CN108872703A - 快速复合制造的高速低噪处理中超频谱无损评估的系统和方法 - Google Patents
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Abstract
提供了快速复合制造的高速低噪处理中超频谱无损评估的系统和方法。该方法可以包括：利用多个电磁脉冲扫描复合工件的表面，所述多个电磁脉冲中的每个电磁脉冲与复合工件的表面上的一相应位置关联。该方法还可以包括：针对复合工件的表面上的每个相应位置，在多模光纤处接收对所述多个电磁脉冲中的一个电磁脉冲的响应，该响应包括多个波长分量，通过使该响应通过所述多模光纤来使所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲，按与所述多个波长分量对应的时间间隔对波长分组脉冲进行采样，以确定与所述多个波长分量对应的一组波长强度水平，以及基于所述一组波长强度水平，来识别复合工件的表面上的相应位置处的材料类型或状况。
Description
技术领域
本公开总体上涉及复合结构上的污染物识别(contamination identification)，并且更具体地说，涉及用于快速复合制造的高速低噪处理中超频谱(Hyperspectral)无损评估(non-destructive evaluation)。
背景技术
超频谱摄像机可以有效地用于分析结构表面的频谱响应，使能够检测污染物、水分、异物等。包括这些超频谱摄像机的系统可以用于复合结构的制造过程期间的处理中评估。然而，典型超频谱摄像机需要在复合结构表面上的每个像素或点处收集非常大量的频谱数据。大量的数据必须经过分类和分析来获取相关信息。从而，与在制造过程期间从成像阵列收集的三维频谱数据关联的图像处理时间可能很慢。
因为图像处理中所涉及的时间，所以在利用典型超频谱系统和方法的优点时，制造目标和检查目标可能无法保持。而且，典型分析方法需要包括复杂超频谱成像阵列的重要计算机资源和摄像机。超频谱摄像机也可能受到环境光和其它来源所产生的信号噪声的影响。可能存在其它缺点。
发明内容
公开了一种解决或减轻上述至少一个缺点的频谱感测系统。在实施方式中，提供了一种方法，该方法包括以下步骤：利用多个电磁脉冲扫描复合工件的表面，所述多个电磁脉冲中的每个电磁脉冲与所述复合工件的所述表面上的相应位置关联。所述方法还包括以下步骤：针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置，在多模光纤处接收对所述多个电磁脉冲之一的响应，所述响应包括多个波长分量，通过使所述响应通过所述多模光纤来使所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲(wavelength-binned pulse)，按与所述多个波长分量对应的时间间隔对所述波长分组脉冲进行采样，以确定与所述多个波长分量对应的一组波长强度水平，以及基于所述一组波长强度水平，来识别所述复合工件的所述表面上的所述相应位置处的材料类型或状况。
在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：生成所述复合工件的所述表面的、指示针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置的材料类型或状况的图像。在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：基于针对每个相应位置的材料类型或状况来识别所述复合工件的所述表面上的异常，并且将所述异常的图形指示符叠加在所述复合工件的所述表面的可见图像上。在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：使所述多个电磁脉冲的源的调制时段与针对每个相应位置的所述波长分组脉冲的持续时间。在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：在使所述多个波长分量时移之前，利用衍射光栅系统来对所述多个波长分量进行空间发散，并且利用透镜将所述多个波长分量中的每个波长分量聚焦到所述多模光纤中。在一些实施方式中，识别所述复合工件的所述表面上的所述相应位置处的材料类型或状况的步骤包括：将所述一组波长强度水平与和预选的材料类型或状况关联的所存储波长强度水平进行比较。在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：响应于针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置而确定所述材料类型或状况排除污染物，来向所述复合工件添加新层。
在实施方式中，所述方法包括以下步骤：在多模光纤处接收对被引导至复合工件的表面上的位置的电磁脉冲的响应，所述响应包括多个波长分量。所述方法还包括以下步骤：通过使所述响应通过多模光纤来将所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲。所述方法还包括以下步骤：按对应于所述多个波长分量的时间间隔来对所述波长分组脉冲进行采样，以确定对应于所述响应的一组波长强度水平。所述方法包括以下步骤：基于所述一组波长强度水平，识别所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况。
在一些实施方式中，该方法包括以下步骤：利用所述多模光纤，来识别所述复合工件的所述表面上的附加位置处的附加材料类型或状况，并且生成所述复合工件的所述表面的包括图形指示符的图像，该图形指示符指示所述位置处的材料类型或状况并且指示所述附加位置处的附加材料类型或状况。在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：使所述电磁脉冲的源的调制时段与所述波长分组脉冲的持续时间同步。在一些实施方式中，所述方法包括以下步骤：在使所述多个波长分量时移之前，利用衍射光栅系统使所述多个波长分量空间发散，并且利用透镜将所述多个波长分量中的每个波长分量聚焦到所述多模光纤中。在一些实施方式中，识别所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况的步骤包括：将所述一组波长强度水平与和预选的材料类型或状况关联的所存储波长强度水平进行比较。
在实施方式中，提供了一种频谱感测系统，该频谱感测系统包括多模光纤，所述多模光纤被配置成，接收针对被引导至复合工件的表面上的位置的电磁脉冲的响应，所述响应包括多个波长分量，并且所述多模光纤被配置成，使所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲。所述系统还包括检测器，该检测器被配置成，按与所述多个波长分量对应的时间间隔对所述波长分组脉冲进行采样，以确定与所述多个波长分量对应的一组波长强度水平。所述系统还包括处理器，该处理器被配置成，基于所述波长强度水平，来识别所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况。
在一些实施方式中，所述处理器还被配置成，生成所述复合工件的所述表面的、指示所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况的图像。在一些实施方式中，所述系统还包括电磁脉冲的源，其中，所述源包括红绿蓝(RGB)激光源、白光激光源、发光二极管源、弧光灯、或其组合。在一些实施方式中，所述电磁脉冲源的调制时段与所述波长分组脉冲的持续时间同步。在一些实施方式中，所述系统包括衍射光栅系统，该衍射光栅系统用于使所述多个波长分量空间发散。在一些实施方式中，所述系统包括透镜，该透镜被配置成，将所述多个波长分量聚焦到所述多模光纤中。在一些实施方式中，所述系统包括镜系统，该镜系统被配置成，利用所述多模光纤扫描所述复合工件的所述表面，以使所述多模光纤能够接收用于识别所述复合工件的所述表面上的附加位置处的材料类型或状况的附加响应。在一些实施方式中，所述复合工件是飞行器机翼的预浸料层。
附图说明
图1是描绘频谱感测系统的实施方式的框图。
图2是描绘供与频谱感测系统的实施方式一起使用的查寻表的实施方式的图。
图3是描绘供与频谱感测系统的实施方式一起使用的电磁脉冲的定时方案的图。
图4是制造阶段期间的复合工件的框图。
图5是用于频谱感测的方法的实施方式的流程图。
虽然本公开容许各种修改和另选形式，但具体实施方式已经在附图中通过实施例进行了示出，并且在此将进行详细描述。然而，应当明白，本公开不限于所公开的特定形式。相反地，本发明要覆盖落入如所附权利要求书所限定的本公开的精神和范围内的所有修改例，等同物以及另选例。
具体实施方式
本文所公开的系统和方法可以应用于复合组件制造环境中。具体而言，所公开的系统和方法可以在飞行器组件(包括复合机翼结构)的制造期间使用，以在复合机翼结构被组装时并且在被固化之前提供复合机翼结构的处理中无损评估。2012年5月15日提交的并且题名为“Contamination Identification System”的美国专利No.8836934中描述了适于与所公开系统和方法一起使用的制造环境的示例，其内容通过全部引用而并入于此。
参照本公开的图1，频谱感测系统100的一实施方式包括：电磁源102，其可以被引导至复合工件128的表面126；镜系统130；衍射光栅系统140；透镜150；多模光纤160；检测器170；计算系统180；以及显示装置190。
源102可以包括：能够产生足够的波长以识别复合工件128的表面126上的关注物品的任何电磁源。例如，该源102可以包括但不限于，红绿蓝(RGB)激光源、白光激光源、发光二极管(LED)源、弧光灯、另一类型的电磁源、或其组合。
如图1中描绘，源102可以被调制成发射多个电磁脉冲110-114。源102还被配置成沿方向116跨复合工件128的表面126进行扫描。随着源102的扫描，电磁脉冲110-114中的每一个都可以从复合工件128的表面126上的对应位置120-124处的表面126反射开。例如，第一电磁脉冲110可以与第一位置120关联，第二电磁脉冲111可以与第二位置121关联，第三电磁脉冲112可以与第三位置122关联，第四电磁脉冲113可以与第四位置123关联，并且第五电磁脉冲114可以与第五位置124关联。这里针对第一电磁脉冲110和第一位置120来描述频谱感测的方法，但应当明白，可以针对电磁脉冲110-114及其对应位置120-124中的每一个执行所述方法。
在一些实施方式中，复合工件128可以包括飞行器的组件。表面126可以在第一位置120处生成对第一电磁脉冲110的响应132，这可以基于表面126的反射特性、吸收特性及透射特性，以及可能存在于表面126上的任何污染材料的特性来确定。
响应132可以被引导通过镜系统130。镜系统130可以包括任何数量的镜，并且可以被配置成与源102一起扫描位置120-124。参照美国专利8836934，对满足需要的镜系统的具体示例进行描述，其被并入于此。
在一些实施方式中，源102还可以被配置成利用镜系统130跨复合工件128的表面126进行扫描。在两种情况下，镜系统130可以被配置成将电磁脉冲110的响应132引导到衍射光栅系统140中，同时将电磁脉冲110引导至位置120。
响应132可以包括多个波长分量134-136。例如，响应132可以包括：第一波长分量134、第二波长分量135以及第三波长分量136。虽然响应132被描绘为包括三个波长分量，但本领域普通技术人员了解波长是一连续参数，使得响应132可以包括任何数量的波长分量。而且，该响应可以包括诸如来自环境照明或者复合工件128的生产环境内的其它源的噪声。
衍射光栅系统140可以包括任意数量的衍射光栅，以在空间上使波长分量134-136彼此发散。衍射光栅系统140还可以用于过滤不用于频谱感测的波长。例如，可能不需要一些波长来识别复合工件128的表面126上的材料和污染物。这些波长分量可以被衍射光栅系统140忽略，或者可以以其它方式不通过衍射光栅系统140。在穿过衍射光栅系统140之后，响应132的波长分量134-136可以在空间上彼此发散。然后，透镜150可以将空间发散的波长分量134-136中的每一个聚焦到多模光纤160中，如图1在标号151处所示。
多模光纤160可以基于其模式发散特性来选择，包括其对具有不同波长的信号进行时移的能力。一般来说，多模光纤因不同波长以不同的速度穿过多模光纤160而造成起波长相关的时移。虽然对于每个波长分量来说光速相同，但由于不同的折射率，通过多模光纤160的每个波长所行进的距离不同。如此，在多模光纤160内的波长之间发生的时移量取决于许多因素，包括多模光纤包层的折射率、关注的特定波长、多模光纤160的直径、多模光纤160的长度、以及多模光纤160的其它特征和特性。在系统100中，可以选择多模光纤160的这些特征中的每一个以便展开波长分量134-136，如图1在标号161处所示。
例如，随着波长分量134-136中的每一个以不同速度穿过多模光纤160，多模光纤160可以使响应132的波长分量134-136彼此时移。结果是扩展的波长分组脉冲162，其包括随时间分类的波长分量134-136中的每一个。
检测器170可以被定时以分别对波长分量134-136进行采样。例如，由于波长分量134-136中每一个在相应间隔之后到达检测器170，因而检测器170可以对到达的波长分量进行采样。在系统100中，检测器170可以包括能够检测波长分量134-136的任何电磁检测器。例如，检测器170可以包括但不限于，互补金属氧化物半导体(CMOS)检测器、电荷耦合器件(CCD)检测器、另一类型的电磁检测器、或其组合。
虽然一些系统可以包括用于频谱成像的复杂探测器阵列，但检测器170可以包括更少或单个检测器，因为波长分量134-136中的每个按不同时间到达检测器170。源102的调制可以与波长分组脉冲162同步，以便防止电磁脉冲110-114产生干扰波长分组脉冲，并且使得随着扫描表面126时而能够连续采样检测器170。参照图3，进一步描述检测器170和源102的定时和同步。
基于采样，检测器170可以产生与波长分量134-136中的每一个关联的一组波长强度水平174-176。例如，波长强度水平174可以与波长分量174关联，波长强度水平175可以与波长分量175关联，并且波长强度水平176可以与波长分量176关联。该组波长强度等级174-176可以统称为签名172。
签名172可以在计算系统180处被分析。例如，计算系统180可以包括处理器182和存储器184。一般来说，存储器184可以包括这样的指令，即，其在通过处理器182执行时，使处理器182基于该组波长强度水平174-176来识别第一位置120处的材料类型或状况。参照图2，对该处理进行更详细描述。
在第一位置120处识别材料类型或状况之后，附加材料类型或状况可以利用针对其对应电磁脉冲111-114的响应而在剩余位置121-124处加以识别。当源102扫描复合工件128的表面126时，可以生成将位置120-124中的每一个映射至对应材料类型或状况的图像192。图像192可以被发送至显示装置190以供操作者查看。操作者可以基于图像192来识别污染物或其它异常。
在一些实施方式中，可以由处理器182基于图像192来自动识别可以包括污染物在内的异常。处理器182可以生成另一个图像194，该另一个图像194将异常的图形指示符叠加在复合工件128的表面126的可见图像上。该另一图像194可以被发送至显示装置190，以使操作者能够定位和修正存在于复合工件128上的异常。参照图2，进一步描述图像192、194的生成。
系统100的益处在于，通过在由检测器170进行检测之前对传播信号中的波长分量134-136进行分类和合并，与在检测之前没有对波长分量进行分类和合并的系统相比，可以使用更少的计算资源来对响应132执行频谱分析。而且，专用于图像处理的时间量可以大大减少，使得系统100能够应用于处理中无损评估，而不显著减慢制造过程。而且，因为分类和合并的波长分量134-136一次一个地到达检测器170，所以与包括全频谱检测器阵列以累积足够的频谱成像数据的其它系统相比，可以仅采用单个检测器170。因此，与其它频谱分析系统相比，系统100可以被大大简化。
系统100的另一益处是，因为多模光纤160基于波长对响应132进行时移，所以响应内的噪声(例如，来自环境光或其它来源)可以自动且基本上从合并的波长分量134-136中移除。因此，与其它频谱分析系统相比，系统100可以包括专用于降噪的更少资源。可以具有系统100的其它益处。
参照图2，对查寻表210进行描述。查寻表210可以存储在存储器184中，并且可以由图1的处理器182使用，以基于波长强度水平174-176来识别材料类型或状况。在一些实施方式中，查寻表210可以存储在与存储器184分离的数据库中。如本文所使用的，查寻表可以包括将材料签名映射至材料类型的任何数据结构或数据系统。
查寻表210可以包括对应于多个签名或多组波长强度水平集212-218的存储数据。存储的多组波长强度水平212-218中的每一个都可以对应于相应材料类似或状况222-228。例如，第一组波长强度水平212可以对应于第一材料型或状况222，第二组波长强度水平214可以对应于第二材料型或状况224，第三组波长强度水平216可以对应于第三材料型或状况226，并且第四组波长强度水平218可以对应于第四材料型或状况228。
在所描绘实施方式中，第一材料类型或状况222是正常的，例如，用于在正常状况下构成复合工件128的复合材料。第二材料种类型或状况224是塑料的。第三材料类型或状况是未知的，例如，指示未知污染物或状况。第四材料类型或状况是水分，例如，潮湿状况。虽然图2只描绘了四种材料类型或状况，但查寻表210中可以包括多于或少于四种。而且，塑料材料、未知材料以及水分可以被认为是污染物，而正常材料是复合工件128的正常结构的一部分。
查寻表210可以用于将该组波长强度水平174-176与存储的多组波长强度水平212-218进行比较，然后可以将其映射至一种材料类型或状况。例如，该组波长强度水平174-176被映射到第二材料类型或状况224、或塑料。可以扫描复合工件128的表面126的每个位置，以确定材料类型或状况。图像192可以生成并且可以包括图形指示符，如阴影或颜色，以指示存在于每个位置处的材料。例如，映射至塑料材料的位置可以被第一阴影232遮蔽，其不同于映射至未知材料的位置(其可以被第二阴影遮蔽234)。
在一些实施方式中，可以通过生成另一图像194来进一步加以分析。该另一图像194可以包括复合工件128的表面126的可视图像250。图形指示符242、244可以叠加在该可视图像250上，以向操作者示出复合工件128上异常的位置，使得操作者能够在继续制造过程之前消除该异常。
参照图3，定时图描绘了电磁脉冲110和电磁脉冲111。该图可以被概念化为从左向右行进，使得电磁脉冲110在电磁脉冲111之前发生。在图3中，电磁脉冲110、111被描绘为方波以例示图1的源102的调制。如在此讨论的，源102可以扫描表面126，使得电磁脉冲110可以被引导至表面126的第一位置120，并且电磁脉冲111可以被引导至表面126的第二位置121。
电磁脉冲110与表面126之间的接触可以导致产生响应132。同样地，电磁脉冲111和表面126之间的后续接触可以导致响应332。响应132可以包括多个波长分量134-136，并且响应332也可以包括多个波长分量。如图3中描绘，电磁脉冲110、111和响应132、332中的每一个都可以具有相同的持续时间310，其可以小于电磁源102的调制时段312。
在该响应穿过多模光纤160之后，波长分量134-136中的每一个都基于它们各自的波长相对彼此时移，以产生波长分组脉冲162。然后可以以对于该特定波长分量特定的间隔，对单个波长分量134-136进行采样。例如，第一波长分量134可以在第一间隔314之后被采样，第二波长分量135可以在第二间隔315之后被采样，并且第三波长分量136可以在第三间隔316之后被采样。间隔314-316中的每一个都对应于在波长分量134-136将到达检测器170时的时间。尽管间隔314-316中的每一个被描绘为延伸至波长分量134-136中的每一个的中心，但在其它实施方式中，间隔314-316可以延伸至对应波长分量134-136内的任何点。响应332同样也可以穿过多模光纤160，并以类似方式进行采样。图3中仅描绘了第二响应332的第一波长分量334。
在时移之后，波长分组脉冲162可以具有比响应132因展开而造成的持续时间310长的持续时间318。调制时段312可以与波长分组脉冲162的持续时间318同步，使得波长分组脉冲162的第三波长分类136不干扰与第二电磁脉冲111关联的第一波长分量334。
应注意的到，图3中描绘了的定时不是按比例的。每个波长分量134-136可以比图3的实施例中所描绘的更多或更少地展开。而且，如前所述，可以分析多于或少于三个波长分量作为响应132的一部分。
图3中描绘的定时的益处在于，通过使调制时段312与持续时间318同步，与第一电磁脉冲110关联的波长分量134-136可以不干扰与第二电磁脉冲111关联的波长分量334。而且，可以连续分析响应132、332，而其间不需要很长时段。可能具有其它益处和优点。
参照图4，描绘了在制造阶段期间的复合工件128。在一实施方式中，复合工件可以是飞行器组件(如机翼)的预浸料层。复合工件128可以包括多个层410。在沉积每层之后，可以在沉积下一层之前检查异常，包括污染物。例如，在将层404放置在另一层402上之后，复合工件128的表面126(包括层404)可以通过扫描和分析位置120-124中的每一个来进行检查，以确定针对位置120-124中的每一个的材料类型或状况，如本文所述。在针对位置120-124中的每一个，确定该材料类型或状况排除污染物之后，可以将层406可以放置在层404上。这样，该复合工件可以在其制造期间经受处理中检查。
参照图5，描绘了用于频谱感测的方法500的一实施方式。该方法500可以包括以下步骤：在502处，在多模光纤处接收针对被引导至复合工件的表面上的一位置的电磁脉冲的响应，该响应包括多个波长分量。例如，该多模光纤160可以接收针对被引导至复合工件128的表面126上的第一位置120的第一电磁脉冲110的响应132。
该方法还可以包括以下步骤：在504处，通过使该响应通过多模光纤来将所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲。例如，波长分量134-136可以相对彼此时移，以产生波长分组脉冲162。
该方法还可以包括以下步骤：在506处，按对应于所述多个波长分量的时间间隔对该波长分组脉冲进行采样，以确定对应于该响应的一组波长强度水平。例如，可以由检测器170以间隔314、315以及316对波长分组脉冲162进行采样，以确定该组波长强度水平174-176。
该方法可以包括以下步骤：在508处，基于所述一组波长强度水平，识别该复合工件的表面上的位置处的材料类型或状况。例如，材料类型或状况(例如材料类型或状况212-218之一)可以在基于该组波长强度水平174-176在第一位置120处加以识别。
而且，本公开包括根据下列条款的实施例：
条款1.一种方法，该方法包括以下步骤：利用多个电磁脉冲扫描复合工件的表面，所述多个电磁脉冲中的每个电磁脉冲与所述复合工件的所述表面上的相应位置关联；针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置，进行如下操作：在多模光纤处接收对所述多个电磁脉冲中的一个电磁脉冲的响应，所述响应包括多个波长分量；通过使所述响应通过所述多模光纤来使所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲；按与所述多个波长分量对应的时间间隔对所述波长分组脉冲进行采样，以确定与所述多个波长分量对应的一组波长强度水平；以及基于所述一组波长强度水平，来识别所述复合工件的所述表面上的所述相应位置处的材料类型或状况。
条款2.根据条款1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：生成所述复合工件的所述表面的、指示针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置的材料类型或状况的图像。
条款3.根据条款2所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于针对每个相应位置的材料类型或状况来识别所述复合工件的所述表面上的异常，并且将所述异常的图形指示符叠加在所述复合工件的所述表面的可见图像上。
条款4.根据条款1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：使所述多个电磁脉冲的源的调制时段与针对每个相应位置的所述波长分组脉冲的持续时间同步。
条款5.根据条款1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在使所述多个波长分量时移之前，利用衍射光栅系统使所述多个波长分量空间发散；并且利用透镜将所述多个波长分量中的每个波长分量聚焦到所述多模光纤中。
条款6.根据条款1所述的方法，其中，识别所述复合工件的所述表面上的所述相应位置处的材料类型或状况的步骤包括：将所述一组波长强度水平与和预选的材料类型或状况关联的所存储波长强度水平进行比较。
条款7.根据条款1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：响应于针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置确定所述材料类型或状况排除污染物，而向所述复合工件添加新层。
条款8.一种方法，该方法包括以下步骤：在多模光纤处接收针对被引导至复合工件的表面上的位置的电磁脉冲的响应，所述响应包括多个波长分量；通过使所述响应通过所述多模光纤来使所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲；按与所述多个波长分量对应的时间间隔对所述波长分组脉冲进行采样，以确定与所述响应对应的一组波长强度水平；以及基于所述一组波长强度水平，来识别所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况。
条款9.根据条款8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：利用所述多模光纤，识别所述复合工件的所述表面上的附加位置处的附加材料类型或状况；并且生成所述复合工件的所述表面的包括图形指示符的图像，该图形指示符指示所述位置处的材料类型或状况并且指示所述附加位置处的附加材料类型或状况。
条款10.根据条款8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：使所述电磁脉冲的源的调制时段与所述波长分组脉冲的持续时间同步。
条款11.根据条款8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在使所述多个波长分量时移之前，利用衍射光栅系统使所述多个波长分量空间发散；并且利用透镜将所述多个波长分量中的每个波长分量聚焦到所述多模光纤中。
条款12.根据条款8所述的方法，其中，识别所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况的步骤包括：将所述一组波长强度水平与和预选的材料类型或状况关联的所存储波长强度水平进行比较。
条款13.一种频谱感测系统，该频谱感测系统包括：多模光纤，所述多模光纤被配置成，接收对被引导至复合工件的表面上的位置的电磁脉冲的响应，所述响应包括多个波长分量，并且所述多模光纤被配置成，使所述多个波长分量相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲；检测器，该检测器被配置成，按与所述多个波长分量对应的时间间隔对所述波长分组脉冲进行采样，以确定与所述多个波长分量对应的一组波长强度水平；以及处理器，该处理器被设置成，基于所述波长强度水平，识别所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况。
条款14.根据条款13所述的系统，其中，所述处理器还被配置成，生成所述复合工件的所述表面的、指示所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况的图像。
条款15.根据条款13所述的系统，所述系统还包括电磁脉冲的源，其中，所述源包括红绿蓝(RGB)激光源、白光激光源、发光二极管源、弧光灯、或其组合。
条款16.根据条款13所述的系统，其中，所述电磁脉冲源的调制时段与所述波长分组脉冲的持续时间同步。
条款17.根据条款13所述的系统，所述系统还包括：衍射光栅系统，该衍射光栅系统用于使所述多个波长分量空间发散。
条款18.根据条款13所述的系统，所述系统还包括：透镜，该透镜被配置成，将所述多个波长分量聚焦到所述多模光纤中。
条款19.根据条款13所述的系统，所述系统还包括：镜系统，该镜系统被配置成，利用所述多模光纤扫描所述复合工件的所述表面，以使所述多模光纤能够接收用于识别所述复合工件的所述表面上的附加位置处的材料类型或状况的附加响应。
条款20.根据条款13所述的系统，其中，所述复合工件是飞行器机翼的预浸料层。
尽管已经示出并描述了各种实施方式，但本公开并未因而受限，而应当明白，包括如本领域技术人员所清楚的全部这种修改例和变型例。
Claims (15)
1.一种方法，该方法包括以下步骤：
利用多个电磁脉冲(110-114)扫描复合工件(128)的表面(126)，所述多个电磁脉冲(110-114)中的每个电磁脉冲与所述复合工件(128)的所述表面上的相应位置(120-124)关联；
针对所述复合工件(128)的所述表面(126)上的每个相应位置(120-124)，进行如下操作：
在多模光纤(160)处接收对所述多个电磁脉冲(110)中的一个电磁脉冲的响应(132)，所述响应(132)包括多个波长分量(134-136)；
通过使所述响应(132)通过所述多模光纤(160)来使所述多个波长分量(134-136)相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲(162)；
按与所述多个波长分量(134-136)对应的时间间隔(314-316)来对所述波长分组脉冲(162)进行采样，以确定与所述多个波长分量(134-136)对应的一组波长强度水平(174-176)；以及
基于所述一组波长强度水平(174-176)，来识别所述复合工件(128)的所述表面(126)上的所述相应位置(120)处的材料类型或状况(222、224、226、228)。
2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
生成所述复合工件的所述表面的、指示针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置的材料类型或状况的图像。
3.根据权利要求2所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
基于针对每个相应位置的材料类型或状况来识别所述复合工件的所述表面上的异常，并且将所述异常的图形指示符叠加在所述复合工件的所述表面的可见图像上。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
使所述多个电磁脉冲的源的调制时段与针对每个相应位置的所述波长分组脉冲的持续时间同步。
5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
在使所述多个波长分量时移之前，利用衍射光栅系统来使所述多个波长分量空间发散；以及
利用透镜将所述多个波长分量中的每个波长分量聚焦到所述多模光纤中。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，识别所述复合工件的所述表面上的所述相应位置处的材料类型或状况的步骤包括：
将所述一组波长强度水平与和预选的材料类型或状况关联的所存储波长强度水平进行比较。
7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括以下步骤：
响应于针对所述复合工件的所述表面上的每个相应位置确定所述材料类型或状况排除污染物，而向所述复合工件添加新层。
8.一种频谱感测系统(100)，该频谱感测系统(100)包括：
多模光纤(160)，所述多模光纤(160)被配置成，接收对被引导至复合工件(128)的表面(126)上的位置(120)的电磁脉冲(110)的响应(132)，所述响应(132)包括多个波长分量(134-136)，并且所述多模光纤(160)被配置成，使所述多个波长分量(134-136)相对彼此时移，从而产生波长分组脉冲(162)；
检测器(170)，该检测器(170)被配置成，按与所述多个波长分量(134-136)对应的时间间隔(314-316)来对所述波长分组脉冲(162)进行采样，以确定与所述多个波长分量(134-136)对应的一组波长强度水平(174-176)；以及
处理器(182)，该处理器(182)被配置成，基于所述波长强度水平(174-176)，来识别所述复合工件(128)的所述表面(126)上的所述位置(120)处的材料类型或状况(222、224、226、228)。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述处理器还被配置成，生成所述复合工件的所述表面的、指示所述复合工件的所述表面上的所述位置处的材料类型或状况的图像。
10.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括：电磁脉冲的源，其中，所述源包括红绿蓝(RGB)激光源、白光激光源、发光二极管源、弧光灯、或其组合。
11.根据权利要求8所述的系统，其中，所述电磁脉冲的源的调制时段与所述波长分组脉冲的持续时间同步。
12.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括：
衍射光栅系统，该衍射光栅系统用于使所述多个波长分量空间发散。
13.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括：
透镜，该透镜被配置成将所述多个波长分量聚焦到所述多模光纤中。
14.根据权利要求8所述的系统，所述系统还包括：
镜系统，该镜系统被配置成，利用所述多模光纤来扫描所述复合工件的所述表面，以使所述多模光纤能够接收用于识别所述复合工件的所述表面上的附加位置处的材料类型或状况的附加响应。
15.根据权利要求8所述的系统，其中，所述复合工件是飞行器机翼的预浸料层。
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