JP2015517672A - 再構成可能な検出システム - Google Patents

Abstract

後方錯乱検査システムを使用して、物体を検査するための方法及び機構が提供される。一例示的実施形態において、機構は、放射線源、コリメータ、及び検出システムを備える。放射線源は、放射線を放射するように構成される。コリメータは、放射線源によって放射される放射線の一部を使用してビームを形成するように構成される。ビームは、物体の表面に対して向けられる。検出システムは、物体と衝突するビームに反応して形成される後方錯乱を検出するように構成される。検出システムの形状は、選ばれた形状の中へ変化するように構成される。【選択図】図３

Description

本開示は、概して、検査システムに関し、かつ具体的には、後方錯乱検査システムに関する。さらにより具体的には、本開示は、物体の形状と実質的に一致することができる形状を有する検出器を使用して、物体からの後方錯乱を検出するための方法及び機構に関する。

後方錯乱Ｘ線システムは、Ｘ線を使用して物体を検査する非破壊検査システム（ＮＤＩ）の一例である。現在において利用可能ないくつかの後方錯乱Ｘ線システムは、Ｘ線管、コリメータ、及び検出器を含む。Ｘ線管は、Ｘ線を発生しかつ放射する。コリメータは、これらのＸ線をフィルターにかけて、Ｘ線の一部を使用して、特定の方向と実質的に平行に移動するＸ線ビームを形成する。

Ｘ線ビームが物体に衝突すると、Ｘ線ビームの中のＸ線の一部又は全部が、その物体によって錯乱される。具体的には、Ｘ線は、物体の表面及び／又は物体のサブサーフェースから錯乱される。錯乱されたＸ線は、後方錯乱として言及される。検出器は、この後方錯乱の一部又は全部を検出する。検出された後方錯乱は、物体の１以上の画像を形成するために使用されることができる、物体に対する画像データを発生させるために使用される。例えば、Ｘ線ビームが物体の上の特定の場所に向けられた時に検出される後方錯乱は、物体の上のその特定の場所に対応する画像の中の画素に対する強度値を発生させるために使用される。

Ｘ線ビームは、例えばラスターパターンなどの選ばれたパターンの中の物体に沿って動かされ、それによって、画像データが物体の上の種々の場所に対して発生される。一例示的実施例において、Ｘ線ビームが向けられる方向は、物体に関してＸ線ビームの入射角が変化するように、変えられる。画像データは、任意の不具合が物体の中に存在するか否かを判定するために使用される物体の１以上の画像を形成するために使用される。

現在において利用可能ないくつかの後方錯乱Ｘ線システムの中で使用される検出器は、実質的に平面形状を有している。言い換えると、これらの検出器は、フラット形状を有している。後方錯乱Ｘ線システムが使用されることができる場所の数は、後方錯乱Ｘ線システムの中の検出器がフラット形状を有する場合に、限定される。例えば、曲線形状を有する物体に関してフラット形状を有する検出器を伴う後方錯乱Ｘ線システムを位置決めすることは、望まれるよりも困難である。

さらに、フラット形状を有する検出器では、物体が曲線形状を有する場合に、物体に関するＸ線ビームの種々の入射角に対して、検出器によって検出される後方錯乱の量は望まれるよりも少ない。言い換えると、検出器によって検出される後方錯乱の量は、物体が曲線形状を有する場合に、Ｘ線ビームの種々の入射角に対して望まれるよりも少ない。

結論として、フラット形状を有する検出器によって発生される画像データを使用して形成される画像は、曲がった物体からの後方錯乱を検出するために使用される場合、品質の望ましいレベルを有していない。それ故、他の潜在的な問題と同様に、上述された問題のうちの少なくともいくつかを考慮に入れる方法及び機構を有することが望まれる。

一例示的実施形態において、機構は、放射線源、コリメータ、及び検出システムを備える。放射線源は、放射線を放射するように構成される。コリメータは、放射線源によって放射された放射線の一部を使用して、ビームを形成する。ビームは、物体の表面に対して向けられる。検出システムは、物体と衝突するビームに反応して形成される後方錯乱を検出するように構成される。検出システムの形状は、選ばれた形状へ変化されるように構成される。

別の例示的実施形態において、後方錯乱Ｘ線システムは、Ｘ線管、コリメータ、及び検出システムを備える。Ｘ線管は、Ｘ線を放射するように構成される。コリメータは、Ｘ線管によって放射されるＸ線の一部を使用して、Ｘ線ビームを形成するように構成される。Ｘ線ビームは、物体の表面に対して向けられる。検出システムは、任意の数のセンサアレイ及び構造体を備える。センサアレイの数は、物体に衝突するＸ線ビームに反応して形成される後方錯乱を検出するように構成される。検出システムの形状は、構造体を使用して選ばれた形状へ変化されるように構成される。

さらに別の例示的実施形態において、物体を検査するための方法が提供される。後方錯乱検査システムの中の検出システムに対して選ばれた形状が、識別される。検出システムの形状は、選ばれた形状の中へ変化される。ビームは、物体の表面に向かって放射される。ビームは、放射線源から放射される放射線の一部を使用して形成される。物体に衝突するビームに反応して形成される後方錯乱は、選ばれた形状を有する検出システムを使用して検出される。

特徴及び機能は、本開示の様々な実施形態において独立して取得されることができ、又はさらなる詳細が以下の説明及び図面に関して見られることができるさらに他の実施形態の中において組み合わされることが可能である。

例示的実施形態の特徴と考えられる新規な特性は、添付の特許請求の範囲において説明される。しかしながら、例示的実施形態と、好ましい使用モード、さらにはその目的と特徴は、添付図面を参照しながら本開示の例示的実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって最もよく理解されるであろう。

図１は、例示的実施形態による、ブロック図の形をとる検査環境の図解である。 図２は、例示的実施形態による、検査環境の図解である。 図３は、例示的実施形態による、後方錯乱検査システムによって検査されている航空機の断面図の図解である。 図４は、例示的実施形態による、後方錯乱検査システムによって検査されている航空機の断面図の図解である。 図５は、例示的実施形態による、検出システムの図解である。 図６は、例示的実施形態による、センサアレイの図解である。 図７は、例示的実施形態による、流れ図の形をとる物体を検査するための工程の図解である。

種々の例示的実施形態は、現在において利用可能ないくつかの候補錯乱Ｘ線システムによって発生される画像データを使用して形成される画像は、望ましいコントラストの量を有してない、ということを認識しかつ考慮に入れている。この望ましいコントラストの量がなければ、これらの後方錯乱検査システムを使用して検査される物体の中の不具合を識別することは、望まれるよりも困難になる。具体的には、種々の例示的実施形態は、実質的に平面形状を有する検出器が、Ｘ線ビームが実質的に非平面形状を有する物体に衝突する場合に形成される後方錯乱の望ましい量を検出することができない、ということを認識しかつ考慮に入れている。

例えば、曲線形状を有する物体に関するＸ線ビームの入射角は、Ｘ線ビームが物体に沿って動かされる場合、変わることができない。フラット形状を有する検出器は、物体に関するＸ線ビームのこれらの種々の入射角に対して、望ましい後方錯乱の量を検出することができない。言い換えると、検出器は、物体が曲線形状を有しかつ検出器がフラット形状を有する場合、後方錯乱の一部を逃してしまう。

種々の例示的実施形態はまた、検出器によって検出される後方錯乱の量が、Ｘ線ビームが物体に衝突する場所に対応する画像の中の画素に対する強度値を決定する、ということを認識しかつ考慮に入れている。画像の中の画素に対する強度値は、画像の中のコントラストのレベル及び画像の中の細部のレベルを決定する。

フラット形状を有する検出器によって発生される画像データは、検出器が曲線形状を有する物体に沿って動くＸ線ビームとして形成される後方錯乱の一部を逃す場合に、望まれるよりもコントラストのより低いレベル及び／又は細部のより低いレベルを有する。結論として、種々の例示的実施形態は、現在において利用可能な検出器と比較して、形成される後方錯乱のより大きい部分を捉えるように構成される検出器を有することが望ましい、ということを認識しかつ考慮に入れている。

それ故、種々の例示的実施形態は、後方錯乱Ｘ線システムを使用して物体を検査するための方法及び機構を提供する。具体的には、種々の例示的実施形態は、検査されている物体の表面の形状と実質的に一致するように変化される形状を有する検出器を伴った後方錯乱Ｘ線システムを提供する。

今度は、図面を参照し、かつ具体的には図１を参照すると、例示的実施形態による、ブロック図の形における検査環境の図解が描かれている。これらの例示的実施例において、検査環境１００は、後方錯乱検査システム１０２、コンピュータシステム１０３、及び物体１０４を含む。

後方錯乱検査システム１０２は、非破壊検査（ＮＤＩ）システム１０６の一例である。本明細書の中において使用されるように、非破壊検査システム１０６などの「非破壊検査システム」は、物体に対して任意の望ましくない影響を与えることなしに、物体１０４などの物体を検査するように構成されるシステムである。具体的には、非破壊検査システムは、物体に対して任意の物理的変化をもたらすことなしに、物体を検査するように構成される。

これらの例示的実施例において、後方錯乱検査システム１０２は、物体１０４を検査するために使用される。物体１０４は、任意の数の種々のタイプの物体から選ばれる。例えば、非限定的に、物体１０４は、移動プラットフォーム、静止プラットフォーム、空上の構造体、地上の構造体、水上水中の構造体、宇宙の構造体、又は何らかの他の適切なタイプの構造体の形をとる。より具体的には、物体１０４は、航空機、船舶、タンク、人員運搬車、宇宙船、宇宙ステーション、人口衛星、潜水艦、自動車、人工構造体、建築物、又は何らかの他の適切なタイプの物体である。

いくつかの場合において、物体１０４は、別の物体の部品である。例えば、いくつかの場合において、物体１０４は、航空機の胴体のセクション、翼、燃料タンク、橋の上の支持構造体、宇宙ステーションのセクション、船のハル、外板、壁、ドア、又は何らかの他の適切なタイプの部品である。

後方錯乱検査システム１０２は、物体１０４の検査の間に、物体１０４に対するデータ１０７を発生させる。例えば、データ１０７は、非限定的に、物体１０４に対する画像データ１０８を含む。後方錯乱検査システム１０２は、データ１０７をコンピュータシステム１０３に送る。コンピュータシステム１０３は、後方錯乱検査システム１０２によって発生されるデータ１０７を受信してかつ処理するように構成される。

この例示的実施例において、後方錯乱検査システム１０２は、移動可能プラットフォーム１１０、放射線発生システム１１２、及び検出システム１１４を含む。放射線発生システム１１２及び／又は検出システム１１４は、移動可能プラットフォーム１１０と関連している。

一構成要素が別の構成要素と「関連」している場合、その関連はこれらの描かれている実施例において物理的な関連である。例えば、検出システム１１４などの第１の構成要素は、移動可能プラットフォーム１１０などの第２の構成要素と関連しており、その関連は、第１の構成要素が第２の構成要素に対して、固定され、接着され、設置され、溶接され、締め付けられ、及び／又は何らかの他の適切なやり方で接続されることによるものである。

第１の構成要素はまた、第３の構成要素を使用して第２の構成要素に接続される。付加的に、第１の構成要素は、第２の構成要素の部品及び／又は拡張部分として形成されることによって、第２の構成要素と関連していると考えられる。

移動可能プラットフォーム１１０は、表面の上を覆って移動するように構成される任意のプラットフォームである。この移動は、並進及び／又は回転を含む。移動可能プラットフォーム１１０は、特定の実装に応じて様々な形をとる。一例示的実施例において、移動可能プラットフォーム１１０は、カートである。

例えば、移動可能プラットフォーム１１０は、非限定的に、ホイール、ローラー、スライダー、トラックシステム、及び他のタイプの移動する装置などの移動する装置を含む。これらの移動する装置は、移動可能プラットフォーム１１０が、例えば、非限定的に、フロア、レールシステム、又は何らかの他の適切なタイプの表面などの表面の上で移動し又は移動させられることを可能にする。

一例示的実施例において、移動可能プラットフォーム１１０は、移動可能プラットフォーム１１０を押している人間のオペレーターによって移動させられる。別の例示的実施例において、移動可能プラットフォーム１１０は、移動可能プラットフォーム１１０の中の推進システムを使用して移動させられる。

これらの例示的実施例において、放射線発生システム１１２は、放射線源１１８及びコリメータ１２０を備える。放射線源１１８は、放射線１２２を発生させるように構成される。放射線１２２は、複数の線を含む。放射線１２２は、任意の数の種々の形をとる。これらの例示的実施例において、放射線１２２は、少なくとも部分的に物体１０４を突き抜けるように構成されるＸ線、ガンマ線、又は何らかの他の適切なタイプの放射線の形をとる。

一例示的実施例として、放射線源１１８は、Ｘ線１２４を発生させてかつ放射させるように構成されるＸ線管の形をとり、Ｘ線１２４は、物体１０４の表面１２６に対して向けられる。

これらの例示的実施例において、コリメータ１２０は、移動可能プラットフォーム１１０及び放射線源１１８のうちの少なくとも１つと関連している。コリメータ１２０は、放射線１２２の中の複数の線にフィルターをかけて、特定の方向に対して平行に移動する線の部分だけがコリメータ１２０を通り抜けることを可能にする。

具体的には、コリメータ１２０は、放射線１２２の一部を使用して、ビーム１３４を形成する。ビーム１３４は、物体１０４の表面１２６に対して向けられる。放射線１２２がＸ線の形をとる場合、ビーム１３４はＸ線ビームとして言及される。

一例示的実施例において、コリメータ１２０は、回転可能なホイール１２８の形をとる。回転可能なホイール１２８は、任意の数の開口部１３０を有する。本明細書の中において使用されるように、「任意の数の」アイテムは、１以上のアイテムを意味する。例えば、任意の数の開口部は、１以上の開口部を意味する。このやり方において、任意の数の開口部１３０は、いくつかの場合において１つの開口部であり、かつ他の場合において２、３、５、又は何らかの他の適切な数の開口部である。

回転可能なホイール１２８は、放射線源１１８の周りで回転するように構成され、一方、放射線源１１８は放射線１２２を放射する。回転可能なホイール１２８が回転すると、放射線１２２の一部が任意の数の開口部１３０のうちの１つの開口部を通り抜けてビーム１３４を形成する。

無論、他の実施例において、コリメータ１２０はガイド１３２を有する。ガイド１３２は、線が通り抜けるコリメータ１２０の範囲内のチャネルである。具体的には、コリメータ１２０は、放射線１２２の中の線の一部を吸収し、放射線１２２の中の線の一部を錯乱させ、又はそれら２つを実行し、ガイド１３２を通る中心軸の方向において移動する線のみが、コリメータ１２０を通り抜けることができる。

検出システム１１４は、物体１０４と衝突するビーム１３４に反応して、形成される後方錯乱１３６を検出するように構成される。後方錯乱１３６は、ビーム１３４が物体１０４の表面１２６及び／又は物体１０４のサブサーフェースと衝突する場合、錯乱されるビーム１３４の少なくとも一部に反応して形成される。これらの例示的実施例において、検出システム１１４は、形状１３８を有する。検出システム１１４の形状１３８は、選ばれた形状１４０の中へと変化されるように構成される。

例えば、選ばれた形状１４０は、検査されている物体１０４の表面１２６に対する表面形状である。物体１０４の表面１２６の表面形状は、例えば、非限定的に、凸形状、凹形状、波形状、曲線形状、Ｌ字型形状、Ｕ字型形状、トロイダル形状、又は何らかの他の適切なタイプの実質的に非平面な形状のうちの少なくとも１つを備える。

本明細書の中において使用されるように、「少なくとも１つ」というフレーズは、アイテムのリストとともに使用される場合、リストされたアイテムのうちの１以上の種々の組み合わせが使用され、かつリストの中の各々のアイテムのうちの１つだけが必要とされる、ということを意味する。例えば、「アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣのうちの少なくとも１つ」は、非限定的に、アイテムＡ又はアイテムＢ及びアイテムＣを含む。この例はまた、アイテムＡ、アイテムＢ、及びアイテムＣ、又はアイテムＢ及びアイテムＣを含む。他の例において、「少なくとも１つ」は、例えば、非限定的に、アイテムＡのうちの２つ、アイテムＢのうちの１つ、及びアイテムＣのうちの１０個；アイテムＢのうちの４つ及びアイテムＣのうちの７つ；又は何らかの他の適切な組み合わせである。

これらの例示的実施例において、検出システム１１４に対して選ばれた形状１４０は、任意の数の種々のやり方において識別される。一例示的実施例として、選ばれた形状１４０は、検査される物体の種々のタイプに対する既知の幾何学的形状のデータベースから識別される。例えば、選ばれた形状１４０は、データベースの中に保存されている物体１０４のデジタルコンピュータ援用設計（ＣＡＤ）モデルを使用して識別される。

いくつかの例示的実施例において、選ばれた形状１４０は、検査される物体１０４の画像を使用して識別される。選ばれた形状１４０はまた、検出システム１１４が検査されている物体１０４に関して位置決めされる一方で、発生されるセンサデータを使用して識別される。例えば、任意の数のセンサシステムは、画像、超音波画像、音響データ、レーダー画像、赤外線画像、及び／又は選ばれた形状１４０を識別するために使用されることができる他の適切なタイプのセンサデータを発生させるために使用される。無論、選ばれた形状１４０は、上述されていない他のやり方において識別され得る。

一例示的実施例において、検出システム１１４は、任意の数のセンサアレイ及び構造体１４４を備える。任意の数のセンサアレイ１４２は、この例示的実施例において、構造体１４４と関連している。センサアレイ１４６は、任意の数のセンサアレイ１４２のうちの１つの一例である。センサアレイ１４６は、任意の数の行及び任意の数の列の中に配置される任意の数のセンサ１４８を備える。センサ１５０は、任意の数のセンサ１４８のうちの１つの一例である。

いくつかの例示的実施例において、センサ１５０はまた、検出器として言及される。このやり方において、任意の数のセンサ１４８は、任意の数の検出器であり、センサアレイ１４６は、検出器アレイであり、かつ任意の数のセンサアレイ１４２は、任意の数の検出器アレイである。

この例示的実施例において、センサ１５０は、シンチレーター１５２及び光検出器１５４を備える。シンチレーター１５２は、例えば、後方錯乱１３６の粒子などのイオン化放射線によって衝突された場合に、発光するように構成される材料を備える。この材料は、発光物質として言及される。シンチレーター１５２が発光する場合、フォトンがシンチレーター１５２から放射される。

光検出器１５４は、シンチレーター１５２から放射されるフォトンの数を測定するように構成される。任意の数のセンサアレイ１４２の中の光検出器の全てによって検出されるフォトンの数は、ビーム１３４が向けられた物体１０４の特定の場所に対して、検出システム１１４によって発生される値を決定する。この値は、ビーム１３４が向けられた場所に対応する物体１０４の画像の中の画素に対する強度値である。検出システム１１４の形状１３８は、ビーム１３４が物体１０４の表面１２６に沿って移動する時に、任意の数のセンサアレイ１４２の中の種々の光検出器によって検出されるフォトンの数が、望ましいレベルの細部及び望ましいレベルのコントラスを有する画像データが発生されることを可能にするように、変化される。

この例示的実施例において、光検出器１５４は、ミクロの電気機械システム（ＭＥＭＳ）技術に基づいた形状を有する。例えば、光検出器１５４は、光電子増倍管（ＰＭＴ）、光電子センサ、光ダイオード、又はミクロの電気機械システム技術を使用して実装される何らかの他のタイプの光検出器のうちの１つから選ばれる。一例示的実施例において、光検出器１５４は、ミクロの光電子増倍管（マイクロ−ＰＭＴ又はμ−ＰＭＴ）の形をとる。

センサ１５０がシンチレーター１５２及び光検出器１５４を含む場合、センサ１５０は、シンチレーション検出器又はシンチレーションカウンターの形をとる。無論、他の例示的実施例において、センサ１５０は、半導体検出器、半導体放射線検出器、又は何らかの他の適切なタイプの検出器の形をとる。

この例示的実施例において、検出システム１１４の形状１３８は、構造体１４４を使用して変化される。例えば、構造体１４４は、任意の数の柔軟な接続器１５８を介して互いに接続される複数のセグメント１５６を備える。任意の数の柔軟な接続器の中の１つの柔軟な接続器の周りの複数のセグメント１５６の中の別のセグメントに関する複数のセグメント１５６の中の少なくとも１つのセグメントの移動は、検出システム１１４の形状１３８を変化させる。構造体１４４がこのタイプの構成を有する場合、構造体１４４は「連接構造体」として言及される。

複数のセグメント１５６の中の１つのセグメントは、任意の数の種々のやり方において複数のセグメント１５６の中の別のセグメントに関して移動される。例えば、これらのセグメントは、手動で移動される。人間のオペレーターは、自分の手を使用して、任意の数の柔軟な接続器１５８の周りの複数のセグメント１５６のうちの１以上を移動させる。いくつかの場合において、複数のセグメント１５６は、コントロールシステムから指示命令を受信するように構成される電気機械システムによって移動される。

別の実施例において、構造体１４４は、可塑性材料１６０の形をとる。可塑性材料１６０の変形は、検出システム１１４の形状１３８を変える。例えば、可塑性材料１６０は、非限定的に、有機材料、シリコンベースの材料、又は変形されることができる何らかの他の適切なタイプの材料を備える。可塑性材料１６０は、これらの例示的実施例において、手動で変形される。

いくつかの例示的実施例において、構造体１４４は、フレキシブル回路１６２の形をとる。フレキシブル回路１６２は、電力がこれらのライン及びコントロールに対して供給される場合に、変化される構成を有する任意の数のライン及びコントロールを備える。フレキシブル回路１６２の構成を変えることは、検出システム１１４の形状１３８を変化させる。

このやり方において、検出システム１１４の形状１３８は、任意の数の種々のやり方において、変形される。検出システム１１４の形状１３８は、構造体１４４を使用して再構成可能である。具体的には、形状１３８は、検出システム１１４の形状１３８が物体１０４の表面１２６の表面形状と実質的に一致するように、選ばれた形状１４０の中へ変形される。

いくつかの例示的実施例において、電気機械システムは、物体１０４のデジタルモデルから受信された入力に基づいて、構造体１４４を再構成するために使用される。他の例示的実施例において、構造体１４４は、手動で再構成されて選ばれた形状１４０に実質的に合致することができる。さらに、実装に応じて、構造体１４４は、移動可能プラットフォーム１１０が物体１０４に関して移動する時に、繰り返し再構成される。物体１０４の画像又は映像などのセンサデータは、検出システム１１４を有する移動可能プラットフォーム１１０が物体１０４に関して移動する時に、形状１３８が物体１０４の表面１２６の表面形状と実質的に一致するように、検出システム１１４の形状１３８を変化させるために使用される。

検出システム１１４は、後方錯乱１３６を検出することに反応してデータ１０７を発生させる。例えば、データ１０７の中の画像データ１０８は、ビーム１３４が向けられた物体１０４の上の複数の場所の各々に対応する画素に対する強度値を含む。

検出システム１１４は、通信リンク１６４を使用して、処理のためにコンピュータシステム１０３に対してデータ１０７を送る。通信リンク１６４は、無線通信リンク、有線通信リンク、光通信リンク、又は何らかの他の適切なタイプの通信リンクである。

コンピュータシステム１０３は、実装に応じて、１以上のコンピュータを含む。コンピュータシステム１０３の中に１より多い数のコンピュータが存在する場合、これらのコンピュータは、ネットワークなどの媒体を使用して、互いに通信可能である。ネットワークは、有線通信リンク、無線通信リンク、及び情報を交換するための他の適切なタイプのリンクを採用する。

データ１０７は、物体１０４の中に不具合１６６が存在するか否かを判定するために使用される。不具合１６６は、物体１０４の表面１２６又は物体１０４の内装の範囲内に存在し得る。一例示的実施例において、コンピュータシステム１０３は、データ１０７を使用して、物体１０４の任意の数の画像１６８を形成する。任意の数の画像１６８は、コンピュータシステム１０３及び／又は人間のオペレーターによって分析され、物体１０４の中の不具合１６６の存在を検出し、かつその位置を識別する。無論、他の例示的実施例において、検出システム１１４によって発生されるデータ１０７の中の画像データ１０８は、任意の数の画像１６８の形をとる。

実装に応じて、コンピュータシステム１０３は、放射線発生システム１１２、移動可能プラットフォーム１１０、及び検出システム１１４のうちの少なくとも１つを制御するように構成される。例えば、コンピュータシステム１０３は、移動可能プラットフォーム１１０及び／又はコリメータ１２０に対して指示命令を送り、ビーム１３４の操作を制御する。いくつかの場合において、コンピュータシステム１０３は、検出システム１１４に対して指示命令を送り、検出システム１１４の形状１３８を制御する。例えば、コンピュータシステム１０３は、フレキシブル回路１６２に対して指示命令を送り、検出システム１１４の形状１３８を変化させる。

図１の中で表される検出システム１１４の種々の構成を伴う場合、放射線源１１８からより少ない放射線１２２が放射されることを必要とする。さらに、後方錯乱検査システム１０２の全体のサイズと同様に、放射線源１１８のサイズは、再構成可能な形状１３８を有する検出システム１１４を伴う場合、低減されることができる。付加的に、ミクロの電気機械システム技術を使用することは、任意の数のセンサアレイ１４２が費用効果的かつ効率的なやり方で製造されることを可能にする。

図１の中の検査環境１００の図解は、例示的実施形態が実装されるやり方に対する物理的又は構造的な限定をほのめかすように意図されるものではない。図解されているものに加えて又は代えて他の構成要素が、使用され得る。いくつかの構成要素は、随意のものである。また、いくつかの機能的な構成要素を図解するために、ブロックが提示される。これらのブロックの１以上は、例示的実施形態において実装される場合に、組み合わされ、分割され、又は組み合わされかつ分割されて種々のブロックになり得る。

いくつかの例示的実施例において、任意の数のセンサアレイ１４２の中の種々のセンサは、シンチレーターを含まない。その代わりに、発光物質の単一の断片が、任意の数のセンサアレイ１４２の中の各々のセンサアレイを覆うように置かれる。いくつかの場合において、発光物質の単一の断片は、任意の数のセンサアレイ１４２の中のセンサアレイの全てを覆うように置かれる。

今度は、図２を参照すると、例示的実施形態による検査環境の図解が描かれている。図２の中において、検査環境２００は、図１の中の検査環境１００に対する１つの実装の例である。後方錯乱検査システム２０２は、検査環境２００の中で、航空機２０４の検査を実行するように構成される。

後方錯乱検査システム２０２は、図１の中の後方錯乱検査システム１０２に対する１つの実装の例である。この例示的実施例において、後方錯乱検査システム２０２は、後方錯乱Ｘ線システムである。さらに、航空機２０４は、図１の中の物体１０４に対する１つの実装の例である。

描かれたように、後方錯乱検査システム２０２は、移動可能プラットフォーム２０６、放射線発生システム２０８、検出システム２１０、及びコンピュータシステム２１２を含む。移動可能プラットフォーム２０６、放射線発生システム２０８、検出システム２１０、及びコンピュータシステム２１２は、図１の中の移動可能プラットフォーム１１０、放射線発生システム１１２、検出システム１１４、及びコンピュータシステム１０３のそれぞれに対する実装の例である。

この例示的実施例において、放射線発生システム２０８及び検出システム２１０は、移動可能プラットフォーム２０６と接続されている。コンピュータシステム２１２は、移動可能プラットフォーム２０６から離れた位置に置かれる。

放射線発生システム２０８は、Ｘ線を発生させてかつＸ線ビームの形で航空機２０４の胴体２１４に対してこれらのＸ線の一部を向けるように構成される。具体的には、放射線発生システム２０８は、Ｘ線ビームを航空機２０４の胴体２１４の表面２１６に対して向ける。表面２１６は、胴体２１４の外装表面である。付加的に、放射線発生システム２０８は、胴体２１４の表面２１６に関するＸ線ビームの入射角が変化するように、胴体２１６の表面２１６に沿ってＸ線ビームを動かす。

Ｘ線ビームは、航空機２０４の胴体２１４の表面２１６を少なくとも部分的に突き抜ける。検出システム２１０は、Ｘ線ビームが胴体２１４と衝突することに反応して形成される後方錯乱を検出するように構成される。検出システム２１０は、無線通信リンクを覆ってコンピュータシステム２１２に送られる画像データを発生させる。検出システム２１０は、図３及び図４の中においてより詳細に説明される。

今度は、図３を参照すると、例示的実施形態による後方錯乱検査システムによって検査されている航空機の断面図の図解が描かれている。この例示的実施例において、図２からの航空機２０４の断面図は、３−３線に沿って切り取られ、後方錯乱検査システム２０２に沿って描かれている。後方錯乱検査システム２０２の移動可能プラットフォーム２０６は、この図面の中において示されていないので、放射線発生システム２０８がより明快に見られる。

この例示的実施例において、放射線発生システム２０８は、放射線源３００、ハウジング３０１、回転可能なホイール３０２、及びモータ３０４を含む。放射線源３００は、図１の放射線源１１８に対する１つの実装の例である。描かれているように、放射線源３００は、ハウジング３０１の範囲内に置かれている。ハウジング３０１は、図２の移動可能プラットフォーム２０６に接続されている。放射線源３００は、Ｘ線３０６を発生させてかつ放射するように構成されている。

回転可能なホイール３０２は、放射線源３００と関連している。回転可能なホイール３０２は、図１の回転可能なホイール１２８に対する１つの実装の例である。回転可能なホイール３０２は、任意の数の開口部３０８を有している。モータ３０４の作動は、任意の数の開口部３０８が放射線源３００の周りを回転するように、回転可能なホイール３０２を回転させるように構成される。

回転可能なホイール３０２が回転すると、Ｘ線３０６の一部は、任意の数の開口部３０８の中の１つの開口部を通り抜けて、Ｘ線ビーム３１０を形成するように構成される。Ｘ線ビーム３１０は、胴体２１４の表面２１６に対して向けられる。Ｘ線ビーム３１０の中のＸ線は、胴体２１４と衝突することに反応して錯乱する。これらの錯乱したＸ線は、後方錯乱３１２を形成する。

検出器２１０は、後方錯乱３１２を検出する。描かれているように、検出システム２１０は、形状３１４を有する。形状３１４は、再構成可能である。言い換えると、検出システム２１０の形状３１４は、変化される。

この例示的実施例において、形状３１４は、胴体２１４の表面２１６の表面形状３１６と実質的に一致するように構成される。具体的には、形状３１４は、胴体２１４の表面２１６の表面形状３１６と類似する放射線発生システム２０８に関して凸形状であり、それはまた、放射線発生システム２０８に関して凸形状である。

この例示的実施例において、検出システム２１０は、任意の数のセンサアレイ３１８及び構造体３２０を含む。描かれているように、任意の数のセンサアレイ３１８は、センサアレイ３２２、３２４、３２６、３２８、及び３３０を含む。これらのセンサアレイは、構造体３２０と関連している。構造体３２０の形状は、検出システム２１０の形状３１４である。このやり方において、検出システム２１０及び構造体３２０の両方は、形状３１４を有する。

構造体３２０は、複数のセグメント３３２を備える。複数のセグメント３３２は、セグメント３３４、３３６、３３８、３４０、及び３４２を含む。センサアレイ３２２、３２４、３２６、３２８、及び３３０は、セグメント３３４、３３６、３３８、３４０、及び３４２のそれぞれと関連する。セグメント３３４、３３６、３３８、３４０、及び３４２は、柔軟な接続器によって互いに接続されている。例えば、セグメント３３４は、セグメント３３６に関して、セグメント３３４及びセグメント３３６を接続する柔軟な接続器の周りを移動するように構成される。セグメント３３４がセグメント３３６に関して移動する場合、センサアレイ３２２はまた、センサアレイ３２４に関して移動する。

複数のセグメント３３２の中の１以上のセグメントは、構造体３２０が胴体２１４の表面２１６の表面形状３１６と実質的に一致する形状３１４を有するように、互いに関して移動され得る。例えば、構造体３２０は、構造体３２０の形状３１４が胴体２１４の表面２１６の表面形状３１６と実質的に一致するように変化するように、複数のセグメント３３２を接続している柔軟な接続器の１以上において曲げられることができる。

今度は、図４を参照すると、例示的実施形態による後方錯乱検査システムによって検査されている航空機の断面図の図解が描かれている。この例示的実施例において、図３からの航空機２０４の断面図は、胴体２１４の内装４００の中へ移動される後方錯乱検査システム２０２を伴って描かれている。

この例示的実施例において、放射線発生システム２０８は、胴体２１４の表面４０２に対してＸ線ビーム３１０を向けるように構成されている。表面４０２は、胴体２１４の内装表面である。後方錯乱４０４は、胴体２１４と衝突するＸ線ビーム３１０に反応して形成される。

描かれているように、検出システム２１０の形状３１４は、形状３１４が胴体２１４の表面４０２の表面形状４０６と実質的に一致するように変化されてきた。具体的には、表面４０２の表面形状４０６は、放射線発生システム２０８に関して凹形状を有する。検出システム２１０の構造体３２０は、構造体３２０の形状３１４が胴体２１４の表面４０２の凹形状に類似する放射線発生システム２０８に関して凹形状を有するように、複数のセグメント３３２の間の１以上の柔軟な接続器において曲げられてきた。

このやり方において、検出システム２１０の形状３１４が胴体２１４の表面４０２の表面形状４０６と実質的に一致する場合、後方錯乱検査システム２０２の中の検出システム２１０及び放射線発生システム２０８は、表面４０２に対してより近接に移動されることができる。検出システム２１０によって検出される後方錯乱４０４の量は、検出システム２１０が表面４０２に対してより近接に移動される時に、増加する。

今度は、図５を参照すると、例示的実施形態による検出システムの図解が描かれている。この例示的実施例において、検出システム５００は、図１の検出システム１１４に対する１つの実装の例である。描かれているように、検出システム５００は、構造体５０４と関連する任意の数のセンサアレイ５０２を含む。構造体５０４は、この実施例において可塑性材料の形をとる。構造体５０４は、構造体５０４が望ましい形状を有するように、変形されるように構成される。この描かれている実施例において、構造体５０４は、波形状５０６を有する。

今度は、図６を参照すると、例示的実施形態によるセンサアレイの図解が描かれている。この例示的実施例において、センサアレイ６００は、図５の任意の数のセンサアレイ５０２の中の１つのセンサアレイの例である。描かれているように、センサアレイ６００は、２つの列及び３つの行の中に配置される任意の数のセンサ６０２を備える。任意の数のセンサ６０２は、センサ６０４、６０６、６０８、６１０、６１２、及び６１４を含む。

任意の数のセンサ６０２の中の各々のセンサは、シンチレーター及び光検出器を含む。例えば、センサ６０４は、シンチレーター６１６及び光検出器６１８を含む。この例示的実施例において、光検出器６１８は、ミクロの光電子増倍管である。無論、他の例示的実施例において、光検出器６１８は、何らかの他の適切なタイプの光検出器となり得る。

今度は、図７を参照すると、例示的実施形態による物体を検査するための工程の図解が流れ図の形で描かれている。図７の中において描かれている工程は、図１の物体１０４などの物体を検査するために使用される。例えば、この工程は、非限定的に、図１の後方錯乱検査システム１０２を使用して実施される。

工程は、後方錯乱検査システムの中の検出システムに対して選ばれた形状を識別することによって開始される（オペレーション７００）。オペレーション７００において、検出システムは、図１の検出システム１１４である。その後、工程は、検出システムの形状を選ばれた形状の中へと変化させる（オペレーション７０２）。オペレーション７０２において、検出システムの形状は、検出システムの中の構造体を使用して任意の数の種々のやり方において変化される。例えば、構造体は、図１の構造体１４４である。

構造体が任意の数の柔軟な接続器によって互いに接続されている複数のセグメントである場合、オペレーション７０２は、任意の数の柔軟な接続器の中の１つの柔軟な接続器の周りで、複数のセグメントの中の別のセグメントに関して複数のセグメントの中のセグメントのうちの少なくとも１つを移動させることによって実行される。構造体が可塑性材料である場合、オペレーション７０２は、可塑性材料を変形させることによって実行される。

さらに、構造体がフレキシブル回路である場合、オペレーション７０２は、フレキシブル回路に対して指示命令を送り、フレキシブル回路の構成を変化させることによって実行される。フレキシブル回路の構成を変化させることは、検出システムの形状を変化させる。

その後、工程は、物体の表面に向けてビームを放射する（オペレーション７０４）。ビームは、後方錯乱検査システムの中の放射線源から放射される放射線の一部を使用して形成される。次に、工程は、選ばれた形状を有する検出システムを使用して、物体と衝突するビームに反応して形成される後方錯乱を検出する（オペレーション７０６）。後方錯乱は、ビームが物体の表面及び／又は物体のサブサーフェースと衝突する場合に、錯乱されているビームの少なくとも一部に反応して形成される。

工程は、後方錯乱を検出することに反応して画像データを発生させる（オペレーション７０８）。その後、工程は、画像データを使用して物体の画像を形成する（オペレーション７１０）。その後、工程は、物体の画像を使用して物体の中に不具合が存在するか否かを判定して（オペレーション７１２）、工程はそこで終了する。

種々の描かれてきた実施形態の中の流れ図及びブロック図は、例示的実施形態の中の機構及び方法のいくつかの潜在的な実施態様の構造、機能性、及び作動を図解している。この点に関して、流れ図又はブロック図の中の各々のブロックは、モジュール、セグメント、及び／又はオペレーション若しくはステップの一部を表す。例えば、ブロックの１以上は、ハードウェアにおいてプログラムコードとして実装され、又はプログラムコードとハードウェアの組み合わせとして実装される。ハードウェアの中に実装される場合、例えば、ハードウェアは、流れ図又はブロック図の中の１以上のオペレーションを実行するように製造又は構成される、集積回路の形をとる。

例示的実施形態のいくつかの代替的実施態様において、ブロックの中に記載された機能又は複数の機能は、図面に記載された順序と関係なく生じ得る。例えば、いくつかの場合において、連続して示されている２つのブロックは、関係する機能性に応じて、実質的に同時に実行されることができ、又は時々ブロックは逆の順序で実行され得る。また、他のブロックは、流れ図又はブロック図の中で描かれているブロックに加えて追加されることができる。

それ故、種々の例示的実施形態は、物体を検査するための方法及び機構を提供する。一例示的実施形態において、機構は、放射線源、コリメータ、及び検出システムを備える。放射線源は、放射線を放射するように構成される。コリメータは、放射線源によって放射される放射線の一部を使用してビームを形成するように構成される。ビームは、物体の表面に対して向けられる。検出システムは、物体に衝突するビームに反応して形成される後方錯乱を検出するように構成される。検出システムの形状は、選ばれた形状の中へと変化されるように構成される。

種々の例示的実施形態は、より小さい放射線源が後方錯乱検査システムの中で使用されることを可能にする。さらに、再構成可能な形状を有する検出システムを伴って、後方錯乱検査システム全体のサイズは低減されることができる。またさらに、検出システムの中でミクロの電気機械システム技術に基づく光検出器を使用することは、現在において利用可能な検出システムと比較して検出システムの費用を低減させることができる。

種々の例示的実施形態の説明が例示及び説明の目的で提示されてきており、かつそれは開示された形の中の実施形態に対して包括的又は限定的であることを意図していない。当業者にとって、多くの修正及び変形が自明のものであろう。

さらに、種々の例示的実施形態は、他の望ましい実施形態と比較して異なった特徴を提供する。選ばれた実施形態又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の用途を最もよく説明するため、かつ当業者が、熟慮された特定の用途に適する様々な変形例を伴う、様々な実施形態に対する本開示を理解することができるようにするために、選択されかつ説明されている。

Claims (20)

1. 放射線（１２２）を放射するように構成される放射線源（１１８）；
   前記放射線源（１１８）によって放射される前記放射線（１２２）の一部を使用して、ビーム（１３４）を形成するように構成されるコリメータ（１２０）であって、前記ビーム（１３４）は物体（１０４）の表面（１２６）に対して向けられる、コリメータ（１２０）；及び
   前記物体（１０４）に衝突する前記ビーム（１３４）に反応して形成される後方錯乱（１３６）を検出するように構成される検出システム（１１４）であって、前記検出システム（１１４）の形状（１３８）は選ばれた形状（１４０）に変化するように構成される、検出システム（１１４）を備える、装置。
2. 前記検出システム（１１４）は：
   構造体（１４４）であって、前記検出システム（１１４）の前記形状（１３８）は、前記構造体（１４４）を使用して前記選ばれた形状（１４０）に変化するように構成される、構造体（１４４）；及び
   前記構造体（１４４）と関連する任意の数のセンサアレイ（１４２）であって、前記任意の数のセンサアレイ（１４２）は、前記物体（１０４）と衝突する前記ビーム（１３４）に反応して形成される前記後方錯乱（１３６）を検出するように構成される、任意の数のセンサアレイ（１４２）を備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記構造体（１４４）は：
   任意の数の柔軟な接続器（１５８）によって互いに接続される複数のセグメント（１５６）を備え、
   前記任意の数の柔軟な接続器（１５８）の中の柔軟な接続器の周りの、前記複数のセグメント（１５６）の中の別のセグメントに関する、前記複数のセグメント（１５６）の中の少なくとも１つのセグメントの移動が、前記検出システム（１１４）の前記形状（１３８）を変化させる、請求項２に記載の装置。
4. 前記構造体（１４４）は：
   可塑性材料（１６０）を備え、
   前記可塑性材料（１６０）の変形は、前記検出システム（１１４）の前記形状（１３８）を変化させる、請求項２に記載の装置。
5. 前記構造体（１４４）は：
   フレキシブル回路（１６２）を備え、
   前記フレキシブル回路（１６２）の構成を変化させることは、前記検出システム（１１４）の前記形状（１３８）を変化させる、請求項２に記載の装置。
6. 前記任意の数のセンサアレイ（１４２）の中のセンサアレイ（１４６）は：
   任意の数の行及び任意の数の列の中に配置される任意の数のセンサ（１４８）を備える、請求項２に記載の装置。
7. 前記任意の数のセンサ（１４８）の中のセンサ（１５０）は：
   シンチレーター（１５２）；及び
   光検出器（１５４）を備える、請求項６に記載の装置。
8. 前記光検出器（１５４）は、ミクロの電気機械システム技術に基づく構成を有する、請求項７に記載の装置。
9. 前記任意の数のセンサ（１４８）の中のセンサ（１５０）は、シンチレーション検出器、シンチレーションカウンター、固体検出器、及び半導体放射線検出器のうちの１つから選ばれる、請求項６に記載の装置。
10. 前記選ばれた形状（１４０）は、前記物体（１０４）の前記表面（１２６）に対する表面形状であり、前記表面形状は、凸形状、凹形状、波形状、曲線形状、Ｌ字型形状、Ｕ字型形状、及びトロイダル形状のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の装置。
11. 前記放射線源（１１８）及び前記コリメータ（１２０）は、放射線発生システム（１１２）を形成し、かつ：
    移動可能プラットフォーム（１１０）であって、前記放射線発生システム（１１２）及び前記検出システム（１１４）のうちの少なくとも１つは、前記移動可能プラットフォーム（１１０）と関連している、移動可能プラットフォーム（１１０）；及び
    前記移動可能プラットフォーム（１１０）と接続されるハウジング（３０１）であって、前記放射線源（１１８）は前記ハウジング（３０１）の内側に置かれる、ハウジング（３０１）をさらに備える、請求項１に記載の装置。
12. 前記コリメータ（１２０）は：
    任意の数の開口部（１３０）を有する回転可能なホイール（１２８）を備え、
    前記回転可能なホイール（１２８）は、前記放射線源（１１８）が前記放射線（１２２）を放射している間、回転するように構成され、前記放射線源（１１８）によって放射される前記放射線（１２２）の前記一部は、前記任意の数の開口部（１３０）の中の開口部を通り抜けて、前記ビーム（１３４）を形成する、請求項１に記載の装置。
13. 前記放射線源（１１８）はＸ線管であり、前記放射線（１２２）はＸ線（１２４）を含み、かつ前記ビーム（１３４）はＸ線ビームである、請求項１に記載の装置。
14. Ｘ線（１２４）を放射するように構成されるＸ線管；
    前記Ｘ線管によって放射される前記Ｘ線（１２４）の一部を使用してＸ線ビームを形成するように構成されるコリメータ（１２０）であって、前記Ｘ線ビームは、物体（１０４）の表面（１２６）に対して向けられる、コリメータ（１２０）；及び
    検出システム（１１４）であって、
    前記物体（１０４）に衝突する前記Ｘ線ビームに反応して形成される後方錯乱（１３６）を検出するように構成される任意の数のセンサアレイ（１４２）；及び
    構造体（１４４）であって、前記検出システム（１１４）の形状（１３８）は、前記構造体（１４４）を使用して選ばれた形状（１４０）に変化するように構成される、構造体（１４４）を備える、検出システム（１１４）を備える、後方錯乱Ｘ線システム。
15. 前記構造体（１４４）は、任意の数の柔軟な接続器（１５８）によって互いに接続される複数のセグメント（１５６）を備える連接構造体であり、
    前記任意の数の柔軟な接続器（１５８）の中の柔軟な接続器の周りの、前記複数のセグメント（１５６）の中の別のセグメントに関する、前記複数のセグメント（１５６）の中の少なくとも１つのセグメントの移動は、前記検出システム（１１４）の前記形状（１３８）を変化させる、請求項１４に記載の後方錯乱Ｘ線システム。
16. 前記任意の数のセンサアレイ（１４２）の中のセンサアレイ（１４６）は、任意の数のセンサ（１４８）を備え、
    前記任意の数のセンサ（１４８）の中のセンサ（１５０）は：
    シンチレーター（１５２）；及び
    光検出器（１５４）を備える、請求項１４に記載の後方錯乱Ｘ線システム。
17. 前記光検出器（１５４）は、ミクロの電気機械システム技術に基づく構成を有する、請求項１６に記載の後方錯乱Ｘ線システム。
18. 物体（１０４）を検査するための方法であって、前記方法は：
    後方錯乱検査システム（１０２）の中の検出システム（１１４）に対して選ばれた形状（１４０）を識別するステップ；
    前記検出システム（１１４）の形状（１３８）を前記選ばれた形状（１４０）に変化させるステップ；
    前記物体（１０４）の表面（１２６）に向けてビーム（１３４）を放射するステップであって、前記ビーム（１３４）は、放射線源（１１８）から放射される放射線（１２２）の一部を使用して形成される、ステップ；及び
    前記選ばれた形状（１４０）を有する前記検出システム（１１４）を使用して、前記物体（１０４）と衝突する前記ビーム（１３４）に反応して形成される後方錯乱（１３６）を検出するステップを含む、方法。
19. 前記検出システム（１１４）の前記形状（１３８）を前記選ばれた形状（１４０）に変化させるステップは：
    前記検出システム（１１４）の中の構造体（１４４）を使用して、前記検出システム（１１４）の前記形状（１３８）を前記選ばれた形状（１４０）に変化させることを含み、
    前記後方錯乱（１３６）を検出するように構成される前記検出システム（１１４）の中の任意の数のセンサアレイ（１４２）は、前記構造体（１４４）と関連している、請求項１８に記載の方法。
20. 前記後方錯乱（１３６）を検出することに反応して画像データ（１０８）を生成するステップ；
    前記画像データ（１０８）を使用して、前記物体（１０４）の画像を形成するステップ；及び
    前記物体（１０４）の前記画像を使用して、前記物体（１０４）の中に不具合（１６６）が存在するか否かを判定するステップをさらに含む、請求項１８に記載の方法。
    

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