[发明专利]用于测量物品的表面的不平坦性的测量装置

说明书

本发明涉及用于对诸如风力涡轮叶片纤维铺叠之类的物品的表面的形状进行表征的测量装置，其中，该测量装置包括：框架，其包括保持框架；两个或更多个探针的第一集合，其可移动地被保持于保持框架中，每个探针具有用于接触物品的表面的相应的探针端；以及电子感测器件，其配置成为每个探针提供表示探针相对于保持框架的位置的相应的电信号。提供了一种用于对这样的装置进行校准的方法。而且，提供了一种用于对物品的表面的形状进行表征的方法。

技术领域

本发明涉及对表面物品（诸如，用于制造例如用于风力涡轮叶片的纤维增强复合物部件的所铺叠的一批纤维层）中的不平坦性进行表征。

背景技术

细长结构（诸如，风力涡轮叶片、飞机机翼以及船舶船体）通常用纤维增强复合物材料制造。增强材料（诸如，玻璃纤维）通常通过使层例如一般沿细长结构的纵向方向堆叠来布置，以便沿纵向方向提供刚度。堆叠的纤维层的对准对于结构的可靠性是至关重要的。纤维未对准可能导致部件失效。因此，对纤维未对准或褶皱进行定位对于解决该问题是极其重要的。获知在细长结构中是否存在纤维未对准缺陷并且能够对任何缺陷进行量化允许制造商采取必要的步骤以首先避免缺陷或尽快消除缺陷，从而消除对于以其它方式完成的纤维增强复合物部件中的维修工作的需要。

如今，一种用于检测纤维未对准的方法涉及利用手电筒来在细长结构的表面上进行的人类视觉检查，并且在视觉地观察到未对准时，使用非常简单的工具（诸如，褶皱梳和尺子）来对未对准进行量化。这样的视觉检查对于检测较小的表面起伏为非常耗时且低效的。尚未证明超声测试方法作为用于对表面褶皱进行识别和量化的方法足够有用。超声测试方法要求添加材料以提供传感器与测试中的物体之间的接触表面。这可能容易污染结构的表面，这可能引起成品中的弱点。更重要的是，这样的传感器适合于表面褶皱的检测或量化。

国际专利申请No. PCT/EP2016/081741涉及一种方法，该方法包括：通过以与纤维取向相比的角度发射X射线束来对细长结构进行扫描；检测散射的射线；以及确定所检测到的散射的射线的强度。虽然发现该方法在识别更深的纤维未对准或隐藏的纤维未对准的方面是足够的，但该方法耗时，并且将该方法应用于整个风力涡轮叶片结构是昂贵的。US2012/0033207 A1涉及一种用于检查风力涡轮叶片的系统，该系统包括获取风力涡轮叶片的壳的内部部分的图像的扫描机；涉及一种用于对在风力涡轮叶片的壳内成像的缺陷进行多次测量的测量设备；并且涉及一种用于查明风力涡轮叶片的理论强度的查找表。US2010/0329415 A1公开了一种用于检查风力涡轮叶片的质量的方法，其中，通过使用辐射的计算机断层摄影方法来检查叶片。传送器通过叶片发送辐射，并且接收器接收已穿过叶片的辐射。传送器、接收器和/或叶片的位置相对于彼此改变，以便执行叶片的检查。

US 2004/146830 A1公开了一种用于测量被软组织层覆盖的硬组织的表面几何结构的设备，该设备包括：多个元件，其各自具有适于穿透所述软组织并且基本上不穿透所述硬组织的末梢；框架，其支承所述元件各自沿着路径的移动，使得多个所述末梢在沿着路径定位时限定表面；以及至少一个位置传感器，其生成指示所述元件中的至少一个元件的末梢位置的信号。

US 5 097 423 A公开了一种手持探针组件，该手持探针组件具有设置成线性阵列的两个固定探针腿和两个可移动探针腿。一对探针腿（其中的一个被固定，并且其中的一个可移动）与第一板边缘部分可接合。第二对固定探针腿和可移动探针腿与第二板边缘部分可接合。可缩回的对准腿接合板边缘部分之间的接头，以帮助将探针组件相对于板边缘部分定位。

US 2007/156066 A1公开了一种用于确定解剖表面的形状和/或位置并且使数据转换成机器可读形式的装置。该装置包括抵靠解剖结构表面可定位的多个感测探针和能够读取探针位置以确定表面的形状的机构。

US 6 125 338 A公开了一种表面复制和轮廓测量装置，该装置基本上包括具有安装于框架上的校准销的机械销阵列。