[发明专利]用于压制陶瓷蜂窝状结构的高分辨率大视场扫描检查系统

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2009年11月13日提交的美国专利申请第12/617,778号的优先权权益。

技术领域

本发明总地涉及用于检查结构的系统和方法，并且尤其涉及用于检查压制陶瓷蜂窝状结构的高分辨率扫描检查系统。

背景技术

陶瓷蜂窝状结构用在车辆排气系统中以减小污染物。此种结构大体通过挤压而形成，并且包括互连辐板壁的网络，该网络形成例如在形状上可以是方形、八边形或六边形的细长导气胞室的矩阵。辐板壁的网络由圆柱形外表层所围绕，该圆柱形外表层一体地连接于辐板壁的外缘以形成圆柱形结构，而该圆柱形结构具有相对的进口和出口端面用以通过胞室的矩阵来接纳和排出废气。

需对此种陶瓷蜂窝状结构进行检查，以确保它们满足胞室形状、胞室尺寸、辐板壁厚、表层整体性等等的规格并且确保它们不具有缺陷。然而，假定此种结构具有较多数量的胞室(通常数千个)并且具有较大的直径(通常为3.5”至7.5”)，则使用传统的检查方法和系统通常需花费许多小时来检查单个陶瓷蜂窝状结构。

因此，需要能够快速且有效地检查陶瓷蜂窝状结构的改进检查系统和方法。

发明内容

本发明的一个方面是一种用于检查细胞状陶瓷基底的胞室的检查系统。该系统包括照明器，该照明器构造成在端面上对于多个胞室提供正交入射线式照明。该系统还具有可动平台，该可动平台可动地支承陶瓷结构，使得线式照明在扫描路径之上对于端面进行扫描。该系统还包括光学成像系统，该光学成像系统具有轴线并且构造成形成经照明的多个胞室的线图。该系统还具有线扫描图像传感器，该线扫描图像传感器设置成接收并探测线图并且从其中产生相对应的线图信号。该系统还包括控制器，该控制器构造成处理线图信号，以形成端面的合成图像并且从其中确定至少一个胞室的至少一个参数。

本发明的另一方面是一种检查细胞状陶瓷基底的端面处胞室的方法。该方法包括在线式照明在多个胞室的至少一部分之上扫描时，沿着光轴捕获经照明胞室的线图，包括使线式照明在光轴上定心，以致使线式照明正交地入射到端面上。该方法还包括从线图中形成胞室的合成图像。该方法还包括从合成图像中确定至少一个胞室的至少一个参数。

本发明的另一方面是一种对具有端面、胞室阵列以及外表层的细胞状陶瓷基底进行检查的方法。该方法包括在使细胞状陶瓷结构运动的同时，对胞室阵列的至少一部分进行正交地照明和数字地成像，以获得胞室阵列的该部分的扫描图像。该方法还包括处理扫描图像以确定至少一个胞室的至少一个参数。

应予理解的是，上面的总体说明和下面的详细说明都提供了本发明的实施例，并意在提供概况或框架以便理解如所要求保护的本发明的性质和特征。包括附图是为了提供对本发明的进一步理解，附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。附图示出本发明的各实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理和操作。

附图说明

图1是示例陶瓷蜂窝状结构的等轴立体图；

图2是图1所示陶瓷蜂窝状结构的侧视图；

图3是图1所示陶瓷蜂窝状结构的端视图，包括方形胞室的示例矩阵的放大视图；

图4是用于检查图1所示陶瓷蜂窝状结构的高分辨率大视场的扫描系统的示例实施例的示意图；

图5是示例成像光学系统的示意图，该成像光学系统包括用在图4所示高分辨率大视场扫描系统中的双远光成像透镜；

图6是用在图4所示高分辨率大视场扫描系统中的示例照明系统的示意图；

图7是陶瓷蜂窝状结构的端视图，示出正交入射聚焦的线束在扫描路径上行进时如何照明辐板的线部分；

图8类似于图7并且示出在陶瓷蜂窝状结构由支承陶瓷蜂窝状结构的传输系统传输时、经照明线部分的示例扫描路径；

图9是示出三个扫描图像如何组合来形成陶瓷蜂窝状结构端面的合成图像的示例的示意图；

图10是示出合成图像的周缘的一部分的示意图，说明用于形成形状向量的相关参数；

图11是示出合成图像的周缘的一部分的示意图，说明用于形成厚度向量的相关参数；

图12A和12B分别示出辐板的水平部分和垂直部分，连同由图像处理所确定的相对应水平中心线和垂直中心线；

图12C示出最佳匹配的垂直中心线和水平中心线，该垂直中心线和水平中心线叠加以形成理想的辐板，该辐板包括具有相对应理想胞室的“角部“的最佳匹配相交部；