瑕疵上の表面温度は音波減衰によって増加し、これらの箇所は赤外線カメラを用いて特定できる。
【０００７】
このような超音波サーモグラフィ技術は材料および／または部品の瑕疵を検出するのに役立つが、超音波サーモグラフィ技術を用いる現在の分析システムには欠点もある。一部
の超音波サーモグラフィシステムは、小さな試料しか分析できない研究室用に設計されている。したがって、これらのシステムは材料や部品の現地での検査、または非常に大きいものの検査、たとえば現場での航空機の機体や飛行制御構造体の検査には必ずしも適さない。さらに、現在の超音波サーモグラフィシステムの多くは、超音波トランスデューサを手作業で調節および装着することを必要とするので、トランスデューサとテストする表面またはパーツとの間に一致した圧力が得られないこともあり、これはこの技法の再現性および精度に悪影響を及ぼす。圧力が大きすぎても小さすぎても再現性のよい検出を妨げることになる。さらに、トランスデューサの不整列は検査している部分または表面を傷付けるまたは焼いてしまうこともあり得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、金属および複合構造体の両方で複数の種類の瑕疵を検出するための方法および装置を提供することが望ましい。リアルタイムで、飛行機の機体や構造体のような大きな部品および／または材料を、迅速にかつ効率よく検査および分析するための装置および方法を提供することも望まれる。さらに、ひび割れ、脱落、および／または腐食を検出するのに、大きな部品または広い領域で検査を行なうために、超音波サーモグラフィを用いた再現性のよい分析方法および装置を提供することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明の概要
上記のニーズは本発明によって少なくとも部分的に満たされ、一局面において試料を分析するための持ち運び可能な熱画像分析装置が提供され、この装置は試料に脱着可能に装着されるフレームを有する。この装置はさらにフレームに取付けられる音源と、試料の熱画像を生成する熱画像カメラとを含む。装置はさらに音源および熱画像カメラに接続されるコントローラを有する。
【００１０】
本発明の別の局面に従い、試料を分析するための持ち運び可能な熱画像分析装置が提供され、これは試料に脱着可能に装着される装着手段を有する。装置はさらに装着手段に取付けられる音発生手段および試料の熱画像を生成するための手段を含む。装置は音発声手段および熱画像生成手段を制御するための手段をさらに含む。
【００１１】
本発明のさらに他の局面において、試料を分析するための方法が提供され、この方法は音源を支持する試料にフレームを装着するステップと、音源で試料に音響信号を出すステップと、試料の熱画像を生成するステップとを含む。
【００１２】
ここに、本発明の実施例を少なくとも１つ詳細に説明する前に、本発明は以下の記載または図面に示される構成の詳細およびコンポーネントの配置に限定されるのではないことは理解される。本発明は他の実施例が可能であり、さまざまな方法で実施および実現することができる。さらに、ここでおよび要約書で用いられる文言および用語は説明する目的のためにのみ用いられており、限定するものではないと理解されなければならない。
【００１３】
当業者なら本開示に基づく概念は本発明のいくつかの目的を行なうための他の構成、方法およびシステムを設計するためのベースとして用いられることは認識できるであろう。したがって、請求項は本発明の精神および範囲から逸脱しない限り、均等な構成をも含むと考えらることは重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
発明の詳細な説明
本発明は金属および複合構造の構造的完全性を分析および検査するための超音波サーモ
グラフィ装置および方法を提供する。好ましい実施例は特に航空機に関連して用いられるのに適し、脱落、剥離、ひび割れおよび腐食といった瑕疵を検出するために現場で航空機を検査するのに適する。しかし、本発明は航空機の使用に限定されるのではなく、たとえば自動車や他の構造体の検査および分析のために用いられることは理解されるべきである。
【００１５】
図面において同じ参照符号は同じエレメントを示している。図１は本発明の実施例に従い、超音波サーモグラフィ検査装置１０の部分斜視図である。超音波サーモグラフィ検査装置１０は、複数のフレーム部材を有するフレーム１２と、バイアスエレメント１３と、アクチュエータ１５に接続される好ましくは超音波トランスデューサ１４である音源と、熱画像カメラ１６と、システムコントローラ１７とを含む。装置１０はさらに空気圧アクチュエータおよび真空装着アセンブリ（図２参照）を含み、このアセンブリはアクチュエータ１５と、フレーム１２に装着される４つの真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄとを含む。システムコントローラ１７は関連するディスプレイ１９を有することができる。
【００１６】
図１に示されるように、フレーム１２は好ましくは真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄが装着される４本の縦フレーム部材２０、２２、２４および２６を含む。フレーム１２はさらに下部横フレーム部材２８、３０、３２および３４を含む。下部横フレーム部材２８は縦フレーム部材２６および２０の間に延在しかつ縦フレーム部材２６および２０に装着される。下部横フレーム部材３０は縦フレーム部材２０および２２の間に延在しかつ縦フレーム部材２０および２２に装着される。下部横フレーム部材３２は縦フレーム部材２２および２４の間に延在しかつ縦フレーム部材２２および２４に装着される。下部横フレーム部材３４は縦フレーム部材２４および２６の間に延在しかつ縦フレーム部材２４および２６に装着される。フレーム１２はさらに上部横フレーム部材３６、３８、４０および４２を含み、これらは縦フレーム部材２０、２２、２４、２６に結合されてその間に延在する。上部横フレーム部材３６は縦フレーム部材２０および２６の間に延在しかつ縦フレーム部材２０および２６に装着される。上部横フレーム部材３８は縦フレーム部材２０および２２の間に延在しかつ縦フレーム部材２０および２２に装着される。上部横フレーム部材４０は縦フレーム部材２２および２４の間に延在しかつ縦フレーム部材２２および２４に装着される。上部横フレーム部材４２は縦フレーム部材２４および２６の間に延在しかつ縦フレーム部材２４および２６に装着される。
【００１７】
装置１０のフレーム１２はさらに縦フレーム部材２２および２４に装着されかつその間に延在する第１のクロスバー４４と、縦フレーム部材２０および２６に装着されかつその間に延在する第２のクロスバー４６とを含む。フレーム１２は、第１の端部５０が第１のクロスバー４４に対して摺動可能に結合され、第２の端部５２が第２のクロスバー４６に対して摺動可能に結合される第１のスライダバー４８を有し、それにより第１のスライダバー４８は縦フレーム部材２０および２２と部材２４および２６との間で並進反復する。フレーム１２はさらに、第１の端部５６が第１のクロスバー４４に摺動可能に結合されかつ第２の端部５８が第２のクロスバー４６に摺動可能に結合される第２のスライダバー５４を有し、第２のスライダバー５４は縦フレーム部材２０および２２と部材２４および２６との間を並進反復する。
【００１８】
スライダバー４８および５４は、リニアベアリング６０を介して、またはクロスバー４４および４６を摺動できるような当該技術分野において既知の他の適切な摺動可能結合手段を介して、好ましくはクロスバー４４および４６に結合される。
【００１９】
アクチュエータ１５は第２のスライダバー５４に摺動可能に結合される縦保持バー６２に装着される。縦保持バー６２はボルトおよび／またはクランプのような機械的装着手段
を介して保持バー６２に対して好ましくは固定して装着される。代替的に、縦保持バーはクロスバー４４および４６間を並進移動できるようリニアベアリングを介してまたは当該技術分野において既知の他の適切な摺動可能結合手段を介してスライダバー５４に結合されてもよい。同様に、図１に示されているように、熱画像カメラ１６は第２の縦保持バー６８に調整可能に装着される。縦保持バー６８はボルトおよび／またはクランプのような機械的装着器具を介して保持バー６２に固定して装着される。代替的に、縦保持バー６８はクロスバー４４および４６を並進移動できるよう、リニアベアリングまたは当該技術分野において既知の他の適切な摺動可能結合手段を介してスライダバー４８に結合されてもよい。
【００２０】
図１および図２を参照して、音源１４は好ましくはアクチュエータ１５に装着される超音波トランスデューサである。トランスデューサ１４は好ましくは一定の時間所望の超音波または可聴周波数帯内で超音波エネルギを生成する圧電素子を含む。トランスデューサ１４は好ましくは可変超音波周波数、出力レベルおよびパルス期間で超音波エネルギを生成することができるのならどのようなトランスデューサでもよい。図１に示されるように、バイアスエレメント１３は好ましくは、上部フレーム部材３６、３８、４０および４２のうちの１つと超音波トランスデューサ１４との間に延在して装着されるばねである。ばね１３はトランスデューサ１４を下方向または分析される試料の方向に偏倚させる。ばね１３は、装置を試料に装着する際の超音波トランスデューサ１４と試料との間に調整可能な予荷重力を与える。ばねによって与えられる予荷重力は真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄによる吸引力よりも小さいので、装着されている間トランスデューサは上方向にまたは試料から離れる方向に動くことができる。
【００２１】
図１に示されるように、トランスデューサ１４からの超音波エネルギはカプラ６６を介して試料、パーツ、または被検査分領域に結合できる。カプラ６６は超音波トランスデューサ１４および試料の両方と接触する機械的コンタクトである。カプラ６６は好ましくは銅のような薄い軟質金属であり、超音波エネルギを試料に効率的に結合する。代替的に、銅以外で当該技術分野において既知の他の材料も用いることができる。たとえば、トランスデューサの端部に対して変形できるよう軟らかくかつ可鍛性を有し、トランスデューサが操作中試料から持上げられたりおよび／または滑動しないような材料が使用できる。代替的に、いくつかの用途では、たとえば複合材料の分析の場合などでは、カプラ６６は使用しなくてもよいこともある。
【００２２】
アクチュエータ１５は好ましくは超音波トランスデューサ１４を試料に対して一般に縦方向に移動させるよう働く線行程の複動式空気圧アクチュエータ１５である。空気圧アクチュエータ１５は圧縮および／または加圧空気によって動かされ、超音波トランスデューサ１４が好ましくは約１０ポンドから約２５ポンドの圧力を被検査面または被検査部分に与えるよう、超音波トランスデューサ１４を動かす。より好ましくはアクチュエータ１５は約１５ポンドから約２０ポンドの圧力を与える。アクチュエータ１５を用いることによりここに記載される分析方法を再現性よく行なうことができ、試料および／またはカプラに対してトランスデューサ１４をいつも同じように配置できる。
【００２３】
アクチュエータはここに記載している目的に適するものならどのようなアクチュエータであってもよい。たとえば、作動は空気圧式でなくてもよいし、アクチュエータは所定の１０から２５ポンドの圧力よりも大きいまたは小さい圧力を与えてもよい。
【００２４】
図２を参照して、空気圧アクチュエータ１５および真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄを動かすための、本発明の一実施例に用いられる空気圧式アセンブリ１００が概略的に示される。アセンブリ１００は総括的に１０２と示されるアクチュエータシステムと総括的に１０４と示される装着アセンブリとを含む並行システムである。それぞれ
のシステム１０２および１０４は共通の圧縮または加圧空気入口１０６を有し、そこから加圧された空気が空気圧式アセンブリ１０４に導入される。
【００２５】
図２に示されるように、アクチュエータシステム１０２は加圧空気を入口１０６からアクチュエータシステム１０２に運ぶための空気入力管路１０８を有する。アクチュエータシステム１０２はさらに空気管路１０９および１１０を含み、これは動作中にアクチュエータ１５に対して入出力される加圧空気を運ぶ。アクチュエータシステム１０２はさらに空気レギュレータ１１２、コントローラ１１４、第１の空気制御弁１１６および第２の空気制御弁１１８を含む。
【００２６】
コントローラ１１４は好ましくは２位置４方向スプール弁であり、アクチュエータ１５の縦方向の移動を制御するために切換えて活性化される。他のコントローラを使用してもよい。コントローラ１１４が第１の位置にある場合、空気管路１１０を流通させながら空気管路１０９を加圧し、それによりアクチュエータ１５はトランスデューサ１４を試料の方向に移動させて試料と接触させる。この位置において、第１の空気制御弁１１６はアクチュエータ１５に与えられる空気圧を調整するよう働き、アクチュエータ１５およびトランスデューサ１４の試料への移動を制御する。さらに、トランスデューサ１４が試料に与える圧力を感知し、超音波トランスデューサ１４によって試料に与えられる圧力を調整する。
【００２７】
代替的に、コントローラ１１４が第２の位置にある場合、空気管路１０９を流通させながら空気管路１１０を加圧し、それによりアクチュエータ１５はトランスデューサ１４を試料から離れる上方向に移動させる。この位置において、第２の空気制御弁１１８はアクチュエータに与えられる空気圧を調整するよう働き、アクチュエータ１５およびトランスデューサ１４の試料から離れる動きを制御する。
【００２８】
空気レギュレータ１１２、コントローラ１１４、第１の制御弁１１６および第２の制御弁１１８は組合せられてアクチュエータ１５を動かす圧縮空気量を制御し、それにより超音波アクチュエータ１４の移動が制御される。その結果、試料に対して超音波トランスデューサ１４が位置付けられる距離が制御される。さらに、上記のコンポーネントは組合せられてアクチュエータ１５を介して、トランスデューサ１４が試料に加える圧力の量を制御する。装置１０はアクチュエータ１５がトランスデューサ１４を試料の方に縦に下方向に移動させるよう好ましくは配置されされる。しかし、他の配向も可能である。
【００２９】
図２に示されるように、装着アセンブリ１０４は空気入口１０６に結合されるベンチュリ１２０を有する真空装着アセンブリである。ベンチュリ１２０は排気マフラー１２２を含む。装着アセンブリ１０４はさらに真空管路１２４、真空スイッチ１２６、および２方向スプリッタ１２８を含む。スプリッタ１２８は真空管路１２６を総括的に１３０および１３２と示される２つの真空カップ列に分割する。各列１３０および１３２は真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄのうちの２つのカップを含む。本発明によって網羅される代替の実施例では、複数の列または１列で互いに結合されるもっと多くのまたはもっと少ない数の真空カップを含み得る。
【００３０】
各真空カップ列１３０および１３２は、真空空気管路１３４、２方向スプリッタ１３６、１対の逆止め弁１３８、および１対の空気管路１４０を含む。管路１３４は管路を分割する２方向スプリッタ１３６に真空吸引を与えて、管路１４０および逆止め弁１３８を介してアセンブリ１３０および１３２ならびにそれぞれの真空カップに吸込みを与える。逆止め弁１３８により真空圧が個々の真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄに与えられるまたは取除かれ、スイッチ１２６は装着アセンブリ１０４全体の真空圧を「オン」または「オフ」するよう働く。
【００３１】
動作中、入口１０６からの圧縮空気はベンチュリ１２０に入り、排気管１２０から排出されて、真空状態をもたらす。真空スイッチ１２６が「オン」の位置にある場合、真空気圧が上述の管路、スプリッタおよび逆止め弁のコンポーネントを介して真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄに与えられ、それにより装置１０が分析される試料、パーツ、および/またはコンポーネントに装着できる。代替的に、真空スイッチ１２６が「オフ」位置にある場合、真空圧は真空カップ１８ａ、１８ｂ、１８ｃおよび１８ｄに与えられないので、装置は試料などに装着されない。
【００３２】
図１に示されているように、熱画像カメラ１６は好ましくは被試験試料、パーツ、または領域の超音波励起に関連してその被試験試料、パーツ、または領域の画像を生成する赤外線カメラである。さらに、赤外線カメラ１６は所望なら検出した熱エネルギを濃淡情報に変換できる。画像および濃淡情報は好ましくは画像ディスプレイ１６に表示される。画像情報は好ましくは装置１０内にある、または遠隔地にあって電子的にアクセスできるデジタル記憶部２１を用いて得られる。好ましくは、デジタル記憶部２１は赤外線画像を、用途および瑕疵の大きさに応じて、デジタルで、および／または標準の映像で、記録されるのを可能にする。
【００３３】
代替的に、画像データおよび濃淡データは、超音波サーモグラフィ検査装置１０内に、記憶媒体内に、または遠隔地にあるデータベースに記憶することができる。遠隔地にあるデータベースの場合、データベースは有線でおよび／またはインターネット、イーサネット(R)や他の遠隔メモリ記憶機構を含めた無線通信で、アクセス可能である。画像および濃淡情報を記憶することができる記憶媒体は、（ＺＩＰを含めて）フロッピー（Ｒ）ディスク、テープドライブカートリッジ（たとえばＤＡＴ）、光媒体（たとえばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭなど）、フラッシュメモリ（たとえばスマートメディア、コンパクトフラッシュ（R)、ＰＣカードメモリ、メモリスティック、フラッシュＳＩＭＭおよびＤＩＭＭＳなど）、磁気的媒体、光磁気、ＵＳＢドライブ、ナノテクノロジーメモリ、またはオペレータが情報を記憶および引出すことができる記憶媒体を含むが、これらに限定されない。当業者なら適切な記憶媒体が使用可能であることは認識できるであろう。
【００３４】
前に述べたように、赤外線カメラ１６はスライダバー４８から延在する縦保持バー６４に取付けられる。赤外線カメラ１６が試料、被試験部分または領域に対して可変な距離で位置付けられるよう、カメラ１６は好ましくはリニアベアリングまたは当該技術分野において既知の他の適切な結合手段を介して縦保持バー６４に取付けられている。上述の赤外線カメラの位置付けにより、カメラ１６はＸ、ＹおよびＺ軸に沿って移動でき、カメラは被検査部分または領域に対して複数の位置に位置付けられ得る。
【００３５】
システムコントローラ１７はフレーム１２内に配置されて、有線で超音波トランスデューサ１５および熱画像カメラ１６と直接通信できる。システムコントローラ１７はここに記載される分析処理を行なうのに適するコンピュータならどのようなものであってもよい。代替的に、コントローラ１７は装置１０と離れて位置付けられて、カメラ１６および超音波トランスデューサ１５に対して有線または無線の態様で通信できる。同様に、画像および濃淡データはハードドライブ、コンパクトディスク、または他の記憶媒体上で装置内に記憶されてもよいし、有線または無線通信を介して遠隔地に記憶されてもよい。
【００３６】
動作において、分析および／または検査はつぎのように行われる。まず前述の真空スイッチ１２６を「オン」に切換えることにより、超音波サーモグラフィ装置１０を分析する試料に装着させる。次に、赤外線カメラ１６によってテスト領域の基準画像が撮られてデジタル記憶部２１または上述の他の記憶媒体に記憶されて、分析のための基準点を得る。次に超音波トランスデューサ１４は、空気圧アクチュエータ１５およびコントローラ１１
４を用いてテスト表面に接触するよう位置決めされかつ調整され、それにより適切な圧力が試料および／またはカプラ６６とトランスデューサ１４との間で保たれる。
【００３７】
動作の際、システムコントローラ１７はトランスデューサ１４および赤外線カメラ１６間のタイミングを定める。分析処理が開始されると、コントローラ１７によりカメラ１６は所定の割合で試料、テスト部分または領域の画像を順次撮影し始める。撮像シーケンスが始まると、コントローラ１７はトランスデューサ１４に信号を送って超音波信号を発生させる。超音波エネルギは所定の周波数でのパルスの形をとる。パルス期間、周波数、および装置１０の入力パワーは、使用する装置および被検査領域またはパーツの組成に応じて変わる。
【００３８】
超音波エネルギを与えると、試料は「励起」され、瑕疵があるテスト領域の部分はより大きい振幅で振動し、そこの表面が熱せられ、これはカメラ１６によって検出されてディスプレイで見でもよいし、記憶することもできる。さらにカメラ１６は熱エネルギ画像を濃淡情報に変換できる。濃淡情報はディスプレイに送られ、および/または後で検討および分析するために記憶される。超音波エネルギを与えている際に、テスト領域の濃淡レベルが予め記録されている基準のしきい値レベルを超えた場合、ピークストア画像獲得部は画像ディスプレイ上でのこの新しいレベルを記録および保持し、直ちにオペレータに瑕疵の存在を知らせる。上記の処理は同じ領域で繰返してもよいし、装置を新たなテスト領域に移動させてもよい。
【００３９】
本発明の多くの特徴および利点は詳細な説明から明らかであり、添付の特許請求の範囲の請求項は本発明の真の精神および範囲内に入る本発明のすべての特徴および利点を網羅することが意図される。さらに、多くの変形および変更が当業者にとって容易に考えられるので、本発明を図示および説明した構成および動作そのものに限定する意図はない。したがって、適切な変形および均等物は本発明の範囲内において存在し得る。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の好ましい実施例に従った超音波サーモグラフィ検査装置を示し、部分斜視図および部分ブロック図である。
【図２】本発明の好ましい実施例に用いられる空気圧式アセンブリの概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０  検査装置、１２  フレーム、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ  真空カップ、１４  超音波トランスデューサ、１６  カメラ、１７  コントローラ。
【図１】
2004205509.tif 000003
【図２】
2004205509.tif 000004