CN106233128A - 光热检测方法及相应的检测单元 - Google Patents

Abstract

在根据本发明的方法中，同时对待表征的表面的第一区域和第二区域(50，58)进行扫描，彼此分离的第一光敏表面和第二光敏表面(56，62)采集上述两个区域所发射的红外辐射的图像。

Description

光热检测方法及相应的检测单元

技术领域

本发明总体上涉及查找工业部件中的缺陷。

背景技术

更具体地，根据第一方面，本发明涉及一种用于对零件进行光热检测的方法，该方法包括具有下列步骤的第一序列：

步骤11：使用第一热量输入元件扫描零件的表面的第一区域，所述扫描沿着大体上平行于第一方向的多条线进行；以及

步骤12：使用第一光敏表面元件采集第一区域所发射的红外辐射的图像。

例如，这种方法可以根据WO 98/39640得知。

根据该方法，第一热量输入元件是由激光器产生的、在零件的表面上移动的线(line)。检测区域遵循热量输入元件的、具有正或负时延的轨迹也在零件的表面上移动。检测区域通过第一光敏表面被连续地检查。

为了检查第一区域，有必要执行如下四次连续扫描：沿着第一方向的出向行程(outgoing journey)、沿着第一方向的返回、沿着第二方向的出向行程，以及沿着第二方向的返回，其中，第二方向可垂直于第一方向。

因此，该检查方法耗时相对较长，每平方米的待检表面积需要的检查时间大约为3至4小时。

发明内容

就此而言，本发明的目的在于提出一种较快速的方法。

为此，本发明涉及一种上述类型的光热检测方法，其特征在于，该方法还包括下列步骤：

步骤13：使用第二热量输入元件扫描所述零件的表面的第二区域，所述扫描沿着大体上平行于第二方向的多条线进行；

步骤14：使用第二光敏表面元件采集第二区域所发射的红外辐射的图像；

对第一区域和第二区域被同时，并且第一光敏表面元件和第二光敏表面元件彼此分离；

第二方向与第一方向形成第一非零角，该第一角优选地大于30°，或者

第二方向大体上平行于第一方向，第一热量输入元件和第二热量输入元件是彼此成第二非零角的线，第二角优选地大于30°。

因此，在根据本发明的方法中，使用了两个不同的热量输入元件同时对零件的表面的至少两个区域进行扫描。

此外，本发明还加快了对红外辐射图像的采集，因为使用了两个独立的光敏表面元件，进而这两个独立的光敏表面元件能够执行同时采集。

使用第一热量输入元件和第二热量输入元件沿着相对于彼此倾斜的两个方向进行扫描的情况尤其方便。实际上，可以在第一序列期间同时使用第一热量输入元件和第二热量输入元件分别扫描第一区域和第二区域，然后移动装置使得能够产生热量输入元件，以使得第二区域被第一热量输入元件扫描，而第二热量输入元件扫描第三区域。因此，在第一序列期间沿着第二方向扫描第二区域，然后在第二序列期间沿着第一方向扫描第二区域。

当从第一序列进入第二序列时，所述装置的重新设置会使得生成两个热量输入元件更为容易且快速。实际上，第一热量输入元件和第二热量输入元件所完成的行程一般都是相同的，而与哪个序列无关，并且始终是分别沿着第一方向和第二方向进行的。

如下情况也是适合的：第一热量输入元件和第二热量输入元件是彼此成第二非零角的线，并且大体上沿着同一方向移动。在第一序列中，能够使用第二热量输入元件对第二区域进行具有特定斜度的扫描，以及在第二序列中，能够使用第一热量输入元件对第一区域进行具有另一斜度的扫描。

单独考虑这些特定实施例或者根据这些实施例的任何技术上可能的组合，该方法还可以具有一个或更多个下列特征：

第一光敏表面元件和第二光敏表面元件是矩阵传感器的光敏表面的两个部分；

该方法还包括至少一个具有下列步骤的第二序列：

步骤21：使用第一热量输入元件扫描所述零件的表面的第二区域，所述扫描是沿着大体上平行于所述第一方向的多条线进行的；

步骤22：使用所述第一光敏表面元件采集所述第二区域所发射的红外辐射的图像；

步骤23：使用所述第二热量输入元件扫描所述零件的表面的第三区域，所述扫描是沿着大体上平行于所述第二方向的多条线进行的；以及

步骤24：使用所述第二光敏表面元件采集所述第三区域所发射的红外辐射的图像；

其中，对所述第二区域和所述第三区域被同时扫描；

所述方法包括介于所述第一序列与所述第二序列之间的步骤，所述步骤用于相对于所述零件移动所述第一光敏表面元件和所述第二光敏表面元件。

该方法包括，在第一序列和第二序列之后的下列步骤：

第一处理步骤，其中，根据所述第二序列和/或所述第一序列期间由所述第一光敏表面元件和/或所述第二光敏表面元件分别采集的所述第二区域所发射的红外辐射的图像来分别计算所述第二区域的第一最终图像和/或第二最终图像；以及

第二处理步骤，其中，通过使用所述第一处理步骤中所获得的所述第一最终图像和/或所述第二最终图像来检测所述第二区域中的任意结构性缺陷。

所述方法定义如下：

a)在所述第二序列期间，所述第一热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述第一光敏表面元件在所述多个时刻采集所述第二区域所发射的红外辐射的多个图像；和/或

b)在所述第一序列期间，所述第二热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述第二光敏表面元件在所述多个时刻采集所述第二区域所发射的红外辐射的多个图像；

以及，所述第一处理步骤包括下列操作：

c)针对所述第二序列期间所采集的每个所述图像，从所述多个时刻中确定所述图像被采集的特定时刻，并且从所述图像中提取与所述第一热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的多个第一点，其中，所述第二特定时刻等于所述特定时刻加上预定时移；通过将从所述第二序列期间所采集的所有所述图像中提取的第一点进行叠加(superimposing)来构造第一最终图像；和/或

d)针对所述第一序列期间所采集的每个所述图像，从所述多个时刻中确定出该图像被采集的特定时刻，并且从所述图像中提取与所述第二热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的多个第二点，其中，所述第二特定时刻等于所述特定时刻加上预定时移；通过将从所述第一序列期间所采集的所有所述图像中提取的第二点进行叠加(superimposing)来构造第二最终图像；

在所述第一序列期间，所述第一光敏表面元件采集包括所述第一区域的第一物场所发射的红外辐射的图像，以及所述第二光敏表面元件采集包括所述第二区域的第二物场所发射的红外辐射的图像，所述第一物场和所述第二物场在所述第一序列期间是固定的；

在所述第一序列期间，所述第一光敏表面元件采集至少整个所述第一区域所发射的红外辐射的图像，以及所述第二光敏表面元件采集至少整个所述第二区域所发射的红外辐射的图像；

在一个序列期间，对所述零件的表面的每个区域的扫描是使用所述第一热量输入元件沿着平行于所述第一方向的多条线进行的，以及，在另一序列期间，对所述零件的表面的每个区域的扫描是使用所述第二热量输入元件沿着平行于所述第二方向的多条线进行的，在所述一个序列期间所述区域所发射的红外辐射的图像是通过所述第一光敏表面元件来采集的，以及在所述另一序列期间所述区域所发射的红外辐射的图像是通过所述第二光敏表面元件来采集的；以及

所述第一热量输入元件和所述第二热量输入元件通过具有限定的几何形状的激光、或者连续或脉冲式发射灯泡，或者感应线圈来生成。

所述第二方向大体上平行于所述第一方向，第一热量输入元件是与所述第一方向形成介于20°与70°之间的角的线，第二热量输入元件是与所述第二方向形成介于110°与160°之间的角的线。

所述方法定义如下：

a)在所述第二序列期间，所述第一热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述第一光敏表面元件在所述多个时刻采集所述第二区域所发射的红外辐射的多个第一图像；

以及，所述第一处理步骤包括下列操作：

c1)针对所述第二序列期间所采集的每个所述第一图像，从所述多个时刻中确定所述第一图像被采集的特定时刻，并且从所述第一图像中提取与所述第一热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的第一点的线，所述线包括沿着所述第一方向位于最远处的第一上游端点以及第一下游端点，所述第一下游端点相对于所述第一上游端点沿着与所述第一方向相反的方向移动并且沿着垂直于所述第一方向的第一横向方向移动，每个所述第一点具有所测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面上与该第一点相对应的区域的温度；

c2)通过为每个所述第一点分配差分强度来生成第一差分线，所述差分强度等于测量强度减去所述第一图像的其它点的强度，所述其它点相对于所述第一点沿着所述第一横线方向移动并且相对于所述线沿着所述第一方向移动；以及

c3)通过将针对所述第二序列期间所采集的所有第一图像生成的所述第一差分线叠加来构造所述第一最终图像；

在步骤c2)中，其它点是所述线中的第一点之一；

所述方法定义如下：

b)在所述第一序列期间，所述第二热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述第二光敏表面元件在所述多个时刻采集所述第二区域所发射的红外辐射的多个第二图像；

c1)针对所述第一序列期间所采集的每个所述第二图像，从所述多个时刻中确定所述第二图像被采集的特定时刻，并且从所述第二图像中提取与所述第二热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的第二点的线，所述线包括沿着所述第二方向位于最远处的第二上游端点以及第二下游端点，所述第二下游端点相对于所述第一上游端点沿着与所述第二方向相反的方向移动并且沿着垂直于所述第二方向的第二横向方向移动，每个所述第二点具有测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面上与该第二点相对应的区域的温度；

d2)通过为每个所述第二点分配差分强度来生成第二差分线，所述差分强度等于所测量强度减去所述第二图像的其它点的强度，所述其它点相对于所述第二点沿着所述第二横线方向移动并且相对于线沿着所述第二方向移动；以及

d3)通过将针对所述第一序列期间所采集的所有第二图像生成的第二差分线叠加来构造所述第二最终图像；

在步骤d2)中，其它点是所述线中的第二点之一；

所述第二特定时刻等于特定时刻加上预定时移；

所述零件在每个所述序列期间是静止的。

根据第二方面，本发明涉及一种用于对零件进行光热检查的单元，所述单元包括：

第一扫描装置，用于使用第一热量输入元件扫描所述零件的表面的第一区域并且被设置成沿着大体上平行于第一方向的多条线执行所述扫描；

包括第一光敏表面元件的采集装置，所述第一光敏表面元件被设置成采集所述第一区域所发射的红外辐射的图像；

第二扫描装置，用于使用所述第二热量输入元件扫描所述零件的表面的第二区域并且被设置成沿着大体上平行于第二方向的多条线执行所述扫描；以及

包括第二光敏表面元件的采集装置，第二光敏表面元件被设置成采集所述第二区域所发射的红外辐射的图像；

其中，

所述第一扫描装置和所述第二扫描装置被设置成同时扫描所述第一区域和所述第二区域，并且所述第一光敏表面元件和所述第二光敏表面元件是彼此分离的；

所述第二方向与所述第一方向形成第一非零角，所述第一角优选地大于30°，或者

所述第二方向大体上平行于所述第一方向，所述第一热量输入元件和所述第二热量输入元件是彼此成第二非零角的线，所述第二角优选地大于30°。

单独地或根据任意技术上的可能的组合，所述单元还可以具有如下一个或更多个特征：

所述单元使得：

所述第一扫描装置能够使用第一热量输入元件来扫描所述零件的表面的所述第二区域，并且能够沿着大体上平行于所述第一方向的多条线执行该扫描；

所述第一光敏表面元件能够采集所述第二区域所发射的红外辐射的图像；

所述第二扫描装置能够使用第二热量输入元件来扫描所述零件的表面的第三区域，并且能够沿着大体上平行于所述第二方向的多条线执行该扫描；

所述第二光敏表面元件能够采集所述第三区域所发射的红外辐射的图像；以及

所述第一扫描装置和所述第二扫描装置被设置成同时扫描所述第二区域和所述第三区域；

所述单元包括被编程成执行下列步骤的计算机：

第一处理步骤，其中，根据所述第二序列和/或所述第一序列期间由所述第一光敏表面元件和/或所述第二光敏表面元件分别采集的所述第二区域所发射的红外辐射的图像来分别计算所述第二区域的第一最终图像和/或第二最终图像；以及

第二处理步骤，通过使用所述第一处理步骤中所获得的所述第一最终图像和/或所述第二最终图像来检测所述第二区域中的任意结构性缺陷；

所述单元使得：

a)所述第一扫描装置被设置成使得所述第一热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述采集装置被编程成使得所述第一光敏表面元件在所述多个时刻采集所述第二区域所发射的红外辐射的多个图像；和/或

b)所述第二扫描装置被设置成使得所述第二热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述采集装置被编程成使得所述第二光敏表面元件采集所述第二区域在所述多个时刻所发射的红外辐射的多个图像；

所述计算机被编程成在所述第一处理步骤期间执行下列操作：

c)针对所述第二序列期间所采集的每个所述图像，从所述多个时刻中确定所述图像被采集的特定时刻，并且从所述图像中提取与所述第一热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的多个第一点，其中，所述第二特定时刻等于所述特定时刻加上预定时移；通过将从所述第二序列期间所采集的所有所述图像中提取的所述第一点进行叠加来构造所述第一最终图像；和/或

d)针对所述第一序列期间所采集的每个所述图像，从所述多个时刻中确定出该图像被采集的特定时刻，并且从所述图像中提取与所述第二热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的多个第二点，其中，所述第二特定时刻等于所述特定时刻加上预定时移；通过将从所述第一序列期间所采集的所有所述图像中提取的所述第二点进行叠加来构造所述第二最终图像。

所述第二方向大体上平行于所述第一方向，第一热量输入元件是与所述第一方向形成介于20°与70°之间的角的线，第二热量输入元件是与所述第二方向形成介于110°与160°之间的角的线。

所述方法使得：

a)所述第一扫描装置被设置成使得所述第一热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述第一光敏表面元件采集所述第二区域在所述多个时刻所发射的红外辐射的多个第一图像；

以及，所述计算机被编程成在所述第一处理步骤期间执行下列操作：

c1)针对所述第二序列期间所采集的每个所述第一图像，从所述多个时刻中确定所述第一图像被采集的特定时刻，并且从所述第一图像中提取与所述第一热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的第一点的线，所述线包括沿着所述第一方向位于最远处的第一上游端点以及第一下游端点，所述第一下游端点相对于所述第一上游端点沿着与所述第一方向相反并且沿着垂直于所述第一方向的第一横向方向移动，每个所述第一点具有测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面上与该第一点相对应的区域的温度；

c2)通过为每个所述第一点分配差分强度来生成第一差分线，所述差分强度等于所测量强度减去所述第一图像的其它点的强度，所述其它点相对于所述第一点沿着所述第一横线方向移动并且相对于线沿着所述第一方向移动；以及

c3)通过将针对所述第二序列期间所采集的所有第一图像生成的第一差分线叠加来构造所述第一最终图像；

在步骤c2)中，其它点是所述线中的第一点之一；

所述方法使得：

b)所述第二扫描装置被设置成使得所述第二热量输入元件在多个连续时刻占据多个连续位置时扫描所述第二区域，以及所述采集装置被编程成使得所述第二光敏表面元件采集所述第二区域在所述多个时刻所发射的红外辐射的多个第二图像；

以及，所述计算机被编程成在所述第一处理步骤期间执行下列操作：

d1)针对所述第二光敏表面元件所采集的每个第二图像，从所述多个时刻中确定采集所述第二图像的特定时刻，并且从所述第二图像中提取与所述第二热量输入元件在第二特定时刻所在的位置相对应的第二点的线，所述线包括沿着所述第二方向位于最远处的第二上游端点以及第二下游端点，所述第二下游端点相对于所述第一上游端点沿着与所述第二方向相反并且沿着垂直于所述第二方向的第二横向方向移动，每个第二点具有测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面上与该第二点相对应的区域的温度；

d2)通过为每个第二点分配差分强度来生成第二差分线，所述差分强度等于所测量强度减去所述第二图像的其它点的值，所述其它点相对于所述第二点沿着所述第二横线方向移动并且相对于线沿着所述第二方向移动；以及

d3)通过将针对所述第二序列期间所采集的所有第二图像生成的第二差分线叠加来构造所述第二最终图像。

在步骤d2)中，其它点是所述线中的第二点之一；

所述第二特定时刻等于特定时刻加上预定时移。

附图说明

根据参考附图所作出的如下详细描述，本发明的其它特征和优点将会体现出来，所述详细描述仅用于提供信息而出于非限制性的目的，在附图中：

图1是根据本发明的方法的第一实施例的步骤的图示；

图2是根据本发明的光热检测单元的简化示意图；

图3是待检零件的表面的展开图，其示出了第一实施例的三个连续测量序列期间的物场；

图4是第一实施例的第一处理步骤的示意图，使得能够根据所采集的图像构造区域的最终图像；

图5是根据本发明的方法的第二实施例的步骤的图示；

图6是关于本发明的第二实施例的类似于图3的视图；

图7示出了A型缺陷的位置；以及

图8和图9示出了B型缺陷的位置以及相应的数字处理策略。

具体实施方式

包括如图1所示的步骤的方法是一种有效光热类型的检测方法。该方法被认为是有效的，因为被特征化的零件是耐热的。该方法被称之为是光热的，因为该方法是基于所采集的被加热零件的红外图像的。

该方法特别适用于对工业零件中的阻塞或非阻塞缺陷进行检测。该方法特别适用于金属零件，尤其是核电站的金属零件。

该检测方法目的在于在制造或维修期间对这类零件进行机械化、自动化或机器的检查。

图1和图2示出了第一实施例。该方法还包括具有下列步骤的第一序列：

步骤11：使用第一热量输入元件54扫描待检零件的表面52的第一区域50，所述扫描是沿着大体上平行于第一方向(图2中的D1)的多条线进行的；

步骤12：使用第一光敏表面元件56采集第一区域50所发射的红外辐射的图像；

步骤13：使用第二热量输入元件60扫描表面52的第二区域58，该扫描是沿着大体上平行于第二方向(图2中的D2)的多条线进行的，所述第二方向与所述第一方向形成非零角α；以及

步骤14：使用第二光敏表面元件62采集第二区域58所发射的红外辐射的图像。

在第一序列期间，对第一区域50和第二区域58的扫描被同时扫描。使用第一光敏表面元件56采集第一区域50所发射的红外辐射的图像以及使用第二光敏表面元件62采集第二区域58所发射的红外辐射的图像也是同时进行的。

该方法通常包括一个或几个类似于第一序列的其它序列，从而使得能够采集零件的整个表面的图像。这些附加序列被重复执行，使得：在一个序列期间，使用第一热量输入元件沿着大体上平行于第一方向的线扫描了表面的每个区域并且使用第一光敏表面元件采集了图像，然后，在其他序列期间，使用第二热量输入元件沿着大体上平行于第二方向的线扫描了表面的每个区域并且使用第二光敏表面元件采集了图像。

该零件在每个序列期间是静止的，特别是相对于能够采集红外辐射的图像的装置是静止的。

扫描顺序并不重要。每个区域可以首先通过第一热量输入元件进行扫描，然后通过第二热量输入元件进行扫描，或者，相反地，每个区域首先通过第二热量输入元件进行扫描，然后通过第一热量输入元件进行扫描。

更具体地，该方法还包括至少一个如图1和图3所示的具有下列步骤的第二序列：

步骤21：使用第一热量输入元件54扫描所述零件的表面52的第二区域60，所述扫描是沿着大体上平行于所述第一方向D1的多条线进行的；

步骤22：使用所述第一光敏表面元件56采集所述第二区域60所发射的红外辐射的图像；

步骤23：使用所述第二热量输入元件60扫描所述零件的表面52的第三区域64，所述扫描是沿着大体上平行于所述第二方向D2的多条线进行的；以及

步骤24：使用所述第二光敏表面元件62采集所述第三区域64所发射的红外辐射的图像。

在第二序列期间，对第二区域60和第三区域64的扫描被同时扫描。第一光敏表面元件56采集第二区域所发射的红外辐射与第二光敏表面元件62采集第三区域所发射的红外辐射被同时扫描。

该方法包括介于第一序列与第二序列之间的步骤15，该步骤15用于相对于零件移动第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62。

在第一序列期间，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62占据第一位置，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62被设置在第一位置以便于接收分别由表面52的第一区域50和第二区域58发射的红外辐射。在步骤15期间，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62被移动至第二位置，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62被设置在该第二位置以便于接收分别由第二区域58和第三区域64发射的红外辐射。

如图3所示，方法包括例如与第一序列和第二序列相同的第三序列，在第三序列期间，第一热量输入元件54扫描第三区域64，该扫描是沿着大体上平行于第一方向D1的多条线进行的，以及第一光敏表面元件56采集第三区域64所发射的红外辐射的图像。同时地，第二热量输入元件60沿着大体上平行于第二方向D2的多条线对表面52的第四区域66进行扫描，以及第二光敏表面元件62采集第四区域所发射的红外辐射图像。该方法还包括介于第二序列与第三序列之间的步骤25，该步骤25用于移动第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62以将第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62放置合适的位置，以使得所述光敏元件在该位置处能够分别捕获第三区域64的红外辐射和第四区域66的红外辐射。

在附图所示的示例中，零件的表面52的被同时扫描的第一区域50和第二区域58是相邻的。同样地，第二区域58和第三区域64也是相邻的。这样，在每个序列中，零件的表面的被同时扫描的区域均是相邻的。

可替代地，这些区域是不相邻的并且彼此分离。

优选地，第一方向与第二方向之间的夹角α介于45°与135°之间，更优选地，第一方向与第二方向之间的夹角α介于60°与120°之间。通常，所述夹角α接近于或等于90°。具体地，该夹角是基于零件的、必须被扫描的区域的曲线来选择的。

第一热量输入元件54和第二热量输入元件60通过使用具有限定的几何形状的激光、或者连续或脉冲式发射灯泡，或者感应线圈等来获得。可代替地，第二热量输入元件54和第二热量输入元件60是适合于实现上述功能的任意其它类型。

激光器在零件的表面上产生可具有任意类型形状的热量输入元件。在图2中所示的示例中，第一热量输入元件54和第二热量输入元件60是细长部段，该细长部段沿着垂直于热量输入元件的移动方向的方向。通常，在这种情况下，第一热量输入元件和第二热量输入元件以部段的形式投影到零件的表面上。可代替地，第一热量输入元件54和第二热量输入元件60以点的形式投影到零件的表面上，这个点以较高的速度移动以便于构成部段形式的热量输入元件。

激光器还可以产生圆形、椭圆、矩形或任意其它合适形状的热量输入元件。

在一个示例性实施例中，部段的长度介于10mm与30mm之间。部段的厚度介于1mm与3mm之间。

在图示所示示例中，表面52的每个区域50、58、64、66为方形。如图3所示，这些区域被第一边68限定，这些第一边68彼此平行并且平行于第三方向D3。这些区域还被两条边69限定，这两条边69垂直于边68，进而沿着第三方向D4延伸。在所示示例中，第一方向D1和第二方向D2相对于方向D3和D4形成45°角。可代替地，零件的区域50、58、64、66的形状不是方形，而是任意其它形状。第一方向和第二方向相对于方向D3和D4还可以形成其它角，而不是45°。

通常，如图2所示，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62是矩阵传感器72的同一光敏表面70的两部分。该传感器通常为数字红外相机。可替代地，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62不是同一光敏表面的部分。例如，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62是两个线性数字红外相机的光敏表面，并且彼此分离且相互独立。

在每个序列中，第一光敏表面元件56采集包括待检区域的第一物场(objectfield)74所发射的红外辐射的图像。第二光敏表面元件62采集包括另一待检区域的第二物场76所发射的红外辐射的图像。

因此，在第一序列期间，第一物场74包括第一区域50，以及第二物场76包括第二区域58。在第二序列期间，第一物场74包括第二区域58，以及第二物场76包括第三区域64。

在每个序列期间，第一物场74和第二物场76是固定的。

在所示示例中，物场74和物场76比区域50、58、64、66略大。在此，物场74和物场76均为矩形，其沿着第三方向D3的高度略大于区域50、58、64、66沿着第三方向D3的高度。相反地，物场74和物场76沿着第四方向D4的宽度与区域50、58、64、66沿着第四方向D4的宽度相同。

可替代地，第一物场74和第二物场76与待检区域具有完全相同的形状。根据另一可替代方案，第一物场和第二物场具有任意其它合适的形状，诸如，圆形、椭圆形等。

在每个序列期间，第一光敏表面元件56采集至少由所有待检区域发射的红外辐射的图像。更具体地，第一光敏表面元件56采集整个第一物场74所发射的红外辐射的图像。可替代地，第一光敏表面元件56采集至少由所检查的区域的仅一部分发射的红外辐射的图像。

同样地，在每个序列期间，第二光敏表面元件62采集整个第二区域58所发射的并且通常为整个第二物场76所发射的红外辐射图像。可替代地，第二光敏表面元件62采集所检查的区域的仅一部分的图像。

如图1所示，所示方法还包括在上述不同的序列之后的如下步骤：

第一处理步骤40，其中，根据不同扫描序列期间由所述第一光敏表面元件56和/或所述第二光敏表面元件62分别采集的每个区域所发射的所述红外辐射的图像来分别计算每个区域的第一最终图像和/或第二最终图像；以及

第二处理步骤45，其中，通过使用所述第一处理步骤40中所获得的所述第一最终图像和/或所述第二最终图像来检测所述区域中的任意结构性缺陷。

因此，在第一处理步骤40期间，根据所述第二序列和/或所述第一序列期间分别由所述第一光敏表面元件56和/或所述第二光敏表面元件62采集的图像来分别计算所述第二区域58的第一最终图像和/或第二最终图像。对于第三区域64，第一最终图像和/或第二最终图像是根据在第三序列和第四序列期间第一光敏表面元件56和/或第二光敏表面元件62所采集的图像来计算的。

优选地，在第一处理步骤40中对每个区域的第一最终图像和第二最终图像进行计算。这使得第二处理步骤45期间所进行的对结构性缺陷的检测会更为可靠。然而，可以考虑仅计算第一最终图像或第二最终图像，并且仅使用单个最终图像来确定是否缺陷存在。

现在将针对第二区域58对第一处理步骤40进行概括说明。对于表面52的其它区域而言，第一处理步骤是相同的。

首先应当注意的是，在第二序列期间，第一热量输入元件54在多个连续时刻ti占据多个连续位置P(ti)时扫描第二区域58。第一光敏表面元件56采集第二区域58在多个时刻ti所发射的红外辐射的多个图像I(ti)。

同样地，在第一序列期间，第二热量输入元件60在多个连续时刻ti’占据多个连续位置P(ti’)时扫描第二区域48。第二光敏表面元件56采集第二区域58在多个时刻ti’所发射的红外辐射的多个图像I(ti’)。

如图4所示，第一处理步骤40包括第一子步骤41，在第一子步骤41期间完成了如下操作：

针对第二序列期间所采集的每个图像I(ti)，从多个时刻中确定获取所述图像I(ti)的特定时刻ti；

从图像I(ti)中提取与第一热量输入元件54在第二特定时刻ti2所在位置P(ti2)相对应的多个第一点，其中，第二特定时刻ti2等于特定时刻ti加上预定时移；以及

通过将从第二序列期间所采集的所有图像I(ti)中提取的第一点进行叠加来构造第一最终图像。

优选地，第一处理步骤40还包括第二子步骤42，在第二子步骤41期间进行了下列操作：

针对第一序列期间所采集的每个图像I(ti’)，从多个时刻中确定图像I(ti’)被采集的特定时刻ti’；

从图像I(ti’)中提取与第二热量输入元件60在第二特定时刻ti2’所在位置相对应的多个第二点，其中，第二特定时刻ti2’等于特定时刻ti’加上预定时移ΔT’；以及

通过将从第一序列期间所采集的所有图像I(ti’)中提取的第二点进行叠加来构造第二最终图像。

这些用于生成第一最终图像的操作概略性地在图4中被示出。

对于零件的表面的其它区域而言，第一处理步骤是类似的。只不过使用了其它序列所采集的图像。例如，对于第三区域64，使用了在第三序列期间所采集的第三区域64所发射的红外辐射的图像来生成第一最终图像。使用了第二序列期间所采集的图像来生成第二最终图像。

预定时移ΔT、ΔT’是关于处理同一序列期间所采集的所有图像的常量。通常，选择ΔT＝ΔT’。可替代地，ΔT与ΔT’不同。

通常选择相同时移以对来自不同序列的图像进行处理。

如WO 98/39640所说明的那样，该时移可以为零、正数或负数。

因为第一热量输入元件54和第二热量输入元件58对每个区域整体地进行扫描，因此从所采集的图像60中提取的第一点和第二点会大体上覆盖整个区域。因此，最终的图像被重构从而覆盖了每个区域的整体。

从每个所采集的图像提取的第一点完全覆盖了第一热量输入元件54在第二特定时刻ti’2的宽阔区(expanse)。可替代地，第一点覆盖了比第一热量输入元件在第二特定时刻ti2的宽阔区略微大或略微小的宽阔区。同样地，第二点完全覆盖第二热量输入元件60在第二特定时刻ti’2的宽阔区。可替代地，第二点覆盖了比第二热量输入元件60宽阔区略微大或略微小的宽阔区。

第一处理步骤40是通过计算来实现的。

在第二处理步骤45期间，可以通过检测第一最终图像和/或第二最终图像中是否存在热量聚集来识别每个区域中的任意结构性缺陷。因此，在区域中存在阻塞或非阻塞缺陷的情况下，由第一热量输入元件或第二热量输入元件而产生的热能不会(整体地或部分地)从所述缺陷处扩散出去，而是(整体地或部分地)地积聚在该缺陷的边缘上。

这个第二处理步骤是通过使用公知类型的算法进行计算来是实现的。

图2示出了被提供来对零件进行光热检查的单元80。单元80被提供来实现上面所描述的本发明的光热检查方法。

单元80包括：

第一扫描装置82，其用于使用第一热量输入元件54扫描表面52的第一区域50，第一扫描装置82被设置成沿着大体上平行于第一方向D1的多条线执行所述扫描；

采集装置(所示示例中的红外相机72)，该采集装置包括第一光敏表面元件56，第一光敏表面元件56被布置成获取第一区域50所发射的红外辐射的图像；

第二扫描装置84，其用于使用第二热量输入元件60扫描表面52的第二区域58，第二扫描装置84被设置成沿着大体上平行于第二方向D2的多条线执行所述扫描；以及

第二光敏表面元件62，该第二光敏表面元件62是采集装置的部件并且被设置成采集第二区域58所发射的红外辐射的图像。

第一扫描装置82和第二扫描装置84被设置成同时扫描所述第一区域和所述第二区域。如上文所指出的那样，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62彼此分离。第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62被设置成同时采集第一区域50和第二区域58所发射的红外辐射的图像。

单元80还包括装置86和计算机88，其中，装置86被提供来相对于待检零件移动第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62。

第一扫描装置82使用第一热量输入元件54沿着大体上平行于第一方向D1的多条线不仅能够对第一区域50进行扫描，而且还能够对第二区域58以及表面52的其它所有区域进行扫描。

为此，在所示示例中，第一扫描装置82包括激光源90和测角仪94，其中，激光源90被用于发射激光束92，以及测角仪94适用于朝表面52反射激光束92。测角仪94包括反射面96和装置98，该装置98用于调整反射面96的方位。装置98通过计算机88来驱动。可替代地，测角仪94可以由镜子或任意其它合适的装置代替。

激光束92被表面96所发射并且形成被反射的光束100，该光束100在表面52上产生了第一热量输入元件54。

计算机88被编程成对方位装置98进行控制，以使得在每个扫描序列期间第一热量输入元件54沿着大体上平行于方向D1的多条线移动，从而对整个待检区域进行扫描。计算机88还被编程成在两个序列之间改变表面96的方位使得第一热量输入元件被移动至接下来的序列期间将要扫描的区域。

第二扫描装置84通常类似于第一扫描装置。在所示示例中，第二扫描装置84包括用于发射激光束104的激光源102，以及方位装置105。方位装置105包括反射面106和方位构件108，从而使得方位装置105能够改变反射面106的方位。方位构件108通过计算机88进行驱动。激光束104被反射表面106所发射并且形成被反射的光束110，该光束100在表面52上产生第二热量输入元件60。计算机88被编程成在每个序列期间对方位装置108进行控制，从而确保沿着大体上平行与第二方位D2的多条线对待检区域全部进行了扫描。计算机88还可以被编程成在两个序列之间将第二热量输入元件移动至接下来的序列期间需要被检查的区域。

在所示示例中，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62是数字红外相机72的矩阵光敏表面70的两个并列区域。

采集装置72被编程成使得第一光敏表面元件56在多个时刻ti采集多个图像I(ti)，例如，第二区域58或任意其它区域的图像。

采集装置72还被编程成使得第二光敏表面元件62在多个时刻ti’采集多个图像I(ti’)，例如，第二区域58或任意其它区域的图像。

装置86被设置成在序列之间相对于零件移动光敏表面元件56、62。

因此，在第一序列期间，第一光敏表面元件和第二光敏表面元件位于所选择的第一相关位置处，以接收分别由第一区域50和第二区域58发射的红外辐射。在第二序列期间，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62位于所选择的第二相关位置处，以接收分别由第二区域58和第三区域发射的红外辐射。在其它序列期间，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62在又一位置处，以使得它们均能够接收表面62的区域之一所发射的红外辐射。装置86被设置成移动采集装置以便于将第一光敏表面元件和第二光敏表面元件从一个位置转移到另一位置。

装置86通过计算机88进行驱动。

例如，装置86为钢轨接头或球形接头，或者任意其它合适的机械装置。

可替代地，第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62是固定的。相反地，采集装置包括一个或几个可移动构件，这些可移动构件适用于将红外辐射从表面52的区域反射到第一光敏表面元件56和第二光敏表面元件62。该反射装置在每个序列都会被设置并且被设置在合适的位置以将红外辐射从所需要的区域反射至第一光敏表面元件和第二光敏表面元件。

反射装置是通过计算机88驱动的。

此外，计算机被编程成执行上述第一处理步骤40和第二处理步骤45。

现在将参考图5至图9对本发明的第二实施例进行描述。下面将对第二实施例与第一实施例的唯一区别进行概述。两个实施例中执行相同功能的相同元件或元件会使用相同附图标记进行表示。

在第二实施例中，第一热量输入元件54和第二热量输入元件60是它们彼此成第二非零角β的线。

优选地，第二角β大于30°，更优选地，第二角β介于45°与135°之间，并且通常介于60°与120°之间。通常，两条线之间的中值方向(median direction)I平行于(或大体上平行于)第一方向D1和第二方向D2(参见图7)。

第二方向D2大体上平行于第一方向D1。这表示第一方向与第二方向彼此成小于10°的角，优选地小于5°，并且理想的为等于0(具体地为平面的情况)。

如图7所示，例如，第一热量输入元件54是与第一方向D1形成角β1的线，角β1介于20°与70°之间，优选地，角β1介于30°与60°之间，并且通常等于45°。第二热量输入元件60是与第二方向D2形成角β2的线，角β2介于110°与160°之间，优选地，角β2介于120°与150°之间，并且通常等于135°。在此，角β、β1和β2指定为沿着三角方向。

第二实施例执行与第一实施例相同的扫描和图像采集序列1至n，每个序列具有相同的步骤。相对于第一实施例，唯一的区别在于，关于第二实施例，方向D1与方向D2大体上平行，而在第一实施例中，方向D1与方向D2彼此倾斜。扫描和图像采集序列1至n通过移动步骤15、25等分开，这等同于第一实施例中的步骤。

然而，第二实施例中的第一处理步骤40与第一实施例中的第一处理步骤40不同。

如图5所示，在步骤40中，对相同图像进行了两种不同处理操作。

第一处理操作目的在于识别缺陷120，该缺陷120大体上垂直于第一热量输入元件的移动方向和第二热量输入元件的移动方向(即，第一方向D1和第二方向D2(参见图7))。

第一处理操作执行第一子步骤41和第二子步骤42，这与第一实施例中所执行的第一子步骤41和第二子步骤42相同。

第二处理操作目的在于识别缺陷122，该缺陷122大体上平行于第一热量输入元件的移动方向和第二热量输入元件的移动方向(即，第一方向D1和第二方向D2(参见图8和图9))。

下面针对第二区域58对第二处理操作进行描述。对于其它区域而言，第二处理步骤是相同的。

对于第一实施例，在第二序列期间，第一热量输入元件54在多个连续时刻ti占据多个连续位置P(ti)时扫描第二区域58。第一光敏表面元件56在多个时刻ti采集第二区域58所发射的红外辐射的第一图像I(ti)。

同样地，在第一序列期间，第二热量输入元件60在多个连续时刻ti’占据多个连续位置P(ti’)时扫描第二区域58。第二光敏表面元件62在多个时刻ti’采集第二区域58所发射的红外辐射的第二图像I(ti’)。

第一处理步骤40还包括第二子步骤43，在第二子步骤43期间进行了下列操作。

针对第二序列期间所采集的每个第一图像I(ti)，首先从多个时刻中确定第一图像I(ti)被采集的特定时刻ti，然后从第一图像I(ti)中提取与第一热量输入元件54在第二特定时刻i2所在的位置P(ti2)相对应的第一点Xk的线L(ti)。

通常，每个点对应于一个像素或一组像素。

如参考第一实施例所说明的那样，第二特定时刻ti2等于特定时刻ti加上预定时移ΔT。ΔT通常为零或负值。

如图8所示，线L(ti)包括沿着第一方向D1位于最远处的第一上游端点X1，以及相对于第一上游端点X1沿着与第一方向D1相反的方向移动的第一下游端点Xn。因为第一热量输入元件54是相对于第一方向D1的斜线，所以第二下游端点Xn还沿着垂直于D1的第一横向方向T移动。

其它第一点Xk在从X1到Xn的线上彼此相互并列。

每个第一点Xk具有所测量强度，该强度表示零件的表面52上与该点相对应的区域的温度。

接下来，通过为每个第一点Xk分配差分强度来生成第一差分线，所述差分强度等于所测量强度减去第一图像I(t)的另一点Xk*的强度(参见图8)。点Xk*相对于第一点Xk沿着第一横向方向T移动并且相对于线L(ti)沿着第一方向D1移动。

在此，相对于线L(ti)沿着第一方向D1移动表示这个点Xk*位于线L(ti)上或者位于线L(ti)的上游，即，位于L(ti)还没有横穿的区域内。

对于所有第一点Xk而言，沿着第一方向和沿着第一横向方向在Xk与Xk*之间移动是一样的。

根据第一可替代方案，其它点Xk*是线L(ti)中的第一点Xk之一。例如，Xk*是与Xk相邻的、位于下游端点Xn侧的一点。可替代地，Xk*与第一点Xk被线上的一个点，或者线上的两个点，或者线上的两个以上的点隔开。

根据第二可替代方案，Xk*并不归属于该线。在所示示例中，在图8中，Xk*沿着第一方向D1移动了零个像素并且沿着第一横向方向T移动了两个像素。

Xk*通常相对于Xk沿着第一横向方向移动严格的正数个像素，特别地保持在线L(ti)的上游。可替代地，Xk*通常相对于Xk沿着第一横向方向移动严格负数个像素，特别地保持在线L(ti)的下游。

接下来，通过将针对所述第二序列期间所采集的所有第一图像I(ti)生成的第一差分线叠加来构造所述第一最终图像。

优选地，针对第二图像执行同样的操作。

针对第一序列期间所采集的每个第二图像I(ti’)，首先从多个时刻中确定采集第二图像I(ti’)的特定时刻ti’，然后从第一图像I(ti’)中提取与第二热量输入元件60在第二特定时刻ti2’所在的位置P(ti2’)相对应的第二点的线L(ti’)。

通常，每个点对应于一个像素或一组像素。

如参考第一实施例所说明的那样，第二特定时刻ti2’等于特定时刻ti加上预定时移ΔT’。ΔT通常为零或负值。

如图9所示，线包括沿着第二方向D2位于最远处的第二上游端点X1’，以及相对于第二上游端点X1’沿着与第二方向D2相反的方向移动的第二下游端点Xn’。因为第二热量输入元件60是相对于第二方向D2的斜线，所以第二下游端点Xn’还相对于第二上游端点X1’沿着垂直于第二方向D2的第二横向方向T’移动，其中，图9中的第二横向方向T’与第一横向方向T相反。

其它第二点Xk在从X1到Xn的线上彼此相互并列。

每个第二点Xk’具有所测量强度，该强度表示零件的表面52上与第二点Xk’相对应的区域的温度。

接下来，通过为每个第二点Xk’分配差分强度来生成第二差分线，所述差分强度等于所测量强度减去第二图像I(ti’)的另一点Xk*’的强度(参见图9)。其它点Xk*相对于第二点Xk’沿着第二横向方向T’移动并且相对于线L(ti’)沿着第二方向D2移动。

在此，相对于线L(ti’)沿着第二方向移动表示其它点Xk*’位于线L(ti’)上或者位于线L(ti’)的上游，即，位于线L(ti’)还没有横穿的区域内。

对于所有第一点Xk’而言，沿着第二方向D2和沿着第二横向方向T’在Xk与Xk*之间移动是一样的。

根据第一可替代方案，其它点Xk*’是线L(ti’)的第二点Xk’之一。例如，Xk*是与Xk’相邻的、位于下游端点Xn’侧的一点。可替代地，Xk*’与第一点Xk’被线上的一个点，或者线上的两个点，或者线上的两个以上的点隔开。

根据第二可替代方案，Xk*’并不归属于该线。在所示示例中，在图9中，Xk*’沿着第二方向D2移动零个像素并且沿着第二横向方向T’移动两个像素。

Xk*’通常相对于Xk沿着第二横向方向移动了严格正数个像素，特别地保持在线L(ti’)的上游。可替代地，Xk*’通常相对于Xk’沿着第二横向方向移动严格负数个像素，特别地保持在线L(ti’)的下游。

接下来，通过将针对所述第一序列期间所采集的所有第二图像I(ti’)所生成的第二差分线叠加来构造第二最终图像。

在一个非优选可替代方案中，仅针对第一图像或仅针对第二图像进行上述操作。

在第二处理步骤45期间，通过对使用第一处理步骤(子步骤41、42)所获得的最终图像进行检查来识别大体上垂直于第一方向D1和第二方向D2的任意结构性缺陷。可以通过检测第一最终图像和/或第二最终图像中是否存在热量聚集来对缺陷进行识别。因此，在区域中存在阻塞或非阻塞缺陷的情况下，由第一热量输入元件或第二热量输入元件而产生的热能不会(整体地或部分地)从所述缺陷处扩散出去，而是(整体地或部分地)地积聚在该缺陷的边缘上。

在第二处理步骤45期间，可以通过对使用第二处理操作(子步骤43、44)所获得的最终图像进行检查来识别大体上平行于第一方向D1和第二方向D2的任意结构性缺陷。这些图像示出了大体上垂直于移动方向的方向上的温度梯度。如果存在平行于移动方向的缺陷，则由于热量输入元件所形成的线是斜线，因此在缺陷的一个边缘所积聚的热量会多于相对边所积聚的热量。在图8的示例中，热量会首先积聚在缺陷122的朝向图9的顶部的边缘上，因为该边缘与热量输入元件所形成的线成闭合的角(closed angle)。相反地，热量最晚会积累在朝向图8的底部的边缘上，因为该边缘与热量输入元件所形成的线成较开放的角(more open angle)图9中的上述状况是相反的。因此，在时刻t，缺陷的任一侧上产生了沿着垂直于移动方向的方向上的温度梯度。基于他们的方位，可以检测出根据第一处理操作或第二处理操作产生的最终图像中的与第一方向D1和第二方向D2既不平行也不垂直的诸如裂纹类的结构性缺陷。

第一处理步骤和第二处理步骤是使用公知类型的算法来进行计算的。

第二实施例是使用与第一实施例中相同的光热检查单元来实现的，仅仅是修改了计算机88的编程。计算机被编程成执行根据第二实施例的方法。

应当注意的是，所描述的本发明的两个实施例在每个扫描和图像采集序列期间均是通过使用固定的矩阵传感器72来实现的。可替代地，本发明的两个实施例使用一个或两个移动传感器来实现，所述移动传感器与热量输入元件同时对待检表面进行扫描。

Claims (27)

1.一种用于对零件进行光热检测的方法，所述方法包括具有下列步骤的第一序列：

步骤11：使用第一热量输入元件(54)扫描所述零件的表面(52)的第一区域(50)，该扫描沿着大体上平行于第一方向(D1)的多条线进行；以及

步骤12：使用第一光敏表面元件(56)采集所述第一区域(50)所发射的红外辐射的图像；

其特征在于，所述方法还包括下列步骤：

步骤13：使用第二热量输入元件(60)扫描所述零件的表面(52)的第二区域(58)，该扫描沿着大体上平行于第二方向(D2)的多条线进行；

步骤14：使用第二光敏表面元件(62)采集所述第二区域(60)所发射的红外辐射的图像；

所述第一区域和所述第二区域(50，58)被同时扫描，并且所述第一光敏表面元件和所述第二光敏表面元件(56，62)彼此分离；

所述第二方向(D2)与所述第一方向(D1)形成第一非零角(α)，所述第一角(α)优选地大于30°，或者

所述第二方向(D2)大体上平行于所述第一方向(D1)，所述第一热量输入元件和所述第二热量输入元件(54，60)是彼此成第二非零角(β)的线，所述第二角(β)优选地大于30°。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一光敏表面元件和所述第二光敏表面元件(56，62)是矩阵传感器(72)的同一光敏表面(70)的两部分。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括至少一个具有下列步骤的第二序列：

步骤21：使用所述第一热量输入元件(54)扫描所述零件的表面(52)的所述第二区域(58)，该扫描沿着大体上平行于所述第一方向(D1)的多条线进行；

步骤22：使用所述第一光敏表面元件(56)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的图像；

步骤23：使用所述第二热量输入元件(60)扫描所述零件的表面(52)的第三区域(64)，该扫描沿着大体上平行于所述第二方向(D2)的多条线进行；

步骤24：使用所述第二光敏表面元件(62)采集所述第三区域(64)所发射的红外辐射的图像；

所述第二区域和所述第三区域被同时扫描。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法包括介于所述第一序列与所述第二序列之间的步骤(15)，该步骤(15)用于相对于所述零件移动所述第一光敏表面元件和所述第二光敏表面元件(56，62)。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，在所述第一序列和所述第二序列之后，所述方法包括：

第一处理步骤(40)，其中，根据所述第二序列和/或所述第一序列期间所述第一光敏表面元件和/或所述第二光敏表面元件(56，62)分别采集的所述第二区域(58)所发射的红外辐射的图像来分别计算所述第二区域(58)的第一最终图像和/或第二最终图像；以及

第二处理步骤(45)，其中，通过使用所述第一处理步骤(40)中所获得的所述第一最终图像和/或所述第二最终图像来检测所述第二区域(58)中的任意结构性缺陷。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：

a)在所述第二序列期间，所述第一热量输入元件(54)在多个连续时刻(ti)占据多个连续位置(P(ti))时扫描所述第二区域(58)，以及所述第一光敏表面元件(56)在该多个时刻(ti)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个图像(I(ti))；和/或

b)在所述第一序列期间，所述第二热量输入元件(60)在多个连续时刻(ti’)占据多个连续位置(P(ti’))时扫描所述第二区域(58)，以及所述第二光敏表面元件(62)在该多个时刻(ti’)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个图像I((ti’))；

并且在于，所述第一处理步骤(40)包括下列操作：

c)针对所述第二序列期间所采集的每个图像(I(ti))，从所述多个时刻中确定该图像(I(ti))被采集的特定时刻(ti)，并且从该图像(I(ti))中提取与所述第一热量输入元件(54)在第二特定时刻(ti2)所在的位置(P(ti2))相对应的多个第一点，该第二特定时刻(ti2)等于该特定时刻(ti)加上预定时移(ΔT)；通过将从所述第二序列期间所采集的所有该图像(I(ti))中所提取的第一点进行叠加来构造所述第一最终图像；和/或

d)针对所述第一序列期间所采集的每个图像(I(ti’))，从所述多个时刻中确定该图像(I(ti’))被采集的特定时刻(ti’)，并且从该图像(I(ti’))中提取与所述第二热量输入元件(60)在第二特定时刻(ti2’)所在的位置相对应的多个第二点，该第二特定时刻(ti2’)等于该特定时刻(ti’)加上预定时移(ΔT’)；通过将从所述第一序列期间所采集的所有该图像(I(ti’))中提取的第二点进行叠加来构造所述第二最终图像。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一序列期间，所述第一光敏表面元件(56)采集包括所述第一区域(50)的第一物场(74)所发射的红外辐射的图像，以及所述第二光敏表面元件(62)采集包括所述第二区域(58)的第二物场(76)所发射的红外辐射的图像，其中，所述第一物场和所述第二物场(74，76)在所述第一序列期间是固定的。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述第一序列期间，所述第一光敏表面元件(56)采集至少整个所述第一区域(50)所发射的红外辐射的图像，以及所述第二光敏表面元件(62)采集至少整个所述第二区域(58)所发射的红外辐射的图像。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在一个序列期间，使用所述第一热量输入元件(54)沿着平行于所述第一方向(D1)的多条线扫描所述零件的表面(52)的每个区域，以及，在另一序列期间，使用所述第二热量输入元件(60)沿着平行于所述第二方向(D2)的多条线扫描所述零件的表面(52)的每个区域，在所述一个序列期间通过所述第一光敏表面元件(56)来采集所述区域所发射的红外辐射的图像，以及在所述另一序列期间通过所述第二光敏表面元件(62)来采集所述区域所发射的红外辐射的图像。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一热量输入元件和所述第二热量输入元件(54，60)通过具有限定的几何形状的激光、或者连续或脉冲式发射灯泡、或者感应线圈来生成。

11.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其特征在于，所述第二方向(D2)大体上平行于所述第一方向(D1)，所述第一热量输入元件(54)是与所述第一方向(D1)成20°至70°角(β1)的线，所述第二热量输入元件(60)是与所述第二方向(D2)成110°至160°角(β2)的线。

12.根据与权利要求5结合的权利要求11所述的方法，其特征在于，

a)在所述第二序列期间，所述第一热量输入元件(54)在多个连续时刻(ti)占据多个连续位置(P(ti))时扫描所述第二区域(58)，以及所述第一光敏表面元件(56)在该多个时刻(ti)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个第一图像(I(ti))；

并且在于，所述处理步骤(40)包括下列操作：

c1)针对所述第二序列期间所采集的每个第一图像(I(ti))，从所述多个时刻中确定该第一图像(I(ti))被采集的特定时刻(ti)，并且从该第一图像(I(ti))中提取与所述第一热量输入元件(54)在第二特定时刻(ti2)所在的位置(P(ti2))相对应的第一点(Xk)的线(L(ti))，所述线(L(ti))包括沿着所述第一方向(D1)位于最远处的第一上游端点(X1)以及第一下游端点(Xn)，所述第一下游端点(Xn)相对于所述第一上游端点(X1)沿着与所述第一方向(D1)相反的方向移动并且沿着垂直于所述第一方向(D1)的第一横向方向(T)移动，每个第一点(Xk)具有测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面(52)上与该第一点(Xk)相对应的区域的温度；

c2)通过为每个第一点(Xk)分配差分强度来建立第一差分线，所述差分强度等于所述测量强度减去所述第一图像(L(ti))中相对于该第一点(Xk)沿着所述第一横线方向(T)移动并且相对于所述线(L(ti))沿着所述第一方向(D1)移动的另一点(Xk*)的强度；以及

c3)通过将针对所述第二序列期间所采集的所有第一图像(I(ti))建立的所述第一差分线进行叠加来构造所述第一最终图像。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在所述步骤c2)中，所述另一点(Xk*)是所述线(L(ti))的所述第一点(Xk)之一。

14.根据与权利要求5结合的权利要求11所述的方法，其特征在于,

b)在所述第一序列期间，所述第二热量输入元件(60)在多个连续时刻(ti’)占据多个连续位置(P(ti’))时扫描所述第二区域(58)，以及所述第二光敏表面元件(62)在该多个时刻(ti’)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个第二图像(I(ti’))；

c1)针对所述第一序列期间所采集的每个第二图像(I(ti’))，从所述多个时刻中确定该第二图像(I(ti’))被采集的特定时刻(ti’)，并且从该第二图像(I(ti’))中提取与所述第二热量输入元件(60)在第二特定时刻(ti2’)所在的位置(P(ti2’))相对应的第二点(Xk’)的线(L(ti’))，所述线(L(ti’))包括沿着所述第二方向(D2)位于最远处的第二上游端点(X1’)以及第二下游端点(Xn’)，所述第二下游端点(Xn’)相对于所述第一上游端点(X1’)沿着与所述第二方向(D2)相反的方向移动并且沿着垂直于所述第二方向(D2)的第二横向方向(T’)移动，每个第二点(Xk’)具有测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面(52)上与该第二点(Xk’)相对应的区域的温度；

d2)通过为每个第二点(Xk’)分配差分强度来建立第二差分线，所述差分强度等于所测量强度减去所述第二图像(L(ti’))中相对于该第二点(Xk’)沿着所述第二横线方向(T’)移动并且相对于所述线(L(ti’))沿着所述第二方向(D2)移动的另一点(Xk*’)的强度；以及

d3)通过将针对所述第一序列期间所采集的所有第二图像(I(ti’))建立的所述第二差分线进行叠加来构造所述第二最终图像。

15.根据权利要求14所述的单元24，其特征在于，在所述步骤d2)中，所述另一点(Xk*’)是所述线(L(ti’))的所述第一点(Xk’)之一。

16.根据权利要求12和14所述的方法，其特征在于，所述第二特定时刻(ti2)等于所述特定时刻(ti)加上预定时移(ΔT)，所述第二特定时刻(ti2’)等于所述特定时刻(ti’)加上预定时移(ΔT’)。

17.一种用于对零件进行光热检查的单元，所述单元(80)包括：

第一扫描装置(82)，用于使用第一热量输入元件(54)扫描所述零件的表面(52)的第一区域(50)并且被设置成沿着大体上平行于第一方向(D1)的多条线执行该扫描；

包括第一光敏表面元件(56)的采集装置(72)，所述第一光敏表面元件(56)被设置成采集所述第一区域(50)所发射的红外辐射的图像；

第二扫描装置(84)，用于使用所述第二热量输入元件(60)扫描所述零件的表面(52)的第二区域(58)并且被设置成沿着大体上平行于第二方向(D2)的多条线执行该扫描；以及

包括第二光敏表面元件(62)的采集装置(72)，所述第二光敏表面元件(62)被设置成采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的图像；

所述第一扫描装置和所述第二扫描装置(82，84)被设置成同时扫描所述第一区域和所述第二区域(50，58)，并且所述第一光敏表面元件和所述第二光敏表面元件(56，62)是彼此分离的；

所述第二方向(D2)与所述第一方向(D1)形成第一非零角(α)，所述第一角(α)优选地大于30°，或者

所述第二方向(D2)大体上平行于所述第一方向(D1)，所述第一热量输入元件和所述第二热量输入元件(54，60)是彼此成第二非零角(β)的线，所述第二角(β)优选地大于30°。

18.根据权利要求17所述的单元，其特征在于，

所述第一扫描装置(82)能够使用所述第一热量输入元件(54)来扫描所述零件的表面(52)的所述第二区域(58)，并且能够沿着大体上平行于所述第一方向(D1)的多条线执行该扫描；

所述第一光敏表面元件(56)能够采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的图像；

所述第二扫描装置(84)能够使用所述第二热量输入元件(60)来扫描所述零件的表面(52)的第三区域(64)，并且能够沿着大体上平行于所述第二方向(D2)的多条线执行该扫描；

所述第二光敏表面元件(62)能够采集所述第三区域(64)所发射的红外辐射的图像；以及

所述第一扫描装置和所述第二扫描装置(82，84)被设置成同时扫描所述第二区域和所述第三区域(58，64)。

19.根据权利要求18所述的单元，其特征在于，所述单元包括计算机(88)，所述计算机(88)被编程成执行：

第一处理步骤(40)，其中，根据所述第二序列和/或所述第一序列期间所述第一光敏表面元件和/或所述第二光敏表面元件(56，62)分别采集的所述第二区域(58)所发射的红外辐射的图像来分别计算所述第二区域(58)的第一最终图像和/或第二最终图像；以及

第二处理步骤(45)，其中，通过使用所述第一处理步骤(40)中所获得的所述第一最终图像和/或所述第二最终图像来检测所述第二区域(58)中的任意结构性缺陷。

20.根据权利要求19所述的单元，其特征在于，

a)所述第一扫描装置(82)被设置成使得所述第一热量输入元件(54)在多个连续时刻(ti)占据多个连续位置(P(ti))时扫描所述第二区域(58)，以及所述采集装置(72)被编程成使得所述第一光敏表面元件(56)在该多个时刻(ti)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个图像(I(ti))；和/或

b)所述第二扫描装置(84)被设置成使得所述第二热量输入元件(60)在多个连续时刻(ti’)占据多个连续位置(Pti’)时扫描所述第二区域(58)，以及所述采集装置(72)被编程成使得所述第二光敏表面元件(62)在该多个时刻(ti’)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个图像(I(ti’))；

所述计算机(88)被编程成在所述第一处理步骤(40)期间执行下列操作：

c)针对所述第二序列期间所采集的每个图像(I(ti))，从所述多个时刻中确定该图像(I(ti))被采集的特定时刻(ti)，并且从该图像(I(ti))中提取与所述第一热量输入元件(54)在第二特定时刻(ti2)所在的位置(P(ti2))相对应的多个第一点，该第二特定时刻(ti2)等于该特定时刻(ti)加上预定时移(ΔT)；通过将从所述第一光敏表面元件(56)所采集的所有该图像(I(ti))中提取的所述第一点进行叠加来构造所述第一最终图像；和/或

d)针对所述第一序列期间所采集的每个图像(I(ti’))，从所述多个时刻中确定出该图像(I(ti’))被采集的特定时刻(ti’)，并且从该图像(I(ti’))中提取与所述第二热量输入元件(60)在第二特定时刻(ti2’)所在的位置相对应的多个第二点，该第二特定时刻(ti2’)等于该特定时刻(ti’)加上预定时移(ΔT’)；通过将从所述第二光敏表面元件所采集的所有该图像(I(ti’))中提取的所述第二点进行叠加来构造所述第二最终图像。

21.根据权利要求17至20中任一项所述的单元，其特征在于，所述第二方向(D2)大体上平行于所述第一方向(D1)，所述第一热量输入元件(54)是与所述第一方向(D1)成20°至70°角(β1)的线，所述第二热量输入元件(60)是与所述第二方向(D2)成110°至160°角(β2)的线。

22.根据与权利要求19结合的权利要求21所述的单元，其特征在于，

a)所述第一扫描装置(82)被设置成使得所述第一热量输入元件(54)在多个连续时刻(ti)占据多个连续位置(P(ti))时扫描所述第二区域(58)，以及所述第一光敏表面元件(56)被编程成在该多个时刻(ti)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个第一图像(I(ti))；

并且在于，所述计算机(88)被编程成在所述第一处理步骤(40)期间执行下列操作：

c1)针对所述第二序列期间所采集的每个第一图像(I(ti))，从所述多个时刻中确定该第一图像(I(ti))被采集的特定时刻(ti)，并且从所述第一图像(I(ti))中提取与所述第一热量输入元件(54)在第二特定时刻(ti2)所在的位置(P(ti2))相对应的第一点(Xk)的线(L(ti))，所述线(L(ti))包括沿着所述第一方向(D1)位于最远处的第一上游端点(X1)以及第一下游端点(Xn)，所述第一下游端点(Xn)相对于所述第一上游端点(X1)沿着与所述第一方向(D1)相反的方向移动并且沿着垂直于所述第一方向(D1)的第一横向方向(T)移动，每个第一点(Xk)具有测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面(52)上与该第一点(Xk)相对应的区域的温度；

c2)通过为每个第一点(Xk)分配差分强度来建立第一差分线，所述差分强度等于所测量强度减去所述第一图像(L(ti))中相对于该第一点(Xk)沿着所述第一横线方向(T)移动并且相对于所述线(L(ti))沿着所述第一方向(D1)移动的另一点(Xk*)的强度；以及

c3)通过将针对所述第二序列期间所采集的所有第一图像(I(ti))建立的所述第一差分线进行叠加来构造所述第一最终图像。

23.根据权利要求22所述的单元，其特征在于，在所述步骤c2)中，所述另一点(Xk*)是所述线(L(ti))的所述第一点(Xk)之一。

24.根据与权利要求19结合的权利要求21至23中任一项所述的方法，其特征在于，

b)所述第二扫描装置(84)被设置成使得所述第二热量输入元件(60)在在多个连续时刻(ti’)占据多个连续位置(P(ti’))时扫描所述第二区域(58)，以及所述采集装置(72)被编程成使得所述第二光敏表面元件(62)在该多个时刻(ti’)采集所述第二区域(58)所发射的红外辐射的多个第二图像(I(ti’))；

并且在于，所述计算机(88)被编程成在所述第一处理步骤(40)期间执行下列操作：

d1)针对所述第二光敏表面元件(62)所采集的每个第二图像(I(ti’))，从所述多个时刻中确定该第二图像(I(ti’))被采集的特定时刻(ti’)，并且从该第二图像(I(ti’))中提取与所述第二热量输入元件(60)在第二特定时刻(ti2’)所在的位置(P(ti2’))相对应的第二点(Xk’)的线(L(ti’))，所述线(L(ti’))包括沿着所述第二方向(D2)位于最远处的第二上游端点(X1’)以及第二下游端点(Xn’)，所述第二下游端点(Xn’)相对于所述第二上游端点(X1’)沿着与所述第二方向(D2)相反的方向移动并且沿着垂直于所述第二方向(D2)的第二横向方向(T’)移动，每个第二点(Xk’)具有测量强度，所述测量强度表示所述零件的表面(52)上与该第二点(Xk’)相对应的区域的温度；

d2)通过为每个第二点(Xk’)分配差分强度来建立第二差分线，所述差分强度等于所述测量强度减去所述第二图像(I(ti’))中相对于该第二点(Xk’)沿着所述第二横线方向(T’)移动并且相对于所述线(L(ti’))沿着所述第二方向(D2)移动的另一点(Xk*’)的值；以及

d3)通过将针对所述第二序列期间所采集的所有第二图像(I(ti’))建立的第二差分线进行叠加来构造所述第二最终图像。

25.根据权利要求24所述的单元，其特征在于，在所述步骤d2)中，所述另一点(Xk*’)是所述线(L(ti’))的所述第一点(Xk’)之一。

26.根据权利要求22和24所述的单元，其特征在于，所述第二特定时刻(ti2)等于所述特定时刻(ti)加上预定时移(ΔT)，以及所述第二特定时刻(ti2’)等于所述特定时刻(ti’)加上预定时移(ΔT’)。

27.根据权利要求1至16中任一项所述的方法，其特征在于，所述零件在每个所述序列期间是静止的。