[发明专利]用于未受影响的材料分析的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及用于未受影响的材料分析(unaffected materialanalyse)的方法和装置。

背景技术

为了例如检测、定位及确定材料的变化、偏差、变异、差异、缺陷等中的至少一种以及为了检查所希望的材料分布和所不希望的材料分布，对材料及其性质的研究在许多技术领域内都是所希望的且是必要的。

这样的材料分析之前已经通过被切割并直观地研究的材料，或者通过被去除并在例如显微镜下研究的部分材料(已经获得的材料样本)发生了。这种在该材料取样期间发生的机械处理通常破坏所检查的材料(至少在由其中获取样本的那部分材料内)，或者该机械处理会促使或引起其他类型的材料变化，或者发生所不希望的材料变化的风险。

材料可以是人造材料或天然材料。材料可以是无机材料或有机材料(例如活组织)。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种使得执行用于在材料中检测并分析材料偏差、变异、差异等中的至少一种的未受影响的材料分析成为可能的方法及装置。

该目的通过具有由权利要求1所阐明的技术特征的方法以及装置具有由权利要求9所阐明的技术特征来实现。

附图说明

本发明将在此参考附图来描述。图1示出了根据本发明的装置的示意图。

具体实施方式

本发明的基本思想是使得将对材料2中较硬的或较软的区域1的检测与直接发生的对所测区域的材料分析结合成为可能。这将在不需要任何形式的取样的情况下直接于材料中执行，不需要去除任何材料。这导致对材料的影响保持最小并且它使得避免由材料的去除而引起的将来的材料变化成为可能。这在下文将称作“未受影响的材料分析”。借助同一个装置3来实行这种方法应当是可能的，这也是基本思想。

根据本发明的一种方法是要在用于检测并分析材料2中硬度与其他材料不同(材料偏差)的至少一个区域1的未受影响的材料分析过程中使用，其中材料2的基本性质(所希望的性质)是已知的。

该方法包括检测硬度(刚度)与已知的材料不同的区域1，硬度与其他材料有差异的区域1。区域1的检测通过使用被布置成与材料2接触的触觉传感器4来进行。触觉传感器4获取硬度的差异，并且这些差异被记录并被分析。这可以手动进行或者由机器来进行；它可以被激活或者是自动的；可以使用不同的记录系统、处理系统、反馈系统、报告系统等；以及与这些系统关联的装置可以是不同的。

在检测具有偏差的硬度(刚度)的区域1时，用色谱光A来照射所测区域1。色谱光的能量被部分地传输给所测区域1中的材料。由区域1反射的色谱光已经将能量传输给了区域1中的材料。通过记录能量的变化而获得光谱。

该方法还包括对已经获得的光谱的分析以便获得关于在所测区域内所存在的材料的物理及化学的分子结构的信息。该反射将显示出随材料的特性而定的特定外形(特定光谱)。

分析可以由人工手动进行或者由机器进行；它可以被激活或者是自动的。由该方法所应用的技术领域而定，将已经获得的光谱与常见的物质的光谱以及与该技术领域内的物质的光谱进行比较是适当的。

对具有不同硬度的区域1的检测通过促使实现与触觉传感器4的接触来进行，该触觉传感器4适合的是共振传感器。共振传感器的主要组件是元件5(陶瓷压电元件(a piezoelectric element，a ceramic))，其中借助电路来促使元件5以与振动的吉他琴弦近似相同的方式振动(振荡)。元件5在特定的频率(其共振频率)下振动。当随后将负载(例如材料2)布置成与振动元件5的一端接触时，材料的声阻抗将会影响振动元件(振荡系统)，使得它在新的共振频率下振动。元件5振动的频率由传感器所接触的材料的硬度(刚度)来确定。如果将传感器4沿材料2移动，则能够记录频率的连续变化，而且能够获得并定位一个或多个硬度不同的区域1。所记录(登记)的频率变化(频率的差异)取决于传感器所接触的材料的硬度(刚度)。

因而，根据本发明的方法包括激活电路6以便促使在共振传感器4内所包含的元件5振动以获得共振频率，以及将元件4布置成与材料2接触，在此之后能够测量元件的共振频率的差异并使其与传感器所接触的材料的硬度相关联，由此能够测出具有不同硬度的区域1。