CN112229917A - 接头检查系统和检查结构中的接头的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及接头检查系统和检查结构中的接头的方法。在一种方法中，离子束源由离子束将离子束发送到结构的第一表面中，以在结构中的与离子束的布拉格峰相对应的深度处形成声脉冲源，其中声脉冲源邻近接头。由位于所述结构的第二表面的声传感器感测由所述声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成响应，其中，所述接头位于所述声脉冲源与所述第二表面之间。

Description

接头检查系统和检查结构中的接头的方法

技术领域

本公开总体上涉及无损检查，更具体地涉及检查结构中的接头。

背景技术

焊接和粘合剂是接合物体的一般方法。接合物体时，在物体之间的界面处形成接头。可以测试或检查两个物体之间的接头以验证接头强度。然而，难以发现结合的接头的未结合部分或焊缝中的空隙。

因此，期望有这样一种方法和设备，该方法和设备考虑到以上讨论的至少部分问题以及其他可能的问题。

发明内容

本公开的说明性实施方式提供了一种检查结构中的接头的方法。由离子束源将离子束发送到所述结构的第一表面中，以在所述结构中的与所述离子束的布拉格峰相对应的深度处形成声脉冲源。所述声脉冲源邻近所述接头。由位于所述结构的第二表面处的声传感器感测由所述声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成响应，其中，所述接头位于所述声脉冲源与所述第二表面之间。

本公开的另一说明性实施方式提供了一种接头检查系统。该接头检查系统包括：离子束源；以及声传感器，其定位成接收由源自所述离子束源的离子束的能量形成的声脉冲。

本公开的又一说明性实施方式提供了一种检查结构中的接头的方法。重复地将离子束发送到所述结构的第一表面中以在所述结构的位于所述接头的第一侧的第一部分内形成声脉冲源。在所述结构的第二部分的第二表面处感测由所述声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成响应。所述接头是所述结构的所述第一部分和所述第二部分之间的界面。根据所述响应确定所述接头中是否存在不一致部。

这些特征和功能可以在本公开的各个实施方式中独立地实现，或者可以在其他实施方式中进行组合，在所述其他实施方式中，可以参考以下描述和附图来看到更多细节。

附图说明

所附权利要求中阐述了被认为是说明性实施方式的特质的新颖特征。然而，当结合附图阅读时，通过参考本公开的说明性实施方式的以下详细描述，将最好地理解说明性实施方式及其优选使用模式、其进一步的目的和特征，在附图中：

图1是根据说明性实施方式的操作接头检查系统的检查环境的框图的图示；

图2是根据说明性实施方式的检查期间的接头的剖面图的图示；

图3是根据说明性实施方式的来自接头检查的响应的强度曲线图的图示；

图4是根据说明性实施方式的检查结构中的接头的方法的流程图的图示；

图5是根据说明性实施方式的检查结构中的接头的方法的流程图的图示；

图6是根据说明性实施方式的框图形式的飞行器制造和保养方法的图示；以及

图7是框图形式的飞行器的图示，该飞行器中可以实施说明性实施方式。

具体实施方式

说明性实施例认识到并考虑到一种或多种不同的考量因素。说明性实施例认识并考虑到某些结合部或接头目前无法通过常规的无损检查方法进行验证。说明性实施例认识并考虑到X射线的穿透距离不足以验证大型结构中的接头。说明性实施例认识并考虑到X射线在致密材料中的穿透力有限。除非使用层析成像技术，否则X射线检查的另一个局限性是不合需要的低深度分辨率。但是，层析成像技术会增加处理时间。

说明性实施例认识并考虑到对于厚物体的超声灵敏度和分辨率可能低到不合需要。说明性实施例认识并考虑到超声灵敏度和分辨率可能取决于结构的材料。

说明性实施例认识并考虑到，在常规超声检查中，换能器在表面处产生声脉冲。声能最初沿直接路径传播。如果焊缝或结合部没有不一致部，则这些直接路径会径直通到另一表面上的声传感器。如果焊缝或结合部中存在不一致部，则声路径不能径直通到传感器。取而代之的是，来自不一致部的分散声能到达传感器，从而产生了强度曲线，该强度曲线与可接受的曲线没有太大不同。这种情况的物理特性限制了对传统超声检查中不一致部的灵敏性。

对于超声检查，换能器可用于增强超声灵敏度或分辨率中的至少一者。说明性实施例认识并考虑到使用换能器会增加成本和劳力。此外，超声检查可能无法验证材料、形状和厚度的某些组合。

现在转到图1，其根据说明性实施方式描绘出了操作接头检查系统的检查环境的框图的图示。检查环境102中的接头检查系统100构造成检查结构106的接头104。接头检查系统100包括离子束源108和声传感器110。离子束源108朝声传感器110定向。声传感器110定位成接收由源自离子束源108的离子束114的能量形成的声脉冲112。

离子束114中的动能120耗散(deposit)在结构106中的短距离内。动能120转化成热能，该热能在声脉冲源126内产生热膨胀。声脉冲源126的热膨胀产生声脉冲112。

离子束源108产生离子束114。离子束114产生结构106内的声脉冲112。离子束源108采取任何期望的形式。在一些说明性实施例中，离子束源108是回旋加速器、范德格拉夫发生器或线性加速器中的一种。

在一些说明性实施例中，接头检查系统100还包括构造成改变离子束114的形状的束转向系统116。在一些说明性实施例中，束转向系统116是可选的。

在一些说明性实施例中，离子束源108与离子束源108的靶之间定位有衰减器118。如所描绘的，结构106是离子束源108的靶。在这些说明性实施例中，衰减器118位于离子束源108与结构106之间。衰减器118是可选的。当存在衰减器118时，衰减器118控制离子束114的离子122的动能120。对离子束114的离子122的动能120的控制能够调节结构106中的声脉冲源126的深度124。

在一些说明性实施例中，通过调节离子束源108来控制离子束114的离子122的动能120。在一些说明性实施例中，通过改变离子类型128来调节离子束源108。

在操作中，离子束源108将离子束114发送到结构106中。离子束源108将离子束114发送到结构106的第一表面130中，以在结构106中在对应于离子束114的布拉格峰132的深度124处形成声脉冲源126。选择深度124以形成邻近接头104的声脉冲源126。在一些说明性实施例中，深度124在第一表面130与接头104之间。

第一表面130是结构106的第一部分134的一部分。第一部分134在接头104处接合至结构106的第二部分136。接头104存在于结构106的第一部分134与第二部分136之间的界面138处。

声传感器110位于结构106的第二表面140处。在声传感器110处接收由声脉冲源126产生的声脉冲112的传播时间142和量级144，从而形成响应146。接头104在第一表面130与第二表面140之间。接头104在声脉冲源126与第二表面140之间。

将响应146与可接受的响应147相比较。如果响应146的量级超出可接受的响应147，则识别出不一致部。例如，如果在声脉冲源126与声传感器110之间存在不一致部148，则量级144可能超出可接受的响应147。如果在声脉冲源126与声传感器110之间存在不一致部148，则声脉冲112中的一些会被不一致部148阻挡。不一致部148阻挡声脉冲112的一些部分，这减小了由声传感器110接收到的声脉冲112的量级144。

在一些说明性实施例中，操作人员将响应146与可接受的响应147进行比较。在其他说明性实施例中，处理器149将响应146与可接受的响应147进行比较。

在该说明性实施例中，可以由处理器149使用计算机实施的指令来进行比较。在某些情况下，处理器149可以采取硬件单元的形式，例如电路系统、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑装置或某种其他合适类型的硬件单元。

作为另一实施例，如果在声脉冲源126与声传感器110之间存在不一致部148，则传播时间142可能超出可接受的响应。如果在声脉冲源126与声传感器110之间存在不一致部148，则声脉冲112被不一致部148分散。不一致部148分散声脉冲112，这可能会增加声音传感器110接收到的声脉冲112的传播时间142。

接头检查系统100反复将离子束150发送到结构106中以检查接头104。在一些说明性实施例中，接头检查系统100使离子束150跨越第一表面130以检查结构106中的不同位置的接头104。

在一些说明性实施例中，接头检查系统100将具有不同动能的离子束150发送到结构106中。例如，接头检查系统100可以借助离子束源108将第二离子束152发送到结构106的第一表面130中以在结构106中在对应于第二离子束152的布拉格峰154的第二深度处形成第二声脉冲源。在将第二离子束152发送到结构106中之前，第二离子束152的离子的动能调节声脉冲源的第二深度，使得第二深度不同于深度124。通过将具有不同动能的离子束150发送到结构106中，可以测试接头104的不同侧面。

定位在第二表面140上的声传感器110感测由第二声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成第二响应。在一些说明性实施例中，响应146和第二响应来自界面138的相反两侧。

在一些说明性实施例中，固定装置149在检查期间保持结构106。在一些说明性实施例中，固定装置149将待检查的结构106保持在离子束源108与声传感器110之间。在一些说明性实施例中，固定装置149构造成将待检查的结构106保持在离子束源108的路径中并且与声传感器110声学接触。

图1中的检查环境102的图示并不意图暗示对可以实施说明性实施方式的物理或架构限制。可以使用除所示部件之外的其他部件或代替所示部件的其他部件。某些部件可能是不必要的。此外，提供了方框以说明一些功能部件。当在说明性实施方式中实施时，这些方框中的一个或多个可以被组合、划分或组合并划分为不同的方框。

例如，在一些说明性实施例中，固定装置149构造成将结构106置于张紧状态。当固定装置149将结构106置于结构张紧状态时，可以检测到接头104的未结合部分。通过将结构106置于张紧状态下，将结构106内的接头104置于张紧状态下。通过将接头104置于张紧状态下，接头104处的任何未结合点将变宽。使未结合点变宽会增强声脉冲112的分散。通过将结构106置于张紧状态下，接头检查系统100可以更容易地识别结构106中的接头104的未结合部分。

作为另一实施例，尽管处理器149被描绘为在检查环境100内，但是处理器149可以位于任何期望的位置。例如，处理器149可以是检查环境100外部的计算机系统的一部分。

现在转到图2，其根据说明性实施方式描绘出了在检查期间的接头的剖视图的图示。在视图200中，离子束源202位于结构206的第一侧204。离子束源202是图1的离子束源108的物理实施。离子束源202朝向结构206定向。

离子束源202构造成将离子束208发送到位于结构206的第一侧204的第一表面210中。通过将离子束208发送到结构206的第一表面210中，在结构206中的深度214处形成声脉冲源212。深度214对应于离子束208的布拉格峰216。如描绘的，深度214在第一表面210与接头218之间。选择深度214以形成邻近接头218的声脉冲源212。

提供具有布拉格峰216的曲线图220以展示离子束208穿过结构206传播时的能量损失。布拉格峰216紧接在离子束208的离子静止之前出现。布拉格峰216紧接在深度214之前出现。在布拉格峰216，离子束208中的大部分动能耗散在结构206中的短距离内。动能转化成热能，热能在声脉冲源212内产生热膨胀。声脉冲源212的热膨胀产生声脉冲226。

控制离子束208中离子的动能以调节声脉冲源212的深度214。通过调节离子束源202或在离子束源202与结构206之间插入衰减器(未描绘)来控制动能。

声传感器222位于结构206的第二表面224处。声传感器222定位成接收源自结构206内的声脉冲。声脉冲是由离子束源202的离子束208造成的热膨胀而产生的。接头218位于第一表面210与第二表面224之间。声脉冲226由声脉冲源212产生。声传感器222感测由声脉冲源212产生的声脉冲226的传播时间和量级。对由声脉冲源212产生的声脉冲226的传播时间和量级的感测形成响应。如所描绘的，声脉冲226由多个箭头228表示。

如描绘的，多个箭头228中的一些被不一致部230阻挡。这指示了声脉冲226的被不一致部230阻挡的部分。由于不一致部230阻挡了声脉冲226，在声传感器222处接收的声脉冲226的量级或传播时间中的至少一者受到不一致部230的存在的影响。

接头218中的不一致部230是空隙。接头218是在结构206的第一部分232与结构206的第二部分234之间在第一部分232和第二部分234的界面236处的连接部。

接头检查系统238包括离子束源202和声传感器222。离子束源202朝向声传感器222定向。声传感器222定位成接收由源自离子束源202的离子束208的能量形成的声脉冲。

接头检查系统238包括：朝向结构206定向的离子束源202；以及声传感器222。声传感器222定位成接收源自结构206内的声学脉冲。包括声脉冲226在内的声脉冲是由离子束源202的离子束208造成的热膨胀产生的。

将离子束208发送到结构206中使得能够对结构206的接头218进行无损检查。由接头检查系统238对接头218进行无损检查。如所描绘的，接头检查系统238包括离子束源202和声传感器222。但是，接头检查系统238中可以存在其他部件。

图2中的接头检查系统238的图示并不意图暗示对可以实施说明性实施方式的物理或架构限制。可以使用除所示部件之外的其他部件或代替所示部件的其他部件。某些部件可能是不必要的。

为了便于说明，用方框表示离子束源202。然而，离子束源202采取任何期望的形式。在一些说明性实施例中，离子束源202是回旋加速器、范德格拉夫发生器或线性加速器中的一种。尽管将离子束源202描绘成朝声传感器222发送离子束208，但是离子束208以任何期望的角度发送到结构206中。

在一些说明性实施例中，离子束源202与结构206之间定位有衰减器(未描绘出)。在一些说明性实施例中，固定装置(未描绘出)保持结构206。在一些说明性实施例中，固定装置将结构206置于张紧状态中。

现在转到图3，根据说明性实施方式，描绘了来自接头检查的响应的强度曲线图的图示。曲线图300具有响应302和响应304。响应302是可接受的响应。响应302是由传播穿过具有可接受水平的不一致部的结构的声脉冲产生的。响应304是由在传播穿过结构时遇到不可接受水平的不一致部的声脉冲产生。在一些说明性实施例中，响应304是由接收的声脉冲112产生的图1的响应146的物理表示。

曲线图300具有时间的x轴306。曲线图300具有强度的y轴308。X轴306是传播时间的量度，例如图1的传播时间142。Y轴308是量级的指示，例如图1的量级144。

现在转到图4，其根据说明性实施方式示出了用于检查结构中的接头的方法的流程图的图示。可以使用图1的接头检查系统100来执行方法400。可以使用图2的离子束源202和声传感器222来执行方法400。在一些说明性实施例中，响应302或响应304是由方法400所产生的响应的物理表示。

方法400借助离子束源将离子束发送到结构的第一表面中，以在结构中在对应于离子束的布拉格峰的深度处形成声脉冲源，其中声脉冲源邻近接头(操作402)。方法400借助位于结构的第二表面处的声传感器感测由声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成响应，其中，接头在声脉冲源与第二表面之间(操作404)。之后，方法400终止。

在一些说明性实施例中，方法400在将所述离子束发送到结构中之前控制离子束中的离子的动能，以调节声脉冲源的深度(操作406)。在一些说明性实施例中，控制离子束的离子的动能包括调节离子束源或在离子束源与结构之间插入衰减器中的至少一种(操作408)。在一些说明性实施例中，所述深度在第一表面与接头之间。

在一些说明性实施例中，方法400通过在将离子束发送到结构中之前将结构与固定装置相关联而将结构机械地置于张紧状态(操作410)。将结构置于张紧状态使得能够测试结合强度。

方法400将响应与可接受的响应进行比较(操作412)，并且如果响应具有超出可接受的响应的量级，则识别出不一致部(操作414)。在一些说明性实施例中，响应的量级明显低于可接受的响应。在这些说明性示例中，如果响应的量级显著低于可接受的响应，则识别出不一致部。如果不一致部超出容限，则识别出不一致部。

在一些说明性实施例中，选择可接受的响应，使得量级等于或大于可接受的响应的响应与具有可接受强度的接头相关联。具有等于或大于可接受的响应的响应具有在容限范围内的不一致部的量和大小。选择可接受的响应，使得量级等于或大于可接受的响应的响应与具有可接受水平的不一致部的接头相关联。

在一些说明性实施例中，方法400借助离子束源将第二离子束发送到结构的第一表面中，以在结构中在与第二离子束的布拉格峰相对应的第二深度处形成第二声脉冲源(操作416)。在这些说明性实施例中，方法400借助位于第二表面处的声传感器感测由第二声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成第二响应(操作418)。

在一些说明性实施例中，方法400在将所述第二离子束发送到结构中之前控制第二离子束的离子的动能以调节声脉冲源的第二深度，以使第二深度不同于第一深度(操作420)。在一些说明性实施例中，控制第二离子束的离子的动能包括调节离子束源或在离子束源与结构之间插入衰减器中的至少一种(操作422)。

现在转到图5，其根据说明性实施方式描绘出了检查结构中的接头的方法的流程图的图示。可以使用图1的接头检查系统100来进行方法500。可以使用图2的离子束源202和声传感器222来进行方法500。在一些说明性实施例中，响应302或响应304是通过方法500所产生的响应的物理表示。

方法500将离子束重复地发送到结构的第一表面中以在结构的位于接头的第一侧的第一部分内形成声脉冲源(操作502)。方法500在结构的第二部分的第二表面处感测由声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成响应，其中，接头是结构的第一部分与第二部分之间的界面(操作504)。方法500基于响应来确定接头中是否存在不一致部(操作506)。之后，方法500终止。

在一些说明性实施例中，方法500在将各个相应离子束发送到结构中之前控制离子束中的每个离子束的离子的动能，以调节由各个离子束产生的相应的声脉冲源的深度(操作508)。在一些说明性所述例中，控制每个离子束的离子的动能，使得离子束具有至少两个不同的布拉格峰(操作510)。借助具有至少两个不同的布拉格峰的离子束，离子将能量耗散在结构内的至少两个不同的深度处。通过将能量耗散在不同深度处，在不同深度处产生声脉冲源。

在一些说明性示例中，确定接头中是否存在不一致部包括将响应的量级与可接受的响应的量级进行比较(操作512)。使用具有相同设计和可接受质量的结构的检查来产生可接受的响应的量级。选择可接受的响应的量级，使得所有达到或超过可接受的响应的量级的响应都在公差范围内。

如本文中所使用的，短语“至少一个”当与一系列项目一起使用时，意味着可以使用一个或多个所列项目的不同组合，并且可能仅需要所列项目中的每个项目之一。例如，“项目A、项目B或项目C中的至少一个”可以包括但不限于：项目A；项目A和项目B；或项目B。该实施例还可以包括：项目A、项目B和项目C；或者项目B和项目C。当然，可以存在这些项目的任何组合。在其他实施例中，“至少一个”可以是例如但不限于：项目A中的两者；项目B中的一者；以及项目C中的十者；项目B的四者和项目C的七者；或其他合适的组合。该项目可以是特定的物体、事物或类别。换句话说，可以从所列项目中使用任何组合项目与任何数量项目中的至少一种，但是并非所列项目中的所有项目都是必需的。

如本文中所使用的，“多个”当关于项目使用时是指一个或多个项目。

所描绘的不同实施方式中的流程图和框图示出了说明性实施方式中的设备和方法的一些可能的实施的架构、功能和操作。就这一点而言，流程图或框图中的每个方框均可以表示模块、段、功能或操作或步骤的一部分中的至少一者。

在说明性实施方式的一些另选实施中，方框中标注的一个或多个功能可以不按图中标注的顺序发生。例如，在某些情况下，取决于所涉及的功能，可以基本上同时执行连续示出的两个方框，或者有时可以以相反的顺序进行这些方框。另外，除了流程图或框图中的所示方框之外，还可以添加其他方框。一些方框可能是可选的。例如，操作406至操作422的一些操作可以是可选的。作为另一实施例，操作508至操作512的一些操作可以是可选的。

可以在如图6中所示的飞行器制造和保养方法600和如图7中所示的飞行器700的背景下描述本公开的说明性实施方式。首先转向图6，根据说明性实施方式描绘了飞行器制造和保养方法的图示。在前期生产过程中，飞行器制造和保养方法600可以包括图7中的飞行器700的规格和设计602及材料采购604。

在生产过程中，进行飞行器700的部件和子组件制造606以及系统整合608。此后，飞行器700可以经过检定和交付610以便投入服役612。在由客户进行的服役612期间，飞行器700被安排进行例行维护检修614(这也可以包括改造、重构、翻新或其他的维护检修)。

可以由系统集成商、第三方及/或操作员进行或执行飞行器制造和保养方法600的各个过程。在这些实施例中，操作员可以是顾客。为了本描述之目的，系统集成商可包括但不限于任一数量的飞行器制造商与主系统分包商；第三方可以包括但不限于任一数量的供应商、转包商以及供货商；并且操作员可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务组织等。

现在参考图7，图7描绘了可以实施说明性实施方式的飞行器的图示。在该实施例中，通过图6的飞行器制造和保养方法600生成飞行器700，并且飞行器700可以包括具有多个系统704与内饰706的机体702。系统704的实施例包括推进系统708、电气系统710、液压系统712以及环境系统714中的一个或多个。可包括任一数量的其他系统。

可以在飞行器制造和保养方法600的任一个或多个阶段中采用本文中实施的设备与方法。可以在图6的部件和子组件制造606、系统集成608、服役612或维护检修614中的至少一者期间制造或使用一个或多个说明性实施方式。例如，可以在部件和子组件制造606期间使用接头检查系统100进行结构106的检查。在一些说明性实施例中，在维护检修614期间使用接头检查系统100进行结构106的检查。作为实施例，在部件和子组件制造606期间，可以使用方法400或方法500来检查接头104。结构106可以是飞行器700的部件，例如机体702或内饰706的部件。

说明性实施例提供了接头检查系统和检查接头的方法。说明性实施例将超声源定位在结构内部的选定深度处。离子(例如质子)的单能束穿过材料并将其大部分能量耗散在称为布拉格峰的特定深度处。一股离子将热量的尖脉冲传递至要测试的结构内部的小体积。热脉冲产生声脉冲，该声脉冲传播到结构的表面。表面上的声传感器评估声脉冲的传播时间和量级。声脉冲的传播时间和量级揭露出诸如空隙或未结合的区域之类的不一致部。在一些说明性实施例中，在将离子束发送到结构中之前，将结构置于结构张紧状态下。

改变离子能量使得能够在选定深度处产生声脉冲。能量使我们能够将声脉冲源从接头的一侧滑动到另一侧，从而增强了对任何弱点的灵敏性。

接头检查系统具有：声传感器，用于测量结构中的声信号；以及离子束源，例如回旋加速器或范德格拉夫发生器。提供了要检查的结构。在一些说明性实施例中，提供了将结构保持在离子束中的固定装置。在一些说明性实施例中，固定装置还可以保持衰减器。在这些说明性实施例中，提供衰减器以控制进入物体的离子的能量。

为了检查结构，将结构放置在固定装置中。结构取向成使得结构的期望部分处于离子束路径中。声传感器放置在结构的表面上。设置离子的动能。通过调节离子束源或在离子束源与结构之间插入衰减器来调节离子的动能。离子束源发射单能离子(例如质子)脉冲。离子脉冲进入结构并将其大部分能量耗散在称为布拉格峰的特定深度处。将大部分能量耗散在特定深度处在小体积内产生热的尖脉冲。该体积略微但迅速膨胀，从而产生传播到结构表面的声脉冲。表面上的至少一个声传感器记录声脉冲的传播时间和量级。

操作人员或计算机中的至少一者将声传播时间和/或量级与参考值进行比较。参考值包括可接受值或不可接受值中的至少一者。如果来自结构内部的脉冲比来自具有所需质量的相同类型的结构内部的脉冲到达得晚和/或弱，则表明存在不期望量的不一致部(例如空隙或未结合区域)。如果来自结构内部的脉冲比来自具有可接受量的不一致部的结构内部的脉冲到达得晚和/或弱，则表明超出容限不一致部(tolerance inconsistency)。

改变离子束的离子的能量使得能够在选定深度处产生声脉冲。相比X射线检查，说明性实施例允许检查更厚的结构。通过将不同动能的离子束发送到同一位置的啁啾技术(chirping technique)，接头检查系统提供了比常规检查更卓越的深度分辨率。

说明性实施例提供了比常规超声检查更卓越的分辨率和灵敏度。说明性实施例使用超声，但是因为在结构内部的待检查区域附近产生超声脉冲，所以说明性实施例中的接头检查系统以较少的换能器提供更卓越的分辨率和灵敏度。

能量耗散与深度的关系对于离子束中的离子是特定的。能量耗散有一个尖峰。这种在深度方面的窄范围的耗散提供了优点。

在说明性实施例中，没有声换能器产生脉冲。相反，离子脉冲进入物体。离子在其路径的初始部分耗散一些能量，但大部分能够耗散在布拉格峰处的窄的深度范围内。在布拉格峰处的能量的耗散在物体内部产生声脉冲源。声能从离子束(脉冲)源沿直接路径传播。如果存在不一致部，则大多数直接路径会很快遇到该不一致部。

与常规超声检查相比，更大部分的声能被不一致部分散。与常规的超声检查相比，接头检查系统的声传感器测量对于具有超出容限不一致部的结构和没有超出容限不一致部的结构的响应之间的较大差异。与常规超声检查相比，检查过程的物理特性提供对不一致部的更高灵敏度。

已经出于说明和描述的目的提供了不同的说明性实施方式的描述，并且该描述不意图是穷举的或限于所公开形式的实施方式。对于本领域普通技术人员而言，许多变型和变更将是显而易见的。此外，与其他说明性实施方式相比，不同的说明性实施方式可以提供不同的特征。选择并描述所选定的一个或多个实施方式是为了最好地解释实施方式的原理、实际应用，并使本领域的其他普通技术人员能够理解具有各种适合于所构想的特定用途的变型的各种实施方式的公开内容。

Claims (19)

1.一种检查结构中的接头的方法，该方法包括：

由离子束源将离子束发送到所述结构的第一表面中，以在所述结构中在与所述离子束的布拉格峰相对应的深度处形成声脉冲源，其中，所述声脉冲源邻近所述接头；以及

由位于所述结构的第二表面处的声传感器感测由所述声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成响应，其中，所述接头位于所述声脉冲源与所述第二表面之间。

2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

在所述将离子束发送到所述结构中之前，控制所述离子束中的离子的动能以调节所述声脉冲源的所述深度。

3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述控制所述离子束中的离子的动能包括以下中的至少一种：调节所述离子束源，或在所述离子束源与所述结构之间插入衰减器。

4.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

在将所述离子束发送到所述结构中之前，通过将所述结构与固定装置关联来将所述结构机械地置于张紧状态。

5.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

将所述响应与可接受的响应进行比较；并且

如果所述响应的量级超出所述可接受的响应，则识别出不一致部。

6.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括：

由所述离子束源将第二离子束发送到所述结构的所述第一表面中，以在所述结构中在与所述第二离子束的布拉格峰相对应的第二深度处形成第二声脉冲源；并且

由位于所述第二表面处的所述声传感器感测由所述第二声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成第二响应。

7.根据权利要求6所述的方法，该方法还包括：

在所述将第二离子束发送到所述结构中之前，控制所述第二离子束的离子的动能以调节所述声脉冲源的所述第二深度，使得所述第二深度不同于所述深度。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述控制所述第二离子束的离子的动能包括以下中的至少一种：调节所述离子束源，或在所述离子束源与所述结构之间插入衰减器。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述深度位于所述第一表面与所述接头之间。

10.一种接头检查系统，该接头检查系统包括：

离子束源，其朝向声传感器定向；以及

所述声传感器，其定位成接收由源自所述离子束源的离子束的能量形成的声脉冲。

11.根据权利要求10所述的接头检查系统，该接头检查系统还包括：

束转向系统，其构造成改变由所述离子束源产生的所述离子束的形状。

12.根据权利要求10所述的接头检查系统，其中，所述离子束源是回旋加速器、范德格拉夫发生器或线性加速器中的一种。

13.根据权利要求10所述的接头检查系统，该接头检查系统还包括：

位于所述离子束源与所述离子束源的靶之间的衰减器。

14.根据权利要求10所述的接头检查系统，该接头检查系统还包括：

固定装置，其构造成将待检查的结构保持在所述离子束源的路径中并且使待检查的该结构与所述声传感器声学接触。

15.根据权利要求14所述的接头检查系统，其中，所述固定装置构造成将待检查的所述结构置于张紧状态。

16.一种检查结构中的接头的方法，该方法包括：

将离子束重复地发送到所述结构的第一表面中以在所述结构的位于所述接头的第一侧的第一部分内形成声脉冲源；

在所述结构的第二部分的第二表面处感测由所述声脉冲源产生的声脉冲的传播时间和量级，从而形成响应，其中，所述接头是所述结构的所述第一部分和所述第二部分之间的界面；并且

根据所述响应来确定所述接头中是否存在不一致部。

17.根据权利要求16所述的方法，该方法还包括：

在将每个相应的离子束发送到所述结构中之前，控制所述离子束中的每个离子束的离子的动能以调节由相应的离子束产生的相应的声脉冲源的深度。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述离子束中的每个离子束的所述离子的所述动能被控制成使得所述离子束具有至少两个不同的布拉格峰。

19.根据权利要求16所述的方法，其中，所述确定所述接头中是否存在不一致部包括：将所述响应的量级与可接受的响应的量级进行比较。

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