用于检验物体的方法和装置制造方法及图纸

一种用于检验物体（１２）的方法（３８）包括：从液晶显示（ＬＣＤ）装置和硅基液晶（ＬＣＯＳ）装置的至少一个中发射（４０）光；相移（４２）从ＬＣＤ装置和ＬＣＯＳ装置的至少一个中发射的光；将相移的光投影（４４）到物体的表面上；利用成像传感器（２４）接收（４６）从物体表面反射的光；以及分析（５０）由成像传感器接收到的光以便于检验该物体的至少一部分。

【技术实现步骤摘要】

本申请一般而言涉及检验物体，更具体地涉及利用光测量系统检验物体的方法和装置。
技术介绍
例如，有时对物体进行检验来确定物体整体或部分的大小和/或形状，和/或检测物体中的缺陷。例如，对诸如涡轮或压缩机叶片之类的一些燃气涡轮发动机部件进行检验，以检测到可能由振动应力、机械应力和/或热应力引起的对发动机诱发的疲劳裂纹。而且，例如，检验一些燃气涡轮发动机轮叶的形变，例如平台定向、轮廓横截面、沿着层叠(stacking)轴的弯曲和扭曲、厚度、和/或在给定截面上的弦长。随着时间的流逝，继续操作带有许多缺陷的物体可能降低物体的性能和/或导致物体故障，例如因为裂纹在物体上扩散。因此，尽可能早地检测到物体的缺陷可以便于提高物体的性能和/或减少物体故障。为了便于检验物体，至少一些物体是用光测量系统进行检验的，该系统将结构光图案投影到物体表面上。光测量系统对从物体表面反射的结构光图案进行成像，然后分析反射的光图案的形变以计算物体的表面特征。更具体地说，在操作期间，待检验的物体通常被连接到一个测试夹具上，并且被定位在该光测量系统附近。然后触发一个光源，以使所发射的光照亮待检验的物体。然而，生成的物体图像可能包括由发射光多次反射引起的噪声。这种噪声可能导致降低的图像质量以及差的测量结果，从而可能导致错误地解释物体的表面特征。例如，物体的棱柱面反射的光可能引起多次反射。此外，例如，在物体与由光源照亮的测试夹具的部分之间的内反射可能引起多次反射。例如，如果测试夹具具有在物体上投射反射的形状或涂层(finish)，和/或如果物体具有一个反射测试夹具的图像的相对类似镜面的涂层，则可能引起多次反射。
技术实现思路
一方面，提供一种检验物体的方法。该方法包括从液晶显示(LCD)装置和硅基液晶(LCOS)装置的至少一个中发射光，相移从LCD装置和LCOS装置的至少一个中发射的光，将相移的光投影到物体的表面上，利用成像传感器接收从物体表面反射的光，以及分析由成像传感器接收到的光以便于检验该物体的至少一部分。另一方面，提供一种检验物体的方法。该方法包括从液晶显示(LCD)装置和硅基液晶(LCOS)装置的至少一个中发射光的第一正弦干涉图，从LCD装置和LCOS装置的至少一个中发射光的第二正弦干涉图，其中第二正弦干涉图相对于第一正弦干涉图进行了相移，将第一和第二正弦干涉图投影到物体表面上，利用成像传感器接收从物体表面反射的光，以及分析由成像传感器接收到的光以便于检验该物体的至少一部分。另一方面，一种用于检验物体的结构光测量系统包括液晶显示(LCD)装置和硅基液晶(LCOS)装置中的至少一个，其被配置成将结构光投影到物体表面上；以及计算机，其被可操作地连接到LCD装置和LCOS装置中的至少一个。该计算机被配置成对从LCD装置和LCOS装置的至少一个中发射的光进行相移。该系统还包括成像传感器，该成像传感器被配置成接收从物体表面反射的结构光。附图说明图1是结构光测量系统的典型实施例的框图。图2是被检验物体的侧截面图，其说明单次和多次反射的光路。图3是说明利用图1所示的结构光测量系统来检验物体的典型方法的流程图。具体实施例方式图1是结构光测量系统10的典型实施例的框图，该结构光测量系统10用于测量物体12的多个表面特征。例如，系统10可以用来检验和确定物体12的表面，其中当与表示物体12的模型相比时，这些表面可以包括诸如倾斜、弯曲、扭曲、和/或卷绕(warp)之类的特征。在该典型实施例中，物体12是转子叶片，例如但不限于压缩机，或者是用于涡轮发动机的涡轮叶片。因此，在该典型实施例中，物体12包括从平台16向外延伸的翼面(airfoil)14。虽然以下描述针对检验燃气涡轮发动机叶片，但是本领域技术人员将会理解，检验系统10可以用于改善任何物体的结构光成像。系统10还包括结构光源22，该结构光源22是液晶显示(LCD)投影仪和/或硅基液晶(LCOS)投影仪。尽管可以使用其它图案，但是在一些实施例中，光源22将正弦干涉图投影到物体12上。系统10还包括一个或多个接收从物体12反射的结构光的成像传感器24。在该典型实施例中，成像传感器24是利用从物体12反射的结构光来接收和产生图像的照相机，尽管可以使用其它成像传感器24。一个或多个计算机26被可操作地连接到成像传感器24以处理从其接收到的图像，以及监视器28可以用来向操作者显示信息。在一个实施例中，计算机26包括装置30，例如软盘驱动器、CD-ROM驱动器、DVD驱动器、磁光盘(MOD)装置、和/或任何其它包括网络连接装置例如以太网装置的数字装置，用于从诸如软盘、CD-ROM、DVD之类的计算机可读介质32、和/或诸如网络或因特网之类的另一数字源、以及尚待开发的数字装置中读取指令和/或数据。在另一实施例中，计算机26执行存储在固件(未示出)中的指令。计算机26被编程以执行在此描述的功能，并且如在此所使用，术语“计算机”不仅仅局限于在本领域被称为计算机的那些集成电路，而是广义地指计算机、处理器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器、专用集成电路、以及其它可编程电路，并且在本文中这些术语可互换使用。图2是物体12的侧截面图。在操作期间，例如物体12这样的待检验物体被连接到一个测试夹具(未示出)，并且被定位在系统10附近。在一些实施例中，物体12相对于光源22(在图1中示出)以α的定向角进行定向，该定向角使得能够向成像传感器24(在图1中示出)提供一个视图，以使由光源22和成像传感器24限定的平面β将物体12的一个或多个棱柱特征基本上二等分。例如，在该典型实施例中，翼面14和平台16各自定义物体12的一个棱柱特征。然后触发光源22，从而发射光以照亮物体12。成像传感器24获得投影到物体12上的发射光图案的图像。然而，生成的物体12的图像可能包括由发射光多次反射而引起的噪声。这种噪声可能导致降低的图像质量以及差的测量结果，从而可能导致错误地解释物体12的表面特征。例如，物体12的棱柱面(例如翼面14和平台16的相交面)反射的光可能引起多次反射，如图2所示。直接反射的光路有时被称为单次反射，在图2中以SB表示，而多次反射在图2中以MB表示。此外，例如，在物体12与由光源22照亮的测试夹具的部分之间的内反射可能引起多次反射MB。例如，如果测试夹具具有在物体12上投射反射的形状或涂层，和/或如果物体12具有一个反射测试夹具的图像的相对类似镜面的涂层，则可能产生多次反射MB。为了识别物体12的特征和/或多次反射MB，计算机26被可操作地连接到光源22，并且被配置成对从光源22发射的光进行相移。更具体地说，计算机26改变由光源22发射的光的图案的初相，以及成像传感器24捕获所得到的不同相位的顺序图像。然后计算机26分析从物体12反射的光以便于检验物体12，例如但不限于识别来自单次反射SB光和/或多次反射MB光的反射，识别表面纹理，识别表面定向，识别用于制造物体12的材料，确定平台定向，确定轮廓横截面，确定弯曲，确定扭曲，确定厚度，确定弦长，确定补偿(shim)，和/或确定物体12的边缘。在一些实施例中，计算机26对从物体12反射和由成像传感器24接收到的光执行相位卷绕(wrapping)和/或相位解卷绕以确定相位图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于检验物体（１２）的方法（３８），所述方法包括：从液晶显示（ＬＣＤ）装置和硅基液晶（ＬＣＯＳ）装置的至少一个中发射（４０）光；相移（４２）从ＬＣＤ装置和ＬＣＯＳ装置的至少一个中发射的光；将相移的光投影（４４）到物体的表面上；利用成像传感器（２４）接收（４６）从物体表面反射的光；以及分析（５０）由成像传感器接收到的光以便于检验该物体的至少一部分。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：胡庆英，DW哈米尔顿，KG哈丁，JB洛斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]