污染物识别系统
阅读：38发布：2022-09-18
专利汇可以提供污染物识别系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种用于检查复合 工件 的方法和装置。对被引导到所述复合工件的表面的电磁 辐射 的响应针对所述复合工件的所述表面上的多个 位置 中的每一个被分离成多个 波长 。根据针对所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长来识别所述复合工件的所述表面上的一组污染物。所述复合工件的所述表面的二维图像被生成为具有一组图形指示器，所述一组图形指示器指示根据针对所述复合工件的所述表面上的所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长识别的所述一组污染物。，下面是污染物识别系统专利的具体信息内容。
1.一种用于检查复合工件(206)的方法，该方法包括：
将对被引导到所述复合工件(206)的表面(212)的电磁辐射(224)的响应(228)针
对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的多个位置(226)中的每一个分离成多个波长(230)；
根据针对所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)来识别所述复合工件(206)的所述表面(212)上的一组污染物(210)；以及
生成所述复合工件(206)的所述表面(212)的具有一组图形指示器(242)的二维图像(236)，所述一组图形指示器(242)指示根据针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)识别的所述一组污染物(210)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，根据针对所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)来识别所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述一组污染物(210)包括：
根据针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)与针对已知的污染物的波长的数据(232)库的比较来识别所述一组污染物(210)。
3.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：
将具有所述一组图形指示器(242)的所述二维图像(236)投射到所述复合工件(206)的所述表面(212)上。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，生成具有指示根据针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)识别的所述一组污染物(210)的所述一组图形指示器(242)的所述复合工件(206)的所述表面(212)的所述二维图像(236)包括：
使用可见光传感器系统(302)生成所述复合工件(206)的所述表面(212)的所述二维图像(236)；以及
在所述二维图像(236)中将指示根据针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)识别的所述一组污染物(210)的所述一组图形指示器(242)包括在与所述多个位置(226)相对应的位置中。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合工件(206)包括：
多层复合材料。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，当针对所述复合工件(206)铺设多层复合材料时执行所述分离、识别以及生成步骤。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，在固化所述多层复合材料之前，每次针对所述复合工件(206)铺设所述多层复合材料时，执行所述分离、识别以及生成步骤。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，在固化所述复合工件(206)之前执行所述分离、识别以及生成步骤。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，将对被引导到所述复合工件(206)的所述表面(212)的所述电磁辐射(224)的所述响应(228)针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个分离成所述多个波长(230)包括：
横跨滤波器(310)扫描对所述电磁辐射(224)的所述响应(228)，其中，所述滤波器(310)被配置为将所述响应(228)分离成所述多个波长(230)。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述滤波器(310)是干扰滤波器(314)。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，通过激光系统、卤光系统、发光二极管系统、氙弧灯系统、激光二极管系统、可调激光系统和石英灯系统中的至少一个来生成所述电磁辐射(224)。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述复合工件(206)形成从以下中的一个选择的平台(220)的一部分：移动平台、固定平台、基于陆地的结构、基于水栖的结构、基于空间的结构、水面舰艇、坦克、人员运输车、火车、航天器、空间站、卫星、潜艇、汽车、电厂、桥梁、水坝、制造设施和建筑物。
13.一种用于检查用于铺设多层复合材料的工具(204)的方法，该方法包括：
将对被引导到所述工具(204)的表面(212)的电磁辐射(224)的响应(228)针对在所述工具(204)的所述表面(212)上铺设所述多层复合材料之前的所述工具(204)的所述表面(212)上的多个位置(226)中的每一个分离成多个波长(230)；
根据针对所述工具(204)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)来识别一组污染物(210)；以及
生成所述工具(204)的所述表面(212)的具有一组图形指示器(242)的二维图像
(236)，所述一组图形指示器(242)指示根据针对所述工具(204)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)识别的所述一组污染物(210)。
14.一种用于检查复合材料的方法，该方法包括：
将对被引导到所述复合材料的表面(212)的电磁辐射(224)的响应(228)针对所述复合材料的所述表面(212)上的多个位置(226)中的每一个分离成多个波长(230)；
根据针对所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)来识别所述复合材料的一组不一致；以及
生成所述复合材料的具有一组图形指示器(242)的二维图像(236)，所述一组图形指示器(242)指示根据针对所述复合材料的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)识别的所述一组不一致。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述复合材料选自以下中的一个：复合工件(206)中的一层复合材料；以及在用于形成所述复合工件(206)之前的该层复合材料。
16.一种装置，该装置包括：
光谱传感器系统(300)，其被配置为将对被引导到复合工件(206)的表面(212)的电磁辐射(224)的响应(228)分离成多个波长(230)，并根据所述电磁辐射(224)的所述多个波长(230)来生成数据(232)；以及
分析器(222)，其被配置为在针对所述复合工件(206)铺设了多层复合材料之后并且在固化所述多层复合材料之前，使所述光谱传感器系统(300)根据所述响应(228)生成所述数据(232)，并生成所述复合工件(206)的所述表面(212)的具有一组图形指示器(242)的二维图像(236)，所述一组图形指示器(242)指示根据针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的多个位置(226)中的每一个的所述多个波长(230)识别的一组污染物(210)。
17.根据权利要求16所述的装置，所述装置还包括：
可见光传感器系统(302)，其被配置为生成所述复合工件(206)的所述表面(212)的可见光图像，并且其中，所述分析器(222)被配置为在所述可见光图像中将指示根据针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)识别的所述一组污染物(210)的所述一组图形指示器(242)包括在与所述多个位置(226)相对应的位置中，以形成所述复合工件(206)的所述表面(212)的具有所述一组图形指示器(242)的所述二维图像(236)，所述一组图形指示器(242)指示根据针对所述复合工件(206)的所述表面(212)上的所述多个位置(226)中的所述每一个的所述多个波长(230)识别的所述一组污染物(210)。
18.根据权利要求16所述的装置，所述装置还包括：
电磁辐射源(218)，其被配置为生成所述电磁辐射(224)。
19.根据权利要求16所述的装置，其中，所述光谱传感器系统(300)包括：
滤波器(310)，其被配置为将对被引导到所述复合工件(206)的所述表面(212)的所述电磁辐射(224)的所述响应(228)分离成所述多个波长(230)；以及
传感器阵列(312)，其被配置为根据通过所述滤波器(310)在所述响应(228)中分离的所述电磁辐射(224)的所述多个波长(230)来生成所述数据(232)。
20.根据权利要求16所述的装置，其中，所述复合工件(206)用于复合飞行器部件。
污染物识别系统
背景技术
[0001] 本发明总体上涉及制造复合结构(composite structure)，具体地，涉及在制造过程中检查复合工件(composite workpiece)。再更具体地，本发明涉及一种用于在固化复合工件以形成复合结构之前识别复合工件上的污染物的方法和装置。
[0002] 正越来越多地使用复合材料来设计和制造飞行器。复合材料被用于飞行器以减少飞行器的重量。该减少的重量改善了性能特征，例如有效载荷能力和燃油效率。此外，复合材料对于飞行器的各种组件提供了更长的使用寿命。
[0003] 复合材料是通过组合两种或更多种功能组件而产生的坚韧的、重量轻的材料。例如，复合材料可以包括结合在聚合物树脂基体中的增强纤维。这些纤维可以是单向的，或者可以采取编织布或织物的形式。纤维和树脂被布置和固化以形成复合材料。
[0004] 另外，使用复合材料来制造航空复合结构潜在地使得可按照较大零件(piece)或部件(section)来制造飞行器的多个部分。例如，可以按照多个筒状部件以形成飞行器的机身来制造飞行器的机身。其它示例包括但不限于：机翼部件，这些机翼部件接合以形成机翼；或稳定器部件，这些稳定器部件接合以形成稳定器。
[0005] 在制造复合结构时，通常在工具上铺设(laid up)多层复合材料。这些层可以由纤维片材构成。这些片材可以采取织物、带、纤维束(tow)的形式或其它适当的形式。在某些情况下，树脂可以被注入或预浸渍到片材中。这些类型的片材通常被称为预浸料坯(prepreg)。
[0006] 不同层的预浸料坯可沿不同的方向铺设，并且可以根据正在制造的复合结构的厚度使用不同数目的层。这些层可以手工或使用自动层压设备(如带层压机或纤维铺放系统)来铺设。
[0007] 在工具上已经铺设了不同的层之后，这些层通过暴露于温度和压力下而固结和固化，从而形成了最终的复合结构。此后，可以检查该复合结构，以确定是否存在不一致。该检查可以使用x射线检查系统、超声检查系统和其它类型的非破坏性的检查系统来执行。
[0008] 如果识别到不一致，则该复合结构可被返工。在某些情况下，该不一致可能导致复合结构被丢弃，因此需要制造新的复合结构。可能存在于复合结构中的不一致的示例包括空隙、孔隙、分层、外来物(FOD)、以及其它类型的不一致。
[0009] 返工部件或丢弃和重新制造复合结构可能会延迟使用复合结构的飞行器的完成。此外，返工或丢弃部件可能会使制造飞行器的成本增加不希望的量。
[0010] 因此，希望有考虑了上述问题以及其它可能的问题中的至少一个的方法和装置。
发明内容
[0011] 在一个示例性实施方式中，提供了一种用于检查复合工件的方法。对被引导到该复合工件的表面的电磁辐射的响应针对所述复合工件的所述表面上的多个位置中的每一个被分离成多个波长。根据针对所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长来识别所述复合工件的所述表面上的一组污染物。所述复合工件的所述表面的二维图像被生成为具有一组图形指示器，所述一组图形指示器指示根据针对所述复合工件的所述表面上的所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长识别的所述一组污染物。
[0012] 在另一个示例性实施方式中，提供了一种用于检查用于铺设多层复合材料的工具的方法。对被引导到该工具的表面的电磁辐射的响应针对在所述工具的所述表面上铺设所述多层复合材料之前的所述工具的所述表面上的多个位置中的每一个被分离成多个波长。根据针对所述工具的所述表面上的所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长来识别一组污染物。所述工具的所述表面的二维图像被生成为具有一组图形指示器，所述一组图形指示器指示根据针对所述工具的所述表面上的所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长识别的所述一组污染物。
[0013] 在又一个示例性实施方式中，提供了一种用于检查复合材料的方法。对被引导到该复合材料的表面的电磁辐射的响应针对所述复合材料的所述表面上的多个位置中的每一个被分离成多个波长。根据针对所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长来识别针对所述复合材料的一组不一致。生成所述复合材料的具有一组图形指示器的二维图像，所述一组图形指示器指示根据针对所述复合材料的所述表面上的所述多个位置中的所述每一个的所述多个波长识别的所述一组不一致。
[0014] 在再一个示例性实施方式中，一种装置包括光谱传感器系统和分析器。该光谱传感器系统被配置为将对被引导到复合工件的表面的电磁辐射的响应分离成多个波长，并根据所述电磁辐射的所述多个波长来生成数据。该分析器被配置为在针对所述复合工件铺设了多层复合材料之后并且在固化所述多层复合材料之前，使所述光谱传感器系统根据所述响应来生成所述数据。该分析器被进一步配置为生成所述复合工件的所述表面的具有一组图形指示器的二维图像，所述一组图形指示器指示根据针对所述复合工件的所述表面上的多个位置中的每一个的所述多个波长识别的一组污染物。
附图说明
[0016] 示例性实施方式的特性的新颖特征在所附权利要求书中进行了阐述。然而，这些示例性实施方式以及优选使用模式、其进一步的目的和优点将通过在结合附图阅读时参考本发明的示例性实施方式的以下详细描述而最好地理解，其中：
[0017] 图1是根据示例性实施方式的制造环境的示意图；
[0018] 图2是根据示例性实施方式的检查环境的框图的示意图；
[0019] 图3是根据示例性实施方式的成像系统的框图的示意图；
[0020] 图4是根据示例性实施方式的数据的框图的示意图；
[0021] 图5是根据示例性实施方式的成像系统的示意图；
[0022] 图6是根据示例性实施方式的成像系统的示意图；
[0023] 图7是根据示例性实施方式的成像系统的示意图；
[0024] 图8是根据示例性实施方式的光谱传感器系统的示意图；
[0025] 图9是根据示例性实施方式的具有图形指示器的二维图像的示意图；
[0026] 图10是根据示例性实施方式的用于检查复合工件的过程的流程图的示意图；
[0027] 图11是根据示例性实施方式的用于根据多个波长识别一组污染物的过程的流程图的示意图；
[0028] 图12是根据示例性实施方式的用于生成复合工件的表面的具有指示一组污染物的一组图形指示器的二维图像的过程的流程图的示意图；
[0029] 图13是根据示例性实施方式的用于检查复合工件的过程的流程图的示意图；
[0031] 图15是根据示例性实施方式的飞行器制造和维护方法的示意图；以及[0032] 图16是其中实施示例性实施方式的飞行器的示意图。
具体实施方式
[0033] 不同的示例性实施方式认识并考虑到一个或更多个不同的考虑。例如，所述示例性实施方式认识并考虑到在制造复合结构的过程中可能由污染物导致的不一致。例如，当在工件上铺设多层复合材料时，污染物可能存在于该多层复合材料中的一层的表面上。这些污染物可能已经存在于该层复合材料上，来源于当在该工件上放置该层时的制造环境，或来自于某些其它来源。
[0034] 当在其上存在污染物的所述多层的顶部上放置附加的多层复合材料时，所述污染物会嵌入到多层复合材料之间。所述示例性实施方式还认识并考虑到污染物可能存在于其上铺设了多层复合材料的工具的表面上。这些污染物可能会附着到放置在该工具的表面上的一层复合材料。当污染物表现为液体的形式时，这些污染物渗入复合材料的一层或更多层。
[0035] 当固化具有这些层的复合工件时，这些污染物可能会导致不一致。例如，但不限于，污染物可能会导致不期望的程度的空隙、孔隙、分层和其它类型的不一致中的至少一个。如在本文中使用的，当短语“……中的至少一个”与多个项的列表一起使用时，其意味着可以使用所列出的项中的一个或更多个的不同的组合并且可能需要该列表中的各项中的仅一个。例如，“项A、项B和项C中的至少一个”可包括但不限于项A、或者项A和项B。该示例还可以包括项A、项B和项C、或者项B和项C。
[0036] 所述示例性实施方式认识并考虑到存在于在用于复合结构的复合工件上铺设的所述多层复合材料的表面上的这些污染物可以是例如，但不限于，颗粒、碎片、液体、水分和其它类型的不期望的污染物。所述示例性实施方式认识并考虑到在固化多层复合材料之前识别所述多层复合材料的表面上的这些污染物的存在可以减少返工的量和被丢弃的复合结构的数量。此外，当被丢弃的复合结构的数量减少时，所制造的替换复合结构的数量也减少。
[0037] 所述示例性实施方式还认识并考虑到这些污染物对于肉眼通常是不可见的。因此，在从所述多层复合材料制造复合结构的过程中，针对污染物检查所述多层复合材料可能比所期望的更困难。
[0038] 因此，所述示例性实施方式提供一种用于检查复合工件的方法和装置。在这些示例性示例中，复合工件可以是针对复合结构已经铺设了的多层复合材料。该过程可以将电磁辐射引导到该复合工件的表面。对被引导到该复合工件的表面的该电磁辐射的响应针对所述表面上的多个位置中的每一个被分离成多个波长。
[0039] 该复合工件的表面的二维图像被生成为具有一组图形指示器，该组图形指示器指示根据针对该组位置中的每一个的所述多个波长识别的一组污染物。如在本文中所使用的，当针对多个项使用时，“组”意味着零个、一个或更多个项。例如，一组污染物为零个或更多个污染物。换句话说，当没有识别到污染物时，一组污染物可能有时是一个空集。该二维图像可以被用于确定是否存在污染物，并且如果存在污染物，则识别应当在哪里采取行动。
[0040] 现在转到图1，根据示例性实施方式描述制造环境的示意图。在该描述的示例中，制造环境100包括复合铺设站(layup station)102和复合铺设站104。
[0041] 复合铺设站102和复合铺设站104是当制造复合结构时可以在其处铺设多层复合材料的台。在该示例性示例中，复合材料铺设系统106可以在复合铺设站102处针对复合工件112在工具110上放置多层复合材料108。在该示例性示例中，复合材料铺设系统106为机械臂，在其上存在用于铺设多层复合材料108的末端执行器(end effector)。
[0042] 在这些示例性示例中，多层复合材料108中的层116的表面114的检查在固化多层复合材料108之前进行。在该示例性示例中，检查可以使用检查系统118来进行。
[0043] 检查系统118包括壳体120、成像系统122、光源124和计算机126。壳体120在平台128上可移动。在该示例性示例中，平台128包括轨道系统130和壳体120。平台128中的壳体120保持成像系统122和光源124。
[0044] 光源124被配置为将光引导到复合工件112的表面114上的多个位置。具体地，光被引导到形成该复合工件112的多层复合材料108中的层116的表面114。
[0045] 成像系统122被配置为接收对由光源124引导到复合工件112的表面114上的多个位置上的光的响应。成像系统122被配置为将针对表面114上的每一个位置的响应分离成多个波长。该数据被发送到计算机126。换句话说，可以针对每一个位置检测响应，并且针对该特定的位置根据检测到的响应生成多个波长。在该示例性示例中，通过无线通信链路132将数据从成像系统122发送到计算机126。
[0046] 计算机126使用该数据来识别可能存在于该多个位置处的任何污染物。计算机126被配置为生成表面114的二维图像。在所述示例性示例中，该二维图像可以为表面114的二维光谱图响应。该图像可以包括多个图形指示器，所述图形指示器指示使用针对所述多个位置中的每一个的数据识别的污染物。
[0047] 该图像可以由操作者134用来识别可能存在于复合工件112的表面114上的任何污染物。此外，该图像也可以被用于识别在复合工件112的表面114上存在污染物的位置。
[0048] 在这些示例性示例中，污染物的该识别在固化复合工件112之前执行。以这种方式，污染物可以从复合工件112去除。例如，污染物可以是被去除的颗粒。在其它示例中，如果污染物无法从复合工件112去除，则可以更换多层复合材料108的一层或更多层，使得所述污染物不再存在。
[0049] 在另一个示例性示例中，复合材料铺设站104包括工具136和复合材料铺设系统138。在该示例性示例中，复合材料铺设系统138包括平台，在该平台上，复合材料铺设单元可以相对于工具136移动以将多层复合材料铺设在工具136上。
[0050] 在该示例性示例中，检查系统140包括与机械臂144相关联的成像系统142和与机械臂148相关联的光源146。在该示例性示例中，机械臂144和机械臂148形成用于检测系统140的平台150。检查系统140还包括计算机126。
[0051] 当一个组件与另一个组件“相关联”时，该关联在这些描述的示例中是物理关联。例如，通过固定到第二组件(机械臂144)、接合到第二组件、安装到第二组分、焊接到第二组件、紧固到第二组件，和/或以其它某些适当的方式连接到第二组件，第一组件(成像系统142)可以被认为与第二组件相关联。该第一组件也可以使用第三组件来连接到该第二组件。该第一组件还可以被认为是通过形成为该第二组件的一部分和/或延伸部分而与该第二组件相关联。
[0052] 在这些示例性示例中，机械臂148移动光源146，以将光引导到工具136的表面152上的不同的位置。成像系统142可以通过机械臂144移动，以针对表面152上的所述多个位置中的每一个检测对被引导到工具136的表面152的光的响应。以类似的方式，成像系统142生成数据，该数据包括针对该工具136的表面152上的所述多个位置中的一个的多个波长。
[0053] 该数据在无线通信链路154上被发送给计算机126。该计算机126分析该数据以确定污染物是否存在工具136的表面152上。该计算机126还被配置为生成工具136的表面152的二维图像。该二维图像还可以包括多个图形指示器，所述图形指示器识别在工具136的表面152上已经检测到的任何污染物。
[0054] 操作者156可以使用该图像来确定是否存在污染物。此外，操作者156可以在使用复合材料铺设系统138在工具136上铺设复合材料之前从工具136的表面152去除污染物。在工具136的表面152上的污染物可能被转移到在该表面152上铺设的多层复合材料的一层或更多层上。这些污染物还可能导致当所述多层复合材料被固化以形成复合结构时的不一致。
[0055] 通过在工具136的表面152上铺设复合材料之前检查工具136的表面152，可以识别并去除工具136的表面152上的污染物。结果，可以减少由工具136的表面152上的污染物导致的复合结构上的不一致的出现。
[0056] 以这种方式，可以减少与导致复合结构中的不一致的污染物相关的问题。通过在固化复合工件112之前执行检查，与针对复合结构的目前使用的制造工艺相比，从复合工件112得到的复合结构不太可能有不一致。
[0057] 现在转到图2，根据示例性实施方式描述检查环境的框图的示意图。制造环境100中的检查系统118和检查系统140是图2中的检查环境200中的组件的物理实现的示例。
[0058] 在该示例性示例中，检查环境200中的检查系统202可以被用来执行工具204、复合工件206、或者工具204和复合工件206两者的检查。
[0059] 在这些示例性示例中，多层复合材料208形成复合工件206。多层复合材料208在复合工件206的制造过程中铺设在工具204上。
[0060] 在这些示例性示例中，在复合工件206的表面212上可能存在一组污染物210。换句话说，在多层复合材料208的表面212上存在一组污染物210。在这些示例性示例中，在没有被多层复合材料208中的另一层复合材料覆盖的一层复合材料的表面212上存在一组污染物210。
[0061] 在这些示例性示例中，多层复合材料208的表面212的检查可以在固化复合工件206之前执行。具体地，该检查可以在附加的多层复合材料被放置在多层复合材料208的表面212的顶部上之前执行。
[0062] 正如所描述的，该检查可以使用检查系统202来执行，该检查系统202在这些示例性示例中采取非破坏性的检查系统214的形式。检查系统202可以包括成像系统216、电磁辐射源218、平台220和分析器222。
[0064] 成像系统216和电磁辐射源218可以与平台220相关联。在某些示例性示例中，分析器222还可以与平台220相关联。平台220提供对这些和任何其它的组件的支撑。
[0065] 此外，平台220可以被配置为移动与平台220相关联的组件，诸如例如成像系统216和电磁辐射源218。正如所描述的，平台220可以包括被配置为移动平台220和复合工件206中的至少一个的移动系统223。
[0066] 电磁辐射源218是硬件设备，并且可以包括软件。电磁辐射源218被配置为生成电磁辐射224。电磁辐射源218被配置为将电磁辐射224引导到复合工件206的表面212上的多个位置226。
[0067] 在这些示例性示例中，电磁辐射源218可以采取各种形式。例如，但不限于，电磁辐射源218可以是激光系统、卤光系统、发光二极管系统、氙弧灯系统、激光二极管系统、可调激光系统、石英灯系统和其它适当类型的电磁辐射源。电磁辐射224可以是可见光、红外光和其它适当类型的电磁辐射中的至少一个。
[0068] 成像系统216是硬件设备，并且可以包括软件。成像系统216被配置为接收和处理响应228。响应228是对被引导到复合工件206的表面212上的多个位置226的电磁辐射224的响应。对被引导到复合工件206的表面212的电磁辐射224的响应228针对多个位置226中的每一个被分离成多个波长230。
[0069] 数据232是由成像系统216根据响应228生成的。例如，数据232包括根据从针对多个位置226中的每一个的响应228中分离出的多个波长230而生成的数据。在这些示例性示例中，数据232包括针对多个位置226中的一个特定位置的多个波长230中的每一个波长的强度。在这些示例中，针对多个位置226中的一个特定位置的数据232的部分形成签名(signature)。因此，在数据232中针对多个位置226可以存在多个签名233。
[0070] 通过通信链路229将数据232从成像系统216发送到分析器222。通信链路229可以是有线通信链路、无线通信链路、光通信链路或某些其它适当类型的通信链路。
[0071] 分析器222是硬件设备，并且可以包括软件。在这些示例性示例中，分析器222可以使用计算机系统238来实施。计算机系统238由多个计算机组成。当存在多于一个计算机时，这些计算机可以使用诸如网络的通信介质来相互通信。
[0072] 分析器222被配置为使用数据232来生成图像234。图像234可以通过计算机系统238来显示。图像234可以使用显示设备来显示，诸如液晶显示器或其它适当类型的显示设备。在这些示例性示例中，图像234采取二维图像236的形式。
[0073] 在这些示例性示例中，分析器222识别复合工件206的表面212上的一组污染物210。如以上讨论的，一组污染物210可以是其中不存在污染物的空集。
[0074] 分析器222使用签名数据库240识别一组污染物210。例如，分析器222比较数据232和签名数据库240以确定是否存在污染物。更具体地，将多个签名233与签名数据库240中的签名241相比较。在这些示例性示例中，签名数据库240是针对已知的污染物的波长的数据库。
[0075] 签名241包含信息材料。这些材料可以包括污染物、预期存在的复合材料、和其它材料中的至少一个。在这些示例性示例中，材料的签名包括针对污染物存在的多个波长的多个强度。针对材料的不同波长的强度形成针对该特定材料的签名。在这些示例性示例中，在不同的波长处的这些强度针对材料是唯一的。
[0076] 结果，针对数据232中的多个波长230的强度可以与签名241相比较，以确定是否存在污染物。签名数据库240还可以被用来识别预期存在于复合工件206中的材料。
[0077] 因此，分析器222还可以识别在多层复合材料208中使用的复合材料的类型。以这种方式，分析器222还可以确定多层复合材料208是否为在复合工件206中使用的期望类型的复合材料。
[0078] 在这些示例性示例中，在图像234中包括一组图形指示器242。该组图形指示器242被用于识别针对复合工件206的表面212上的多个位置226中的每一个的一组污染物
210。换句话说，在多个位置226中的每一个位置可以没有污染物，或者有一个或更多个污染物。
210。换句话说，在多个位置226中的每一个位置可以没有污染物，或者有一个或更多个污染物。
[0079] 在这些示例性示例中，一组图形指示器242被包含在图像234中的、与复合工件206的表面212上的多个位置226相对应的多个位置244中。换句话说，用于识别一组污染物210中的污染物的一组图形指示器242中的图形指示器可以被放置在图像234中的多个位置244中的位置中，使得该位置对应于表面212上的多个位置226中的、存在污染物的位置。
[0080] 换句话说，多个位置244中的一组图形指示器242按照以下的方式布置：当观看复合工件206的表面212时，操作者可以识别多个位置226中的对应位置。此外，在某些示例性示例中，一组图形指示器242还可以包括指示在表面212上不存在污染物的图形指示器。
[0081] 另外，在某些示例性示例中，分析器222可以将图像234投射到复合工件206的表面212上。图像234的该投射可以由成像系统216来执行。图像234按照以下的方式投射到复合工件206的表面212上：一组图形指示器242被显示在复合工件206的表面212上的一组污染物210上。在这些示例性示例中，一组图形指示器242可以具有一比一的比率，使得当具有一组图形指示器242的图像234被投射到复合工件206的表面212上时，所述图形指示器显示一组污染物210中的污染物的实际大小。
[0082] 在这些示例性示例中，当针对复合工件206铺设多层复合材料208时，执行以下的步骤：将响应228针对表面212上的多个位置226中的每一个分离成多个波长230；根据针对表面212上的多个位置226中的每一个的多个波长230来识别一组污染物210；以及生成图像234。具体地，这些步骤是在固化复合工件206以形成复合结构246之前执行的。在这些示例性示例中，复合结构246可以是复合飞行器部件。这些步骤可以在每次针对复合工件206铺设一层或更多层复合材料时执行。
[0083] 通过在固化复合工件206之前检查表面212，污染物可以通过在固化复合工件206以形成复合结构246之前的检查被找到。当在固化复合工件206之前识别到污染物时，可以去除这些污染物。污染物的去除可以是例如去除颗粒、蒸发液体或者其它适当的操作。在某些示例性示例中，污染物可以通过替换其上识别到污染物的多层复合材料208中的一层或更多层来去除。
[0084] 现在转到图3，根据示例性实施方式描述成像系统的框图的示意图。在该示例性示例中，示出了可以用在图2中的成像系统216中的组件。如所描述的，成像系统216包括光谱传感器系统300、可见光传感器系统302、引导器系统304、投射器306、控制器307和平台308。
[0085] 在这些示例性示例中，光谱传感器系统300、可见光传感器系统302、引导器系统304、投射器306和控制器307与308平台相关联。平台308是可以采取各种形式的结构。
例如，但不限于，平台308可以是框架、轨道系统、壳体、机械臂和某些其它适当类型的结构中的至少一个。例如，平台308可以是壳体，成像系统216中的这些不同的组件中的一个或更多个可以位于该壳体内。
例如，但不限于，平台308可以是框架、轨道系统、壳体、机械臂和某些其它适当类型的结构中的至少一个。例如，平台308可以是壳体，成像系统216中的这些不同的组件中的一个或更多个可以位于该壳体内。
[0086] 光谱传感器系统300是硬件系统，并且被配置为接收响应228并根据图2生成针对多个波长230的数据232。在这些示例性示例中，光谱传感器系统300被配置为生成具有波长范围的形式的多个波长230。根据特定的实施方式，该波长范围可以是连续的或者可以包括间隔。
[0087] 在该示例性示例中，光谱传感器系统300包括滤波器310和传感器阵列312。滤波器310被配置为将响应228中的电磁辐射分离成多个波长230。在这些示例性示例中，滤波器310采取干扰滤波器314的形式。
[0088] 在这些示例性示例中，通过滤波器310分离的多个波长230中的每一个波长被发送到传感器阵列312中的传感器。结果，传感器阵列312根据来自多个位置244中的特定位置的响应228的多个波长230生成数据。
[0089] 在这些示例性示例中，引导器系统304是硬件系统，其被配置为将响应228引导到滤波器310。引导器系统304可以使响应228横跨(across)滤波器310被扫描。当响应228横跨滤波器310被扫描时，多个波长230由滤波器310从响应228中分离出。
[0090] 引导器系统304可以包括多个组件，诸如反射镜系统318、开口320和其它适当类型的组件。反射镜系统318可以是可移动的，以使响应228横跨滤波器310被扫描。开口320可以是例如平台308中的开口，其使响应228的与多个位置244中的位置相对应的一部分能够被引导到滤波器310。
[0091] 在这些示例性示例中，可见光传感器系统302被配置为生成复合工件206的表面212的图像数据。可见光传感器系统302可以使用任何类型的可见光相机或者来自可见光相机的组件来实施。
[0092] 投射器306被配置为投射图像。在这些示例性示例中，投射器306可以被配置为投射图像234到复合工件206的表面212上。
[0093] 控制器307是硬件设备，并且可以包括软件。控制器307被配置为控制光谱传感器系统300、可见光传感器系统302、引导器系统304和投射器306中的至少一个的操作。控制器307还可以被配置为在将由成像系统216生成的数据232发送给分析器222之前处理数据232中的一些。控制器307可以是处理器单元、集成电路系统、计算机或某些其它适当的硬件设备。例如，控制器307可以对数据232进行预处理以消除噪声，添加时间戳，并且在将数据232发送给分析器222之前执行对数据232的其它操作。
[0094] 现在转到图4，根据示例性实施方式描述数据的框图的示意图。在该图中，例示了可以存在于图2中的数据232中的信息的示例。在该示例性示例中，数据232表示针对位置400的数据。位置400是图2中的多个位置244中的位置的示例。
[0095] 位置400是在复合工件206的表面212上识别的位置。位置400可以按照坐标来描述。例如，用于该工件的坐标系统可以被用于识别位置400。当然，任何适当的坐标系统可以被用于识别位置400。位置400可以按照多种不同的方式来识别。例如，位置400可以使用复合结构246的模型来确定。具体地，该模型可以是用于多层复合材料208的铺设的模型。该模型可以包括坐标系统。该坐标系统可以由分析器222用于控制成像系统216选择位置400。在这些示例性示例中，该模型可以是复合结构246的计算机辅助设计模型。
[0096] 在该示例性示例中，位置400具有针对波长406的强度404。换句话说，波长406中的每一个波长具有强度404中的强度。
[0097] 在这些示例性示例中，强度404中的强度可以作为勒克斯(lux)来测量，这是每单位面积的光通量。
[0098] 在这些示例性示例中，波长406是连续的波长范围。波长406中的波长可以根据特定的实施方式而改变。例如，波长406可以从约500纳米至约3600纳米。当然，在某些示例性示例中，可以使用其它的波长并且这些波长甚至可以是不连续的。
[0099] 在这些示例性示例中，在位置400处的针对波长406的强度404形成针对位置400的签名408。在这些示例性示例中，签名408可以与签名数据库240中的已知签名相比较，以确定在位置400处是否存在污染物。
[0100] 图2-4中的检查环境200和不同的组件的示意图并不意味着隐含对检查环境200可以被实施的方式的物理或体系结构上的限制。可以使用除了例示的这些组件以外的其它的组件或者代替例示的这些组件的其它的组件。某些组件可能是不必要的。此外，提供这些块来例示某些功能组件。当在示例性实施方式中实施时，这些块中的一个或更多个可以被组合、划分、或者组合并划分成不同的块。
[0101] 例如，光谱传感器系统300、可见光传感器系统302和投射器306可以与不同的平台而不是同一平台相关联。在某些示例性示例中，控制器307可以位于远离平台308的位置处的计算机系统238中。
[0102] 在另一个示例性示例中，成像系统216可以包括除了图3中例示的这些组件以外的其它组件。例如，成像系统216还可以包括透镜系统。该透镜系统可以被配置为使可以作为响应228接收的光聚焦。
[0103] 在另一个示例性示例中，复合工件206可以被处理，以除了针对飞行器的复合飞行器部件以外的其它的形式来形成复合结构246。例如，但不限于，复合结构246可以是针对平台(诸如移动平台、固定平台)、基于陆地的结构、基于水栖的结构和基于空间的结构的部件。更具体地，该平台可以为水面舰艇、坦克、人员运输工具、火车、航天器、空间站、卫星、潜艇、汽车、电厂、桥梁、水坝、制造设施、建筑物和其它适当的对象。
[0104] 现在转到图5，根据示例性示例描述成像系统的示意图。如所描述的，成像系统500是图2和图3中以块的形式示出的成像系统216的物理实现的示例。
[0105] 在该描述的示例中，成像系统500可以引导相干光504的形式的电磁辐射502，以扫描在工具508上铺设的复合工件506。具体地，相干光504可以被配置为在箭头510的方向上横跨复合工件506的表面512进行扫描。在该描述的示例中，复合工件506是用于飞行器的机翼的复合工件。
[0106] 在该示例性示例中，相干光504可以在箭头510的方向上移动的同时覆盖复合工件506的宽度514。响应于相干光504，响应516被返回给成像系统500。如所描述的，响应516是对沿着复合工件506的长度518的地点(position)520的响应。响应516是可以被分离成多个波长的响应。
[0107] 更具体地，针对沿着复合工件506的长度518的每一个地点，沿着宽度514存在多个位置(location)。例如，地点520具有多个位置522。多个位置522中的每一个位置可以按照生成响应516的一部分的方式反射相干光504。响应516的与多个位置522中的位置相对应的部分被分离成一个或更多个波长，以生成针对在地点520处的多个位置522中的该特定位置的数据。
[0108] 在这些示例性示例中，相干光504可以由成像系统500来操纵(steer)，而成像系统500是静止的。在其它的示例性示例中，成像系统500可以在箭头510的方向上移动。在某些示例性示例中，可以出现这两者的组合，以使相干光504沿着复合工件506的长度518在箭头510的方向上扫描复合工件506。
[0109] 现在参照图6，根据示例性实施方式描述成像系统的示意图。成像系统600是针对图2和图3中以块的形式示出的成像系统216的一个实施方式的示例。成像系统600包括电磁辐射源602、引导器系统604、光谱传感器系统606和壳体607。
[0110] 电磁辐射源602被配置为生成具有相干光的形式的电磁辐射。在该特定的示例中，电磁辐射源602采取激光系统的形式。
[0111] 如所描述的，电磁辐射源602生成相干光束620。相干光束620穿过扫描镜610，并且从扫描镜608朝向复合工件624的表面622反射出来。
[0112] 扫描镜610在一个方向上是反射性的，使得相干光束620可以通过扫描镜610。扫描镜610可以是半银镜(half silver mirror)。
[0113] 如所描述的，扫描镜608被配置为将电磁辐射从电磁辐射源602朝向复合工件引导。然而，另选的实施方式可以不包括扫描镜608。在另选的实施方式中，电磁辐射源602可以在复合工件处被引导。在这样的另选的实施方式中，电磁辐射源602可以位于或者可以不位于成像系统600的壳体607内。此外，附加的光学元件或引导装置可以存在于另选的实施方式中，以控制从电磁辐射源602引导到复合工件的电磁辐射。
[0114] 引导器系统604是针对图3中以块的形式示出的引导器系统304的实施方式的示例。引导器系统604将来自电磁辐射源602的相干光束620引导至复合工件624的表面622。引导器系统604还将来自复合工件624的表面622的对相干光束620的响应626引导至光谱传感器系统606。
[0115] 如所描述的，引导器系统604包括扫描镜608和扫描镜610。然而，在另选的实施方式中，引导器系统604可以包括更多或更少的组件。此外，在另选的实施方式中，引导器系统604可以包括不同的引导组件，诸如旋转多边形、旋转镜一边形(monogon)或棱镜多边形。
[0116] 如所描述的，扫描镜608连接到驱动机构612。驱动机构612控制扫描镜608的位置。驱动机构612可以使用被配置为控制扫描镜608的位置的电机或其它的设备来实施。
[0117] 扫描镜608的位置控制相干光束620朝向复合工件624的方向。结果，扫描镜608的移动可以使相干光束620朝向复合工件624的表面622上的不同的位置被引导。因此，扫描镜608可以通过驱动机构612来移动，使得相干光620扫描复合工件624的表面622。
[0118] 同样地，扫描镜610的位置引导从复合工件624接收的响应626。在这些示例性示例中，响应626是通过扫描镜610的位置被引导到成像系统600内的光谱传感器系统606的不同部分的。
[0119] 扫描镜610连接到驱动机构614。驱动机构614控制扫描镜610的位置。与扫描镜608相似，扫描镜610的位置将响应626引导到成像系统600中的光谱传感器系统606的不同的部分。具体地，响应626可以朝向光谱传感器系统606上的不同的位置被引导，以导致针对复合工件624的表面622上的特定位置的不同波长的生成。进而，光谱传感器系统606将响应626分离成多个波长。光谱传感器系统606随后根据从响应626中分离的该多个波长来生成数据。
[0120] 在一个示例性示例中，引导器系统604被调整以从复合工件上的位置采样。引导器系统604的扫描镜608通过驱动机构612被定位到所识别的位置。扫描镜608的该识别的位置被计算为将来自电磁辐射源602的相干光束620引导至复合工件624的表面622上的选定位置。引导器系统604的扫描镜610通过驱动机构614被定位到所识别的位置。扫描镜610的该识别的位置被计算为将从扫描镜608接收到的响应引导到光谱传感器系统
606。
606。
[0121] 在引导器系统604被调整之后，电磁辐射源602发射穿过扫描镜610的相干光束620。相干光束620通过扫描镜608被引导到复合工件624上待采样的位置。
[0122] 来自复合工件624的表面622的对相干光束620的响应626通过扫描镜608被引导到扫描镜610。扫描镜610将响应626引导至光谱传感器系统606。在该示例性示例中，可以通过在接收响应626的同时将扫描镜610移动至不同的位置在整个光谱传感器系统606上扫描响应626。
[0123] 光谱传感器系统606接收该响应，将该响应分离成多个波长，并且生成数据。成像系统600可以随后发送数据给分析器，诸如图2中的分析器222。
[0124] 如所描述的，图6中的成像系统600通过调整引导器系统604来改变复合工件的待采样的位置。相应地，在该示例性示例中，在对复合工件624的第一位置进行采样之后，识别该复合工件的第二位置。扫描镜608通过驱动机构612被调整到第二位置。该第二位置被计算为将来自电磁辐射源602的相干光束620引导至复合工件624的表面622上的第二位置。类似地，扫描镜610通过驱动机构614被调整以移动到不同的位置，以从第二位置处的扫描镜608接收响应。以这种方式，对被引导到该第二位置的相干光束620的响应626可以在整个光谱传感器系统606上扫描。在该示例性示例中，通过调整引导器系统604对复合工件624的表面622上的不同的位置进行采样。在该示例性示例中，成像系统600保持静止。
[0125] 然而，改变复合工件的待采样的位置可以以其它的方式来实现。例如，在其它的示例性示例中，不是调整引导器系统604，而是可以移动成像系统600。另选地，不是调整引导器系统604或者移动成像系统600，而是复合工件624可以相对于成像系统600移动。在成像系统600或复合工件624相对于彼此移动的示例性示例中，引导器系统604不需要包括可移动的组件。
[0126] 现在转到图7，根据示例性实施方式描述成像系统的示意图。成像系统700是图2和图3中以块的形式示出的成像系统216的一个实施方式的示例。成像系统700包括引导器系统702、光谱传感器系统704和壳体706。
[0127] 在该示例性示例中，光谱传感器系统704位于壳体706的内部。引导器系统702包括扫描镜708和开口710。扫描镜708可以通过驱动机构712移动到不同的位置。
[0128] 如所描述的，成像系统700在壳体706内不包括电磁辐射源713。相反地，电磁辐射源713可以位于成像系统700中的其它位置或者是另一个系统的一部分。
[0129] 在该描述的示例中，通过壳体706中的开口710接收响应714。响应714通过扫描镜708被引导到光谱传感器系统704。
[0130] 在该示例性示例中，响应714可以通过扫描镜708至不同的位置的移动被引导到光谱传感器系统704上的不同的位置。来自复合工件718的表面716上的特定位置的响应714是对被引导到复合工件718的表面716的电磁辐射720的响应。通过壳体706的移动来选择响应714。具体地，在这些示例性示例中，使用开口710在复合工件718的表面716上的不同位置上方的移动来选择针对其的响应714被接收的位置。
[0131] 现在转到图8，根据示例性实施方式描述光谱传感器系统的示意图。在该示例性示例中，光谱传感器系统800是图3中以块的形式显示的光谱传感器系统300的一种物理实现的示例。在该示例性示例中，光谱传感器系统800包括滤波器802和传感器阵列804。在这些示例性示例中，滤波器802采取楔形滤波器(wedge filter)的形式。在一个示例性示例中，滤波器802可以具有从约400纳米至约3600纳米的波长的范围。
[0132] 滤波器802包括阻塞滤波器(blocking filter)806、基板808和光谱扩散器810。如所描述的，基板808形成在光谱扩散器810上。阻塞滤波器806形成在基板808上。
[0133] 滤波器802中的阻塞滤波器806被配置为减少通过滤波器802的频带外的电磁辐射。在该示例性示例中，阻塞滤波器806可以减少通过阻塞滤波器806的、具有从约400纳米至约1000纳米的范围之外的波长或者从约500纳米至约3600纳米的范围之外的波长的电磁辐射。当然，根据特定的实施方式，可以使用其它的范围。
[0134] 在这些示例性示例中，阻塞滤波器806由可以被选择用于减少光谱区域内的特定波长的辐射的材料组成。在其它的示例性示例中，用于形成阻塞滤波器806的材料可以被选择为减少在阻塞滤波器806的频带之外的基本上所有的辐射。在这些示例性示例中，当电磁辐射具有从约400纳米至约1000纳米的波长时，该电磁辐射在阻塞滤波器806的频带之外。
[0135] 基板808可以由被选择为针对具有感兴趣的一个波长或多个波长的电磁辐射是基本上透明的材料组成。换句话说，基板808可以允许感兴趣的波长通过，而不期望的其它波长被阻止通过基板808。在该示例性示例中，感兴趣的波长是从约400纳米至约1000纳米的波长。
[0136] 光谱扩散器810由多个层812组成。多个层812包括具有不同折射率的层。在这些示例性示例中，多个层812在厚度上是锥形的，以创建楔形形状814。换句话说，多个层812在边缘818处比在光谱扩散器810的边缘820处更厚。这些层的材料和厚度被选择为提供可以由滤波器802分开的频率的范围。
[0137] 在这些示例性示例中，滤波器802的长度822限定了可以通过滤波器802的频率的范围。换句话说，通过滤波器802的波长取决于沿着长度822的、其中电磁辐射传入滤波器802的位置。换句话说，长度822是滤波器802的光谱维度(dimension)。
[0138] 换句话说，通过滤波器802的波长在箭头824的方向上增加了。因此，边缘820提供了可以通过滤波器802的最短的波长，而边缘818提供了可以通过滤波器802的最长的波长。
[0139] 长度826是滤波器802的空间维度。在这些示例性示例中，沿着长度826的位置对应于复合工件的表面上的位置。在一个示例性示例中，沿着长度826的位置可以对应于沿着图5中的复合工件506的宽度514的多个位置522。
[0140] 传感器阵列804由多个传感器828组成。在这些示例性示例中，传感器828被布置成多行和多列。传感器828的尺寸可能会影响光谱传感器系统800的光谱分辨率和空间分辨率。在这些示例性示例中，传感器828被配置成响应于检测到电磁辐射而生成信号。根据特定的实施方式，这些信号可以表示振幅、强度或者其它参数。这些信号形成图2中的数据232中的某些或全部。
[0141] 传感器阵列804可以使用不同类型的传感器来实施。例如，传感器阵列804中的传感器828可以包括数字电荷耦合器件、互补金属氧化物半导体器件、锑化铟(InSb)半导体器件、碲化汞镉(HgCdTe)半导体器件或者适合于检测电磁辐射的任何其它类型的传感器。
[0142] 图5中的成像系统500、图6中的成像系统600和图7中的成像系统700的示意图并不意味着限制成像系统216可以被实施的方式。例如，其它成像系统还可以包括除了针对成像系统500、成像系统600和成像系统700例示的组件以外的可见光传感器系统、投射器或者这两者。作为另一个示例性示例，可以存在多个相干光源。换句话说，除了成像系统500中的发射相干光504的源以外，可以存在一个或更多个附加的相干光源。
[0144] 此外，图8中的光谱传感器系统800的示意图并不意味着限制光谱传感器系统800可以在成像系统600和成像系统700中实施的方式。例如，代替或除了用于滤波器802的楔形滤波器，可以使用其它类型的结构。例如，可以从光学棱镜、全息光栅、传统光栅和其它适当类型的结构中的至少一个中选择其它的结构。
[0145] 接着参照图9，根据示例性实施方式描述具有图形指示器的二维图像的示意图。如所描述的，图像900是图2中以块的形式示出的图像234的一个实施方式的示例。
[0146] 在该示例性示例中，图像900是二维图像902。如所描述的，二维图像902是复合工件904的图像。在这些示例性示例中，复合工件904是用于飞行器的机翼的复合工件。
[0147] 在该示例性示例中，二维图像902包括图形指示器906、908、910和912。这些图形指示器是识别复合工件904的表面914上的一组污染物的一组图形指示器。
[0148] 在该示例性示例，图形指示器906指示复合工件904的表面914上存在未知的污染物。图形指示器908和图形指示器910指示复合工件904的表面914上存在水。图形指示器912指示复合工件904的表面914上存在塑料颗粒。
[0149] 通过二维图像902，操作者可以识别存在于复合工件904的表面914上的污染物。以这种方式，这些污染物可以在完成多层复合材料在复合工件904上的铺设和固化复合工件904之前被考虑。例如，污染物可以从表面914去除。在其它的示例性示例中，可以在复合工件904中替换一层或更多层。
[0150] 图1和图4-9中所示的不同的组件可以与图2-4中的组件组合，与图2-4中的组件一起使用，或者这两者的组合。此外，图1和图4-9中的组件中的一些可以是图2-4中以块的形式示出的组件如何能够被实现为物理结构的示例性示例。
[0151] 现在参照图10，根据示例性实施方式描述用于检查复合工件的过程的流程图的示意图。在该描述的示例中，图10中例示的过程可以在用于在图1中的制造环境100中使用的图2中的检查环境200中的实施。在这些示例性示例中，该过程可以被用来检查工件，诸如图2中的复合工件206。该过程在复合工件被固化或者该复合工件上的特定的层被固化之前执行。
[0152] 该过程开始于将电磁辐射引导到复合工件的表面(操作1000)。电磁辐射可以来源于图2中的电磁辐射源218。该过程接着检测对被引导到该复合工件的表面的电磁辐射的响应(操作1002)。该响应可以通过图2中的检查系统202在该图中的随后的操作中来检测并处理。接着，将对被引导到该复合工件的表面的电磁辐射的响应针对该复合工件的表面上的多个位置中的每一个分离成多个波长(操作1004)。该电磁辐射可以通过检查系统202中的成像系统216来分离。该响应可以针对多于一个的位置。在这些示例性示例中，该响应可以沿着一条线或某些其它的区域。在一个示例性示例中，该响应可以针对在沿着图5中的复合工件506的长度518的地点520处的多个位置522。
[0153] 接着，该过程根据针对该复合工件的表面上的所述多个位置中的每一个的所述多个波长来识别该复合工件的表面上的一组污染物(操作1006)。操作1006中的污染物的识别可以通过检查系统202中的分析器222来执行。在这些示例性示例中，在某些情况下如果没有被检测到污染物，则该组污染物可以是零污染物。
[0154] 生成该复合工件的表面的具有一组图形指示器的二维图像，该组图形指示器指示根据针对该复合工件的表面上的所述多个位置中的每一个的所述多个波长识别的所述一组污染物(操作1008)。该二维图像可以通过分析器222来生成。在该示例性示例中，所述污染物中的每一个是使用图形指示器来识别的。如果不存在污染物，则该组图形指示器是空集。在这些示例性示例中，该二维图像可以使用来自所述波长的数据来生成。
[0155] 例如，对于其中不存在污染物的地方，图像可以使用特定的图形指示器来指示不存在污染物。在其它的示例性示例中，所述图形指示器可以被布置在复合工件的表面的生成的可见光图像中。该可见光图像也可以通过图2中的检查系统202中的成像系统216来生成。
[0156] 该过程接着将具有所述一组图形指示器的所述二维图像投射到该复合工件的表面上(操作1010)，而此后该过程结束。所述二维图像到该工件的表面上的投射可以在分析器222的控制下使用成像系统216来执行。
[0157] 现在转到图11，根据示例性实施方式描述用于根据多个波长识别一组污染物的过程的流程图的示意图。图11中例示的过程是图10中的操作1006的一个实施方式的示例。
[0158] 该过程开始于从复合工件的表面上的多个位置中选择一个位置(操作1100)。例如，该位置可以是针对图5中的复合工件506的多个位置522中的位置。在其它的示例性示例中，所述多个位置可以是针对沿着复合工件506的长度518的所有地点的横跨宽度514的所有位置。
[0159] 识别针对该位置的数据(操作1102)。该数据是根据针对所选择的位置的多个波长生成的数据。该数据可以包括例如波长和针对该波长的值。这个值可以是强度、振幅或某些其它适当的值。在这些示例性示例中，针对该位置的所述数据是针对该位置的签名。
[0160] 该过程接着将该签名与签名数据库中的一组签名进行比较(操作1104)。该签名数据库可以是例如图2中的签名数据库240。该签名数据库包括针对已知的污染物的签名。此外，该数据库还可以包括针对应该存在于所述复合工件中的已知的复合材料的签名。
[0161] 接着根据针对该位置的签名与该签名数据库的比较来进行关于污染物是否存在于该位置中的确定(操作1106)。如果存在污染物，则该过程接着识别该污染物(操作1108)。该识别可以基于识别该污染物为该签名数据库中的一个签名。在某些情况下，如果该污染物与该签名数据库中的已知的污染物的签名不匹配并且与针对应该存在的复合材料的签名也不匹配，则该污染物被识别为未知的污染物。
[0162] 此后，进行关于该复合工件的表面上的所述多个位置中是否存在其他的未处理的位置的确定(操作1110)。如果存在其他的未处理的位置，则该过程返回到操作1100。否则，该过程结束。
[0163] 再次参照操作1106，如果不存在污染物，则该位置被识别为没有污染物(操作1112)，而该过程接着进行到如上所述的操作1110。在操作1112中，该识别可以包括存在于该位置的材料的识别。在这种情况下，该材料是针对该复合工件被期望存在的材料。
[0164] 现在转到图12，根据示例性实施方式描述用于生成具有指示一组污染物的一组图形指示器的复合工件的表面的二维图像的过程的流程图的示意图。图12中例示的过程是图10中的操作1008的一个实施方式的示例。
[0165] 该过程开始于从一组污染物中选择一个污染物以进行处理(操作1200)。该过程识别该污染物(操作1202)。该识别是在图11中的操作1108中生成的识别。
[0166] 基于该污染物的识别，该过程选择针对该污染物的图形指示器(操作1204)。该图形指示器可以采取不同的形式。例如，该图形指示器可以从以下的项中的至少一个选择：颜色、图标、文本、交叉阴影和其它适当类型的图形指示器。该过程接着在该二维图像中识别针对该图形指示器的位置(操作1206)。该二维图像中的该位置是对应于该工件的表面上的该污染物的位置的位置。该过程接着在该二维图像中将该图形指示器放置在所识别的位置处(操作1208)。
[0167] 接着，进行关于该组经识别的污染物中是否存在其他的未处理的污染物的确定(操作1210)。如果存在用于处理的其他的未处理的污染物，则该过程返回到操作1200。
[0168] 否则，该过程结束，并且所述二维图像准备好由操作者分析。操作者可以在显示设备上观看该图像。在某些示例性示例中，该二维图像可以被投射到工件的表面上。该二维图像的投射以如下的方式进行：图形指示器位于其中污染物实际上存在于工件的表面上的位置。另外，所述图形指示器的形状和大小可以被选择为使得它们具有与工件的表面上的污染物相同的大小和形状。
[0169] 现在转到图13，根据示例性实施方式描述用于检查复合工件的过程的流程图的示意图。在该示例性示例中，图13中的过程可以在用于在图1中的制造环境100内使用的图2中的检查环境200中来实施。具体地，不同的操作可以在图2中的检查系统202中来实施。
[0170] 该过程开始于识别用于检查的复合工件的区域(步骤1300)。取决于特定的实施方式，该区域可以为该复合工件的一部分或全部。
[0171] 例如，为了减少检查所需要的时间，所选择的区域可以是在该复合结构的以前的制造过程中已经具有不期望的数目的不一致的区域。该识别可以根据来自制造相同复合结构的随时间的统计信息来进行。在其它的示例性示例中，该区域可以被选择为预期不一致可能会比期望的更高的、具有足够复杂的几何形状的区域。
[0172] 该过程接着识别在分析通过将响应分离成多个波长而生成的数据中使用的签名数据库(操作1302)。该过程接着将电磁辐射引导到所选择的检查区域上(步骤1304)。
[0173] 此后，该过程根据响应于所述电磁辐射而分离的多个波长来生成数据(操作1306)。该过程使用可见光传感器系统来生成所选择的位置的可见光图像(操作1308)。
[0174] 该过程接着使用根据从所述响应分离的所述多个波长生成的所述数据、使用所述签名数据库来识别针对所述复合工件存在的材料(操作1310)。操作1310识别污染物以及针对所述复合工件预期存在的材料。
[0175] 该过程接着识别这些材料的位置(操作1312)。这些位置可以是针对该复合工件的坐标。当然，可以使用任何的坐标系统。在这些示例性示例中，该坐标系统可以是其中原点存在于该复合工件上的某个地方的二维或三维坐标系统。
[0176] 该过程接着将针对已找到的任何污染物的图形指示器放置在所述可见光图像上(操作1314)。该过程接着确定是否存在污染物(操作1316)。如果存在污染物，则生成警报(操作1318)。此后，可以去除所述污染物(操作1319)。接着进行关于所述复合工件是否已完成并准备好固化的确定(操作1320)。如果所述复合工件完成，则该过程接着固化所述复合工件(操作1322)，并且此后该过程结束。
[0177] 再次参照操作1316，如果不存在污染物，则该过程也进行到操作1320。再次参照操作1320，如果该复合工件未完成，则在该复合工件上铺设多个复合层(操作1324)。该过程接着返回到操作1300。
[0178] 在不同的所描述的实施方式中的流程图和框图例示了在示例性实施方式中的装置和方法的某些可能的实现的架构、功能和操作。关于这一点，所述流程图或框图中的每一个块可以表示模块、段、功能、和/或操作或步骤的一部分。例如，所述块中的一个或更多个可以被实现为程序代码、硬件、或者程序代码和硬件的组合。当以硬件实现时，该硬件可以例如采取集成电路的形式，所述集成电路被制造或配置为执行所述流程图或框图中的一个或更多个操作。
[0179] 在示例性实施方式的某些另选的实现中，在所述块中指出的所述功能或多个功能可能不会按照在所述图中指出的顺序出现。例如，在某些情况下，根据所涉及的功能，连续显示的两个块可以基本上并行执行，或者所述块有时可以以相反的顺序来执行。另外，除了在流程图或框图中的所例示的块以外，可以增加其它的块。
[0180] 现在转到图14，根据示例性实施方式描述数据处理系统的示意图。数据处理系统1400可以被用来实现图2中的计算机系统238。在该示例性示例中，数据处理系统1400包括通信框架1402，该通信框架1402提供处理器单元1404、存储器1406、永久存储器1408、通信单元1410、输入/输出(I/O)单元1412和显示器1414之间的通信。在该示例中，通信框架可以采取总线系统的形式。
[0182] 存储器1406和永久存储器1408是存储设备1416的示例。存储设备是能够存储信息(诸如，例如，但不限于，数据、函数(functional)形式的程序代码、和/或临时性和/或永久性的其它适当的信息)的任何一件硬件。在这些示例性示例中，存储设备1416也可以被称为计算机可读存储设备。在这些示例中，存储器1406可以是例如随机存取存储器或者任何其它适当的易失性或非易失性的存储设备。根据特定的实施方式，永久存储器1408可以采取各种形式。
[0183] 例如，永久存储器1408可以包含一个或更多个组件或设备。例如，永久存储器1408可以是硬盘驱动器、闪存存储器、可重写光盘、可重写磁带或以上的某些组合。永久存储器1408所使用的介质也可以是可移除的。例如，可移除的硬盘驱动器可以被用于永久存储器1408。
[0185] 输入/输出单元1412允许与可以连接到数据处理系统1400的其它设备的数据的输入和与输出。例如，输入/输出单元1412可以通过键盘、鼠标和/或某些其它适当的输入装置提供用于用户输入的连接。此外，输入/输出单元1412可以发送输出到打印机。显示器1414提供了显示信息给用户的机制。
[0186] 用于操作系统、应用和/或程序的指令可以位于通过通信框架1402与处理器单元1404通信的存储设备1416中。不同的实施方式中的过程可以通过处理器单元1404使用计算机实现的指令来执行，所述指令可以位于存储器(诸如存储器1406)中。
[0187] 这些指令被称为程序代码、计算机可用程序代码或者计算机可读程序代码，这些代码可以通过处理器单元1404中的处理器来读取和执行。可以在不同的物理或计算机可读的存储介质上包含不同的实施方式中的程序代码，诸如存储器1406或永久存储器1408。
[0188] 程序代码1418以函数的形式位于计算机可读介质1420上，该计算机可读介质1420是选择性地可移除的，并且可以通过处理器单元1404被加载到或传送到数据处理系统1400供执行。在这些示例性示例中，程序代码1418和计算机可读介质1420形成计算机程序产品1422。在一个示例中，计算机可读介质1420可以是计算机可读存储介质1424或计算机可读信号介质1426。
[0189] 在这些示例性示例中，计算机可读存储介质1424是用于存储程序代码1418的物理或有形的存储设备，而不是传播或传输程序代码1418的介质。
[0190] 另选地，程序代码1418可以使用计算机可读信号介质1426被传送到数据处理系统1400。计算机可读信号介质1426可以是例如包含程序代码1418的所传播的数据信号。例如，计算机可读信号介质1426可以是电磁信号、光信号、和/或任何其它适当类型的信号。这些信号可以在通信链路(诸如无线通信链路、光纤线缆、同轴线缆、电线、和/或任何其它适当类型的通信链路)上被发送。
[0191] 针对数据处理系统1400例示的不同的组件并不意味着提供对不同的实施方式可以被实现的方式的架构上的限制。这些不同的示例性实施方式可以在包括除了和/或代替针对数据处理系统1400例示的那些组件以外的组件的数据处理系统中来实现。图14中示出的其它的组件可以根据示出的示例性示例来改变。这些不同的实施方式可以使用能够运行程序代码1418的任何硬件设备或系统来实现。
[0192] 本发明的示例性实施方式可以在如图15中示出的飞行器制造和维护方法1500和如图16中示出的飞行器1600的情况下来描述。首先转到图15，根据示例性实施方式描述飞行器制造和维护方法的示意图。在预生产过程中，飞行器制造和维护方法1500可以包括图16中的飞行器1600的规范和设计1502以及材料采购1504。
[0193] 在生产过程中，进行图16中的飞行器1600的组件和配件制造1506以及系统集成1508。此后，图16中的飞行器1600可以经历认证和交付1510以便投入使用1512。虽然由客户在使用1512，但是图16中的飞行器1600被安排日常维修和保养1514，其可以包括修改、重新配置、翻新和其它维修或维护。
[0194] 飞行器制造和维护方法1500的过程中的每一个可以由系统集成商、第三方和/或运营商来执行或进行。在这些示例中，运营商可以是客户。出于该描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数目的飞行器制造商和主系统分包商；第三方可以包括但不限于任何数目的销售商、分包商和供应商；并且运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。
[0195] 现在参照图16，描述飞行器的示意图，其中，一个示例性实施方式可以被实现。在该示例中，飞行器1600通过图15中的飞行器制造和维护方法1500来生产，并且可以包括具有多个系统1604和内部1606的机身1602。系统1604的示例包括推进系统1608、电系统1610、液压系统1612和环境系统1614中的一个或更多个。可以包括任意数目的其它系统。虽然示出了航空航天的示例，但是不同的示例性实施方式可以被应用于其它的行业，诸如汽车行业。
[0196] 本文中所实现的装置和方法可以在图15中的飞行器制造和维护方法1500的多个阶段中的至少一个的过程中被使用。
[0197] 在所述示例性示例中，一种方法和装置可以在检查环境200中被实施，以检查在组件和配件制造1506的过程中形成的复合工件。作为另一个示例性示例，根据示例性实施方式的方法和装置还可以在维修和保养1514的过程中针对复合工件来实施，所述复合工件被处理以形成在替换或升级飞行器1600中的复合结构中使用的复合结构。多个所述不同的示例性实施方式的使用可以基本上加快飞行器1600的组装和/或降低飞行器1600的成本。
[0198] 因此，所述示例性实施方式提供了一种用于检查复合工件的方法和装置。此外，所述示例性实施方式也可以被用于检查在其上可以铺设材料以形成复合工件的工具的表面。所述示例性实施方式执行检查以在该复合工件被固化之前识别一层复合材料的表面上的污染物。以这种方式，污染物或包含这些污染物的区域可以被去除。结果，可以减少在复合结构中可能存在的不一致的数目。随着不一致的减少，复合结构的返工或重新制造的量也可以被减少。
[0199] 此外，可能在没有包含在最终的复合结构中的区域上识别污染物。这些区域可以是例如该复合工件的或者在形成该复合工件时使用的多层复合材料的区域。例如，可能在将不被使用的复合工件的区域上或者在将被丢弃的区域中识别污染物。换句话说，在制造复合结构的过程中将被丢弃的复合工件的多个部分可以不针对污染物进行检查。在这些类型的区域中的污染物的存在可能在形成复合工件时是不关心的。
[0200] 此外，检查范围(field)可以被设置为使得仅在最终的复合结构中使用的区域可以被检查。因此，对于在复合工件上的污染物的检查和识别所需要的时间可以被减少。
[0201] 所述不同的示例性实施方式也可以被用于在接收站台(dock)处针对引入的复合材料执行质量控制类型的检查。例如，在复合材料被放置在工具上或者处理成复合工件之前执行对复合材料的检查，可以在工作流中使用所述复合材料之前识别所述复合材料上的污染物。此外，所述不同的示例性实施方式也可以被用于识别在将被用于形成工件的复合材料中的不一致。如本文中所使用的，当参照在形成复合工件时使用的复合材料使用时，“不一致”可以包括污染物、复合材料中的脱粘(disbonding)、复合材料中的分层或复合图中的其它不期望的情况。结果，通过在该阶段发现污染物相对稍后在制造过程期间发现污染物可以节省时间和资金。
[0202] 在这些示例性示例中，在形成工件时使用的复合材料中的不一致性可能存在于该复合材料的表面上或者位于该复合材料的内部内。根据对电磁辐射的响应生成的图像可以包括指示这些不一致的图形指示器。所述图形指示器可以被选择为指示已经被检测到的不一致的类型。
[0203] 所述示例性实施方式提供了一种方法和装置，其使得制造复合结构的部件所需要的时间量能够减少。结果，可以减少用于制造平台(诸如飞行器)的成本、时间、或者成本和时间两者。
[0204] 提供对不同的示例性实施方式的描述是出于例示和说明的目的，并不旨在以所公开的形式对实施方式进行穷尽或限制。对于本领域的普通技术人员来说，许多修改和变化将是明显的。此外，不同的示例性实施方式相比于其它的示例性实施方式可以提供不同的特征。选择并描述所述实施方式或所选择的实施方式，以便最好地说明所述实施方式的原理和实际的应用，并使得本领域的其他普通技术人员能够理解各种实施方式的公开和各种修改适合于预期的特定应用。
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