用于检测材料和装配件中的裂缝、缺陷或泄漏路径的射线照像的方法和装置与流程

本公开总体涉及用于检查材料和装配件的射线照像的系统和方法，并且更具体地涉及用于检测材料和装配件中的空隙、裂缝或其他缺陷的射线照像系统和方法。

背景技术：

证明测试是一项无损测试技术，其用于验证零件、组件或装配件适于经受其中所述零件、组件或装配件被设计以运转的状况。以示例的方式，证明测试可以包括使零件经受零件的最大设计荷载的两倍并且观察零件是否以任何方式被损坏。许多行业中的制造商使用证明测试作为在允许零件经过“检查”且投入使用之前筛选零件的制造异常的方式。类似地，证明测试也可以被用于验证老旧零件仍然适当运行且适合于额外服务。

在一些示例中，零件可能“经过”证明测试，不过还是包括一个或多个潜在缺陷。例如，证明测试不会检测可以使零件不能维持特定设计荷载的不一致性。这类潜在缺陷可以表现为不会通过观看零件的表面而被观察到的内部空隙、裂缝或其他缺陷的形式。进一步地，潜在缺陷可能不能通过使用x射线或超声检查被检测到。例如，由于零件的几何构型或可变密度，x射线检查可能不能够检测或揭示零件中的裂缝。附加地，x射线检查可能不能够检测被定向为正交于x射线检测器阵列的裂缝。作为另一示例，几何构型/材料的不均匀性或潜在缺陷可能产生附加的回声或阴影，使得超声或x射线数据进行分析是昂贵的并且使不一致性/缺陷的检测变得困难。

技术实现要素：

在一个示例中，提供了一种用于测试零件的方法。该方法包括：在压力下将零件暴露到放射性或同位素标记的流体；以及在压力下将零件暴露到放射性或同位素标记的流体之后，检测在零件中所夹带的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。

在另一示例中，提供了一种用于测试零件的系统。该系统包括腔室，其被配置为容纳零件。所述系统进一步包括被连接到腔室的真空源。所述系统也包括流体源，该流体源被连接到腔室并且被配置为向腔室提供放射性或同位素标记的流体。附加地，所述系统包括检测器，该检测器被配置为检测在零件中的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。

在又一示例中，提供了一种控制器。所述控制器包括处理器和计算机可读介质，该计算机可读介质具有存储在其中的指令，该指令是可执行的以使控制器执行功能。所述功能包括：使真空源降低腔室中的压力，其中零件位于腔室中。所述功能也包括：使被连接到腔室的流体源向腔室提供放射性或同位素标记的流体。所述功能进一步包括使流体回收容器从腔室移除放射性或同位素标记的流体。并且所述功能包括：使检测器检测在零件中的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。

已经被讨论的特征、功能和优点可以在各种示例中被独立地实现或可以在其它示例中被组合。参考下面的描述和附图可见示例的进一步的细节。

附图说明

所附权利要求中提出了示例性示例的被确信具有新颖性特性的特征。然而，当结合附图阅读时，通过参照本公开的示例性示例的下列详细说明将最好地理解示例性示例以及使用的优选模式、进一步的目的和其描述，其中：

图1是根据本公开的示例性系统的示意图。

图2是根据本公开的示例性控制器的示意图。

图3是根据本公开的用于测试零件的示例性方法的流程图。

图4是根据本公开的用于测试零件的另一示例性方法的流程图。

具体实施方式

现在参照附图，下文将更充分地描述所公开的示例，在附图中示出了一些但不是所有公开的示例。事实上，一些不同示例可以被提供且不应被解释为对本文所提出的示例的限制。而是，这些示例被提供使得本公开将是全面的和完整的以及将向本领域技术人员充分传递本公开的范围。

在示例内，提供了用于检查材料和装配件的射线照相的系统和方法。例如，系统和方法可以便于检测材料和装配件中的空隙、裂缝或其他缺陷。如本文所述，系统和方法利用放射性或同位素标记的流体的能力来渗透经过材料或装配件以便检测材料或装配件中存在或不存在内部缺陷。本文所述的系统和方法可以便于检测缺陷，例如具有复杂形状几何构型或多密度/非均质成分的零件中的裂缝或空隙。

有利地，系统和方法可以检测存在或不存在内部缺陷，而不将荷载或压力(超过设计荷载)应用在材料或装配件上。系统和方法提供对证明测试的替代。进一步地，系统和方法也可以便于检测内部裂缝或空隙，该内部裂缝或空隙通过使用其他的或成本有效的检测技术可能不能被检测到。例如，系统和方法可以便于检测零件中的潜在缺陷，该潜在缺陷利用x射线检查可能是不可见的，这是由于缺陷相对于检测器阵列的定向或缺陷的尺寸和形状。作为另一示例，系统和方法可以便于检测零件中的潜在缺陷，该潜在缺陷利用超声检查可能不可被观察到，这是由于零件不能经受暴露于超声技术或这是由于由零件的几何构型或材料所引起的无法解释的超声回声或阴影。

根据本文所公开的示例，示例性系统包括腔室、真空源、流体源以及检测器。腔室可以被配置为容纳零件。例如，腔室可以是热压罐。真空源可以被连接到腔室并且可以被配置为从腔室移除气体分子并且在腔室中产生部分真空。流体源也可以被连接到腔室并且被配置为向腔室提供放射性或同位素标记的流体。通过示例的方式，在腔室中产生部分真空之后并且零件处于该腔室中时，流体源可以向腔室提供放射性或同位素标记的流体。

在腔室内，放射性或同位素标记的流体然后可以渗透经过零件。例如，零件可以具有可渗透表面或零件可以是聚合型复合材料或聚合零件，从而可被放射性或同位素标记的流体渗透，所述流体能够渗透经过零件。如果零件包括任何内部裂缝或空隙，则放射性或同位素标记的流体然后可以渗透到裂缝或空隙中并且变得被夹带或捕集在缺陷内。例如，被夹带的流体的存在可以之后由x射线检测器检测。

检测器然后可以被用于检测零件中的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。通过示例的方式，如果零件被暴露于放射性流体，则检测器可以被配置为检测零件中夹带的放射性的存在或不存在。另一方面，如果零件被暴露于同位素标记的流体，则检测器可以被配置为检测零件中夹带的同位素标记的流体的存在或不存在。在一个示例中，检测器可以被连接到腔室并且被配置为：在从腔室移除放射性或同位素标记的流体之后，检测放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。可替代地，检测器可以与腔室分离并且零件可以从腔室移除到检测器的位置。在一个示例中，检测器可以是x射线检测器。

如果检测器检测到放射性或同位素标记的流体的存在(例如，多于放射性的阈值可检测量或多于同位素标记的流体的阈值量)，则放射性或同位素标记的流体的存在可以被解释为意味着零件可能包括潜在缺陷。例如，检测器可以检测零件内夹带的或源自零件内的空隙或裂缝的放射性或同位素标记的流体。另一方面，如果检测器检测到放射性不存在或同位素标记的流体不存在(例如，小于阈值浓度)，则放射性或同位素标记的流体的不存在可以被解释为意味着零件不包括任何明显的潜在缺陷。

下文参照附图也描述了以上所述的示例性系统的各种其他特征以及用于使用这些系统来测试零件的方法。

参照附图，图1是示例性系统100的示意图。与以上所述一致，示例性系统100可以被用于测试零件。如图1中所示，示例性系统100包括腔室102、真空源104、流体源106、流体回收容器108、检测器110、控制器112以及指示器114。

如图1所示，控制器112可以经由一个或多个有线或无线链路、系统总线、网络或其他连接机构116被耦连到真空源104、流体源106、流体回收容器108、检测器110以及指示器114。此外，真空源104、流体源106以及流体回收容器108中的每个可以经由流体路径118、120、122被耦连到腔室。进一步地，流体源106可以经由流体路径124被耦连到流体回收容器108。

腔室102可以被配置为容纳零件。在一个示例中，腔室102可以是热压罐。更具体地，腔室102可以是可围绕零件并且被密封达一段时间的任何空腔或空间。例如，腔室102可以具有压力密闭的盖或门，该压力密闭的盖或门可以被打开以插入零件并且可以被关闭以便于在压力下将零件暴露于放射性或同位素标记的流体。

真空源104可以被连接到腔室102并且被配置为调节腔室102中的压力。特别地，真空源104可以被配置为通过从腔室102移除气体分子，在腔室102中产生部分真空。通过示例的方式，真空源104可以是真空泵。在腔室102是热压罐的示例中，真空源104可以是热压罐的集成组件。

流体源106可以被配置为向腔室102提供放射性或同位素标记的流体。在一个示例中，流体源106可以存储放射性或同位素标记的流体并且包括阀门，该阀门用于经由流体路径120将放射性或同位素标记的流体释放到腔室102中。放射性或同位素标记的流体可以采用多种形式中的任意一种，这取决于所期望的配置。流体源106可以提供放射性气体，例如氡、放射性的氦或放射性的氙。可替代地，流体源106可以提供放射性的液体。同位素标记的流体可以是放射性的或非放射性的。进一步地，同位素标记的流体可以是液体(例如，含重氢的水)或气体(例如，含重氢的甲烷或氦-3)。

一旦流体源106向腔室102提供放射性或同位素标记的流体，则放射性或同位素标记的流体可以渗透到零件中。腔室中零件暴露于放射性或同位素标记的流体的时间量可以改变，这取决于所期望的配置。在实践中，放射性或同位素标记的流体的渗透与放射性或同位素标记的气体的浓度梯度、缺陷的位置以及零件的固有渗透性有关。通过零件的流体的渗透可以通过使用菲克扩散定律(fick’slawsofdiffusion)被建模，并且暴露时间因此可以被计算。服从菲克定律的偏差可以是零件中的缺陷的位置的指示。

流体回收容器108可以被配置为在渗透之后，从腔室移除放射性或同位素标记的流体。通过示例的方式，流体回收容器108可以包括真空泵和冷却器以及存储容器，该真空泵和冷却器配置为从腔室102回收放射性或同位素标记的流体，该存储容器配置为存储放射性或同位素标记的流体。流体回收容器108也可以采用其他形式。

在一些示例中，放射性或同位素标记的流体可以被再循环以用于随后的测试。例如，流体回收容器108可以收集放射性或同位素标记的流体，并且在随后的测试期间，流体源106可以经由路径120和124向腔室102提供收集的放射性或同位素标记的流体。在其他示例中，由回收容器108回收的放射性或同位素标记的流体可以被丢弃并且可能不再被利用。

检测器110可以被配置为检测零件中的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。通过示例的方式，如果零件被暴露于放射性流体，则检测器可以被配置为检测零件中所夹带的放射性的存在或不存在。另一方面，如果零件被暴露于同位素标记的流体，则检测器可以被配置为检测零件中所夹带的同位素标记的流体的存在或不存在。检测器可以是x射线检测器(例如，数字x射线检测器或盖革(geiger)计算器)。

检测器可以被连接到腔室并且被配置为在从腔室移除放射性或同位素标记的流体之后，检测零件中夹带的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。检测器可以与腔室(未示出)分离并且被配置为在从腔室移除零件之后，检测零件中夹带的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。

控制器112可以被配置为控制真空源104、流体源106、流体回收容器108、检测器110以及指示器114中的一个或多个，以便根据本文所示的方法来实施零件的测试。通过示例的方式，控制器112可以被配置为向真空源104发送指令，使真空源在腔室102中产生部分真空。控制器也可以被配置为向流体源106发送指令，使流体源106向腔室102提供放射性或同位素标记的流体。附加地，控制器可以被配置为向流体回收容器108发送指令，使流体回收容器108从腔室102回收放射性或同位素标记的流体。控制器112也可以被配置为向检测器110发送指令，使检测器检测零件中夹带的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。

真空源104、流体源106、流体回收容器108以及检测器110中的一个或多个可以被手动(例如，由操作者)控制，而不由控制器112控制。可替代地，控制器112和指示器114可以一并从系统100省略(未示出)。

在一些示例中，控制器112可以被配置为从检测器110接收数据，该数据指示放射性或同位素标记的流体的存在或不存在，并且被配置为向指示器114发送指令，使指示器114提供对零件中的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在的指示。

指示器114可以运行以提供指示零件中的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在的输出。这样，指示器114可以包括光源(例如，发光二极管)，该光源被配置为提供绿光或红光，这取决于放射性或同位素标记的流体是否存在。可替代地，指示器114可以包括电声换能器(例如，扬声器)，该电声换能器被配置为在存在放射性或同位素标记的流体时，提供可听见的噪音或警报。指示器114也可以采用其他形式。指示器114可以是控制器112的集成组件。

图2是示例性控制器200的示意图。图2中的控制器200可以表示控制器112(见图1)。控制器200可以是或包括可以被配置为执行本文所述的功能的计算机、移动设备或类似设备。

如图2中所示，控制器200可以包括一个或多个处理器202、存储器204、通信接口206、显示器208以及一个或多个输入设备210。图2中所示的组件可以由系统总线、网络或其他连接机构212而链接到一起。控制器200也可以包括硬件以实现控制器200内以及在控制器200与一个或多个其他设备(例如，系统100的组件中的任意一个(见图1))之间的通信。例如，硬件可以包括发射器、接收器以及天线。

一个或多个处理器202可以是耦连到存储器204的任何类型的处理器，例如，微处理器、数字信号处理器、多核处理器等等。存储器204可以是任何类型的存储器，例如，易失性存储器(诸如随机存取存储器(ram)、动态随机存取存储器(dram)、静态随机存取存储器(sram))或非易失性存储器(诸如只读存储器(rom)、快闪存储器、磁盘或光盘或光盘只读存储器(cd-rom))以及用于暂时基础或永久基础上存储数据或程序的其他装置。

附加地，存储器204可以被配置为存储程序指令214。程序指令214可以由一个或多个处理器202执行。例如，程序指令214可以被执行以使真空源降低腔室中的压力、使被连接到腔室的流体源向腔室提供放射性或同位素标记的流体、使流体回收容器从腔室移除放射性或同位素标记的流体和/或使检测器检测在零件中的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。程序指令214也可以被执行以使一个或多个处理器202执行其他功能，例如本文所述的任意功能。

通信接口206可以被配置为根据一个或多个有线通信协议或无线通信协议而便于与一个或多个其他设备通信。例如，通信接口206可以被配置为根据一个或多个无线通信标准(诸如一个或多个ieee(电气和电子工程师协议)802.11标准、紫蜂(zigbee)标准、蓝牙标准等等)而便于用于控制器200的无线数据通信。作为另一示例，通信接口206可以被配置为便于与一个或多个其他设备进行有线数据通信。

显示器208可以是配置为显示数据的任何类型的显示组件。作为一个示例，显示器208可以包括触摸屏显示器。作为另一示例，显示器可以包括平板显示器，例如，液晶显示器(lcd)或发光二极管(led)显示器。

一个或多个输入设备210可以包括用于向控制器200提供数据和控制信号的一个或多个硬件设备。例如，一个或多个输入设备210可以包括鼠标或定点设备、键盘或键区、麦克风、触控板或触摸屏以及其他可能类型的输入设备。

图3是用于测试零件的示例性方法的流程图。图3中所示的方法300呈现出例如可以与系统100(见图1)或本文所公开的任意系统一起使用的方法。示例性设备或系统可以被用于或被配置为执行图3中所呈现的逻辑功能。在一些示例中，设备和/或系统中的组件可以被配置为执行功能使得组件被实际配置和被构造(具有硬件和/或软件)以实现这类性能。在其他示例中，设备和/或系统的组件可以被布置为适于、能够或适合于执行所述功能。方法300可以包括由一个或多个块302-310所说明的一个或多个操作、功能或动作。虽然这些块被依次说明，但是这些块也可以被并行和/或以不同于本文所述的顺序来执行。另外，各种块可以基于期望的实施方式被组合为较少的块，被分割到附加块中和/或被移除。

应理解的是，对于本文所公开的本过程和其他过程以及方法而言，流程图示出本公开的一个可能实施方式的功能性和操作。在这点上，每个块可以表示模块、分段或程序代码的一部分，其包括可由处理器执行的一个或多个指令，以用于实施过程中的具体逻辑功能或步骤。程序代码可以被存储在任意类型的计算机可读介质或数据贮存器上，例如，诸如包括磁盘驱动器或硬盘驱动器的存储装置。计算机可读介质可以包括非瞬态计算机可读介质或存储器，例如，诸如短期存储数据的计算机可读介质(如寄存器存储器、处理器缓存以及ram)。计算机可读介质也可以是任何其他易失性或非易失性存储系统。例如，计算机可读介质可以被视为有形计算机可读存储介质。

此外，图3中的每个块可以表示被连线以执行过程中的具体逻辑功能的电路。替代的实施方式被包括在本公开的示例的范围内，其中功能可以不以所讨论或所显示的顺序来实施，包括基本同时或倒序，这取决于所包括的功能。

首先，在块302处，方法300包括将零件暴露到真空。与以上所述一致，零件可以被放置在腔室中，并且真空源可以在腔室中产生部分真空。零件可以在热压罐中被暴露到真空。

在块304处，方法300包括在压力下将零件暴露到放射性或同位素标记的流体。如上所述，流体源可以向腔室提供放射性或同位素标记的流体，零件位于腔室中。放射性或同位素标记的流体可以是气体或液体。在腔室内，放射性或同位素标记的流体然后可以渗透到零件内的任意裂缝或空隙中。空隙或裂缝内的压力可以小于腔室内的压力。因此，放射性或同位素标记的流体可以倾向于渗透从而被保持在空隙或裂缝中。

在块306处，方法300包括从腔室回收放射性或同位素标记的流体。与以上所述一致，放射性或同位素标记的流体可以从腔室移除并且被收集。可选地，放射性或同位素标记的流体在随后测试期间可以被再循环和被再次使用。

在块308处，方法300包括检测零件中所夹带的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。通过示例的方式，如果在块304处零件被暴露到放射性的流体，则检测器可以被配置为检测零件中所夹带的放射性的存在或不存在。另一方面，如果在块304处零件被暴露到同位素标记的流体，则检测器可以被配置为检测零件中所夹带的同位素标记的流体的存在或不存在。检测器可以检测放射性或同位素标记的流体的浓度。例如，盖革计数器可以确定浓度。检测器或分离的控制器然后可以确定浓度是否满足预定标准。例如，检测器或控制器可以将检测的浓度与阈值浓度进行比较。

在另一示例中，数字x射线检测器可以生成零件的图像。如果在零件中夹带有任意放射性或同位素标记的流体，则放射性或同位素标记的流体可以在图像中可观察到。数字x射线检测器可以在不使用x射线源的情况下产生图像。数字x射线检测器或分离的控制器然后可以分析图像以确定图像是否指示零件中的放射性或同位素标记的流体的存在。可替代地，技术人员可以浏览图像以确定图像是否指示零件中的放射性或同位素标记的流体的存在。

在块310处，方法300包括提供零件中所夹带的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在的指示。例如，如果检测器被配置为检测放射性的存在或不存在，则指示器可以提供表示放射性不存在的绿色指示并且零件不表现为包括任意潜在缺陷。可替代地，指示器可以提供指示放射性存在的红色指示并且零件表现为具有子表面潜在缺陷。类似地，如果检测器被配置为检测同位素标记的流体的存在或不存在，则指示器可以提供指示同位素标记的流体不存在(例如，小于阈值可检测浓度)的绿色指示，或提供指示同位素标记的流体存在的指示。

响应于检测到放射性或同位素标记的流体的存在，方法300可以进一步包括通过使用辅助检查技术来测试零件。辅助检查技术的示例包括x射线检测、磁共振成像(mri)以及计算机化轴向断层(cat)扫描等等。辅助检查技术可以被用于可视化零件内的任意潜在缺陷。

图4是用于评价物体的表面的另一示例性方法的流程图。方法400可以包括如流程图的块402-416所说明的一个或多个操作、功能或动作。虽然这些块被依次说明，但是这些块也可以被并行执行和/或以不同于本文所述的顺序执行。另外，各种块可以基于方法400所期望的实施方式被组合到较少块中，被分割到附加块中和/或从流程图移除。每个块可以表示模块、分段或程序代码的一部分，其包括可由处理器执行的一个或多个指令，用于实施过程中的具体逻辑功能或步骤。此外，图4中的每个块可以表示被连线以执行过程中的具体逻辑功能的电路。

首先，在块402处，方法400包括在腔室中将零件暴露到真空。在块404处，方法400包括在腔室中将零件暴露到放射性或同位素标记的流体。在块406处，方法400包括从腔室回收放射性或同位素标记的流体。

进一步地，在块408处，方法400包括检测零件中所夹带的放射性或同位素标记的流体的存在或不存在。如果放射性或同位素标记的流体是存在的，则在块412处，方法400包括提供存在指示，并且在块414处，方法400包括通过使用辅助检查技术来测试零件。然而，如果放射性或同位素标记的流体是不存在的，则在块416处，方法400包括提供不存在指示，并且然后操作者可以继续测试另一零件。

为了说明和描述的目的呈现了不同的有利布置的描述，并且其不意图穷举或限于所公开形式的示例。在回顾和理解上述公开后，许多修改和变化对本领域普通技术人员将是显而易见的。进一步地，不同的示例可以提供相比其他示例不同的优势。选择和描述所挑选的一个或多个示例以便最好地解释原理、实际应用，并使本领域其他普通技术人员能够理解具有适于预期的特定用途的各种修改的各种示例的公开。