CN1097727C - 用于检测和测量复合材料中间隙和搭接的方法及装置 - Google Patents

Abstract

一种电子扫描器，具有光源和光传感头，经电缆与计算机连接。扫描器头检测来自复合材料表面的反射光并产生该表面的电子图像。现有的软件驱动器判读扫描器的输出以产生电子位图图像。然后显示电子图像以便间隙容易看见。电子图像还被分析，以确定搭接和间隙的出现，还可测量间隙宽度，测量显示器上各点之间的距离，和确定由纤维材料覆盖的表面的百分比。电子图像也可以被存储以便以后分析。

Description

用于检测和测量复合材料中间隙和搭接的方法及装置

                          技术领域

本发明涉及检测和测量复合材料敷层表面的间隙和搭接的方法及装置。

                          背景技术

复合材料越来越多地应用于需要高的强度重量比的多种产品的制造过程中。复合材料是一种由两个或多个具有不同类型的强度或弹力的成分组成的材料。例如，把具有高拉伸强度的碳纤维嵌入到环氧树脂中。这种结合产生了可以形成为多种形状并且强度比均等的钢高许多倍的材料。

在典型的复合材料制造过程中，碳或其它纤维的许多长纤维束(strand)从线轴拉出并伸直，以使它们平行。然后把平行的纤维带加到并按到一加热的表面并用环氧树脂来保持定位。由于这样产生的复合材料在纤维伸展的方向强度最强，因此在复合材料制造工艺中要加入若干层纤维。在这种成层或分层工艺中，加入多层合成纤维的方式是使得在后续层中的纤维相对前一层中的纤维为沿横向伸展从而产生在每个方向强度都高的材料。一旦这种复合物被形成，它就在干燥器或热压器中进行热固化，产生刚性结构。

尽管这种合成分层处理在生产强度高重量轻的材料方面非常有效，但在制造处理中会出现影响所得材料强度的问题。首先，在加至表面的碳纤维之间会出现间隙。当生产具有许多弯曲处、折叠或曲线的复合器件时这种间隙特别容易出现。明显尺寸间隙的存在会减弱在间隙的区域中的所述复合材料的强度。当上述区域的附近有多个缝隙时，则这种减弱作用组合在一起。同样地，原打算邻近和平行的纤维可能相互重叠。重叠的纤维，或“搭接(laps)”也产生了减小强度的区域。搭接的存在甚至比缝隙的存在更糟。由于纤维在热处理过程期间扩展，小于一定大小的间隙随着纤维扩展和相互位移将会被填充。然而，搭接在热处理过程期间可能变得更坏。重叠的纤维将保留在原处，而且在固化过程期间随纤维的扩展而伸展。因此，一个搭接在该搭接周围的复合材料中产生了薄弱区域。

为了避免制成的材料中的薄弱区域，纤维的每一层必须检查其搭接和间隙。典型的作法是，检查员用眼睛检查复合材料以寻找搭接和间隙。这是一种特别易出错的乏味处理过程。因为纤维和间隙都很小，必须使用放大镜去寻找间隙和搭接。此外，由于碳纤维是黑的，当间隙或搭接下面的纤维也是黑色时，用眼睛发现纤维顶层中的间隙或搭接尤其困难。此外，精确测量纤维间间隙的尺寸是很难的，因而确定被辨别的间隙是否大到足以造成问题是很困难的。当复合材料被制造得很大时这些问题搅在一起。搜索大复合材料表面的检查员易于疲劳和眼睛使用过度并且可能遗漏明显的搭接和间隙。

                          发明内容

本发明提出了一种用于检查复合材料表面以发现纤维中像搭接和间隙那样的瑕疵的简易和有效的方法和装置。

本发明提供一种确定复合材料的纤维之间的搭接和间隙的出现的方法，包括以下步骤：(a)用电子扫描器的光源照亮复合材料的表面，使得光线入射到表面内的纤维和间隙上；(b)用电子扫描器扫描该复合材料的表面以形成该表面的电子图象，其中，该表面的图像被分割成若干像素，每个像素具有相对于在扫描表面的对应部分时检测的从表面内的纤维和间隙反射的光强的亮度值；和(c)显示该表面的图像以便使搭接和间隙可视。

本发明还提供一种检测复合材料的纤维间搭接和间隙的装置，包括：(a)用于照亮复合材料的表面的包含在扫描器中的光源，使得光线入射到表面内的纤维和间隙上；(b)与所述光源相联的扫描器，用于扫描该复合材料的表面以形成被扫描表面的电子图像，其中所述表面的图像被分割成若干像素，每个像素具有相对于当扫描表面对应部分时检测的从表面内的纤维和间隙反射的光强的亮度值；和(c)与所述扫描器相联的显示器，用于显示所述被扫描表面的图像以便使搭接和间隙可视。

在本发明的优选实施例中，使用通常用来数字化文件的电子扫描器从要检查的表面上经过。扫描器包括一个扫描头，它具有照射复合材料表面的光源和检测反射光的光传感部分或检测器。通过沿纤维方向扫描表面，检测出表面层中存在的间隙和搭接。这种方法能够定量确定搭接或间隙的尺寸和相邻的搭接或间隙之间的距离，以便制造者可以确定合成材料是否因为搭接或间隙的存在而被明显地减弱强度。

根据本发明的另一方面，光学扫描的表面图像以间隙和搭接能够观看的方式被显示。在优选实施例中，扫描图像在计算机终端显示器中作图形显示。

根据本发明的再一方面，搭接或间隙的尺寸可以在显示器上确定和表示。同样地，表面上的搭接或间隙与其它搭接、间隙，或其它点间的距离可以被确定和显示。

根据本发明的又一方面，可以调整扫描分辨率，以适应纤维尺寸和可能的间隙宽度的范围。

根据本发明的又一方面，为了以后的显示或分析，扫描图像和搭接及间隙数据可以存储在存储器中。同样地，图像或代表图像的数据可以从存储器中取出以分析搭接或间隙的图像。

根据本发明的再一方面，可以分析扫描的图像，以确定由最上层的纤维覆盖的表面区域的百分率。

                          附图说明

通过下面的参照附图的详细说明将会更容易地更好的理解本发明的上述方面和由此带来的优点。

图1是根据本发明的搭接和间隙检测装置的顶视透视图；

图2是图1的搭接和间隙检测装置各部件的方框图；

图3A是具有在表面层中呈现的间隙的复合纤维材料的两个层的顶视平面图；

图3B是光学扫描器所观看的图3A的复合层的顶视平面图；

图4是本发明的由光学扫描器确定的用于存储扫描的像素值的原始数据阵列的图像；

图5是说明用于扫描和显示复合敷层(lay-up)材料的整体逻辑的流程图；

图6是说明用于把选择的扫描行转换为二值表示的逻辑的流程图；

图7是示例的像素间隙数据阵列；

图8A是示例的宽度数据阵列；

图8B是示例的合成宽度数据阵列；

图9是说明用于产生宽度数据阵列的逻辑流程图；

图10是说明用于产生合成的数据阵列的逻辑的流程图；

图11是示出三束纤维的扫描显示的放大图像；

图12是说明用于确定纤维覆盖率百分比的逻辑的流程图。

                       具体实施方式

参见图1，根据本发明的构成的搭接/间隙检测器一般由标号10表示。包含具有光源和光传感部件的扫描头13的电子文件扫描器12经电缆14与一般的传统台式或笔记本计算机16连接。图2示出了计算机16的一些关键部件。尽管本领域的普通技术人员知道计算机16包括比图2所示的部件更多的元件，但实施本发明的优选实施例的公开不需要去示出所有的这些普通传统部件。

CPU 20经总线32与ROM(只读存储器)22和RAM(随机存贮存储器)24连接。CPU 20响应在ROM中存储的和在RAM中暂时存储的程序指令。计算机16还包含像硬盘驱动器、软盘驱动器或其它存储介质那样的存储部件26。键盘28和指示器29经总线32与CPU 20连接。指示器29是通过与显示器30配合使用户能够指令CPU的鼠标、跟踪球或其它的装置。根据本发明，CPU被编程以处理由扫描器12提供的数据，扫描器12经总线32也与CPU连接。由CPU处理的数据也在显示器30上显示并存储在存储装置26中以备以后使用。

可以根据本发明进行搭接和间隙扫描和分析的合成分层材料在图3A中示出。复合材料的下层由放入环氧树脂中的许多纤维41构成。对于航空器飞行控制翼面或整流罩来说，通常该纤维层41约1/8英寸厚。每一层上的纤维41同时在一平行条(band)加入若干纤维。尽管任意数目的纤维41可以同时被施加，但它们经常按12、24或32个纤维束的条来施加。类似地，是从带(tape)的条而不是从平行纤维的带来构成复合敷层。复合材料的表面层42放置在下层40的上面，这样使表面层42的纤维与下层的纤维41相比横向地伸展。尽管图3A只示出了两个层，但本领域的技术人员将会认识到按照本发明可以使用任何数目的层。

尽管在理想的情况下每一层中没有间隙，但图中示出了表面层42含有两个间隙44、46。肉眼可看到间隙44、46但发现它们很困难，这是因为这些间隙很小而且复合材料的每层是黑色的。这样，根据本发明，扫描器12的扫描头13以基本平行于表面层42的纤维41的方向扫过表面层42，以形成复合材料的表面的电子图象。该扫描器产生把表面分成栅格的电子信号，这种格栅形成了被扫描的表面的电子图象。每个单独的栅格元素，或像素由一个相对扫描头13检测的反射光强的值表示。

当扫描器头13的光照亮表面层纤维41时，大部分光被反射离开扫描器或被表面层42的纤维41吸收，使得表面层42呈现黑色(很少一点或没有反射光被检测到)。已经发现经间隙44、46从下层40反射有更多的反射光被检测到。这样，通过以基本平行于纤维41的方向进行扫描，当扫描器遇到间隙时扫描器输出具有较高的光强值(即，表面由具有较高数值的像素代表)，而当遇到表面纤维时则输出较低的光强值。

图3A的复合材料层作为由扫描器12“看见”和由扫描器输出表示的情况在图3B中。由于当扫描器遇到表面层42时光通常被吸收或被反射离开扫描器头13，但光被下层40反射以致扫描器12可以接收到它，因此，间隙44、46就与表面层42上的纤维41区别开。

在一个实施例中，扫描器12是美国加利福尼亚、Thunderware的Orinda公司生产的Lightning ScanPro 256手持扫描器。扫描器12经电缆14与计算机16的SCSI(小型计算机系统接口)端连接，在优选实施例中是系统7.0下操作的MacIntosh Power Book。传统的软件驱动器判读扫描器输出以产生电子位图图像。

扫描器12包括在扫描头13每一侧上的轮子17(如图1中所示)，它接触被扫描的表面。当扫描器头13扫过表面时，扫描器对轮子17的转动速度进行判读并从而调整采样速率。在这种方式中，该扫描器产生具有表示被扫描的表面近似相等的尺寸的像素的位图图像。

扫描器12可以有四英寸的扫描宽度和每英寸400个点(400dpi)的扫描分辨率，使得扫描宽度被分成1600个像素。由于纤维41一般为1/8英寸宽，因此纤维41将具有近似50个像素的宽度。本领域的技术人员会知道扫描器12可以有符合本发明的各种扫描宽度和分辨率。

除了具有各种可能的扫描分辨率外，扫描器12可以把被扫描图像的亮度定量为各个可能的范围。在优选实施例中，扫描器12能够扫描256级灰度。因此，每个像素将具有0至255之间的有关亮度值，接近0的值表示由扫描器头13检测的极少的光和接近255的值表示较大的被检测光强。

为了确保扫描器12的平行于表面层42的纤维的方向扫描，沿着直边或直尺引导扫描器12。当表面层42被扫描时，从软件驱动器接收每个像素的值，并把该值存入计算机16中的如图4所示的原始数据阵列50中。原始数据阵列50是具有等于像素中测量的扫描器宽度的宽度的二维阵列。这样，在优选实施例中宽度为四英寸乘以每英寸400光点，或1600像素。原始数据阵列50的长度(由图4中参考符号1表示)是可变的并由扫描的复合材料的长度确定。例如，通过扫描复合材料的八英寸长的部分具有1600个像素宽度和3200个像素长度的原始数据阵列50会被产生并存入计算机存储器中。对每个像素来说，有关的亮度值(如图4中“#”所示)被存储。原始数据阵列50还可以被存入存储部件26中供以后的分析之用。

原始数据阵列50中存储的被扫描复合表面的图象还可以在计算机16的显示器30上显示。每个像素被分配一个相对于该像素的亮度值的灰度梯度，并由此相对于在复合材料表面上对应的位置由扫描器头13检测反射光通量。尽管在优选实施例中使用了灰度梯度，但本技术领域技术人员知道其它颜色或颜色组合的梯度也可以用来显示被扫描表面的电子图象。此外，表示扫描器接收的光强的数值可以被显示而不需把数值转换为灰度梯度。

因此，根据被扫描表面的尺寸和由此而得的原始数据阵列的长度l，整个原始数据阵列可能不适于同时在显示器30上显示。通过使用指示器29或键盘28，显示器30可以被调整或“滚动”，以采用本领域公知的方式显示原始数据阵列50的不同区段。此外，被显示的图像能够被放大，以便像素在屏幕上显示时增加像素的尺寸。纤维41间呈现的任何间隙44、46很容易被检测，这是因为当观察显示器30时比观察复合材料本身更容易看见它们。此外，间隙的尺寸可以通过把间隙像素数目乘以每个像素的英寸数来确定。

本发明使用的扫描和显示复合敷层材料的所有逻辑可以参照图5进行概括。逻辑开始于块102，在这里，复合材料的表面由光源照亮。然后，逻辑进至通过检测表面反射的光束扫描表面的块104。在块106中，由扫描器12产生的位-图图像在显示器30上显示。在块108中，被扫描的位-图图像被存储，用于以后的读取和分析。

一旦数据被扫描和在显示器30上显示，就可以对搭接和间隙的出现情况进行详细的分析。首先，选择一行以更详细的分析。该行是通过从显示上注意到具有搭接或间隙的特定行来选择。通过把用于被选择行的像素亮度值转换为代表间隙或者纤维材料的二值数值来开始这种分析。本发明使用的把被选择的行转换为二值图像的逻辑参照图6进行说明。该逻辑开始于块112，在这里使用键盘28或指示器29选择原始数据阵列50的单个行。尽管只选择了一行，但按照本发明可以选择任何数目的行。被选择行中每个像素的原始数据强度值随后转换为代表每个像素上是出现间隙还是纤维的二值数值。更具体地说，在块114，通过把每个像素值与用于区别纤维41和间隙44、46的可调整灰度阈值相比较来执行转换。在优选实施例中，灰度阈值为65。来自大于或等于阈值的原始数据阵列50的被选择行的原始扫描值被确定为间隙，而小于阈值的行扫描值被确定为纤维材料。在把每个原始像素值与该阈值相比较时，每个像素被分配代表或者纤维或者间隙的二值值。逻辑进至用于赋值为“T”(纤维＝“真”)的比阈值高的值的块116，或进至用于赋值为“F”(纤维＝“假”)的比阈值低的值的块118。对于这两种情况，逻辑都进入块120，在其中，二值值T或F存储在下面参照图7说明的纤维/间隙数据阵列中。进入块122后，这种二值转换处理持续进行直到纤维/间隙数据阵列被充满。纤维/间隙数据阵列将有与原始数据阵列50同样的宽度和一个像素的长度。因此，在该优选实施例中，纤维/间隙数据阵列60具有1像素乘以1600像素的大小并对每个像素含有转换的二值值T或F。纤维/间隙数据阵列60，正如所讨论的所有阵列的情况一样，可以在显示器30上显示和存入存储装置26中。例示的纤维/间隙数据阵列60如图7所示。

纤维/间隙数据60产生后，逻辑进至块124以更新显示器30以用二值形式表示被选择行。在优选实施例中，这些间隙(或“F”值)用红色像素显示，纤维(或“T”值)用黑色像素显示。本技术领域技术人员将会认识到这些纤维和间隙(T或F)可以通过使用使纤维和间隙用眼睛识别的任何颜色或梯度来显示。显示器上的二值图象使间隙的出现容易看见。

随后纤维/间隙数据阵列60被用来产生宽度阵列70，如图8A所示。宽度阵列70的目的是形成一对检测的纤维宽度和相邻的间隙宽度的阵列。因此，该宽度阵列70含有两列，一列用于间隙宽度，一列用于对应的纤维宽度。图9说明了为产生宽度阵列而使用的逻辑。它开始于块130，从纤维/间隙数据阵列指定的最初像素被分析以确定它是T还是F。如果是T，则逻辑进至块132，在这里，连续的各个T被加起来直到遇见F。在此时，逻辑进至块134，在这里连续的各个T的数目被送入处于该用于纤维宽度的列下的宽度阵列70的第一行。随后，逻辑进至块136的确定像素间隙数据阵列是否已经用尽。如果不是，则逻辑进入块138。把连续的F加起来直到遇见T。此处，逻辑进至块140，在这里连续的各个F的数目被送入处于该用于间隙宽度的列之下的宽度阵列的第一行。然后，逻辑进至块142以确定在纤维/间隙数据阵列中是否还有余下的有待分析的像素。如果存在余下的值，则逻辑返回到块132，在这里，连续的各个T被计数，像上述的那样将该数目送入纤维宽度列之下的下一行中。这个过程持续进行直到全部纤维/间隙数据阵列60被计数。产生的宽度阵70将包含排成两列的间隙宽度和纤维宽度的对。

在一些情况下，纤维可能重叠或相互过于靠近使得在纤维间没有间隙。重叠或间隙的缺乏将作为连续延展的范围的不出现间隙的纤维材料出现在显示器30上。这样，当用眼睛观看复合材料时和当在显示器30上观察扫描的图像时，确定是否确定重叠或两个纤维是否仅仅邻近到相互接触是困难的。这种困难通过把宽度阵列70转换成图8所示的合成宽度阵列72来解决。在把宽度阵列70转换成合成宽度阵列72中，代表纤维材料的连续像素的和与中间纤维宽度值比较以确定各纤维是否重叠。用于产生合成宽度阵列的逻辑示于图10。逻辑开始于块150，在这里用中间纤维宽度来除来自宽度阵列70的纤维宽度列的第一行的值，并舍入到最接近的整数。中间纤维宽度是代表纤维预期宽度的预设定值。在优选实施例中，中间纤维宽度是1/8英寸，或50个像素。用中间纤维宽度除来自纤维宽度数据阵列70的值的结果N是相邻或重叠的纤维的假定数目。

逻辑进至块152，以估算块1 50中除法的结果。如果纤维的假设数N为1，则逻辑进至块154，在这里，来自被测量的宽度阵列70的纤维宽度列的值，和其对应的间隙宽度值被送入合成宽度阵列72的第一行的两列。如果纤维的假定数N大于1，则逻辑进至块158，在这里用纤维的假定数N除来自宽度阵列70的纤维宽度列的值，以便产生“平均纤维宽度”。然后逻辑进至块160，在这里平均纤维宽度被送入等于纤维假定数N的数行中合成宽度数据阵列72的纤维列中。在块154和160之后，逻辑进至块156以确定是否存在余下的要被分析的宽度阵列的值。如果存在余下的值，则逻辑返回块150。

参照图8A和8B可以更好地理解该过程。如图8A所示，在纤维宽度列中示例性的宽度数据阵列70可以含有90的值。如果来自纤维宽度数据阵列70的90的纤维宽度值除以50的中间纤维宽度，则纤维的假定数N为2。因此，两个纤维被假定为被包含在由来自纤维宽度数据阵列70的90的值代表的90个像素的连续延展范围中。由于合成宽度阵列72是纤维和相应的间隙的阵列，因此用2(纤维的假定数)除90的值产生了值45，它代表用于90个像素的连续延展范围中的两束假定纤维的平均纤维宽度。随后，值45送入在合成宽度阵列72(如图8B所示)纤维列之下的两个连续的行中，对每个假定纤维各有一个入口。与测量的纤维宽度值为90有关的间隙宽度值被存入合成数据阵列72的间隙宽度列的第一行。由于在假定存在于90个纤维像素的延展范围中的两个纤维之间没有测到有间隙，因此符号“^*”送入与第二合成纤维有关的行中的间隙列。

从合成宽度阵列72可以容易地发现和测量间隙和搭接。可以迅速分析各个纤维和间隙列以寻找异常处。这样，可以对照间隙容差值比较间隙列，以确定任一个间隙是否太大。同样，也可以分析合成宽度数据阵列72来找出搭接。这里有两个发出很可能是出现重叠信号的标志。首先，非常大间隙的出现通常是在间隙两边任一侧上的纤维是重叠的标志。其次纤维材料的过长延展(许多连续的T)表明要么有重叠要么有接触的纤维。从合成宽度数据阵列72可以看到，纤维的过长连续延展被分成星号(“^*”)和平均的纤维宽度。如果从这些过长延展估算的平均纤维宽度小于预期的中间纤维宽度，则它可能是由于重叠造成的结果。

除了检测搭接和间隙，本发明的搭接/间隙检测器还用于确定显示器上各点之间的距离，因此对复合材料非常有用。当估算纤维材料是否放置为充分靠近参考线例如，指示要在复合材料中打孔或切口的线时，这个特性特别有用。同样，这个特性也用于测量搭接或间隙之间的距离。参见图11，这里示出了具有三束纤维的放大显示。使用键盘28或指示器29选择显示器上的两个点80，81。在显示器上示出了连接两个点80、81的线，代表用于纤维材料的期望停止的点。为了确定纤维是否充分靠近点80、81之间的线，选择这些纤维中一个纤维一端上的点83。然后，计算在该纤维一端的点83与该线之间的垂直距离以确定该纤维是否充分靠近该线。

本发明的搭接/间隙检测器还可计算被扫描图像的密度。换句话说，搭接/间隙检测器确定由纤维材料覆盖的被扫描图像的表面区域的百分比。图12说明了确定覆盖百分比的逻辑。图像密度确定开始于建立计算评估区域的块172。使用键盘28或指示器29选择评估区域，使其像一个像素那样小或像整个原始数据阵列50那样大。一旦建立评估区域，原始数据阵列50的对应部分就被用来确定图像密度。逻辑进至块173，在这里取出评估区域中用于第一像素的亮度值。在块174中，该亮度值与灰度阈值比较以确定它是代表纤维还是间隙。如果该值大于或等于阈值，则逻辑进至其中递增间隙值的总和的块176。另一方面，如果该值小于灰度阈值，则逻辑进至递增纤维值总和的块178。该逻辑从块176和178进至块180以确定评估区域中是否存在剩余像素。如果评估区域中存在剩余像素，则逻辑进至块181，在这里取出下一个值和重复评估过程。一旦不存在剩余像素，逻辑就进入块182。通过用评估区域中像素的总数除纤维像素的总数来确定图像密度或由纤维转换的评估区域的百分比。

本发明提供了超过用眼睛扫描合成敷层的材料以发现出现的间隙和搭接的现有技术方法的明显优点。通过使用本发明，可以以使间隙和搭接被容易发现的方式扫描和显示复合材料表面。还可以分析复合材料表面的电子图象，以便测量间隙宽度、确定重叠纤维的出现，测量被扫描表面上各个点之间的距离，和计算由纤维覆盖的表面的百分比。还可以存储复合材料表面的电子表示以用在随后进行分析。

尽管以上对本发明的优选实施例已经做了说明，但应该明白在不背离本发明精神和范围的条件下可以对其做各种变化。

Claims (16)

1.一种确定复合材料的纤维之间的搭接和间隙的出现的方法，包括以下步骤：

(a)用电子扫描器的光源照亮复合材料的表面，使得光线入射到表面内的纤维和间隙上；

(b)用电子扫描器扫描该复合材料的表面以形成该表面的电子图象，其中，该表面的图像被分割成若干像素，每个像素具有相对于在扫描表面的对应部分时检测的从表面内的纤维和间隙反射的光强的亮度值；和

(c)显示该表面的图像以便使搭接和间隙可视。

2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括存储表面电子图像的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示步骤包括以下步骤：

(a)给每个像素分配一个相对于该像素亮度值的灰度梯度；和

(b)显示所述分配的像素。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述显示步骤包括：

(a)把所述被扫描表面的至少一部分的像素转换成表示在对应于该像素的位置出现或者是间隙或者是纤维材料的二值图像；和

(b)显示该二值图像。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括分析所述表面的图像以确定间隙和搭接的出现的步骤：

(a)把所述被扫描表面的至少一部分的像素转换成表示在对应该像素的位置呈现或者是间隙或者是纤维材料的二值图像；

(b)交替地累加代表间隙的连续转换的像素的数目和代表纤维材料的连续转换的像素的数目，以形成代表间隙和纤维材料的连续像素数目的值；和

(c)产生含有所述表示间隙的连续转换像素的总和以及所述表示纤维材料的连续转换像素的总和的阵列。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括显示含有所述代表间隙的连续转换像素的总和以及所述表示纤维材料的连续转换像素的总和的阵列的步骤。

7.根据权利要求1所述的方法，进一步包括通过确定与所述被扫描表面上的两个点相对应的两个显示点之间的距离来确定被扫描表面上两个点之间距离的步骤。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括计算由纤维材料覆盖的表面的百分比的步骤。

9.一种检测复合材料的纤维间搭接和间隙的装置，包括：

(a)用于照亮复合材料的表面的包含在扫描器中的光源，使得光线入射到表面内的纤维和间隙上；

(b)与所述光源相联的扫描器，用于扫描该复合材料的表面以形成被扫描表面的电子图像，其中所述表面的图像被分割成若干像素，每个像素具有相对于当扫描表面对应部分时检测的从表面内的纤维和间隙反射的光强的亮度值；和

(c)与所述扫描器相联的显示器，用于显示所述被扫描表面的图像以便使搭接和间隙可视。

10.根据权利要求9所述的装置，进一步包括用于存储所述被扫描表面的电子图像的存储装置。

11.根据权利要求9所述的装置，其中通过给每个像素分配一个相对于像素亮度值的灰度梯度并显示该分配的像素来显示所述被扫描表面的图像。

12.根据权利要求9所述的装置，进一步包括：

(a)处理单元；和

(b)连接该处理单元的存储器，该存储器至少暂时存储所述像素亮度值和存储控制所述处理单元的程序指令，在所述处理单元上程序指令的执行包括：

(i)把所述被扫描表面至少一部分的像素转换为表示在对应像素的位置上出现或者间隙或者纤维材料的二值图像；和

(ii)显示该二值图像。

13.根据权利要求9所述装置，进一步包括：

(a)处理单元；和

(b)与该处理单元连接的存储器，该存储器至少暂时存储所述像素亮度值和存储所述控制处理单元的程序指令，在所述处理单元上程序指令的执行包括：

(i)把所述被扫描表面至少一部分的像素转换为表示在对应该像素位置上出现或者间隙或者纤维材料的二值图像；

(ii)交替地累加代表所述间隙的连续转换像素的数目和代表所述纤维材料的连续转换像素的数目以形成代表所述间隙和纤维材料连续像素数目的值。

(iii)把代表纤维材料的连续转换像素总和与一中间纤维宽度值相比较。

14.根据权利要求9所述的装置，进一步包括：

(a)处理单元；和

(b)连接该处理单元的存储器，该存储器至少暂时存储所述像素亮度值和存储所述控制该处理单元的程序指令，所述处理单元上程序指令的执行包括：

(i)把所述被扫描表面至少一部分的像素转换为表示在对应该像素位置上出现或者间隙或者纤维材料的二值图像；

(ii)交替累加代表所述间隙的连续转换像素的数目和代表所述纤维材料的连续转换像素的数目以形成代表所述间隙和纤维材料连续像素数目的值；

(iii)把代表所述间隙的连续转换像素的总和与一间隙公差值相比较。

15.根据权利要求9所述的装置，进一步包括：

(a)处理单元；和

(b)连接该处理单元的存储器，该存储器至少暂时存储所述像素亮度值和存储所述控制该处理单元的程序指令，所述处理单元上程序指令的执行包括确定所述表面的显示图像上两个点之间的距离。

16.根据权利要求9所述的装置，进一步包括：

(a)处理单元；和

(b)连接该处理单元的存储器，该存储器至少暂时存储所述像素亮度值和存储所述控制该处理单元的程序指令，所述处理单元上程序指令的执行包括计算由纤维材料覆盖的表面的百分比。

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