TW201723461A - 用於非破壞性檢測的編碼之光纖形狀感測技術 - Google Patents

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Abstract

一種用以實施非破壞性檢測(NDE)檢驗並集成檢驗資料與編碼資訊的系統及方法可包括：NDE探針，組態成實施物體之非破壞性檢測；裝附至該NDE探針之形狀感測光纖纜線，該光纖纜線組態成接收光之頻率並反射該接收光；光纖纜線形狀感測偵測器，組態成產生該頻率之光、根據來自該形狀感測光纖纜線之該反射光以測量該形狀感測光纖纜線之形狀、及根據該光纖纜線之該測得形狀以判定該NDE探針之位置資訊和定向資訊；以及處理器，組態成編碼該檢測資料，該編碼包括將該位置資訊和該定向資訊與該檢測資料相關聯。

Description

用於非破壞性檢測的編碼之光纖形狀感測技術
本發明係有關一種系統，用以實施非破壞性檢測(NDE)檢驗及/或集成檢驗資料與編碼資訊。
非破壞性檢測(NDE)為一種分析技術的群組，用以檢驗或者檢查材料、物質、組件、及/或系統之一或更多性質而不造成對於該被評估、檢驗、及/或檢測之材料、物質、組件、及/或系統的損害。術語非破壞性測試(NDT)、非破壞性檢驗(NDI)、及非破壞性評估(NDEv)亦常用於描述NDE。因為NDE不會永久改變被檢測的物件，所以NDE可為一種用於產品評估、故障檢修、及/或研究之有用的技術。
常見的NDE方法包括聲頻發射測試(AE)、電磁測試(ET)、雷射測試方法(LM)、洩漏測試(LT)、磁通量洩漏(MFL)、液體穿透測試(PT)、磁粒子測試(MT)、中子放射線測試(NR)、放射線測試(RT)、熱/紅外線測試(IR)、超音波測試(UT)、 振動分析(VA)、視覺測試(VT)、遠端視覺檢驗(RVI)、渦流測試(ECT)、及/或低同調干涉術(LCI)。NDE常用於核子工程、鑑識工程、機械工程、電機工程、土木工程、系統工程、航空工程、航海工程、太空工程、醫藥、獸醫醫藥、科學研究，等等。
用於工業裝置之材料、組件、及/或系統，諸如核能發電廠(NPP)，通常需經歷NDE或其他類似的檢驗。NDE通常係藉由將NDE探針放在待檢測物體上來履行。探針接著傳輸電流、感應磁場、或傳輸超音波(等等)進入檢測物體。偵測系統被接著用以分析電磁輻射、聲波、或感應磁場，有鑑於受測物體之材料及幾何的固有性質。根據該分析，產生檢測資料。檢測資料可被分析及/或處理以判定受測物體之一或更多特性。該些特性可指示熔接特性、物體之厚度、結構機制，等等。檢測資料被接著與探針之位置和定向進行相關。將檢測資料與探針之位置及/或定向進行相關的程序可被稱為「編碼」檢測資料。前述程序係藉由改變探針織位置和定向以及探針類型而被履行多次。缺點(例如，瑕疵、裂縫，等等)之指示，包括缺點之位置及定向及約略大小(例如，瑕疵或裂縫是垂直或平行於熔接)可被判定，一旦足夠量的檢測資料已被編碼。
NDE及分析可被手動地(亦即，「手動檢測」)或自動地(亦即，自動檢測)履行。手動檢測通常需要人類操作者將探針定位及定向於檢測物體上(在檢測 物體之特定位置上)、分析所產生的資料、及接著將探針再定位於檢測物體之下一檢測位置上。當觀察到可能的指示時，亦即，需要進一步檢驗之檢測物體中或上的潛在問題(諸如管線中之潛在裂縫或洩漏)，則操作者將於檢驗區域中做出實體標記以模擬該指示之大小及定向。這些資料將接著被典型地轉錄至紙張(或者於某些情況下，單一資料點將被儲存)，但是其無法被編碼。然而，手動檢測之成功及一致的應用極大地取決於操作者訓練、經驗、及勤奮，因為操作者需要負責具有檢測探針之檢測物體的整個檢驗區域而不錯失檢測物體之點或區域。此外，涉及手動檢測及分析之操作者必須接受各種訓練及/或認證課程以執行適當的手動檢測。再者，因為手動檢測需要人類操作者將探針適當地放置於物體上並適當地改變探針之位置及定向，所以於處置探針時之人類錯誤，諸如未適當地定位探針於檢測物體上(例如，探針未被齊平地置放而是於檢測物體之90度位置上)，可能不當地影響編碼檢測資料之品質及準確度。手動檢測亦無法提供其已由檢測探針所檢測之管線的區域之即時歷史。
自動檢測為由一或更多電機機器所履行的檢測。於自動檢測期間，電機機器可被結合入一種檢驗系統及/或探針，且電機機器可履行如人類操作者於手動檢測期間所將履行之類似的定位及定向功能。此類電機機器通常包括定位及/或定向偵測裝置，諸如編碼器輪，其容許操作者判定探針之位置及/或定向。然而，這些電機機器 可能需要機器、軌跡、及/或推進系統之複雜配置以改變探針之位置及/或定向。例如，一種結合電機機器之探針可能需要特殊化軌跡被建立於檢測物體上。舉另一例而言，推進裝置(諸如水推進器)可能是需要的，其中物體係位於水下的環境中。建立機器、軌跡、及/或推進系統之複雜配置可能需要大量的計畫而且可能是耗時且額貴的。此外，各電機機器需針對其設計來檢驗之檢測物體來訂製建立，藉此增加了檢測其需要多重物體之NDE檢測的大型複合體(諸如核反應器)之成本。同時，可能有多種情況，其中傳統自動檢測電機裝置實體地能夠履行物體之檢測，例如，假如有檢測物體位於不提供針對電機機器之足夠淨空來操作及/或檢測一檢測物體的區域中的話，或者，假如檢測物體之形狀無助於由電機機器所檢測的話。此外，雖然自動檢測電機機器可將檢測探針置於適當角度以檢測物體(例如，90度)，但有些情況其中希望亦使用非理想角度之檢測探針來檢測物體，因為來自非理想角度之檢測資料可產生當檢測探針被固持於適當角度時所無法觀察到的指示。
至少一範例實施例係有關一種系統，用以實施非破壞性檢測(NDE)檢驗及/或集成檢驗資料與編碼資訊。
於至少一範例實施例中，一種用以實施非破 壞性檢測(NDE)檢驗並集成檢驗資料與編碼資訊的系統可包括：NDE探針，組態成實施物體之非破壞性檢測；裝附至該NDE探針之形狀感測光纖纜線，該光纖纜線組態成接收光之頻率並反射該接收光；光纖纜線形狀感測偵測器，組態成產生該頻率之光、根據來自該形狀感測光纖纜線之該反射光以測量該形狀感測光纖纜線之形狀、及根據該光纖纜線之該測得形狀以判定該NDE探針之位置資訊和定向資訊；以及處理器，組態成編碼該檢測資料，該編碼包括將該位置資訊和該定向資訊與該檢測資料相關聯，且該已編碼檢測資料可被用以判定是否有指示於該物體內。
某些範例實施例提供其該光纖纜線可被組態成接收光之變化頻率，且該光纖纜線形狀感測偵測器可被組態成產生光之該變化頻率。
某些範例實施例提供其該形狀感測光纖纜線可包括至少一光纖核心。
某些範例實施例提供其該形狀感測光纖纜線可包括以螺旋方式編織在一起的複數光纖核心。
某些範例實施例提供其該形狀感測光纖纜線可包括組態成幾何形狀的複數光纖核心。
某些範例實施例提供其該NDE探針可包括超音波轉換器/接收器。
某些範例實施例提供其該判定位置資訊可包括有關NDE探針之X軸位置、Y軸位置、及Z軸位置， 以及其該判定定向資訊可包括有關NDE探針之偏航角、俯仰角、及滾轉角的資訊。
某些範例實施例提供其該處理器可被組態成即時地編碼該檢測資料。
某些範例實施例提供其該NDE探針可被耦合至一組態成橫移該物體之機器人。
某些範例實施例提供其該處理器可被組態成根據該編碼資訊以產生該物體之3D表示並傳輸該物體之該3D表示至顯示器。
某些範例實施例提供其該形狀感測光纖纜線可包括布拉格光柵。
某些範例實施例提供其該光纖纜線形狀感測偵測器可被組態成藉由比較該反射光之頻率與該產生光之頻率以測量該形狀感測光纖纜線之形狀。
某些範例實施例提供其該光纖纜線形狀感測偵測器可被組態成藉由比較該形狀感測光纖纜線之瑞雷反散射圖案與參考瑞雷反散射圖案以測量該形狀感測光纖纜線之形狀。
某些範例實施例提供其該NDE探針可履行以下之至少一者：聲頻發射測試(AE)、電磁測試(ET)、雷射測試方法(LM)、洩漏測試(LT)、磁通量洩漏(MFL)、液體穿透測試(PT)、磁粒子測試(MT)、中子放射線測試(NR)、放射線測試(RT)、熱/紅外線測試(IR)、超音波測試(UT)、振動分析 (VA)、視覺測試(VT)、遠端視覺檢驗(RVI)、渦流測試(ECT)、及/或低同調干涉術(LCI)。
至少一範例實施例係有關一種方法，用以實施非破壞性檢測(NDE)檢驗及集成檢驗資料與編碼資訊。
於至少一範例實施例中，提供一種方法，用以實施非破壞性檢測(NDE)檢驗及集成檢驗資料與編碼資訊。該方法可包括：使用NDE探針以實施物體之非破壞性檢測；判定裝附至該NDE探針之形狀感測光纖纜線的形狀，該判定包括藉由光纖纜線形狀感測偵測器以產生光之頻率、藉由該形狀感測光纖纜線以反射光之該頻率、藉由該光纖纜線形狀感測偵測器以根據來自該形狀感測光纖纜線之該反射光來測量該形狀感測光纖纜線之形狀、及根據該光纖纜線之該測得形狀以判定該NDE探針之位置資訊和定向資訊；編碼該檢測資料，該編碼包括將該位置資訊和該定向資訊與該檢測資料相關聯；及根據該已編碼檢測資料以判定是否可有指示於該物體內。
某些範例實施例提供其該產生光之該頻率可包括產生光之變化頻率，而該反射光之該頻率可包括反射光之該變化頻率。
某些範例實施例提供其該判定該形狀感測光纖纜線之形狀可包括判定至少一光纖核心之形狀。
某些範例實施例提供其該判定該形狀感測光纖纜線之形狀可包括判定以螺旋方式編織在一起的複數光 纖核心之形狀。
某些範例實施例提供其該判定該形狀感測光纖纜線之形狀可包括判定以幾何形狀所組態的複數光纖核心之形狀。
某些範例實施例提供其該實施該物體之該非破壞性檢測可包括實施該物體之超音波檢測。
某些範例實施例提供其該判定位置資訊可包括判定該NDE探針之X軸位置、Y軸位置、及Z軸位置，以及其該判定定向資訊可包括判定該NDE探針之偏航角、俯仰角、及滾轉角。
某些範例實施例提供其該編碼可被即時地實施。
某些範例實施例提供其該實施可由一耦合至該NDE探針之機器人來履行，該機器人係組態成橫移該物體。
某些範例實施例提供其該方法可進一步包括根據該編碼資訊以產生該物體之3D表示並傳輸該物體之該3D表示至顯示器。
某些範例實施例提供其該測量該形狀感測光纖纜線之形狀可包括比較該反射光之頻率與該產生光之頻率。
某些範例實施例提供其該測量該形狀感測光纖纜線之形狀可包括測量其反射離開該形狀感測光纖纜線之至少一布拉格光柵的光之頻率。
某些範例實施例提供其該測量該形狀感測光纖纜線之形狀可包括測量該形狀感測光纖纜線之瑞雷反散射圖案並比較該測得的瑞雷反散射圖案與該形狀感測光纖纜線的參考瑞雷反散射圖案。
某些範例實施例提供其該實施可包括履行以下之至少一者：發射測試(AE)、電磁測試(ET)、雷射測試方法(LM)、洩漏測試(LT)、磁通量洩漏(MFL)、液體穿透測試(PT)、磁粒子測試(MT)、中子放射線測試(NR)、放射線測試(RT)、熱/紅外線測試(IR)、超音波測試(UT)、振動分析(VA)、視覺測試(VT)、遠端視覺檢驗(RVI)、渦流測試(ECT)、及/或低同調干涉術(LCI)。
100‧‧‧NDE探針
105‧‧‧感測器
110‧‧‧外殼
120‧‧‧剛性安裝點
200‧‧‧形狀感測光纖纜線
210、220、230、240‧‧‧光纖核心
300‧‧‧NDE探針纜線
310‧‧‧NDE資料纜線
400‧‧‧光纖纜線形狀感測裝置
401‧‧‧光產生器
402‧‧‧反射光接收器
403‧‧‧形狀感測模組
410‧‧‧參考工具
500‧‧‧計算系統
510‧‧‧轉換器
520‧‧‧脈波器/接收器
530‧‧‧傳輸介面
540‧‧‧接收器
550‧‧‧傳輸器
555‧‧‧記憶體
560‧‧‧作業系統
570‧‧‧檢測資料編碼常式
580‧‧‧NDE資料獲取裝置
600‧‧‧檢測物體
附圖(其被併入且構成說明書之一部分)係闡明一或更多範例實施例，且(連同其描述)解釋這些範例實施例。於圖形中：圖1闡明一種用於編碼物體之檢測資料的系統，依據範例實施例。
圖2闡明一種可由系統所利用以編碼圖1之物體的檢測資料之NDE探針的組件，依據範例實施例；圖3闡明一種可由系統所利用以編碼圖1之物體的檢測資料之光纖纜線形狀感測裝置的組件，依據範例實施例； 圖4闡明一種可由系統所利用以編碼圖1之物體的檢測資料之形狀感測光纖纜線的組件，依據範例實施例；圖5闡明一種可由圖2之NDE探針所利用之超音波轉換器/接收器的組件，依據範例實施例；圖6闡明一種可由系統所利用以編碼圖1之物體的檢測資料之計算系統的組件，依據範例實施例；圖7闡明一種光纖形狀感測常式，依據範例實施例；及圖8闡明一種檢測資料編碼常式，依據範例實施例。
現在將參考後附圖形以更完整地描述各種範例實施例，其中係顯示一些範例實施例。
詳細的範例實施例被描述於文中。然而，文中所述之特定結構及功能性細節僅為代表性以供描述範例實施例之目的。然而，實施例可被實施以許多替代形式且不應被視為限制於文中所提出之範例實施例。
應理解：雖然術語「第一」、「第二」等等可於文中使用以描述各個元件，但這些元件不應由這些術語所限制。這些術語僅用以區別這些元件。例如，第一元件可被稱為第二元件，以及類似地，第二元件可被稱為第一元件，而不背離本發明之範例實施例的範圍。如文中所 使用，術語「及/或」包括一或更多相關列出項目的任何或所有組合。
將理解：當一元件被稱為「連接」或「耦合」至另一元件時，其可被直接地連接或耦合至其他元件，或者可存在位於其間的元件。反之，當一元件被稱為「直接連接」或「直接耦合」至另一元件時，則並不存在位於其間的元件。其他用以描述介於元件之間的關係之用詞應被解讀以類似的方式(例如，「介於」相對於「直接介於」，「相鄰」相對於「直接相鄰」，等等)。
文中所使用之術語僅係為了描述特定實施例之目的而並不是要限制本發明之範例實施例。如此處所使用，單一形式「一」、「一個」及「該」係為了同時包括複數形式，除非其上下文清楚地另有指示。應進一步理解：用詞「包含」、「包含」、「包括」及/或「包括」(當於文中使用時)係指明所述特徵、整數、步驟、操作、元件及/或組件之存在，但並不排除一或更多特徵、整數、步驟、操作、元件、組件及/或其群組之存在或加入。
亦應注意：於某些替代實施方式中，所描述之功能/動作可發生以圖形中所述的順序之外。例如，連續出現之兩圖形可事實上被實質上同時地執行或者有時候被執行以相反順序，根據所涉及的功能/動作。
特定細節被提供於以下描述中以提供範例實施例之透徹瞭解。然而，熟悉此項技術人士將瞭解其範例 實施例可被實施而無這些特定細節。例如，系統可被顯示於方塊圖中以不混淆範例實施例於非必要細節中。於其他例子中，眾所周知的程序、結構及技術可被顯示而無非必要細節，以免混淆範例實施例。
同時，注意：範例實施例可被描述為程序；描繪為流程圖、流程圖、資料流程圖、結構圖、或方塊圖。雖然流程圖可描述該些操作為依序程序，但許多操作可被平行地、同步地或同時地履行。此外，該些操作之順序可被重新配置。當其操作完成時則該程序可被終止，但亦可具有不包括於圖形中之額外步驟。程序可相應於方法、函數、過程、次常式、次程式，等等。當程序相應於函數時，其終止可相應於函數之回復至呼叫函數或主函數。
再者，如文中所揭露，術語「記憶體」可代表用以儲存資料之一或更多裝置，包括隨機存取記憶體(RAM)、磁性RAM、核心記憶體、及/或其他用以儲存資訊之機器可讀取媒體。術語「儲存媒體」可代表用以儲存資料之一或更多裝置，包括唯讀記憶體(ROM)、隨機存取記憶體(RAM)、磁性RAM、核心記憶體、磁碟儲存媒體、光學儲存媒體、快閃記憶體裝置及/或其他用以儲存資訊之機器可讀取媒體。術語「電腦可讀取媒體」可包括(但不限定於)可攜式或固定儲存裝置、光學儲存裝置、無線頻道、及各種能夠儲存、含有或攜載指令及/或資料的其他媒體。
再者，範例實施例可被實施以硬體、軟體、韌體、中間軟體、微碼、硬體描述語言、或任何其組合。當以軟體、韌體、中間軟體或微碼實施時，用以執行必要工作之程式碼或碼分段可被儲存於諸如儲存媒體等機器或電腦可讀取媒體中。處理器可履行必要工作。
碼分段可代表程序、函數、次程式、程式、常式、次常式、模組、軟體封包、類型、或指令、資料結構或程式聲明的任何組合。藉由傳遞及/或接收資訊、資料、引數、參數或記憶體內容可將碼分段耦合至另一碼分段或硬體電路。資訊、引數、參數、資料等等可經由任何適當的手段(包括記憶體共享、訊息傳遞、符記傳遞、網路傳輸等等)而被傳遞、遞送、或傳輸。
範例實施例被討論於文中如被實施於適當的計算環境中。雖然非必要，範例實施例將被描述於電腦可執行指令之一般背景中，諸如由一或更多電腦處理器或CPU所執行之程式模組或功能性程序。通常，程式模組或功能性程序包括常式、程式、物體、組件、資料結構，等等，其係履行特定工作或實施特定資料類型。文中所討論之程式模組及功能性程序可使用現存通訊網路中之現存硬體來實施。例如，文中所討論之程式模組及功能性程序可使用現存網路元件或控制節點上之現存硬體來實施。此類現存硬體可包括一或更多數位信號處理器(DSP)、特定應用積體電路、場可編程閘極陣列(FPGA)電腦，等等。
物體之編碼檢測資料的範例實施例之至少一者容許檢測編碼發生以機器、軌跡、及/或分解器之極少或沒有複雜配置來判定NDE探針位置。形狀感測光纖纜線及計算系統之應用容許具有對於昂貴設定、訂製軌跡、及/或訂製硬體之較少依賴的檢測之編碼。範例實施例之至少一者亦容許檢測被履行於具有複雜幾何之物體及/或涵蓋大面積之物體。
範例實施例之至少一者係集成具有從感測器所串流之位置資訊及/或定向資訊的NDE探針資料。NDE探針資料可經由超音波測試、渦流測試、相位陣列測試，等等來產生。此資料之同步化及捕獲係產生類似於檢測資料編碼之傳統方法的資料流而無大型硬體及/或其他傳統檢測設定之物理限制。
如文中所使用，術語「位置」可指稱其一物體可相關於另一物體之位置或點。例如，位置資訊可指示其NDE探針被置於二維(2D)或三維(3D)空間中之檢測物體上的點。如文中所使用，術語「定向」可指稱其一物體(諸如NDE探針)相關於另一物體之布局。例如，定向資訊可指示NDE探針相對於其經歷檢測之物體所被置放的角度。一起地，位置資訊和定向資訊可指示物體如何被置於界定的2D或3D空間中。再者，如文中所使用之術語「編碼」、「編碼中」等等可指稱一種將檢測資料與位置資訊及/或定向資訊相關聯的程序、或者一種定義介於檢測資料與位置資訊及/或定向資訊間之關係的程 序。
應注意：雖然範例實施例可配合核子安全相關的系統來描述，但範例實施例亦可應用於其中意欲檢測一或更多材料、組件、及/或其他類似物體的任何工業。此等工業可包括核子工程、鑑識工程、機械工程、電機工程、土木工程、系統工程、航空工程、航海工程、太空工程、醫藥、獸醫醫藥、科學研究，及/或任何其他類似學科，其係處理其中想要或需要非破壞性檢測之物體(諸如實體結構及物體)的設計、建構、檢測、及/或維修。
某些範例實施例包括至少一形狀感測光纖纜線(「SSFOC」)其可經由外殼而被固定或者裝附至NDE探針、及光纖纜線形狀感測裝置(「形狀感測裝置」)，以致該形狀感測裝置可判定SSFOC之形狀，其可接著被用以判定NDE探針之位置。NDE探針外殼可包括固定及/或裝附表面，其可被用以將NDE探針裝附至物體以便對該物體履行檢測。固定裝置可根據物體之至少一標準而被訂製以適合該物體。物體之此一標準可包括物體之幾何及/或形狀、物體之材料及/或組成、物體相對於一或更多其他物體之位置、物體所處之位置及/或環境、及/或類似標準。
某些範例實施例包括NDE探針，其能夠即時地以最小潛時傳輸(或組態成傳輸)檢測資料至計算系統。檢測資料可被編碼、相關聯、或者匹配與其由感測器所偵測之位置及/或定向資料。在傳輸檢測資料至計算系 統時之高潛時可能延遲或者妨礙介於從NDE探針所取得的檢測資料與從SSFOC和形狀感測裝置所取得的位置資訊及/或定向資訊之間的同步化，而可能減少計算系統得以適當地將檢測資料編碼、相關聯、或者匹配與位置資訊及/或定向資訊的能力。檢測資料亦可在藉由操作者之NDE檢驗已完成之後被編碼。
某些範例實施例包括一種能夠處置並接收檢測資料之資料串(其係從NDE探針所接收)的計算系統。計算系統可包括至少一處理器、電腦可讀取媒體、及/或接收器(或選擇性地，傳輸器/接收器組合裝置及/或收發器)。計算系統亦可包括一或更多硬體模組、軟體模組、或其任何組合，其可容許計算系統之處理器根據從形狀感測裝置所接收之資訊以判定NDE探針之位置及/或定向。從形狀感測裝置所接收之資訊可指示NDE探針之位置及/或定向。計算系統亦可包括一或更多硬體模組、軟體模組、或其任何組合，其可容許計算系統之處理器編碼、相關聯、或者判定介於NDE探針的判定位置及/或定向與從NDE探針所接收的檢測資料之間的統計關係。位置資訊可包括有關二或三維(包括X軸、Y軸、及/或Z軸)中之NDE探針的位置之資訊。定向資訊可包括有關二或三旋轉角(包括俯仰、滾轉、及偏航角)中之NDE探針的角定向之資訊。此外，位置資訊及定向資訊可進一步包括時間資訊，其可指示位置資訊及/或定向資訊所被測量、判定、計算、捕獲及/或感測之時點。
某些範例實施例可包括光纖纜線參考工具，其可被用以定義形狀感測光纖纜線之參考點，其可被使用(至少部分地)以判定SSFOC之位置資訊及定向資訊。參考工具可組態成保持在實質上靜止的位置於NDE檢驗程序之歷時。範例實施例亦容許計算系統或形狀感測裝置判定參考點而不使用分離的光纖纜線參考工具。
圖1闡明一種形狀感測光纖纜線NDE檢測資料編碼系統，依據範例實施例。形狀感測光纖纜線NDE檢測資料編碼系統可包括NDE探針100、形狀感測光纖纜線200、NDE探針纜線300和NDE資料纜線310、光纖纜線形狀感測裝置400、NDE資料獲取裝置580、計算系統500、及檢測物體600。
依據各個範例實施例，NDE探針100可為任何裝置，其可組態成感測、偵測、捕獲、測量或者獲得物體(例如，物體600)之NDE檢測資訊。NDE探針可包括一或更多硬體裝置及/或軟體組件，組態成將一或更多信號(諸如超音波脈衝波)、一或更多類型的電磁輻射波、磁場、渦流、及/或類似者(例如，信號)傳輸入物體(例如，物體600)。NDE探針可組態成偵測、測量、及/或分析其穿透檢測物體之信號的能量位準以判定檢測物體之一或更多特性。判定的特性可指示內部結構、缺點及/或不足、物體之厚度、物體之影像，等等。
於各個範例實施例中，NDE探針100可包括轉換器或任何其他類似裝置，其係組態成將一種能量形式 之信號轉換至另一能量形式(未顯示)。能量類型包括(但不限定於)電、電磁(包括光)、化學、聲頻、熱能，等等。此一轉換器可包括感測器/偵測器之使用，其中感測器/偵測器被組態成以一種形式偵測參數並以另一種能量形式報告之。於此等實施例中，能量之報告形式可包括類比信號、數位資料串，等等。NDE探針之範例實施例將配合圖2而被討論以進一步細節。
於各個範例實施例中，NDE探針100可包括實體電腦硬體裝置，其能夠經由通訊介面而與一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE資料獲取裝置580、計算系統500，等等)通訊。NDE探針100亦可包括網路介面，組態成將NDE探針100無線地連接至一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE資料獲取裝置580、計算系統500，等等)，經由傳輸器和接收器(或選擇性地收發器)及/或經由使用通訊埠之有線連接(例如，NDE探針纜線300和NDE資料纜線310)。NDE探針可組態成傳送/接收資料至/自一或更多其他硬體計算裝置、及/或網路裝置(諸如路由器、開關、或其他類似網路裝置)，經由使用有線連接及/或無線連接之網路介面。無線傳輸器/接收器及/或收發器可組態成依據IEEE 802.11-2007標準(802.11)、藍牙標準、及/或任何其他類似無線標準而操作。通訊埠可組態成依據有線通訊協定而操作，諸如串列通訊協定(例如，通用串列匯流排(USB)、火線、串列數位介面(SDI)、及/或其他類似串列通訊協定)、平行 通訊協定(例如，IEEE 1284、電腦自動測量和控制(CAMAC)、及/或其他類似平行通訊協定)、及/或網路通訊協定(例如，乙太網路、符記環、光纖分散式資料介面(FDDI)、及/或其他類似網路通訊協定)。NDE探針100可組態成傳輸或者傳遞產生的檢測資料至一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE資料獲取裝置580、計算系統500，等等)，經由網路介面。
於某些範例實施例中，NDE探針100可包括記憶體、一或更多處理器、及/或其他類似硬體組件。於此等實施例中，NDE探針100可組態成根據其穿透物體之信號的偵測的、測量的、及/或分析的能量位準以產生檢測資料；並將該檢測資料傳輸至計算裝置(例如，NDE資料獲取裝置580及/或計算系統500)以被編碼。
於各個範例實施例中，NDE探針100可包括一或更多電機組件，其容許NDE探針100改變其位置及/或定向而不被手動地調處。這些電機組件可包括一或更多馬達、輪、推進器、螺旋槳、爪、夾、鉤、及/或類似推進組件。NDE探針100亦可被磁化以容許NDE探針100磁性地裝附至檢測物體，特別假如檢測物體至少部分地由含鐵材料及/或其可被磁化之材料所組成時。NDE探針100可組態成根據所欲的(或替代地「預定的」)軌線來改變其位置及/或定向。此一軌線可由人類操作者來判定或者定義，該人類操作者係判定NDE探針100於何處以及如何到達各個位置及/或定向。於某些實施例中，NDE 探針100可包括自律位置及/或定向改變機制，其容許NDE探針100根據其目前位置及/或目前定向之知識以改變其目前位置及/或定向。NDE探針100可被實施為半自律或自律機器人(等等)，組態成橫移檢測物體。目前位置及/或目前定向之知識可藉由一或更多感測器來計算，諸如馬達編碼器、視覺、立體影像、雷射、及/或全球定位系統(GPS)。目前位置及/或目前定向之知識亦可藉由計算系統500而被傳輸至NDE探針100，其中計算系統500可根據SSFOC 200之目前位置及/或目前定向以判定NDE探針100之目前位置及/或目前定向。
於各個範例實施例中，形狀感測光纖纜線NDE檢測資料編碼系統可進一步包括SSFOC 200，其可被固定或可移動地裝附至NDE探針100。SSFOC 200之相反端亦可被固定或可移動地裝附至形狀感測裝置400。SSFOC及形狀感測裝置400可組態成判定物體(諸如NDE探針100)之位置及/或定向，並將感測的位置及/或定向轉換為其可由計算裝置(例如，計算系統500)所讀取之信號及/或資料串。於各個範例實施例中，形狀感測裝置400可組態成將感測的位置及/或定向記錄及/或儲存為位置資訊及/或定向資訊(或替代地「位置資料」及/或「定向資料」)。一旦位置資訊及/或定向資訊被感測並記錄，則此位置資訊及/或定向資訊可被報告或者傳輸至計算系統(例如，計算系統500)以被編碼(亦即，與獲得的檢測資料相關聯)及/或儲存於資料儲存裝置上。 NDE探針100及/或形狀感測裝置400亦可組態成從一或更多計算裝置(例如，計算系統500)接收資料請求及/或控制資料。SSFOC 200及形狀感測裝置400將配合圖3而被更詳細地描述。
依據各個範例實施例，計算系統500為一種實體硬體計算裝置，其能夠經由通訊介面而與一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE探針100、形狀感測裝置400、NDE資料獲取裝置580、一或更多相關的資料庫(未顯示)，等等)通訊，以致其計算系統500得以從其他硬體計算裝置接收一或更多信號及/或資料串。計算系統500可包括記憶體及一或更多處理器。計算系統500可被設計以依序地且自動地執行一連串算數或邏輯操作；配備成記錄/儲存資料於機器可讀取媒體上；及經由一或更多網路裝置以傳輸並接收資料。計算系統500可包括諸如以下之裝置：桌上型電腦、膝上型電腦、行動終端(例如，輸入板個人電腦等等)、及/或任何其他實體或邏輯裝置，其能夠經由連接而記錄、儲存、及/或轉移數位資料至網路裝置。
於各個範例實施例中，計算系統500可包括網路介面，組態成連接計算系統500至一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE探針100、形狀感測裝置400、NDE資料獲取裝置580、一或更多相關的資料庫(未顯示))，無線地經由傳輸器和接收器(或選擇性地收發器)及/或經由使用通訊埠之有線連接。計算系統500可 組態成傳送/接收資料至/自一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE探針100、形狀感測裝置400、NDE資料獲取裝置580、一或更多相關的資料庫(未顯示))、及/或網路裝置(諸如路由器、開關、或其他類似網路裝置)，經由使用有線連接及/或無線連接之網路介面。無線傳輸器/接收器及/或收發器可組態成依據IEEE 802.11-2007標準(802.11)、藍牙標準、及/或任何其他類似無線標準而操作。通訊埠可組態成依據有線通訊協定而操作，諸如串列通訊協定(例如，通用串列匯流排(USB)、火線、串列數位介面(SDI)、及/或其他類似串列通訊協定)、平行通訊協定(例如，IEEE 1284、電腦自動測量和控制(CAMAC)、及/或其他類似平行通訊協定)、及/或網路通訊協定(例如，乙太網路、符記環、光纖分散式資料介面(FDDI)、及/或其他類似網路通訊協定)。計算系統500可組態成將接收自形狀感測光纖纜線之位置及/或定向資訊與接收自一或更多NDE探針之檢測資料「編碼」或者「相關聯」。此外，計算系統500可被結合入半自律或自律電機裝置及/或機器人。
依據各個範例實施例，物體600可為其可經歷檢測之任何物體、材料、組件、及/或系統。例如，物體600可為管線、引擎或框、飛機、立體框、螺旋槳、壓力容器、儲存槽、鍋爐、熱交換器、渦輪孔、廠內管線、檢驗設備、管狀材料、軌道、光束、及/或其一或更多組件。物體600亦可為化石、考古樣本，等等。物體600可 由一或更多自然及/或合成材料所製。此外，物體600可包括其可被熔接在一起的一或更多組件。物體600可與一或更多美國機械工程師學會(ASME)碼及/或標準關聯。ASME碼包括一組技術定義及指南，其係討論機械系統中之各個組件的安全性、設計、建構、安裝、操作、檢驗、測試、維護、改變、及修理。於各個範例實施例中，與物體600關聯之一或更多ASME碼可由形狀感測光纖纜線NDE檢測資料編碼系統所使用以判定所欲的檢測協定，包括用以履行檢測所需的信號強度。
如圖1中所示，僅出現一NDE探針100、SSFOC 200、NDE探針纜線300和NDE資料纜線310、形狀感測裝置400、計算系統500及NDE資料獲取裝置580。然而，依據各個範例實施例，任何數目的NDE探針、SSFOC、NDE探針資料纜線、形狀感測裝置、NDE資料獲取裝置及/或計算系統。此外，於各個範例實施例中，NDE探針100、形狀感測裝置400、NDE資料獲取裝置580及/或計算系統500可為無線網路裝置，而NDE探針纜線300和NDE資料纜線310被省略自NDE檢測資料編碼系統之組態。替代地，於各個範例實施例中，NDE探針100、形狀感測裝置400、NDE資料獲取裝置580及/或計算系統500可被提供為單一裝置。
現在參考圖2，圖2闡明NDE探針100，依據範例實施例。NDE探針100可包括一或更多感測器105，其可組態成藉由傳輸信號入物體600並獲得回覆或 回波信號來履行物體600之檢測。於各個範例實施例中，NDE探針100可包括感測器、裝置、及/或其他類似材料，其係感測由回覆或回波信號所產生的振動(例如，壓電晶體材料，諸如磷化鎵、石英、電氣石、鉛鎂鈮酸-鉛鈦酸(PMN-PT)，等等)。NDE探針100可將由回覆或回波信號所產生之振動轉換為電信號及/或無線電信號，其可被傳輸至NDE資料獲取裝置580。NDE資料獲取裝置580可接著使用已接收信號以判定物體600之特性，諸如物體600內之事件(例如，裂縫或裂隙)的位置及/或定向。NDE資料獲取裝置580可根據物體600之已知性質(例如，尺寸、形狀、材料，等等)及/或其他類似準則以判定與物體600內之事件的距離。於各個範例實施例中，NDE資料獲取裝置580可產生(根據已接收信號)波形、影像、或其他類似視覺及/或資料表示，其係表示移動通過物體600之信號及回覆或回波信號。視覺及/或資料表示可為移動通過物體600之信號的二維或三維表示。NDE資料獲取裝置580可接著將移動通過物體600之信號的視覺及/或資料表示傳輸至計算系統500以編碼與其由形狀感測裝置400所獲得的位置及/或定向資訊。NDE資料獲取裝置580亦可被結合入計算系統500。
於某些實施例中，NDE探針100可包括至少一處理器及/或感測器(未顯示)。NDE探針100內之處理器及/或感測器可計算介於傳輸該些信號與接收該些回覆或回波信號之間的時間間隔。計算出的時間間隔可接著 被傳送至NDE資料獲取裝置580及/或計算系統500來當作檢測資料，其中NDE資料獲取裝置580及/或計算系統可根據計算出的時間間隔以判定物體600之特性。該些信號可穿越物體600而不反射離開任何中間物體或其他類似物件。因此，圖1中之物體600可能不具有缺點(例如，裂縫或裂隙)之指示。
依據各個範例實施例，NDE探針可組態成使用(例如)以下之方式來履行檢測：超音波測試(UT)、渦流測試(ECT)、聲頻發射測試(AE)、電磁測試(ET)、雷射測試方法(LM)、洩漏測試(LT)、磁通量洩漏(MFL)、液體穿透測試(PT)、磁粒子測試(MT)、中子放射線測試(NR)、放射線測試(RT)、熱/紅外線測試(IR)、振動分析(VA)、視覺測試(VT)、遠端視覺檢驗(RVI)、低同調干涉術(LCI)或其他類似檢測技術。
回來參考圖2，NDE探針100可進一步包括外殼110，而外殼可包括剛性安裝點120。SSFOC 200可被固定或可移動地裝附至剛性安裝點120。剛性安裝點120可組態成連接SSFOC 200至NDE探針100之外殼110以致SSFOC 200不會滑動及/或移動於檢測之過程期間。再者，剛性安裝點120具有與NDE感測器105之表面(其係與物體600接觸)的已知距離，藉此容許形狀感測裝置400計算及/或判定物體600之表面上的NDE探針100之位置，部分地根據該已知距離以及有關探針外殼之 尺寸的資訊。
於各個實施例中，NDE探針100可包括網路介面，組態成將NDE探針100無線地連接至一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE資料獲取裝置580、計算系統500)，經由傳輸器和接收器(或選擇性地收發器)及/或經由使用通訊埠之有線連接(例如，NDE探針纜線300和NDE資料纜線310)。NDE探針100可組態成傳送/接收資料至/自一或更多其他硬體計算裝置(例如，NDE資料獲取裝置580及/或計算系統500)、及/或網路裝置(諸如路由器、開關、或其他類似網路裝置)，經由使用有線連接及/或無線連接之網路介面。無線傳輸器/接收器及/或收發器可組態成依據IEEE 802.11-2007標準(802.11)、藍牙標準、及/或任何其他類似無線標準而操作。通訊埠可組態成依據有線通訊協定而操作，諸如串列通訊協定(例如，通用串列匯流排(USB)、火線、串列數位介面(SDI)、及/或其他類似串列通訊協定)、平行通訊協定(例如，IEEE 1284、電腦自動測量和控制(CAMAC)、及/或其他類似平行通訊協定)、及/或網路通訊協定(例如，乙太網路、符記環、光纖分散式資料介面(FDDI)、及/或其他類似網路通訊協定)。
現在參考圖3，當檢測係由NDE探針100所履行時，形狀感測裝置400可感測SSFOC 200(其係固定及/或可移動地裝附至NDE探針100)之位置及定向。SSFOC 200亦可被固定及/或可移動地裝附至光纖纜線參 考工具(「參考工具」)410，其可接著被連接至具有SSFOC之NDE探針100。
為了判定及/或計算NDE探針100之位置，則參考之框應被建立且形狀感測設備(例如，形狀感測裝置400及/或參考工具410)應被固定及/或加固以致SSFOC 200之開始不會移動於檢測期間，因為從SSFOC 200所收集的位置及/或定向資訊可為相對於SSFOC 200之開始位置及/或定向資訊的開始。當檢測開始時，參考工具410可被放置、固定及/或裝附至一參考點，其具有可提供針對從SSFOC 200所收集之位置及/或定向資訊的參考之框的已知位置。參考點可被置於檢測物體600上，諸如管線之熔接中心線的上死點。參考工具410亦可具有一對準NDE探針100之NDE探針對準介面(未顯示)，且藉由延伸其裝附及/或固定至NDE探針100之SSFOC 200，具有相對於參考工具410之已知位置並可作用為針對物體600之檢測的開始位置及/或定向點。
一旦NDE探針100與參考工具410對準，則於計算系統500上所操作之編碼軟體可被通知其NDE探針100係位於其開始位置及/或定向點(「開始點」)。開始點可針對物體600之剩餘檢測而被參考，只要參考工具410被置於參考點上。於其中可能希望於物體600之檢測期間重新配置形狀感測設備的情況下，參考工具410可被重新置於另一已知位置，可能在物體600上；且該檢測可被繼續自第二已知參考點，在將通知傳輸至計算系統 500上所操作的編碼軟體以後。於各個範例實施例中，參考點可根據所欲的開始點，例如，當目前檢測為較早實施的檢測之複製及/或重製時。開始點可為物體600上之第一點，檢測資料係由計算系統500從該第一點所獲得。應注意：由計算系統500所獲得檢測資料的其他點可被稱為「檢測點」而開始點亦可被稱為「第一檢測點」。
此外，當多數檢測被實施於既定物體上時，開始點被定義以產生恆定及/或可比較資料組。因此，開始點之判定可用於將檢測資料適當地相關聯與形狀感測光纖纜線NDE檢測資料編碼系統之位置及/或定向。於典型的檢測協定(例如，手動檢測及/或自動檢測)中，人類操作者可進行各種測量及計算以判定參考點及/或開始點。然而，當複製及/或重製檢測時，當多數檢測被實施於既定物體上時，於判定參考點及/或開始點時之人類錯誤可能導致較少的恆定及/或較少的可比較資料組。
於其他範例實施例中，參考點及/或開始點可被判定而不使用參考工具。於此等實施例中，形狀感測裝置400亦可履行參考工具410之功能。形狀感測裝置400可由計算系統500所使用以根據物體600上或外之選定的及/或想要的二維(2D)或3D平面來定義參考點。計算系統500可藉由以下方式來判定參考點：掃描物體600之所欲部分、根據掃描部分以定義一平面、及根據該平面之該掃描部分以判定參考點。於各個範例實施例中，該平面可使用物體600之所欲部分上的至少三個點而被定義。於其 他範例實施例中，該平面可使用物體600外之所欲區域上的至少三個點而被定義。掃描該所欲區域可根據物體之一或更多準則，諸如物體600之幾何(亦即，尺寸、形狀、環境、半徑、直徑，等等)、物體600之建構及/或製造時所使用的一或更多材料、物體600之位置及/或定向、物體600所處之環境、物體600所處之區域的維度、及/或其他類似準則。一旦參考點被判定，則形狀感測裝置400可被置於該判定的參考點中，且開始點及/或第一檢測點可被判定。
於各個範例實施例中，形狀感測裝置400可捕獲及/或記錄其裝附至NDE探針100之SSFOC 200的形狀，並可根據SSFOC 200之形狀以計算及/或者判定NDE探針100之位置及/或定向。形狀感測裝置400可包括光產生器401、反射光接收器402、及/或形狀感測模組403。
參考圖4。圖4闡明形狀感測光纖纜線200，依據範例實施例。SSFOC 200可包括一或更多光纖核心(210、220、230、及240)。SSFOC 200可包括中性軸上之光纖核心210、及一或更多螺旋纏繞的光纖核心(例如，220、230、及240)，其可被纏繞於中性軸210周圍。於各個範例實施例中，SSFOC 200可被固定、連接、及/或裝附至NDE探針100、參考工具410、及/或形狀感測裝置400。形狀感測裝置400之光產生器401可組態成產生並發射所欲頻率的光通過SSFOC 200。假如SSFOC 200被彎折、彎曲、扭轉、變形，等等的話，則SSFOC 200之光纖核心將遭受來自SSFOC 200之變形的張力及/或壓力。這些力將由於所引發的應變而改變一或更多光纖核心之光學性質。光纖核心210上之應變可藉由以下方式而被量化：分析其通過光纖核心210之光(例如，由光產生器401所產生的光)；及比較其通過光纖核心的光之頻率與其反射回至形狀感測裝置200的光(其係由反射光接收器402所接收)之頻率。於各個範例實施例中，形狀感測模組403將比較其由光產生器401所產生的光之頻率與其由反射光接收器402所接收的反射光之頻率，並可根據兩個光之比較以判定SSFOC 200所遭受之應變(假如有的話)的位置和量。於一或更多核心中之應變的位置及量之比較係判定SSFOC 200之形狀的改變。
於其他範例實施例中，SSFOC 200可包括複數光纖核心(例如，220、230、及240)，其可被螺旋纏繞於中性軸光纖核心(210)周圍。雖然圖4描述三個螺旋纏繞光纖核心，但其他範例實施例可含有更多或更少的光纖核心。此外，雖然圖4描述以圍繞中性軸光纖核心210之螺旋組態所配置的光纖核心，但其他光纖核心亦可被使用達相同功效，諸如使用三角、多角、或其他類似幾何形狀的組態；使用具有連鎖架構之一或更多光纖核心；或其他類似組態。此外，光纖核心可具有內部分割，其係沿著光纖核心的軸以切割光纖核心，藉此提供類似的功效於單一光纖核心中，如同於複數光纖核心中所將提供者。 利用螺旋纏繞的光纖核心220、230、及240，額外的光纖核心可提供SSFOC 200上之應變的額外測量(亦即，光纖核心上之張力及壓力)，藉此提供額外資訊，以供形狀感測裝置400及/或計算系統500可從該額外資訊判定SSFOC 200之彎曲度。此外，光纖核心(例如，210、220、230及240)可包括光纖布拉格光柵。布拉格光柵為一種可被加入SSFOC之布拉格反射器的類型，藉此改變光纖玻璃之折射指數並可被調諧以反射光之特定波長並傳輸所有其他波長。布拉格光柵可遍及光纖核心之全部長度而被製造。當光係由光產生器401(其係匹配至布拉格光柵之頻率並傳輸通過SSFOC 200)所產生時，則SSFOC 200之光纖核心內的布拉格光柵將反射其原始調諧的光頻率，假如其係處於非應變狀態的話(亦即，沒有張力及/或壓力於光纖核心上)。然而，假如SSFOC 200、及SSFOC 200內之布拉格光柵係處於應變中，則布拉格光柵將反射其相應於SSFOC 200之光纖核心所遭受之應變量的光之不同頻率。換言之，假如SSFOC係處於應變中，則可能有可偵測的相位改變於其由SSFOC所反射的光中。反射光可被傳輸至反射光接收器402並接著藉由形狀感測模組403而與其由光產生器401所產生的發射光進行比較。形狀感測模組403可接著以高準確度判定SSFOC 200之形狀。
於其他範例實施例中，SSFOC 200之光纖核心的布拉格光柵可被調諧以反射光之不同頻率。此外，光 產生器401可組態成發射頻率調變光，藉此發射入其變化頻率之SSFOC 200光。使用以上所討論的原理，布拉格光柵(假如處於應變中的話)將反射其由光產生器401所發射之變化頻率的光(以光之不同頻率)至反射光接收器402。使用此資料，形狀感測模組403可接著以高準確度判定SSFOC 200之形狀。
藉由判定SSFOC 200是否處於應變中、根據SSFOC 200之應變資料的分析以判定光纖核心之彎曲度，則可判定SSFOC 200之彎曲度及其中見到彎曲度的SSFOC 200中之距離。從SSFOC 200之判定的彎曲度及距離資訊，則NDE探針100之距離、位置、及定向資訊可被判定，因為SSFOC 200之終點已知為固定、連接及/或裝附至NDE探針100之剛性安裝點120。再者，距離、位置及定向資訊可針對二維或三維空間而被計算，相對於以上所討論的已判定參考點及/或開始點。
雖然範例實施例已被討論為使用布拉格光柵以判定SSFOC之形狀，但亦可使用判定SSFOC之形狀的其他技術。例如，瑞雷散射效應之使用可被用以判定SSFOC之形狀。瑞雷散射效應係指稱光學現象，其中電磁輻射之光及其他來源可被分散或散射以其具有小於輻射波長之約1/10的半徑之粒子，且輻射(亦即，光)被散射之角度係隨著輻射之波長的四次方而反向地變化。當使用瑞雷散射效應以判定SSFOC之形狀時，則參考瑞雷回散射圖案可藉由於非應變狀態下傳輸光通過SSFOC之光纖 核心(及/或SSFOC之光纖核心的區段)而被判定。因為SSFOC之光纖核心的瑞雷回散射圖案係直接地取決於光纖核心之獨特組成(由於其被用於光纖核心之建構的矽土玻璃纖維中的密度及折射指數之變化)，所以SSFOC之瑞雷回散射圖案被固定在SSFOC之製造的時刻。因此，一旦參考瑞雷回散射圖案被判定，則該圖案可被用以判定SSFOC所遭受的應變之量、及SSFOC所遭受的應變之位置，藉由比較測得的瑞雷回散射圖案，在來自形狀感測裝置之光被傳輸通過SSFOC而至參考瑞雷回散射圖案以後。
一旦形狀感測裝置400判定了SSFOC之形狀，則形狀感測裝置400可接著經由有線或無線通訊協定以傳送NDE探針100之位置及定向資訊至計算系統。計算系統500可根據接收的位置及/或定向資訊以判定NDE探針100之位置及/或定向，並判定其中檢測資料所被獲得之點(亦即，檢測點)的位置及/或定向。因為圖1描繪NDE檢測系統被置於判定的開始位置，所以判定的檢測點應實質上相同於或實質上同等於原始點及/或第一檢測點。一旦檢測點被判定，則計算系統110以位置及/或定向資訊來編碼檢測資料，藉由將接收自NDE探針100之檢測資料與來自形狀感測裝置400之位置及/或定向資訊相關聯。檢測資料之編碼可即時地發生，或者可被編碼在藉由操作者之NDE檢驗已被完成後的時刻。
此外，已編碼檢測可被儲存以一與軟體相容 的電腦可讀取檔案格式，該軟體係用以觀看、顯示、列印(等等)二維及三維已編碼檢測資料。再者，依據各個實施例，已編碼檢測資料之檔案格式亦可支援由計算系統(諸如計算系統500)之已編碼檢測資料的即時觀看及/或顯示。
於各個範例實施例中，形狀感測裝置400亦可包括網路介面(未顯示)，組態成連接形狀感測裝置400至一或更多其他硬體計算裝置(例如，計算系統500)，無線地經由傳輸器和接收器(或選擇性地收發器)及/或經由使用通訊埠之有線連接。形狀感測裝置400可組態成傳送/接收資料至/自一或更多其他硬體計算裝置(例如，計算系統500)、及/或網路裝置(諸如路由器、開關、或其他類似網路裝置)，經由使用有線連接及/或無線連接之網路介面。無線傳輸器/接收器及/或收發器可組態成依據IEEE 802.11-2007標準(802.11)、藍牙標準、及/或任何其他類似無線標準而操作。通訊埠可組態成依據有線通訊協定而操作，諸如串列通訊協定(例如，通用串列匯流排(USB)、火線、串列數位介面(SDI)、及/或其他類似串列通訊協定)、平行通訊協定(例如，IEEE 1284、電腦自動測量和控制(CAMAC)、及/或其他類似平行通訊協定)、及/或網路通訊協定(例如，乙太網路、符記環、光纖分散式資料介面(FDDI)、及/或其他類似網路通訊協定)。
圖5闡明其由NDE檢測系統所利用之NDE 探針100的組件，依據範例實施例。如圖所示，NDE探針100可包括外殼110、轉換器510、脈波器/接收器520、及傳輸介面530。
依據各個範例實施例，外殼110可為任何裝置，其係用以實體地安裝NDE探針100至物體600且其係用以實體地含有或者包括NDE探針100之一或更多組件(例如，轉換器510、脈波器/接收器520、及傳輸介面530)。外殼110可被製造以各種材料及/或纖維，包括金屬、塑膠、玻璃、橡膠、及/或其為自然及/或合成的任何其他類似材料。於各個範例實施例中，外殼110可被形成為各種尺寸及/或形狀，根據檢測物體之一或更多準則，諸如檢測物體之幾何(亦即，尺寸、形狀、環境、半徑、直徑，等等)、檢測物體之建構及/或製造時所使用的一或更多材料、檢測物體之位置及/或定向、檢測物體所處之環境、及/或其他類似準則。再者，外殼110經由耦合劑(諸如油、水、或其他類似的耦合劑材料)以裝附至檢測物體。使用耦合劑材料可增加檢測之效率，藉由減少由於外殼110的表面與檢測物體(例如，物體600)的表面之間的分離所致之波能量的損失、缺陷、及/或介於外殼110及/或轉換器520之間的空間之其他狀況。
於某些範例實施例中，外殼110可裝附至檢測物體，使用一或更多容許形狀感測裝置400及/或計算系統500裝附至檢測物體之裝附組件(未顯示)。於各個範例實施例中，一或更多裝附組件可包括磁性組件(亦 即，任何吸引其他永久詞性材料及/或任何鐵磁材料之材料、或材料組合)、黏著劑組件(亦即，任何塗敷至至少兩種材料之表面的物質，其係將兩種材料接合並抵抗分離)，等等。於各個範例實施例中，一或更多裝附組件可包括一或更多實施方式，諸如勾、夾、扣件，等等。於各個範例實施例中，外殼110可包括一或更多電機組件(未顯示)，其容許形狀感測裝置400及/或計算系統500改變其位置及/或定向。這些電機組件可包括一或更多馬達、輪、推進器、螺旋槳、爪、夾、鉤、及/或類似推進組件。
依據各個範例實施例，轉換器510可為任何裝置，其係將一種能量形式之信號轉換為另一種能量形式。能量類型包括(但不限定於)電、電磁(包括光)、化學、聲頻、熱能，等等。轉換器510可包括感測器/偵測器之使用，其中感測器/偵測器被用來以一種形式偵測參數並以另一種能量形式報告之。於此等實施例中，能量之報告形式可包括類比信號、數位資料串，等等。於各個範例實施例中，轉換器510可以脈衝狀方式產生並傳輸信號入檢測物體，並可接收其反射回至NDE探針100之脈衝波。反射信號可來自介面(諸如檢測物體之後壁)或來自物體內之缺陷或缺點。於各個範例實施例中，轉換器510可包括感測器、裝置、及/或其他類似材料，其係感測由回覆或回波信號所產生的振動(例如，壓電晶體材料，諸如磷化鎵、石英、電氣石、鉛鎂鈮酸-鉛鈦酸(PMN- PT)，等等)。轉換器510可將由回覆或回波信號所產生之振動轉換為電信號及/或無線電信號，其可被傳輸至計算系統500。信號之脈衝可依據脈波器/接收器520而被產生。
依據各個範例實施例，脈波器/接收器520可為任何裝置，其係控制由轉換器(例如，轉換器510)所產生並傳輸之能量的時序及強度。脈波器/接收器520之脈波器區段可產生受控制能量之電脈衝，其被轉換為脈衝(當供應至轉換器510時)。與脈波器/接收器520之脈波器區段關聯的控制功能包括脈衝長度或阻尼(亦即，脈衝被供應至轉換器之時間量)、及脈衝能量(亦即，供應至轉換器之電壓)。於各個範例實施例中，脈波器/接收器520之脈波器區段可根據檢測物體之一或更多準則以施加所欲量的電壓至轉換器510，該些準則係諸如物體之幾何及/或形狀、物體之材料及/或物質、該物體相對於一或更多其他物體之位置、物體所處之位置及/或環境、及/或其他類似準則。脈波器/接收器520之接收器區段可接收由轉換器所產生之信號，其代表已接收或已反射信號；並將由轉換器510所產生之該些已接收或已反射信號轉換為類比信號或數位信號以供經由傳輸介面530來傳輸。於各個範例實施例中，脈波器/接收器520之接收器區段可包括感測器、裝置、及/或其他類似材料，其係感測由回覆或回波信號所產生的振動(例如，壓電晶體材料，諸如磷化鎵、石英、電氣石、鉛鎂鈮酸-鉛鈦酸(PMN-PT)，等 等)；並將其由該些回覆或回波信號所產生的已感測振動轉換為電信號。於各個範例實施例中，脈波器/接收器520之接收器區段可履行信號整流、過濾、增益及/或信號放大，等等。
依據各個範例實施例，傳輸介面530可為根據已接收電信號以產生無線電波之任何電子裝置。於各個範例實施例中，傳輸介面530可包括：振盪器(未顯示)，用以產生射頻信號；及調變器(未顯示)，用以加入資訊或資料至該產生的射頻信號。於各個範例實施例中，傳輸介面530可接收來自脈波器/接收器520之電信號，其代表由轉換器510所產生的已接收或已反射信號；並將其由轉換器510所產生的電信號轉換為射頻信號以供經由傳輸介面530而傳輸至計算裝置(例如，計算系統500)。
於各個範例實施例中，NDE探針100可包括任何數目的轉換器、脈波器/接收器、及/或傳輸介面。再者，NDE探針100可包括較圖5中所未顯示者更多的組件，諸如一或更多處理器及/或電腦可讀取儲存裝置。
圖6闡明一種可由NDE檢測資料編碼系統所利用之計算系統500的組件，依據範例實施例。如圖所示，計算系統500包括處理器510、匯流排520、網路介面530、接收器540、傳輸器550、及記憶體555。於操作期間，記憶體555包括作業系統560及檢測資料編碼常式570。於某些範例實施例中，計算系統500可包括較那些 圖6中所顯示者更多的組件，諸如顯示裝置及/或其他類似輸入/輸出裝置。然而，無須其所有這些一般傳統組件均被顯示以揭露該些範例實施例。
記憶體555可為電腦可讀取儲存媒體，其通常包括隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、及永久大量儲存裝置，諸如碟片驅動。記憶體555亦儲存作業系統560及檢測資料編碼常式570。此外，記憶體555可包括程式碼，用以開機、啟動、及/或初始化計算系統500。這些軟體組件亦可使用驅動機制(未顯示)而從分離的電腦可讀取儲存媒體被載入記憶體555。此分離的電腦可讀取儲存媒體可包括軟碟驅動、光碟、卡帶、DVD/CD-ROM驅動、記憶卡、拇指驅動、及/或其他類似的電腦可讀取儲存媒體(未顯示)。於某些實施例中，軟體組件可經由網路介面530(非經由電腦可讀取儲存媒體)而從遠端資料儲存裝置(未顯示)被載入記憶體555。
處理器510可藉由履行系統之基本算數、邏輯、及輸入/輸出操作以執行電腦程式之指令。指令可經由匯流排520而由記憶體555所提供至處理器510。處理器510係組態成執行用於檢測資料編碼常式570之程式碼。此程式碼可被儲存於儲存裝置(例如，記憶體555)中。
匯流排520致能介於計算系統500的組件之間的通訊及資料轉移。匯流排520可包含高速串列匯流 排、並列匯流排、儲存區域網路(SAN)、及/或其他適當的通訊技術。
網路介面530為一種電腦硬體組件，其係連接計算系統500至NDE檢測資料編碼系統中之其他裝置。網路介面530係組態成從一或更多輸入裝置接收一或更多輸入信號並輸出一或更多輸出信號至一或更多儀器及/或組件。網路介面530可經由光學、有線、及/或無線連接以將計算系統500連接至其他儀器。
接收器540可為任何類型的硬體裝置，其可從已調變無線電波接收並轉換信號成為可用資訊，諸如資料及/或視頻。接收器540可與天線(未顯示)耦合以捕獲無線電波。接收器540可組態成經由匯流排520以將轉換自已捕獲無線電波之資料傳送至計算系統500之一或更多其他組件。
傳輸器550可為任何類型的硬體裝置，其可產生(或者生成)無線電波以與一或更多其他裝置通訊。傳輸器550可與天線(未顯示)耦合以傳輸資料至一或更多其他裝置。傳輸器550可組態成經由匯流排520以從計算系統500之一或更多組件接收數位資料，並將該已接收數位資料轉換為類比信號以供透過空氣介面之傳輸。於各個範例實施例中，收發器(未顯示)可被包括與計算系統500。收發器可為單一組件，組態成提供如上所述之傳輸器550及接收器540的功能。
圖7闡明一種檢測資料編碼常式570，依據範 例實施例。檢測資料編碼常式570可被用以將獲得自NDE檢測系統之檢測資料與獲得自一或更多NDE探針(例如，100)之位置資訊及/或定向資訊編碼或相關聯。為了說明性目的，檢測資料編碼常式570之操作將被描述為藉由計算系統500配合如圖1-2中所示之其他裝置來履行。然而，應注意：任何計算裝置均可操作檢測資料編碼常式570如以下所述。
參考圖7，如操作S710中所示，NDE探針100可被利用以實施檢測物體(諸如物體600)之NDE檢測。於操作S720中，光產生器401可產生所欲頻率之光以供被發射至SSFOC 200。於操作S730中，反射光接收器402可測量來自光纖纜線(諸如SSFOC 200)之反射光的頻率。於操作S740中，形狀感測模組403可藉由比較光纖纜線之測得的形狀與靜態參考點和靜態參考定向以判定NDE探針100之位置資訊及定向資訊。於操作S750中，計算系統500可藉由將檢測資料與來自SSFOC 200之位置資訊及/或定向資訊相關聯以將接收自NDE探針100之檢測資料編碼。例如，計算系統500可對來自NDE探針100(經由NDE資料獲取裝置580)的檢測資料串與來自形狀感測裝置400之測得的位置和定向資料履行相關聯，透過使用其被傳送至NDE檢測系統之所有裝置的主時脈信號(未顯示)、或藉由使用NDE探針100和形狀感測裝置400內之同步化時脈並使用該些同步化時脈以使檢測資料串及位置和定位資料串被時間戳記。
參考圖8，如操作S810中所示，計算系統500定義NDE探針100之參考點及參考定向(亦即，開始點及開始定向)。參考點及參考定向為在獲得檢測資料前之NDE探針100的第一位置及定向。參考點/定向可根據所欲的開始位置/定向或可為NDE探針100之任何選定位置/定向。參考點/定向可使用參考工具而被定義，諸如以上配合圖3所述之參考工具410。
如操作S810中所示，計算系統500根據開始位置以定義參考點及參考定向。參考點可為物體600上之第一點，檢測資料係由NDE探針100從該第一點所獲得。如操作S820中所示，計算系統500係根據SSFOC 200之參考點及/或定向以判定NDE探針100之位置資訊及/或定向資訊。計算系統500可使用一或更多感測器(例如，105、510)以感測、捕獲、或者收集來自NDE探針100之位置及/或定向資訊，使用光纖纜線、形狀感測裝置400及SSFOC 200之參考點及/或定向。
如操作S830中所示，計算系統500係從NDE探針100接收檢測資料。如以上所討論，NDE探針100可以脈衝狀方式產生並傳輸信號入檢測物體(例如，物體600)；接收其被反射回至NDE探針100之脈衝波；及傳輸該些接收的脈衝波為無線電信號。於操作S830中，NDE資料獲取裝置580及/或計算系統500可接收由NDE探針100所產生之無線電信號。
如操作S840中所示，計算系統500係根據 SSFOC 200之形狀和NDE探針100之參考點及參考定向以判定檢測點。如操作S850中所示，計算系統500係藉由將該已接收的檢測資料與該檢測點的位置及/或定向相關聯以編碼檢測資料。將該已接收的檢測資料與該檢測點的位置及/或定向相關聯可包括定義該已接收的檢測資料與位置資訊及/或定向資訊之關係或者使其關聯，包括根據由NDE探針100、形狀感測裝置400、NDE資料獲取裝置580及計算系統500所分享的共同時間及/或時脈信號以將檢測資料與位置及/或定向資訊相關聯。例如，該已接收的檢測資料與該檢測點的位置及定向之相關聯可包括判定檢測資料點所被捕獲之時間、並接著將該檢測資料點與在該相同時間所捕獲之位置資訊及定向資訊相關聯。應注意：來自NDE探針100之資料串可根據連接類型而改變。此外，已編碼檢測可被儲存以一與軟體相容的電腦可讀取檔案格式，該軟體係用以觀看、顯示、列印(等等)二維及三維已編碼檢測資料。再者，依據各個實施例，已編碼檢測資料之檔案格式亦可支援由計算系統(諸如計算系統500)之已編碼檢測資料的即時觀看及/或顯示。
例如，當使用超音波測試時，檢測資料可被傳輸至計算系統500，以每秒十位元封包之可調整速率，其被轉變為物體600之數字特性資訊。計算系統500可生成或者產生編碼資料，藉由時間戳記檢測資料、及將該時間戳記的檢測資料與檢測點的判定位置及/或定向關聯。編碼資料可包括深度、位置資訊及/或定向資訊、以及到 達萬分之一秒內的時間，根據每秒十位元封包之可調整速率。針對附加的功能，可以於NDE檢驗系統中利用攝影機，例如裝附至NDE探針外殼或者由實施NDE檢測之人類操作者來操作；且計算系統500可捕獲視頻資料並使其與進來的檢測資料同步化，其可作用為對於檢測資料收集程序之驗證。
於各個範例實施例中，編碼檢測資料可包括將該接收的檢測資料與檢測點的位置及/或定向匹配及/或同步化。因此，於各個範例實施例中，計算系統500可組態成處理相對於接收檢測資料或檢測點之位置及/或定向的傳輸延遲(亦即，「潛時」)或其他類似時序問題。例如，於各個範例實施例中，NDE探針100可組態成傳送檢測資料至計算系統，以每秒30資料點之速率、或30Hz之頻率。然而，感測器105可組態成傳送位置資訊及/或定向資訊以每秒120資料點、或以頻率120Hz。此外，傳輸延遲及/或潛時可由相對於環境因素之資料收集及/或干擾中的干擾所造成。延遲亦可隨時間而累積，以致檢測資料與位置資訊及/或定向資訊變為不同步。因此，過量延遲(假如未處理)可使得檢測資料不穩定。於此等情況下，計算系統500可組態成處理從NDE探針100及/或感測器105至計算系統500之資料傳輸中的延遲及/或潛時。
應注意：偶爾NDE探針100將傳遞位於可能值之範圍以外的不良資料點。於某些例子中，位於可能值之範圍以外的資料點可能發生在當NDE探針100改變其 位置及/或定向時，藉此造成轉換器510變為分離自物體600。於各個範例實施例中，於操作S850中之計算系統500可濾出這些資料點以減少或者防止偏斜的結果及/或不正確的資料視覺化。於此等實施例中，為了過濾並傳遞結果而無手動的資料調處，則計算系統500可能需要有關基本檢驗資訊之輸入，諸如相關資料之預期範圍、預期追蹤區域、及/或進入資訊之速率。於其他範例實施例中，計算系統500可提供視覺、聽覺、及/或觸覺信號至NDE探針100之操作者以警告該操作者其NDE探針100正在產生位於可能值之範圍以外的不良資料點。
如操作S855中所示，計算系統500判定檢測是否已完成。假如於操作S855中計算系統500判定其檢測未完成，則計算系統500便前進至操作S860以指示NDE探針100改變NDE探針100之位置及/或定向。假如於操作S855中計算系統500判定其檢測已完成，則計算系統500便前進至操作S870以判定物體600之特性。
如操作S860中所示，計算系統500指示NDE探針100改變NDE探針100之位置及/或定向。於各個範例實施例中，NDE探針100可具有於一環境周圍移動之能力。於各個範例實施例中，計算系統500可指示或者控制NDE探針100根據所欲的(或替代地「預定的」)軌線以改變其位置。此一軌線可由人類操作者來判定或者定義，該人類操作者係判定NDE探針100於何處以及如何到達各個目標及或沿途的定位點。於某些實施例中，NDE探針 100可包括自律位置及/或定向改變機制，其容許NDE探針100根據其目前位置及/或定向之知識以改變其目前位置及/或定向。目前位置及/或定向之知識(亦即，「定位」)可藉由一或更多感測器來計算，諸如馬達編碼器、視覺、立體影像、雷射、及/或全球定位系統(GPS)。目前位置及/或定向之知識亦可藉由計算系統500而被饋送至NDE探針100，其中計算系統500可判定NDE探針100之目前位置及/或定向。
一旦計算系統500指示NDE探針100改變位置及/或定向，則計算系統500便回到操作S820以判定NDE探針100之位置資訊及/或定向資訊。
回頭參考操作S855，假如於操作S855中計算系統500及/或操作者判定其檢測已完成，則計算系統500前進至操作S870以判定物體600之特性，包括是否有任何缺點的指示存在於物體600中。
如操作S870中所示，計算系統500判定物體600之特性，包括是否有任何缺點的指示存在於物體600中。如以上所討論，已接收的檢測資料係藉由以下方式而與檢測點之位置及/或定向相關聯：定義該已接收的檢測資料與該位置及/或定向之關係或者使該兩者關聯。於操作S870，計算系統可產生已編碼檢測資料之視覺及/或資料表示。檢測資料可根據所使用的測試方法而被處理。針對超音波測試，計算系統500可根據從NDE探針100所接收之信號以產生波形或其他類似視覺表示，其係表示移 動通過物體600之發射信號及回覆或回波信號。此一波形可指示檢測物體之深度資訊或者其他類似特性資訊。深度資訊或者其他類似特性資訊可對比檢測點之位置及/或定向資訊而被標繪。於各個範例實施例中，點之雲(其可被上色以表示深度資料)可被用以產生檢測物體之薄區域和厚區域的熱區圖。
如操作S880中所示，檢測資料編碼常式570結束。
如將理解：依據範例實施例之方法、系統及設備的技術功效係容許電腦實施的系統有效地且正確地履行一具有複雜幾何之物體及/或一覆蓋相對大區域之物體的非破壞性檢測，除此之外有效地且正確地將非破壞性檢測期間所獲得的檢測資料與其獲得檢測資料之NDE探針的位置資訊及/或定向資訊相關聯。
如將理解：依據範例實施例之方法、系統及設備具有數個優點。首先，範例實施例容許檢測被履行而無需昂貴及/或訂製的機器。其次，範例實施例為成本效率高的，因為範例實施例提供了對於具有複雜幾何且覆蓋大區域之物體的檢測之更準確的編碼。
此說明書係使用請求標的之範例，其被揭露以致能任何熟悉本技術人士實行本發明，包括製造和使用任何裝置或系統以及履行任何結合的方法。請求標的之可專利範圍係由申請專利範圍所界定，並可包括那些熟悉此技藝人士所想到的其他範例。此類其他範例應於申請專利 範圍之範圍內。
100‧‧‧NDE探針
200‧‧‧形狀感測光纖纜線
300‧‧‧NDE探針纜線
310‧‧‧NDE資料纜線
400‧‧‧光纖纜線形狀感測裝置
500‧‧‧計算系統
580‧‧‧NDE資料獲取裝置
600‧‧‧檢測物體

Claims (28)

  1. 一種用以實施非破壞性檢測(NDE)檢驗及集成檢驗資料與編碼資訊之系統，包含：NDE探針，組態成實施物體之非破壞性檢測；裝附至該NDE探針之形狀感測光纖纜線，該光纖纜線組態成接收光之頻率並反射該接收光；光纖纜線形狀感測偵測器，組態成產生該頻率之光、根據來自該形狀感測光纖纜線之該反射光以測量該形狀感測光纖纜線之形狀、及根據該光纖纜線之該測得形狀以判定該NDE探針之位置資訊和定向資訊；以及處理器，組態成編碼該檢測資料，該編碼包括將該位置資訊和該定向資訊與該檢測資料相關聯，該已編碼檢測資料被用以判定是否有指示於該物體內。
  2. 如申請專利範圍第1項之系統，其中：該光纖纜線係組態成接收光之變化頻率；及該光纖纜線形狀感測偵測器係組態成產生光之該變化頻率。
  3. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該形狀感測光纖纜線包括至少一光纖核心。
  4. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該形狀感測光纖纜線包括以螺旋方式編織在一起的複數光纖核心。
  5. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該形狀感測光纖纜線包括組態成幾何形狀的複數光纖核心。
  6. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該NDE探針包括超音波轉換器/接收器。
  7. 如申請專利範圍第1項之系統，其中：該判定位置資訊包括有關該NDE探針之X軸位置、Y軸位置、及Z軸位置；以及該判定定向資訊包括有關NDE探針之偏航角、俯仰角、及滾轉角的資訊。
  8. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該處理器係組態成即時地編碼該檢測資料。
  9. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該NDE探針被耦合至一組態成橫移該物體之機器人。
  10. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該處理器係組態成根據該編碼資訊以產生該物體之3D表示並傳輸該物體之該3D表示至顯示器。
  11. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該形狀感測光纖纜線包括布拉格光柵。
  12. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該光纖纜線形狀感測偵測器係組態成藉由比較該反射光之頻率與該產生光之頻率以測量該形狀感測光纖纜線之形狀。
  13. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該光纖纜線形狀感測偵測器係組態成藉由比較該形狀感測光纖纜線之瑞雷反散射圖案與參考瑞雷反散射圖案以測量該形狀感測光纖纜線之形狀。
  14. 如申請專利範圍第1項之系統，其中該NDE探針 履行以下之至少一者：聲頻發射測試(AE)、電磁測試(ET)、雷射測試方法(LM)、洩漏測試(LT)、磁通量洩漏(MFL)、液體穿透測試(PT)、磁粒子測試(MT)、中子放射線測試(NR)、放射線測試(RT)、熱/紅外線測試(IR)、超音波測試(UT)、振動分析(VA)、視覺測試(VT)、遠端視覺檢驗(RVI)、渦流測試(ECT)、及/或低同調干涉術(LCI)。
  15. 一種用以實施非破壞性檢測(NDE)檢驗及集成檢驗資料與編碼資訊之方法，包含：使用NDE探針以實施物體之非破壞性檢測；判定裝附至該NDE探針之形狀感測光纖纜線的形狀，該判定包括，藉由光纖纜線形狀感測偵測器以產生光之頻率，藉由該形狀感測光纖纜線以反射光之該頻率，藉由該光纖纜線形狀感測偵測器以根據來自該形狀感測光纖纜線之該反射光來測量該形狀感測光纖纜線的該形狀，及根據該光纖纜線之該測得形狀以判定該NDE探針之位置資訊和定向資訊；編碼該檢測資料，該編碼包括將該位置資訊和該定向資訊與該檢測資料相關聯；及根據該已編碼檢測資料以判定是否可有指示於該物體內。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，其中： 該產生光之該頻率包括產生光之變化頻率；及該反射光之該頻率包括反射光之該變化頻率。
  17. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該判定該形狀感測光纖纜線之該形狀包括判定至少一光纖核心之形狀。
  18. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該判定該形狀感測光纖纜線之該形狀包括判定以螺旋方式編織在一起的複數光纖核心之形狀。
  19. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該判定該形狀感測光纖纜線之該形狀包括判定以幾何形狀所組態的複數光纖核心之形狀。
  20. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該實施該物體之該非破壞性檢測包括實施該物體之超音波檢測。
  21. 如申請專利範圍第15項之方法，其中：該判定位置資訊包括判定該NDE探針之X軸位置、Y軸位置、及Z軸位置；以及該判定定向資訊包括判定該NDE探針之偏航角、俯仰角、及滾轉角。
  22. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該編碼被即時地實施。
  23. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該實施係由一耦合至該NDE探針之機器人來履行，該機器人係組態成橫移該物體。
  24. 如申請專利範圍第15項之方法，進一步包含： 根據該編碼資訊以產生該物體之3D表示；及傳輸該物體之該3D表示至顯示器。
  25. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該測量該形狀感測光纖纜線之該形狀包含比較該反射光之頻率與該產生光之頻率。
  26. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該測量該形狀感測光纖纜線之該形狀包括測量其反射離開該形狀感測光纖纜線內之至少一布拉格光柵的光之頻率。
  27. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該測量該形狀感測光纖纜線之該形狀包括測量該形狀感測光纖纜線之瑞雷反散射圖案並比較該測得的瑞雷反散射圖案與該形狀感測光纖纜線的參考瑞雷反散射圖案。
  28. 如申請專利範圍第15項之方法，其中該實施包括履行以下之至少一者：聲頻發射測試(AE)、電磁測試(ET)、雷射測試方法(LM)、洩漏測試(LT)、磁通量洩漏(MFL)、液體穿透測試(PT)、磁粒子測試(MT)、中子放射線測試(NR)、放射線測試(RT)、熱/紅外線測試(IR)、超音波測試(UT)、振動分析(VA)、視覺測試(VT)、遠端視覺檢驗(RVI)、渦流測試(ECT)、及/或低同調干涉術(LCI)。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110017774A (zh) * 2019-05-14 2019-07-16 天地科技股份有限公司上海分公司 三维姿态检测用缆式传感器

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013201975A1 (de) * 2013-02-07 2014-08-07 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Verbesserung der SAFT-Analyse bei unregelmäßiger Messung
EP3397183B1 (en) * 2015-12-29 2022-10-19 Koninklijke Philips N.V. Registration system for medical navigation and method of operation thereof
CN109715894B (zh) 2016-07-15 2021-09-03 快砖知识产权私人有限公司 用于物料运输的吊杆
BR112019000728B1 (pt) 2016-07-15 2023-03-28 Fastbrick Ip Pty Ltd Veículo que incorpora máquina de assentamento de tijolos
WO2019006511A1 (en) 2017-07-05 2019-01-10 Fastbrick Ip Pty Ltd REAL-TIME POSITION TRACKING AND ORIENTATION DEVICE
WO2019033170A1 (en) 2017-08-17 2019-02-21 Fastbrick Ip Pty Ltd LASER TRACKING DEVICE WITH ENHANCED ROLL ANGLE MEASUREMENT
US11958193B2 (en) 2017-08-17 2024-04-16 Fastbrick Ip Pty Ltd Communication system for an interaction system
ES2971624T3 (es) 2017-10-11 2024-06-06 Fastbrick Ip Pty Ltd Máquina para transportar objetos
CN112504969B (zh) * 2021-02-03 2021-05-14 四川大学 基于分布式声传感的管道法兰焊缝健康检测装置及方法
GB2605989A (en) * 2021-04-20 2022-10-26 Garriga Casanovas Arnau Device for simultaneous NDE measurement and localization for inspection scans of components

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU4771893A (en) 1992-07-14 1994-01-31 Sierra Matrix, Inc. Hands-free ultrasonic test view (hf-utv)
US6122967A (en) 1998-06-18 2000-09-26 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Free motion scanning system
US6563107B2 (en) 2001-01-11 2003-05-13 Canadian Space Agency Topological and motion measuring tool
US7772541B2 (en) * 2004-07-16 2010-08-10 Luna Innnovations Incorporated Fiber optic position and/or shape sensing based on rayleigh scatter
US7781724B2 (en) 2004-07-16 2010-08-24 Luna Innovations Incorporated Fiber optic position and shape sensing device and method relating thereto
US7743660B2 (en) 2007-06-15 2010-06-29 The Boeing Company System and method for automated inspection of large-scale part
WO2011098926A1 (en) 2010-02-09 2011-08-18 Koninklijke Philips Electronics N.V. Apparatus, system and method for imaging and treatment using optical position sensing
JP6362246B2 (ja) 2010-08-23 2018-07-25 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェＫｏｎｉｎｋｌｉｊｋｅ Ｐｈｉｌｉｐｓ Ｎ．Ｖ． 医学的プロシージャためのマッピングシステム及び方法
CN102096069B (zh) 2010-12-17 2012-10-03 浙江大学 一种相控阵三维声学摄像声纳实时处理系统和方法
RU2594814C2 (ru) * 2011-01-27 2016-08-20 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Интеграция оптоволоконного определения формы в интервенционную среду
WO2013168052A1 (en) * 2012-05-09 2013-11-14 Koninklijke Philips N.V. System and method for stabilizing optical shape sensing
JP6128792B2 (ja) 2012-10-16 2017-05-17 オリンパス株式会社 観察装置、観察支援装置、観察装置の作動方法及びプログラム
US20140240713A1 (en) 2012-12-21 2014-08-28 Volcano Corporation Apparatuses and methods for imaging inside a vessel
US20140183341A1 (en) 2012-12-31 2014-07-03 Areva Np Inc. Optical Encoded Nondestructive Inspection
US20140184750A1 (en) 2012-12-31 2014-07-03 Areva Np Inc. Stereo Vision Encoded Ultrasonic Inspection
JP2014151102A (ja) 2013-02-13 2014-08-25 Olympus Corp 管状装置の相対位置検出システム及び内視鏡装置
US20150020605A1 (en) 2014-10-09 2015-01-22 Caterpillar Inc. System for locating electric cables

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110017774A (zh) * 2019-05-14 2019-07-16 天地科技股份有限公司上海分公司 三维姿态检测用缆式传感器

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Publication number Publication date
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JP2017003583A (ja) 2017-01-05

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