公开(公告)号：US20080016965A1

公开(公告)日：2008-01-24

申请号：US11458377

申请日：2006-07-18

申请人： Thomas E. Drake ,  Marc Dubois

发明人： Thomas E. Drake ,  Marc Dubois

IPC分类号： G01N21/00 ,  G01N29/04

CPC分类号： G01N29/2418 ,  G01H9/004 ,  G01N29/265 ,  G01N2291/0231

摘要： Embodiments of the present invention relates to an improved laser for the optical detection of ultrasound. The primary task of this “first” detection laser is to illuminate the spot where a “second” laser is used to generate ultrasound in the part under test. The scattered light from the first laser is collected and analyzed with an interferometer to demodulate the surface vibrations caused by the return echoes of the ultrasound at the surface of the part. The improved detection laser (first laser) is constructed using a diode-pumped fiber laser to produce a high power single-frequency laser source.

摘要翻译： 本发明的实施例涉及一种用于超声波光学检测的改进的激光器。 该“第一”检测激光器的主要任务是照亮“第二”激光器在被测部件中产生超声的位置。 收集来自第一激光器的散射光并用干涉仪进行分析，以解调由该部件表面的超声波返回回波引起的表面振动。 改进的检测激光器（第一激光器）使用二极管泵浦的光纤激光器来构造，以产生高功率单频激光源。

公开(公告)号：US20140081459A1

公开(公告)日：2014-03-20

申请号：US14032427

申请日：2013-09-20

申请人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR.

发明人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR.

IPC分类号： B25J9/16

CPC分类号： B25J9/1697 ,  G05B2219/37555 ,  G05B2219/39451

摘要： A depth mapping device equipped with a 2D optical pattern projection mounted on a tool attached to a robot may be used to measure distance between the tool and an object. Depth data generated by the depth mapping device can be used to generate an augmented-reality image to provide real-time information about the object position, orientation, or other measurements to an operator performing a industrial robotic process. Images also may be generated with a camera located on the robot. Real-time depth information may be used to prevent collision. Fast depth information acquisition may be used to modify robot position for better processing. Real-time data acquisition plus fast processing may provide augmented-reality images to operators for better robot programming. Location data of the industrial process on the object may be used to improve analysis of the industrial process data.

摘要翻译： 配备有安装在附接到机器人的工具上的2D光学图案投影的深度测绘装置可以用于测量工具和物体之间的距离。 由深度测绘装置生成的深度数据可用于生成增强现实图像，以向执行工业机器人处理的操作者提供关于对象位置，方向或其它测量的实时信息。 也可以使用位于机器人上的相机来生成图像。 可以使用实时深度信息来防止碰撞。 可以使用快速深度信息获取来修改机器人位置以获得更好的处理。 实时数据采集加上快速处理可以为运营商提供增强现实图像以实现更好的机器人编程。 对象上工业过程的位置数据可用于改进对工业过程数据的分析。

公开(公告)号：US20080181268A1

公开(公告)日：2008-07-31

申请号：US11688379

申请日：2007-03-20

申请人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake ,  Kenneth R. Yawn

发明人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake ,  Kenneth R. Yawn

IPC分类号： G01B11/16 ,  H01S3/13

CPC分类号： G01H9/008 ,  G01N21/1702 ,  G01N29/2418 ,  G01N2021/1706 ,  G01N2291/0231

摘要： A pulse detection laser is provided. The pulse detection laser includes a single frequency oscillator, a continuous pre-amplifier, and a pulsed amplifier. The single frequency oscillator generates a seed laser beam and is optically coupled to the continuous preamplifier. The continuous pre-amplifier amplifies the seed laser to produce an intermediate power laser beam. A pulsed amplifier optically coupled to the continuous pre-amplifier receives the intermediate power laser beam and amplifies the intermediate power laser beam to produce a pulse detection laser beam. One task of this pulse detection laser is to illuminate ultrasonic displacements. Light from the laser is scattered, collected, and analyzed with an interferometer to demodulate the ultrasonic displacements caused by the return echoes of the ultrasound at the surface of the part.

摘要翻译： 提供脉冲检测激光器。 脉冲检测激光器包括单频振荡器，连续前置放大器和脉冲放大器。 单频振荡器产生种子激光束并且光连接到连续前置放大器。 连续的前置放大器放大种子激光器以产生中间功率激光束。 光耦合到连续前置放大器的脉冲放大器接收中间功率激光束并放大中间功率激光束以产生脉冲检测激光束。 该脉冲检测激光器的一个任务是照亮超声波位移。 来自激光的光被散射，收集并用干涉仪分析，以解调超声波在部件表面的返回回波引起的超声位移。

公开(公告)号：US20080137105A1

公开(公告)日：2008-06-12

申请号：US11567405

申请日：2006-12-06

申请人： Donald Robert Howard ,  Harry Israel Ringermacher ,  Marc Dubois ,  Timothy Gerard Richter ,  Thomas E. Drake

发明人： Donald Robert Howard ,  Harry Israel Ringermacher ,  Marc Dubois ,  Timothy Gerard Richter ,  Thomas E. Drake

IPC分类号： G01B11/28

CPC分类号： G01N29/2418 ,  G01N25/72 ,  G01N29/228 ,  G01N2291/0231 ,  G01N2291/02881

摘要： An inspection system is provided to examine internal structures of a target material. This inspection system combines an ultrasonic inspection system and a thermographic inspection system. The thermographic inspection system is attached to ultrasonic inspection and modified to enable thermographic inspection of target materials at distances compatible with laser ultrasonic inspection. Quantitative information is obtained using depth infrared (IR) imaging on the target material. The IR imaging and laser-ultrasound results are combined and projected on a 3D projection of complex shape composites. The thermographic results complement the laser-ultrasound results and yield information about the target material's internal structure that is more complete and more reliable, especially when the target materials are thin composite parts.

摘要翻译： 提供检查系统来检查目标材料的内部结构。 该检测系统结合了超声波检测系统和热成像检测系统。 热成像检测系统连接超声波检查，并进行了修改，以便在与激光超声波检测相匹配的距离内对目标材料进行热成像检测。 使用目标材料上的深度红外（IR）成像获得定量信息。 将IR成像和激光超声结果组合并投影在复合形状复合材料的3 D投影上。 热成像结果补充了激光超声结果，并产生了关于目标材料的内部结构的更完整和更可靠的信息，特别是当目标材料是薄的复合部件时。

公开(公告)号：US07369250B2

公开(公告)日：2008-05-06

申请号：US11089902

申请日：2005-03-25

申请人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, Jr.

发明人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, Jr.

IPC分类号： G01B11/02 ,  G01B9/02 ,  G01N21/00

CPC分类号： G01N21/1717 ,  G01H9/00 ,  G01N29/2418 ,  G01N2291/0423 ,  G01N2291/0425 ,  G01N2291/044

摘要： The present invention provides a method to detect and generate ultrasonic displacements at a remote target for ultrasonic inspection. This method involves generating an ultrasonic wave at a first location on an upper surface of the remote target. This ultrasonic wave is reflected from interior surfaces within the remote target wherein the reflected ultrasonic wave produces ultrasonic displacement at a second location on the upper surface of the remote target. A detection laser beam is generated and directed to the second location on the upper surface of the remote target. Here, the detection laser beam is scattered by the ultrasonic displacements to produce phase-modulated light. This phase-modulated light is collected and processed to obtain data representative of the ultrasonic surface displacements. Further, these ultrasonic displacements, when processed, will yield inspection information associated with the interior of the remote target.

摘要翻译： 本发明提供一种在超声波检查的远程目标处检测和产生超声波位移的方法。 该方法涉及在远程目标的上表面上的第一位置处产生超声波。 该超声波从远程目标内的内表面反射，其中反射的超声波在远程目标的上表面上的第二位置处产生超声波位移。 生成检测激光束并将其引导到远程目标的上表面上的第二位置。 这里，检测激光束被超声波位移散射以产生相位调制光。 收集并处理该相位调制光以获得代表超声表面位移的数据。 此外，这些超声波位移在被处理时将产生与远程目标的内部相关联的检查信息。

公开(公告)号：US20130088724A1

公开(公告)日：2013-04-11

申请号：US13649015

申请日：2012-10-10

申请人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR.

发明人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR.

IPC分类号： G01B9/02

CPC分类号： G01H9/00 ,  G01N29/11 ,  G01N29/2418 ,  G01N29/348 ,  G01N29/4436 ,  G01N2291/0231

摘要： A method for inspecting a sandwich structure may comprise determining a reference frequency, directing first and second laser beams onto the structure, collecting reflected light, processing it using an interferometer, acquiring a time-dependent signal for a predetermined duration greater than a period corresponding to the reference frequency, processing the time-dependent signal to produce a frequency-dependent signal, and comparing characteristics of the processed frequency-dependent signal to the reference frequency. A laser-ultrasonic apparatus configured to inspect sandwich structures may comprise first and second laser beams configured to generate acoustic energy in and illuminate a sandwich structure, respectively, an interferometer configured to receive reflected light and generate a time-dependent signal, detection electronics configured to process the time-dependent signal to produce a time-dependent electrical signal, and one or more processing units configured to convert the time-dependent electrical signal into a frequency-dependent signal and to compare characteristics thereof to characteristics of a reference frequency-dependent signal.

摘要翻译： 用于检查夹层结构的方法可以包括确定参考频率，将第一和第二激光束引导到结构上，收集反射光，使用干涉仪处理它，获取大于相应于 参考频率，处理时间相关信号以产生频率相关信号，以及将经处理的频率相关信号的特性与参考频率进行比较。 被配置为检查夹层结构的激光超声波装置可以包括分别被配置为产生声能并分别照明夹层结构的第一和第二激光束，被配置为接收反射光并产生时间相关信号的干涉仪，检测电子器件被配置为 处理时间依赖信号以产生与时间有关的电信号，以及一个或多个处理单元，被配置为将时间相关电信号转换为频率相关信号，并将其特征与参考频率相关信号的特性进行比较 。

公开(公告)号：US07800762B2

公开(公告)日：2010-09-21

申请号：US11524046

申请日：2006-09-20

申请人： John B. Deaton, Jr. ,  Marc Dubois ,  Kenneth R. Yawn ,  Jeffery E. Maestas ,  Thomas E. Drake, Jr.

发明人： John B. Deaton, Jr. ,  Marc Dubois ,  Kenneth R. Yawn ,  Jeffery E. Maestas ,  Thomas E. Drake, Jr.

IPC分类号： G01B11/02

CPC分类号： G01N29/2418 ,  G01N2291/0231

摘要： Embodiments of the present invention relate to a laser system and method for the optical generation of ultrasound at a remote target. This involves generating a pump laser beam with a diode-pumped fiber laser. The diode pumped fiber laser is fiber-coupled with an optical fiber, either passive or diode pumped, to a generation laser head. The generation laser head generates a generation laser beam from the pump laser beam and directs the generation laser beam to the surface of the remote target. The interaction between generation laser beam and the surface of the remote target results in ultrasonic displacements at the remote target. These ultrasonic displacements may be sampled in order to assess and inspect the remote target.

摘要翻译： 本发明的实施例涉及一种用于在远程目标处产生超声波的激光系统和方法。 这涉及用二极管泵浦的光纤激光器产生泵浦激光束。 二极管泵浦光纤激光器与被泵浦或无源二极管的光纤耦合到一代激光头。 一代激光头从泵浦激光束产生一代激光束并将生成的激光束引导到远程靶的表面。 发射激光束和远程目标表面之间的相互作用导致远程目标的超声波位移。 可以对这些超声波位移进行采样，以评估和检查远程目标。

公开(公告)号：US20090287450A1

公开(公告)日：2009-11-19

申请号：US12122158

申请日：2008-05-16

申请人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR. ,  Mark A. Osterkamp ,  David L. Kaiser ,  Tho X. Do ,  Kenneth R. Yawn

发明人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR. ,  Mark A. Osterkamp ,  David L. Kaiser ,  Tho X. Do ,  Kenneth R. Yawn

IPC分类号： G01B11/00

CPC分类号： G01N29/2418 ,  G01B11/2518

摘要： A system and method for the analysis of composite materials. Structured light measurements are used to determine the 3-dimensional shape of an object, which is then analyzed to minimize the number of scans when performing laser ultrasound measurements.

摘要翻译： 一种用于复合材料分析的系统和方法。 结构光测量用于确定物体的三维形状，然后对其进行分析，以便在执行激光超声测量时最大限度地减少扫描次数。

公开(公告)号：US20090287427A1

公开(公告)日：2009-11-19

申请号：US12122119

申请日：2008-05-16

申请人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR. ,  David L. Kaiser ,  Mark A. Osterkamp

发明人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR. ,  David L. Kaiser ,  Mark A. Osterkamp

IPC分类号： G01B11/30 ,  G01B17/00

CPC分类号： G01B11/25 ,  G01B17/06

摘要： A system and method for the analysis of composite materials. Laser ultrasound measurements of composite materials are correlated to the shape and position of the composite article.

摘要翻译： 一种用于复合材料分析的系统和方法。 复合材料的激光超声测量与复合制品的形状和位置相关。

公开(公告)号：US20090010285A1

公开(公告)日：2009-01-08

申请号：US11709342

申请日：2007-02-21

申请人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR. ,  Kenneth Yawn ,  Mark Osterkamp

发明人： Marc Dubois ,  Thomas E. Drake, JR. ,  Kenneth Yawn ,  Mark Osterkamp

IPC分类号： H01S3/30 ,  G01B11/14

CPC分类号： G01N21/1702 ,  G10K15/046

摘要： An ultrasonic non-destructive evaluation (NDE) system operable to inspect target materials is provided. This ultrasonic NDE system includes an articulated robot, an ultrasound inspection head, a processing module, and a control module. The ultrasound inspection head couples to or mounts on the articulated robot. The ultrasound inspection head is operable to deliver a generation laser beam, a detection laser beam, and collect phase modulated light scattered by the target materials. The processing module processes the phase modulated light and produces information about the internal structure of the target materials. The control module directs the articulated robot to position the ultrasound inspection head according to a pre-determined scan plan.

摘要翻译： 提供可操作以检查目标材料的超声波无损评估（NDE）系统。 该超声波NDE系统包括铰接机器人，超声检查头，处理模块和控制模块。 超声波检查头与铰接式机器人连接或安装在关节式机器人上。 超声波检查头可操作地传送一代激光束，检测激光束，并收集由目标材料散射的相位调制光。 处理模块处理相位调制光并产生关于目标材料的内部结构的信息。 控制模块根据预先确定的扫描计划指示关节式机器人定位超声检查头。