[发明专利]用于至少部分地、优选完全地确定具有至少一个空腔的构件的外部和内部几何形状的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于确定具有至少一个空腔的构件(1)的外部和内部几何形状的方法，其中，‑提供具有至少一个空腔的要测量的构件(1)(S1)；‑通过执行3D扫描确定构件(1)的外部几何形状(S2)；‑借助超声确定构件(1)的至少一个部段的壁厚(S4)；‑通过X射线计算机断层扫描确定尤其构件(1)的至少一个部段的内部和外部构件几何形状(S5)；和‑将通过所述3D扫描和壁厚超声测量以及尤其通过X射线计算机断层扫描获得的数据合并，其中从关于外部几何形状的3D扫描数据和壁厚超声测量数据中重构构件(1)的在至少一个借助超声测量的部段的区域中的内部几何形状(S6)。此外，本发明涉及一种用于确定构件(1)的外部和内部几何形状的设备。

技术领域

本发明涉及一种用于至少部分地、优选完全地确定具有至少一个空腔的构件的外部和内部几何形状的方法和设备。

背景技术

当前存在各种方法可用于在测量技术方面确定构件的外部三维几何形状。例如可行的是，执行3D扫描，其中对构件表面进行扫描，优选用光进行扫描。在此，能够使用指向要测量的构件的结构光或激光。然后能够从由构件表面反射的一部分光中尤其经由三角测量法推断出构件表面上的点。纯示例性地，结合用于确定构件的外部几何形状的3D扫描方法可参考DE 10 2008 048 963 A1和其中所探讨的现有技术。具有至少一个空腔的构件的内部几何形状不能借助于3D扫描获取。

关于中空构件的形状的信息能够通过基于超声的壁厚测量来获得。为此，以众所周知的方式将超声波耦合输入到要检验的构件中，获取在过渡部处反射的份额，并且经由传输时间差异推断出壁厚。

此外可行的是，借助于X射线计算机断层扫描(英语：X-Ray CT)能够确定具有一个或多个空腔的构件的外部和内部几何形状。从DE 10 2008 020 948 A1中例如得知一种X射线计算机断层扫描仪和一种用于借助于X射线计算机断层扫描来检验构件的方法。然而在此存在的问题是，分辨率受到被透射的材料的总厚度的限制，所述分辨率尤其随着厚度的增加而降低。如果要测量具有不对称几何形状和/或变化的壁厚的构件，例如涡轮叶片，那么因此对于构件的不同的部段存在具有不同程度分辨率的测量数据。这有时引起：能够以针对具体应用例如质量检查而言足够的精度来测量构件的一些部段，而对其它部段则不能。X射线能量的增加不是解决方案，因为这会引起信号灵敏度损失，进而又引起分辨率和精度的下降，其中X射线能量的增加可以确保辐射例如也通过涡轮叶片的最长的部段传输。

目前不存在下述方法，所述方法能够实现：对于所有构件尺寸，以对于全部构件区域而言良好的分辨率获取具有至少一个空腔的构件的外部和内部几何形状，这即使在复杂的构件几何形状的情况下也如此。

发明内容

因此，本发明的目的是，提出一种开始提及类型的方法和设备，借助所述方法和设备能够以对于所有构件区域或部段而言良好的分辨率可靠地确定具有至少一个空腔的构件的内部和外部几何形状，即使对于较复杂形状的构件也如此。

所述目的通过一种用于至少部分地、优选完全地确定具有至少一个空腔的构件的外部和内部几何形状的方法来实现，其中

-提供具有至少一个空腔的要测量的构件，

-通过执行3D扫描至少部分地、优选完全地确定所述构件的外部几何形状，

-借助于超声确定构件的至少一个部段的壁厚，其中该部段已通过执行3D扫描从外侧测量或仍在测量并且对构件的至少一个空腔限界，

-通过X射线计算机断层扫描确定尤其构件的至少一个部段的内部和外部构件几何形状，其中该部段对构件的至少一个空腔限界，和