JP2019184579A - 航空機構造解析と健全性監視のための歪感受性表面 - Google Patents

Abstract

【課題】構造部品における歪みを評価する方法などを提供する。【解決手段】第１の溝幅を有する第１の組の溝を有する構造部品上の溝の幾何学的パターンと、第１の溝幅に対応する第１の波長で第１の光を投射して第１の光が溝の幾何学的パターンに当たったとき回折を生じさせる第１の照射源であって、溝の幾何学的パターンから反射される光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件に曝されたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅の変化を示す第１の照射源と、第１の照射源が溝の幾何学パターンを照射するときに、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出する検出器と、検出器からの光の検出波長を受け取り、溝の幾何学的パターンからの光の検出波長を歪みに相関させるために検出器に接続されたプロセッサと、を含むシステムを提供する。【選択図】図３

Description

本開示は、概して構造部品の非破壊検査（ＮＤＩ）に関し、より詳細には、例えば反射光における色変化の形で検出可能な光学的応答など、溝から反射される光の波長に検出可能な変動を生じさせ、構造部品の歪みを示す、不可視光を回折する構造部品上の溝の幾何学的パターンを利用して環境条件への曝露によって引き起こされる構造部品における歪みを検出するためのシステムおよび方法に関する。

商用ビークル、製造装置、およびその他の産業用システムなどの多くの機械システムは、振動、極端な温度、衝撃、および機械的応力など、特に活発な環境条件にさらされる可能性がある。例えば、地上であっても、航空機は、貨物の積み降ろしの間、および補助ビークルおよび地上支援機器から受ける衝撃の間にかなりの応力にさらされる可能性がある。飛行中に、離陸および着陸中に、移動中または不適切に固定された貨物から、飛行中の物体との衝突などから、応力および／または衝撃が生じる場合がある。さらに、ある構造部品は、高温にさらされるとき熱応力を受ける場合がある。例えば、ある複合材料は熱劣化の影響を受ける可能性があり、これによりとりわけ曲げ強度、衝撃後の圧縮、および層間せん断強度を含む複合材料の機械的特性が損なわれる可能性がある。

したがって、様々な産業用システムの選択された部品がその構成要素の稼働寿命の間に定期的に検査され評価されることは一般的である。１つまたは複数の構造部品の完全性は、部品に対する環境条件の影響についての付随する視覚的に検出可能な指示が存在しない場合に損なわれる場合がある。したがって、動作中に繰り返し荷重、衝撃、高温などの環境条件にさらされた後の構造部品への累積的な影響を示すことができる非破壊検査技術が必要とされている。そのような指示により、適切なときに構造部品のさらなる評価、保守および／または交換のスケジューリングが行われ得る。

本開示の一態様では、構造部品における歪みを評価する方法が開示されている。この方法は、それぞれが第１の溝幅を有する第１の組の溝を有する構造部品上の幾何学的溝パターンを形成するステップと、第１の溝幅に対応する第１の波長において第１の光で溝の幾何学パターンを照射するステップであって、第１の光が溝の幾何学的パターンに当たるとき回折を生じさせる、ステップとを含むことができ、溝の幾何学的パターンから反射される光の波長の対応する変化は、構造部品が環境条件にさらされるときに生じる歪みに起因する第１の溝幅における変化を示す。この方法は、第１の光が溝の幾何学的パターンを照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、溝の幾何学的パターンから反射された光の検出波長を構造部品における歪みと相関させるステップとをさらに含み得る。

本発明の別の態様では、構造部品における歪みを評価するための検査システムが開示される。検査システムは、それぞれが第１の溝幅を有する第１の組の溝を有する構造部品上の溝の幾何学的パターンと、第１の溝幅に対応する第１の波長で第１の光を投射して第１の光が溝の幾何学的パターンに当たったとき回折を生じさせる第１の照射源であって、溝の幾何学的パターンから反射される光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件に曝されたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅の変化を示す第１の照射源と、第１の照射源が溝の幾何学パターンを照射するときに、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出する検出器とを含み得る。検査システムは、検出器に動作可能に接続され、検出器からの光の検出波長を受け取り、溝の幾何学的パターンからの光の検出波長を構造部品における歪みに相関させるように構成されたプロセッサをさらに含み得る。

本開示のさらなる態様では、構造部品における歪みを評価するための方法が開示される。構造部品は、構造部品上に溝の幾何学的パターンを有し、溝の幾何学的パターンは、それぞれが第１の溝幅を有する第１の組の溝を有することができる。この方法は、第１の光が溝の幾何学的パターンに当たったときに回折を生じさせるように第１の溝幅に対応する第１の波長において第１の光で溝の幾何学的パターンを照射するステップであって、溝の幾何学的パターンから反射される光の波長における対応する変化が構造部品が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅の変化を示すステップと、第１の光が溝の幾何学的パターンを照射するとき溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、溝の幾何学的パターンから反射された光の検出波長を構造部品における歪みに相関させるステップとを含み得る。

追加の態様は、本願の請求項によって定義されている。

本開示による、溝の幾何学的パターンを有する機械システムの構造部品の等角図である。 図１の構造部品に関する本開示による溝の幾何学的パターンの実施形態の平面図である。 図１の構造部品に関する本開示による溝の幾何学的パターンの実施形態の平面図である。 図１の構造部品に関する本開示による溝の幾何学的パターンの実施形態の平面図である。 図１の構造部品に関する本開示による溝の幾何学的パターンの実施形態の平面図である。 図１の構造部品に関する本開示による溝の幾何学的パターンの実施形態の平面図である。 図１の構造部品に関する本開示による溝の幾何学的パターンの実施形態の平面図である。 図１の構造部品に関する本開示による溝の幾何学的パターンの実施形態の平面図である。 本開示による、溝の幾何学的パターンを有するパッチがその上に設置された機械システムの一部の等角図である。 図２の線３−３に沿って切り取った、機械システムの一部およびパッチの断面図である。 本開示による構造部品検査を実施することができる電気部品および制御部品のブロック図である。 図１の構造部品の本開示による検査システムおよび検査方法の例示的実施形態の概略図である。 図１の構造部品に対する検査システムおよび検査方法の代替的な例示的実施形態の概略図である。 本開示による検査ルーチンの一実施形態の流れ図である。

図１は、本明細書に例示および記載されたＮＤＩシステムおよび方法の適用のために構成されている機械的システムの構造部品１０の一部の図である。構造部品１０は、構造部品１０に応力や歪みを引き起こす可能性がある環境条件にさらされることになる機械システムの任意の部品とすることができる。本開示のＮＤＩシステムおよび方法で使用するために、構造部品１０は、後述するように、構造部品１０の表面１６上、または構造部品１０内部に形成された溝１４の幾何学的パターン１２を含む。

溝１４および幾何学的パターン１２は、可視スペクトル外の光によって照らされることに応答して、幾何学的パターン１２の溝１４から反射される光の波長における歪みに敏感で検出可能な変動を生じるように構成される。反射光の波長における検出可能な変動は、構造部品１０が環境条件にさらされ始める前の反射光の色からの色変化の形での検出可能な光学応答を含むことができる。可視スペクトルを回避することによって、歪みは構成に応じて赤外線または紫外線の下でのみ見えるようになり、普通の観察者は観察することができなくなる。図示の実施形態では、溝１４は、約４００ｎｍから７５０ｎｍの可視範囲外の対応する波長を有する光で照射されたときに回折を生じるように溝幅ＷＧ（図３）で配置されている。適用された光の回折は、構造部品１０における歪みに起因して溝幅ＷＧが変化するにつれて変化する色という形での検出可能な光応答などの反射光の波長の検出可能な変動を生じる。

溝幅ＷＧは、幾何学的パターン１２に適用することができる最適なスペクトル範囲を決定する。概して、幾何学的パターン１２は、溝幅ＷＧの２倍を超える波長を回折しない。本開示のシステムおよび方法において使用することができる波長および溝幅ＷＧの組み合わせの例は以下の通りである。

色変化が反射光の波長における歪みに敏感な検出可能な変動として使用される実施において、波長／溝幅ＷＧは、幾何学的パターン１２が照射されたときに青色を反射し、構造部品１０が、溝幅ＷＧを増大させる原因となる歪みを受けないように選択され得る。構造部品１０が歪みを引き起こす環境条件にさらされると、幾何学的パターン１２からの反射色は、ストリングが溝幅ＷＧを増加させるにつれてスペクトルを通って赤に向かって進む。構造部品１０、幾何学パターン１２、および構造部品１０がさらされる環境条件の構成に応じて、溝幅の変化、および対応する色の変化は、幾何学パターン１２全体にわたって均一であり得るか、またはある領域ではより大きくなり得、それらの領域におけるより大きな応力と歪み集中を示す。歪みの量ならびに対応する変化する溝幅ＷＧおよび色は、さらなる検査を必要とせずに許容可能であり得、一方、より大きな変化は、構造部品１０のさらなる検査、保守および／または交換の必要性を示し得る。構造部品１０がさらなる検査に値する歪みを受ける前に、溝幅ＷＧが波長の２倍を超えて増加しないように、初期溝幅ＷＧおよび波長が選択され得ることを当業者は理解するであろう。

構造部品１０のための適切な幾何学的パターン１２は、構造部品１０の特性、構造部品１０が遭遇すると予想される環境条件、開発試験結果、現場での構造部品１０が受けた履歴、および他の因子によって決定され得る。図１Ａ−図１Ｆは、必要に応じて構造部品１０の中または上に作成することができる幾何学的パターン１２Ａ−１２Ｆのいくつかの例を提供する。図１Ａは、一連の平行な線形溝１４Ａによって形成された例示的な一次元幾何学的パターン１２Ａを示す。線形幾何学的パターン１２Ａは、円周方向の応力またはフープ応力を受けることがあるが軸方向には最小限の応力を受け得る、パイプ（図示せず）などの円筒形構造部品に適している場合がある。幾何学的パターン１２Ａは、溝１４Ａを構造部品の長手方向軸と平行に合わせた状態で円筒形構造部品を囲むことができ、フープ応力に起因する歪みは、溝１４Ａ間の周方向溝幅ＷＧを増大させるようにする。

図１Ｂは、複数の正方形または長方形の溝１４Ｂによって形成された二次元幾何学的パターン１２Ｂの例を示す。正方形または長方形の溝１４Ｂは増加する面積を画定し、同心円状に配置されて幾何学的パターン１２Ｂを形成する。長方形の幾何学的パターン１２Ｂは、例えば、そこを貫通する長方形の開口部２０を有する構造部品１０に使用することができる。図１Ｃは、増大する領域を画定する複数の同心円状の溝１４Ｃによって形成された代替的な二次元幾何学的パターン１２Ｃを示す。円形の幾何学的パターン１２Ｃは、構造部品１０に対する応力が幾何学的パターン１２Ｃの中心の点から半径方向外側に向く場合がある構造部品１０に適用することができる。図１Ｄは、開口部または構造部品１０から延在する他の部品の形状に対応し得る、より複雑な幾何学形状を有する同心状の溝１４Ｄを有する幾何学的パターン１２Ｄのさらなる例を図示する。構造部品１０における特定の実施態様の必要性に基づいて、さらなる不規則な形状が考えられる。

図１Ｅは、中心点２２から半径方向外向きに延びる複数の溝１４Ｅを有するさらなる代替的な二次元幾何学的パターン１２Ｅを示す。幾何学的パターン１２Ｅは、円周方向応力が半径方向の応力よりも優勢である幾何学的パターン１２Ｃの代替物であり得る。図１Ｆは、複数の平行な曲線状の溝１４Ｆによって形成された幾何学的パターン１２Ｆを示す。曲線状の溝１４Ｆは、航空機の翼などの構造部品１０を貫通して延びる湾曲形状を有する部品の輪郭に沿うことができる。

ある実施態様では、構造部品１０は、歪みおよび溝幅ＷＧの変化に対してより高い感度を有することが望ましい場合がある関心領域を有してよい。そのような状況では、関心領域は、溝１４間の間隔、溝の幅ＷＧ、および構造部品１０にわたる波長を変えることによって区別され得る。図１Ｇは、図１Ｃの円形の幾何学的パターン１２Ｃの変形である幾何学的パターン１２Ｇを示し、幾何学的パターン１２Ｇでは、半径方向の応力を詳細に調べることがより重要となり得る中心から、外側に延びるにつれて、隣接する溝１４Ｇ間の溝間隔距離ＤＧ（図３）が増加する。より小さい溝間隔距離ＤＧおよび対応するより高い濃度の溝１４Ｇを有する領域は、歪みおよび溝幅ＷＧの変化に対してより敏感であり得、それは、より大きな溝間隔距離ＤＧおよび間隔を置いて配置された遠隔溝１４Ｇを有する領域におけるよりも、関心領域における投射光に対する反射光の波長においてより強い応答を生じる。

より高性能の歪みインジケータを提供することができる別の代替案として、幾何学的パターン１２は、構造部品１０に発生する異なるレベルまたは種類の歪みを独立して監視するために異なる溝幅ＷＧで互いに角度をなして敷設された複数の組の溝１４を有し得る。例えば、幾何学的パターン１２Ｃ、１２Ｅは、構造部品１０上の単一の幾何学的パターン１２に実装されてもよい。円形の幾何学的パターン１２Ｃは、赤外光に応答する範囲内の溝幅ＷＧで作製されてもよく、幾何学的パターン１２Ｅが、溝幅ＷＧが中紫外光に応答する範囲内にあるように幾何学的パターン１２Ｃの上に作製されてよい。検査中、半径方向の歪みは、構造部品１０を赤外光で照らすことによって調べることができ、周方向の歪みは、構造部品１０を中紫外光で照らすことによって調べることができる。特定の実施態様において必要に応じて追加の歪みパターンを検査するために、様々な溝幅ＷＧおよび対応する光波長を用いて、本明細書に図示および説明されるものなどの代替または追加の幾何学的パターン１２を構造部品１０上にさらに作成することができる。

図２は、構造部品が他の構造部品３２の損傷領域を覆って貼付されたパッチ３０である実施例を示す。パッチ３０は損傷領域を覆うように適切に形作られ、リベット、溶接、接着剤、ラミネーションまたは他の適切な取り付け手段を介して構造部品３２に固定される。パッチ３０は、例えば、図１Ｃの幾何学的パターン１２Ｃを含む。パッチ３０が取り付けられた後、本明細書に開示されているシステムおよび方法に従ってパッチ３０を検査することができる。パッチ３０内の歪みを検出することに加えて、検査は、構造部品３２へのパッチ３０の貼付の完全性の評価を提供することができる。パッチ３０が適切に貼付されて構造部品３２に取り付けられると、構成要素３２中の応力はパッチ３０に伝達され、対応する歪みが検査中に現れる。パッチ３０が適切に貼付されず、剥離などの条件が存在する場合、応力は伝達されず、パッチ３０の検査によりパッチ３０において予想より少ない歪みが示されるだろう。そのような結果は、損傷領域上のパッチ３０のさらなる調査および再貼付を促す可能性がある。

図３は、パッチ３０が適用された構造部品３２およびパッチ３０の外面に形成された幾何学的パターン１２Ｃの断面図を示す。溝１４Ｃは、検査中に使用される光の波長に基づいて決定された溝幅ＷＧおよび検査光に対する所望の応答強度を達成するように決定された、溝１４Ｃの中心間の溝間隔距離ＤＧを有してよい。溝１４Ｃも構造部品３２中に形成することができる。用途によっては、機械システムが幾何学的パターン１２Ｃを露出させることが望ましくない場合がある。示されるように、パッチ３０の外面は、溝１４Ｃを充填することができる樹脂のコーティングなどの材料の層３４によって覆われてよい。幾何学的パターン１２Ｃを照らす紫外光または赤外光が透過するであろう材料層３４に適切な材料を選択することができる。そのような材料は投射された光に対して見えないようになるので、幾何学的パターン１２Ｃの光学的応答は材料層３４を通して検出可能である。

本明細書に図示および説明された幾何学的パターン１２は、構造部品１０中の歪みを評価するために検査システム５０に組み込むことができる。図４は、本開示に従って検査システム５０に組み込むことができる電気部品および制御部品の例示的配置を示す。制御装置５２は、制御装置５２に格納されたソフトウェアを使用して監視制御装置から受信した情報を処理し、検査システム５０の装置に命令および制御信号を出力することができる。制御装置５２は特定のプログラムを実行するためのプロセッサ５４を含んでよく、該プログラムは検査システム５０と関連する様々な機能を制御および監視する。プロセッサ５４は、プログラムを記憶するための読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）５８と、ＲＯＭ５８に記憶されているプログラムを実行する際に使用する作業用メモリ領域として機能するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６０とを有することができるメモリ５６に動作可能に接続することができる。プロセッサ５４が示されているが、マイクロコントローラ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）チップ、または任意の他の集積回路装置などの他の電子部品を使用することも可能であり、考えられる。

本明細書で提供される説明は、検査システム５０の機能性に関するものであるが、制御装置５２は他のシステムの動作の他の態様を制御するように構成されてよい。さらに、制御装置５２は、検査システム５０および他のシステムの機能を分散させることができる複数の制御および処理装置をまとめて指すことがある。例えば、検査システム５０の機能の一部は、検査システム５０の通信モジュール６６によって制御装置５２に動作可能に接続されている制御装置６４を有するリモートコンピューティング装置６２で実行することができる。リモートコンピューティング装置６２は、検査システム５０を利用して機械システムの検査を実行する企業にとっては集中的な場所に配置することができる。制御装置５２、６４は、検査システム５０の動作を制御するために必要に応じて情報を交換するように動作可能に接続されてよい。本明細書に記載の制御装置５２、６４の処理の統合および分配における他の変形は、本開示によれば検査システム５０での使用として考えられる。

検査システム５０は、溝１４の溝幅ＷＧおよび幾何学的パターン１２に対応する所定の波長で光を投射することができる１つまたは複数の照射源６８、７０をさらに含むことができる。照射源６８、７０は、照射源６８、７０による光の投射を生じるプロセッサ５４からの照射制御信号を受け取ることができる。ある実施形態では、各照射源６８、７０は、１つの波長で光を投射することが可能であり得る。代替の実施形態では、照射源６８、７０の各々または単一の照射源は、異なる波長の光を投射することが可能であり得る。照射源６８、７０はプロセッサ５４に動作可能に接続されるように図示および説明されているが、当業者であれば、照射源６８、７０は、検査を実施する人員による操作の手動制御のためのオン／オフスイッチ、波長選択入力などの関連する入力装置を有する独立型装置であり得ることを理解するであろう。

検査システム５０はまた、プロセッサ５４に動作可能に接続された検出器７２を含むことができる。検出器７２は、照射源６８、７０によって照射されたときに幾何学的パターン１２から反射される光の波長を検出することができる任意の装置であってよい。本明細書に示される実施形態では、検出器７２は、幾何学的パターン１２によって反射される色などの光学応答として反射光の波長を検出することができる光検出器であり得る。例えば、検出器７２は電荷結合素子（ＣＣＤ）カメラ、ビデオカメラ、写真フィルムまたは他の光感知装置であってよい。プロセッサ５４によって起動されたとき、または適切な入力装置によって手動で作動されたとき、検出器７２は反射光を捕捉し、反射光の検出波長の表現をプロセッサ５４に送信することができる。一旦受信されると、プロセッサ５４は検出された波長をメモリ５６に記憶することができる。以下に図示され説明される実施形態は、本開示のシステムおよび方法において歪み検出に使用される反射光の波長の検出可能な変動として色の変化を利用するが、色の使用は単なる例示である。当業者であれば、反射光の波長または周波数の検出および波長または周波数の変動の決定は、本明細書に記載のシステムおよび方法の特定の実施態様によって望まれるまたは必要とされる代替の機構を使用して実現できることおよびそのような代替の機構の使用は、本発明者らによって企図されていることを理解するだろう。色および色の変化は、簡潔さおよび明瞭さのために以下の議論において使用され、そして反射光の波長の検出および分析のための任意の他の機構の使用は、本開示のシステムおよび方法において等しく適用されることが理解される。

検査システム５０は、検査プロセスを制御するためにオペレータによって調整可能な１つまたは複数の入力装置７４を有することができる。入力装置７４は、オペレータから入力コマンドを受け取ることができる、スイッチ、ボタン、キーボード、マウス、タッチスクリーンなどを含むことができる。モニター、スクリーン、タッチスクリーン、スピーカー、プリンターなどの出力装置７６は、検査システム５０からオペレータに情報を伝達することができる。

検査システム５０の例示的な実施態様が図５に示されている。プロセッサ５４、照射源６８、および検出器７２は、検査ワークステーション１００内に統合されている。検査ワークステーション１００は、例えば、構造部品１０がその一部である機械システムのための保守施設のワークステーションとすることができる。構造部品１０を検査ワークステーション１００に配置した状態で、照射源６８を作動させて適切な波長で光１０２を幾何学的パターン１２上に投射することができる。投射光１０２は幾何学的パターン１２によって回折反射され、反射光１０４を生じる。検出器７２は反射光１０４を受け取り検出し、反射光１０４の検出された波長または周波数を対応する歪み値に分析および相関させるために検出された反射光１０４をプロセッサ５４に送信する。プロセッサ５４は、検出された波長または周波数の歪み値への変換を実行するための当技術分野で知られているアルゴリズムでプログラムすることができる。

図６は、照射源６８および検出器７２が携帯型検査装置１１０の構成要素であり、プロセッサ５４およびメモリ５６が中央検査ワークステーション１１２に配置されている検査システム５０の代替実施態様を示している。携帯型検査装置１１０は、ラップトップコンピュータ、タブレット、スマートフォン、携帯情報端末、または他の携帯型処理装置であってよい。携帯型検査装置１１０は、中央検査ワークステーションにおける通信モジュール６６と無線通信して検出器７２から検出された色を送信することができる通信モジュール１１４をさらに含むことができる。

図７は、検査システム５０によって構造部品１０に対して実行することができる例示的な検査ルーチン１２０を示している。ルーチン１２０はブロック１２２で開始することができ、ここで溝１４、１４Ａ−１４Ｇの幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇのうちの１つまたは複数は、構造部品１０上に作られる。溝１４、１４Ａ−１４Ｇは、任意の適切な製造技術を使用してこれらの構造部品１０に形成することができる。例えば、溝１４、１４Ａ−１４Ｇを構造部品１０の表面にエッチングすることができる。複合部品では、溝１４、１４Ａ−１４Ｇを外層に形成した後、幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇに投射された波長の光に対して透明である樹脂により覆いかつ充填することができる。さらなる代替形態では、溝１４、１４Ａ−１４Ｇは、構造部品１０の表面に置かれ、接着される貼付物上に形成されてもよい。

幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇが構造部品１０上に形成された後、制御はブロック１２４に移ってよく、そこで照射源６８が対応する波長を有する光１０２を構造部品１０上に投射して幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇを照射する。投射光１０２は溝１４、１４Ａ−１４Ｇによって回折され、対応する色は幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇから反射される。反射光１０４は、構造部品１０への歪みによって引き起こされる溝幅ＷＧの変化に起因して、幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇ上の異なる位置で異なる波長を有することがある。

照射された幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇが、光１０２を回折および反射すると、制御はブロック１２６に移ってよく、そこで反射色を検出するため反射光１０４が検出器７２によって検出される。検出された光１０４の波長は、一時的に記憶されてもよいし、またはメモリ５６に恒久的に記憶されてもよい。

反射光１０４が検出された後、制御はブロック１２８に移ってよく、そこで検査システム５０は最後の光１０２が幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇ上に投射されたかどうかを判定することができる。上述のように、いくつかの実施態様は、第１の波長を有する第１の光１０２によって照射される第１の溝幅ＷＧを有する第１の組の溝１４、１４Ａ−１４Ｇ、および第２の波長を有する第２の光１０２によって照射される第２の溝幅ＷＧを有する第２の組の溝１４、１４Ａ−１４Ｇを有することができる。これらの実施態様では、幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇを一度に１つの光１０２だけで照射することが必要である場合がある。その結果、ブロック１２８において、すべての光１０２が幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇに投射されていないと判定された場合、制御はブロック１２４、１２６に戻って、照射源６８または７０を用いて幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇを照射することができ、上述のように、次の光１０２の対応する反射光１０４を検出することができる。

全ての光１０２が投射され、反射光１０４がブロック１２８で検出された場合、制御はブロック１３０に移ってよく、そこで反射光１０４の波長は構造部品１０における歪みに相関される。上述のように、プロセッサ５４は、反射光１０４の波長を歪み値に相関させるための当技術分野で知られているアルゴリズムでプログラムすることができる。色が波長の検出可能な変動である場合、プロセッサ５４は反射色を歪み値と相関させることができる。

ブロック１３０で反射光１０４の歪み値が決定された後、制御はブロック１３２に移ってよく、反射光の波長から計算された歪み値のいずれかが、それより高い値ではさらなる検査またはメンテナンスを実行する必要がある、所定の最小歪み値を超えるか否かを決定する。上述したように、特定のレベルの歪みは構造部品１０において許容可能である。代替として、現在の歪み値は、機械システムが使用され環境条件にさらされる前に、構造部品１０について得られたベースライン歪み値と比較されてよい。現在の歪み値とベースラインまたは他の以前に決定された歪み値との間で比較を行って、現在の歪み値が前の歪み値と最小量または最小パーセンテージを超えて異なるかどうかを判断することができる。歪み値が最小歪み値を超えず、かつそれ以上の検査が他に必要とされない場合、制御はブロック１３４に移ってよく、そこで構造部品１０は環境条件にさらされる。曝露は、機械システムの通常の環境での通常の使用から発生する場合がある。機械システムが開発段階にある場合、環境条件は試験環境に適用され得る。ブロック１３４での曝露後、制御はブロック１２４に戻って構造部品１０を検査する別の事例を開始することができる。ブロック１３２における最小歪み値よりも大きい歪み値により、構造部品１０のさらなる検査、保守、または交換が必要である可能性があることを示すことができる。ブロック１３２において歪み値が最小歪み値よりも大きい場合、制御はブロック１３６に移り、そこで構造部品１０のさらなる検査を行う。

産業上利用性
検査システム５０およびルーチン１２０は、機械システム内の構造部品１０の構造的完全性を評価する際に広い用途を有する可能性がある。例えば、検査システム５０およびルーチン１２０は、構造部品３２に対する図２のパッチ３０などの修理における結合の完全性または強度、ならびに構造部品３２が交換される前の経時的なパッチ３０の応力および歪みに対する応答を保証するために、修理監視用途において使用されてよい。上述のように、溝１４Ｃの幾何学的パターン１２Ｃは、表面に溝１４Ｃをエッチングするかまたは他の方法で画定することによって、あるいはパッチ３０を覆い構造部品３２の表面を囲む、溝１４Ｃを有する塗装または貼付によって、パッチ３０の外面に形成される。パッチが構造部品３２に貼り付けられる前に幾何学的パターン１２Ｃがパッチ３０上に形成される場合、結合に起因する歪みを画像化し、ルーチン１２０に従って分析して、パッチ３０内の残留応力および構造部品３２へのパッチ３０の結合の完全性を検出することができる。パッチ３０を有する構造部品３２が環境条件にさらされる前のパッチ３０のベースライン画像は、パッチ３０および構造部品３２における任意の初期歪みを示すことができ、構造部品３２が環境条件にさらされた後の定期的な画像化は、結合およびパッチ３０の完全性を監視し、修理の経年劣化を示す。検査システム５０およびルーチン１２０を介して導出された歪み値は、構造部品３２上のパッチ３０の有限要素解析（ＦＥＡ）モデルに入力され、パッチ３０の性能評価、見込み検査スケジュール、およびＮＤＩへのアプローチ、予知保全、修理計画を提供するために、分析され得る。

検査システム５０およびルーチン１２０は、構造試験環境において用途を有することができる。製造業者は典型的には、現場での適切な性能を確保するために、構造部品のサブスケール、ミッドスケールおよびフルスケールの構造試験および修理を行う。そのような試験は静的および動的荷重条件を含み得る。この種の構造試験では現在いくつかの技術が使用されている。例えば、歪みゲージは、試験中の応力や歪みを監視するためのポイントセンサーとして構造部品に適用されるが、構造部品の損傷が発生し伝播する場所の検出におけるそれらの有効性は、歪みゲージが構造部品上のどこに配置されるかによって異なる。デジタル画像相関（ＤＩＣ）は、構造試験中にストリームマッピングを提供するために使用され得るが、そのプロセスは高価な場合があり、操作における専門知識を必要とし、表面上にスペックルパターンをスプレーすることを必要とする。結果的に、ＤＩＣは構造テストで賢明に使用されるかもしれない。検査システム５０およびルーチン１２０は、現在使用されている試験技術の代替または補足として使用することができ、試験荷重条件を通してリアルタイムの歪みパターンを監視および測定するために使用することができる。検出された歪みパターンを使用して、解析モデルを相互に関連付けたり、試験対象の構造部品の初期破損位置を示したり、指示したりすることができる。修理監視アプリケーションと同様に、ＦＥＡツールに歪み情報を直接入力すると、リアルタイムまたは負荷レベルの損傷成長情報を得ることができる。損傷開始および成長の情報は、構造部品の構造モデルを改善し、構造設計を修正するために使用することができる。

検査システム５０およびルーチン１２０は、機械システム、特に航空宇宙システムでより一般的になりつつある複合部品の製造工程を改善するために使用することができる。製造開発ならびに定期的な工程監視および複合部品の製造の間に、部品の製造によって生じる複合部品内の内部歪みを決定し追跡することは有益であり得る。内部歪みは、幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇで構成されている複合部品内の歪みインジケータプライを使用することによって追跡することができる。歪みインジケータプライを作成するために、幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇが、幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇが設けられるプライ上に噴霧される追加の樹脂層として、または複合部品が硬化した後に除去することができる剥離可能なプライを形成する貼付物として、製造中に、選択されたプライ内の樹脂に適用される。歪みインジケータプライは、硬化プロセスに起因して複合部品中に存在する残留応力および歪みを示す。歪みインジケータプライからの情報は、反りを低減し、性能を予測し、製造プロセスが依然として仕様の範囲内であることを検証するために、複合部品の製造プロセスを修正するために使用することができる。

検査システム５０およびルーチン１２０はまた、それらの機械システムのアクセスが限られた領域に配置された構造部品の構造健全性を監視するという用途を有することができる。航空機および他の機械システム上のアクセスが限られた構造は、構造的完全性にとって重要であり得、高い負荷を受ける場合がある。そのようなアクセスが限られた構造の構造健全性試験は、費用のかかる分解および再組み立て工程を必要とする場合がある。アクセスが限られた構造用に作られた溝１４、１４Ａ−１４Ｇの幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇの形態の歪み目視面は、製造中に、または以前の損傷が構造体をより厳密に監視すべきであることを示した後に、取り付けることができる。光学またはビデオボアスコープまたは小型カメラおよび拡張機構は、検査システム５０内の照射源６８および検出器７２として機能することができ、アクセスが限られた構造上の幾何学的パターン１２、１２Ａ−１２Ｇを画像化し、画像データの分析を可能にするために使用でき、例えば、修理が必要になるまで、部品の劣化を検出し、ゆっくりとした損傷の増加を監視する。アクセスが許される場合、歪み画像は、赤外線サーモグラフィ、優れたカメライメージングまたはテラヘルツイメージングなどの他のＮＤＩ方法と組み合わせることができ、アクセスが限られた構造部品の改善された評価および配置を提供する。検査システム５０およびルーチン１２０のこのおよび前述の用途は例示的なものであり、さらなる用途が発明者らによって企図されている。

さらに、本開示は、以下の条項による実施例を含む。

項１．
構造部品中の歪みを評価する方法であって、
それぞれが第１の溝幅を有する第１の組の溝を有する構造部品上に溝の幾何学的パターンを形成するステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンに当たったときに回折を生じさせるように第１の溝幅に対応する第１の波長において第１の光で溝の幾何学的パターンを照射するステップであって、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅の変化を示す、ステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
溝の幾何学的パターンから反射された光の検出波長を構造部品の歪みと相関させるステップと、を含む方法。

項２．
溝の幾何学的パターンが、第１の方向に離間した第１の組の溝と、第１の方向と平行ではない第２の方向に離間した第２の組の溝とを有する二次元パターンを含む、項１に記載の方法。

項３．
溝の幾何学的パターンの溝が、同じ幾何学的形状を有し、増加する領域を画定し、溝が同心円状に配置されて溝の幾何学的パターンを形成する、項１に記載の方法。

項４．
溝の幾何学的パターンが、それぞれが第２の溝幅を有する第２の組の溝を有し、
前記方法が、
第２の光が溝の幾何学的パターンに当たったときに回折を生じさせるように第２の溝幅に対応する第２の波長において第２の光で溝の幾何学的パターンを照射するステップであって、溝の幾何学的パターンから反射される光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第２の溝幅の変化を示す、ステップと、
第２の光が溝の幾何学的パターンを照射するときに、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
溝の幾何学的パターンから反射された光の検出波長を構造部品の歪みと相関させるステップとを含む、項１に記載の方法。

項５．
第１の光の第１の波長が、可視光の範囲外である、項１に記載の方法。

項６．
光の検出波長を相関させるステップが、光の検出波長を構造部品の対応する位置における歪み値に変換するステップを含む、項１に記載の方法。

項７．
構造部品が環境条件にさらされる前に、溝の幾何学的パターンを最初に照射するステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを最初に照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
構造部品が環境条件にさらされた後に、溝の幾何学的パターンを２回目に照射するステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを２回目に照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを２回目に照射するときに検出される光の波長と、第１の光が溝の幾何学的パターンを最初に照射するときに検出される光の波長とを比較するステップであって、構造部品の対応する位置で歪みの変化を決定する、ステップと、を含む項１に記載の方法。

項８．
構造部品中の歪みを評価するための検査システムであって、
それぞれが第１の溝幅を有する第１の組の溝を有する構造部品上の溝の幾何学的パターン、
第１の光が溝の幾何学的パターンに当たったときに回折を生じさせるように第１の溝幅に対応する第１の波長において第１の光を投射する第１の照射源であって、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅の変化を示す、第１の照射源と、
第１の照射源が溝の幾何学的パターンを照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出する検出器と、
検出器に動作可能に接続され、検出器から光の検出波長を受け取り、溝の幾何学的パターンからの光の検出波長を構造部品中の歪みに相関させるように構成されるプロセッサと、を含む検査システム。

項９．
溝の幾何学的パターンが、第１の方向に離隔した第１の組の溝と、第１の方向と平行ではない第２の方向に離隔した第２の組の溝とを有する二次元パターンを含む、項８に記載の検査システム。

項１０．
溝の幾何学的パターンの溝が、同じ幾何学的形状を有し、増大する領域を画定し、溝が同心円状に配置されて溝の幾何学的パターンを形成する、項８に記載の検査システム。

項１１．
溝の幾何学的パターンが、それぞれが第２の溝幅を有する第２の組の溝を有し、
検査システムが、
第２の光が溝の幾何学的パターンに当たったときに回折を生じさせるように第２の溝幅に対応する第２の波長において第２の光を投射する第２の照射源であって、溝の幾何学的パターンから反射される光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第２の溝幅の変化を示す、第２の照射源を含み、
検出器が、第１の照射源が溝の幾何学的パターンを照射するときに、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出する、項８に記載の検査システム。

項１２．
第１の光の第１の波長が、可視光の範囲外である、項８に記載の検査システム。

項１３．
溝の幾何学的パターンを覆う材料層を含み、材料層中の材料は、第１の波長を有する第１の光によって照射されたときに透明である、項８に記載の検査システム。

項１４．
第１の照射源および検出器を含み、無線通信を介して光の検出波長をプロセッサに送信する携帯型検査装置を備える、項８に記載の検査システム。

項１５．
構造部品上の溝の幾何学的パターンを有する構造部品中の歪みを評価する方法であって、
溝の幾何学的パターンが、それぞれが第１の溝幅を有する溝の第１の組を有し、
前記方法が、
第１の光が溝の幾何学的パターンに当たったときに回折を生じさせるように第１の溝幅に対応する第１の波長において第１の光で溝の幾何学的パターンを照射するステップであって、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅の変化を示す、ステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
溝の幾何学的パターンから反射された光の検出波長を構造部品の歪みと相関させるステップと、を含む方法。

項１６．
溝の幾何学的パターンが、それぞれが第２の溝幅を有する第２の組の溝を有し、
前記方法が、
第２の光が溝の幾何学的パターンに当たったときに回折を生じさせるように第２の溝幅に対応する第２の波長において第２の光で溝の幾何学的パターンを照射するステップであって、溝の幾何学的パターンから反射される光の波長の対応する変化が、構造部品が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第２の溝幅の変化を示す、ステップと、
第２の光が溝の幾何学的パターンを照射するときに、溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
溝の幾何学的パターンから反射された光の検出波長を構造部品の歪みと相関させるステップとを含む、項１５に記載の方法。

項１７．
第１の光の第１の波長が、可視光の範囲外である、項１５に記載の方法。

項１８．
光の検出波長を相関させるステップが、光の検出波長を構造部品の対応する位置における歪み値に変換するステップを含む、項１５に記載の方法。

項１９．
構造部品が環境条件にさらされる前に、溝の幾何学的パターンを最初に照射するステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを最初に照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
構造部品が環境条件にさらされた後に、溝の幾何学的パターンを２回目に照射するステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを２回目に照射するときに溝の幾何学的パターンから反射された光の波長を検出するステップと、
第１の光が溝の幾何学的パターンを２回目に照射するときに検出される光の波長と、第１の光が溝の幾何学的パターンを最初に照射するときに検出される光の波長とを比較するステップであって、構造部品の対応する位置で歪みの変化を決定する、ステップと、を含む項１５に記載の方法。

項２０．
携帯式検査装置で照射するステップと検出するステップとを実施するステップと、
光の検出波長を遠隔装置に送信するステップと、
遠隔装置で相関するステップを実施するステップと、を含む項１５に記載の方法。

前述の文章は多数の異なる実施形態の詳細な説明を記載しているが、保護の法的範囲は本願の最後に記載されている特許請求の範囲の言葉によって定義されることを理解されたい。すべての可能な実施形態を説明することは不可能ではないにしても非実用的であるので、詳細な説明は例示的なものとしてのみ解釈されるべきであり、すべての可能な実施形態を説明するものではない。現在の技術またはこの特許の出願日以降に開発された技術のいずれかを使用して、多数の代替の実施形態を実施することができ、それらも依然として保護の範囲を規定する特許請求の範囲内に入る。

また、本明細書において用語が明確に定義されていない限り、その用語の意味をその明白な意味または通常の意味を超えて明示的または含意的に限定する意図はなく、そのような用語は（特許請求の範囲の文言以外の）本願のいずれかのセクションで行われた任意の記述に基づく範囲内で限定的に解釈されるべきではないことを理解されたい。本願の最後にある特許請求の範囲に記載されたいずれかの用語が単一の意味と一致する方法で本明細書において言及される限りにおいて、それは読者を混乱させないように明確化のためにのみなされ、そのような請求項の用語が、含意または他の意味で、その単一の意味に限定されることは意図されない。

１０ 構造部品
１２、１２Ａ−１２Ｇ 幾何学的パターン
１４、１４Ａ−１４Ｇ 溝
１６ 表面
２２ 中心点
３０ パッチ
３２ 構造部品
３４ 材料層
５０ 検査システム
５２ 制御装置
５４ プロセッサ
５６ メモリ
５８ ＲＯＭ
６０ ＲＡＭ
６２ リモートコンピューティング装置
６４ 制御装置
６６ 通信モジュール
６８、７０ 照射源
７２ 検出器
７４ 入力装置
１００ 検査ワークステーション
１０２ 投射光
１０４ 反射光
１１０ 携帯型検査装置
１１２ 中央検査ワークステーション
１１４ 通信モジュール

Claims (14)

1. 構造部品（１０、３０、３２）中の歪みを評価する方法であって、
   それぞれが第１の溝幅（ＷＧ）を有する第１の組の溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）を有する構造部品（１０、３０、３２）上に溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を形成するステップと、
   第１の光（１０２）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）に当たったときに回折を生じさせるように第１の溝幅（ＷＧ）に対応する第１の波長において第１の光（１０２）で溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を照射するステップであって、溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）から反射された光（１０４）の波長の対応する変化が、構造部品（１０、３０、３２）が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅（ＷＧ）の変化を示す、ステップと、
   第１の光（１０２）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を照射するときに溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）から反射された光（１０４）の波長を検出するステップと、
   溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）から反射された光（１０４）の検出波長を構造部品（１０、３０、３２）の歪みと相関させるステップと、を含む方法。
2. 溝（１４、１４Ｂ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２、１２Ｂ、１２Ｅ）が、第１の方向に離間した第１の組の溝と、第１の方向と平行ではない第２の方向に離間した第２の組の溝とを有する二次元パターンを含む、請求項１に記載の方法。
3. 溝（１４Ｂ−１４Ｄ、１４Ｇ）の幾何学的パターン（１２Ｂ−１２Ｄ、１２Ｇ）の溝（１４Ｂ−１４Ｄ、１４Ｇ）が、同じ幾何学的形状を有し、増加する領域を画定し、溝（１４Ｂ−１４Ｄ、１４Ｇ）が同心円状に配置されて溝（１４Ｂ−１４Ｄ、１４Ｇ）の幾何学的パターン（１２Ｂ−１２Ｄ、１２Ｇ）を形成する、請求項１に記載の方法。
4. 溝（１４Ｃ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２Ｃ、１２Ｅ）が、それぞれが第２の溝幅を有する第２の組の溝（１４Ｃ）を有し、
   前記方法が、
   第２の光（１０２）が溝（１４Ｃ）の幾何学的パターン（１２Ｃ）に当たったときに回折を生じさせるように第２の溝幅に対応する第２の波長において第２の光（１０２）で溝（１４Ｃ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２Ｃ、１２Ｅ）を照射するステップであって、溝（１４Ｃ）の幾何学的パターン（１２Ｃ）から反射される光（１０４）の波長の対応する変化が、構造部品（１０、３０、３２）が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第２の溝幅の変化を示す、ステップと、
   第２の光（１０２）が溝（１４Ｃ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２Ｃ、１２Ｅ）を照射するときに、溝（１４Ｃ）の幾何学的パターン（１２Ｃ）から反射された光（１０４）の波長を検出するステップと、
   溝（１４Ｃ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２Ｃ、１２Ｅ）から反射された光（１０４）の検出波長を構造部品（１０、３０、３２）の歪みと相関させるステップとを含む、請求項１に記載の方法。
5. 第１の光（１０２）の第１の波長が、可視光の範囲外である、請求項１に記載の方法。
6. 光（１０４）の検出波長を相関させるステップが、光（１０４）の検出波長を構造部品（１０、３０、３２）の対応する位置における歪み値に変換するステップを含む、請求項１に記載の方法。
7. 構造部品（１０、３０、３２）が環境条件にさらされる前に、溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を最初に照射するステップと、
   第１の光（１０２）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を最初に照射するときに溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）から反射された光（１０４）の波長を検出するステップと、
   構造部品（１０、３０、３２）が環境条件にさらされた後に、溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を２回目に照射するステップと、
   第１の光（１０２）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を２回目に照射するときに溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）から反射された光（１０４）の波長を検出するステップと、
   第１の光（１０２）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を２回目に照射するときに検出される光（１０４）の波長と、第１の光（１０２）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を最初に照射するときに検出される光（１０４）の波長とを比較するステップであって、構造部品（１０、３０、３２）の対応する位置で歪みの変化を決定する、ステップと、を含む請求項１に記載の方法。
8. 構造部品（１０、３０、３２）中の歪みを評価するための検査システム（５０）であって、
   それぞれが第１の溝幅（ＷＧ）を有する第１の組の溝を有する構造部品（１０、３０、３２）上の溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）、
   第１の光（１０２）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）に当たったときに回折を生じさせるように第１の溝幅（ＷＧ）に対応する第１の波長において第１の光（１０２）を投射する第１の照射源（６８）であって、溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）から反射された光（１０４）の波長の対応する変化が、構造部品（１０、３０、３２）が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第１の溝幅（ＷＧ）の変化を示す、第１の照射源（６８）と、
   第１の照射源（６８）が溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を照射するときに溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）から反射された光（１０４）の波長を検出する検出器（７２）と、
   検出器（７２）に動作可能に接続され、検出器（７２）から光（１０４）の検出波長を受け取り、溝（１４、１４Ａ−１４Ｆ）の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）からの光（１０４）の検出波長を構造部品（１０、３０、３２）中の歪みに相関させるように構成されるプロセッサ（５４）と、を含む検査システム（５０）。
9. 溝（１４、１４Ｂ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２、１２Ｂ、１２Ｅ）が、第１の方向に離隔した第１の組の溝と、第１の方向と平行ではない第２の方向に離隔した第２の組の溝とを有する二次元パターンを含む、請求項８に記載の検査システム（５０）。
10. 溝（１４Ｂ−１４Ｄ、１４Ｇ）の幾何学的パターン（１２Ｂ−１２Ｄ、１２Ｇ）の溝が、同じ幾何学的形状を有し、増大する領域を画定し、溝（１４Ｂ−１４Ｄ、１４Ｇ）が同心円状に配置されて溝（１４Ｂ−１４Ｄ、１４Ｇ）の幾何学的パターン（１２Ｂ−１２Ｄ、１２Ｇ）を形成する、請求項８に記載の検査システム（５０）。
11. 溝（１４Ｃ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２Ｃ、１２Ｅ）が、それぞれが第２の溝幅（ＷＧ）を有する第２の組の溝（１４Ｃ）を有し、
    検査システム（５０）が、
    第２の光（１０２）が溝（１４Ｃ）の幾何学的パターン（１２Ｃ）に当たったときに回折を生じさせるように第２の溝幅（ＷＧ）に対応する第２の波長において第２の光（１０２）を投射する第２の照射源（７２）であって、溝（１４Ｃ）の幾何学的パターン（１２Ｃ）から反射される光（１０４）の波長の対応する変化が、構造部品（１０、３０、３２）が環境条件にさらされたときに生じる歪みに起因する第２の溝幅（ＷＧ）の変化を示す、第２の照射源（７２）を含み、
    検出器（７２）が、第１の照射源（６８）が溝（１４Ｃ、１４Ｅ）の幾何学的パターン（１２Ｃ、１２Ｅ）を照射するときに、溝（１４Ｃ）の幾何学的パターン（１２Ｃ）から反射された光（１０４）の波長を検出する、請求項８に記載の検査システム（５０）。
12. 第１の光（１０２）の第１の波長が、可視光の範囲外である、請求項８に記載の検査システム（５０）。
13. 溝の幾何学的パターン（１２、１２Ａ−１２Ｆ）を覆う材料（３４）の層を含み、材料（３４）の層中の材料（３４）は、第１の波長を有する第１の光（１０２）によって照射されたときに透明である、請求項８に記載の検査システム（５０）。
14. 第１の照射源（６８）および検出器（７２）を含み、無線通信を介して光（１０４）の検出波長をプロセッサ（５４）に送信する携帯型検査装置（１１０）を備える、請求項８に記載の検査システム（５０）。

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