專利名稱：：用于分析暴露測試中涂層的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及用于分析暴露測試(exposuretesting)中的涂層的方法和系統(tǒng)，更特別地，涉及用于自動地獲取、存儲、分析和顯示與正在各個測試地點進行室外暴露測試的涂料(paint)成分相關(guān)的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：室內(nèi)和室外涂料測試板(painttestpanel)的傳統(tǒng)分析，稱作暴露系列測試(exposureseriestesting)，使用手動而耗時的處理生成數(shù)據(jù)以判斷涂料的耐久性。雖然顏色和光澤測量裝置可以用來產(chǎn)生一些涂層屬性(attribute)數(shù)據(jù)，但是該數(shù)據(jù)通常手動地獲取并且手動地記錄到數(shù)據(jù)庫中用于隨后的分析。其它的涂層屬性數(shù)據(jù)，例如裂紋、剝落和發(fā)霉等，本質(zhì)上是主觀性的，這使得它們傾向于成為依賴于測試人的觀察和解釋的變量。再其它的涂層屬性數(shù)據(jù)，例如反射光譜等，本質(zhì)上是復(fù)雜的，使得它難以手動抄寫。傳統(tǒng)的過程依賴于測試人的技術(shù)水平，不僅耗時而且也容易有系統(tǒng)誤差，該系統(tǒng)誤差包括但不僅限于，數(shù)據(jù)閱讀不準(zhǔn)確、數(shù)據(jù)輸入不正確和所得數(shù)據(jù)與測試板對象的關(guān)聯(lián)不正確。同樣，使用高度手動的處理，在限定的時間窗口(window)內(nèi)僅能獲得有限的離散數(shù)據(jù)點，這限制了內(nèi)插和外推實驗數(shù)據(jù)的質(zhì)量。在一項用于解決這些在測量涂層測試板時存在的手動數(shù)據(jù)輸入問題中的一部分的努力中，美國專利No.6,459,477說明了一種自動的方法和設(shè)備，其涉及通過操作測量設(shè)備前面的面板測量測試板上的涂層性質(zhì)，執(zhí)行儀器閱讀，而后將測試板返回到其原始位置。然而，這種涂層測試板測量方法沒有解決所有的與在不同地理區(qū)域各個測試地點處進行暴露測試的大量不同涂層成分有關(guān)的關(guān)注和興趣。在一項推動材料分析的努力中，對經(jīng)過風(fēng)化(weathered)的材料應(yīng)用了眾所周知的用于表征材料的圖象分析技術(shù)。然而，它很難有效地分析大量的材料，因為將大量的樣品從室外位置移動到實驗室內(nèi)進行分析，然后再放回到它們正確的室外位置是不現(xiàn)實的。這種處理在邏輯上(logistically)有困難且耗時，并且該處理甚至?xí)嶒炛械牟牧显斐蓳p壞。因此，在技術(shù)上需要一種涂層暴露分析系統(tǒng)，其能夠提供更大程度的定量數(shù)據(jù)輸入和在廣泛分布的測試地點處對大量曝露測試中的實驗樣品進行比較分析，還需要一種用于管理物料清單(physicalinventory)的裝置。本文提出的系統(tǒng)提供了如下的系統(tǒng)。
發(fā)明內(nèi)容在第一個方案中，提供了一種涂層分析系統(tǒng)，其包括數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)適合于客觀地獲取并以數(shù)字形式存儲與暴露測試中的一系列涂層成分實驗樣品有關(guān)的識別碼，和與該系列測試樣品有關(guān)的涂層屬性數(shù)據(jù)，該測試樣品系列是多個測試樣品系列中的一個。計算機系統(tǒng)包括計算機和存儲設(shè)備。計算機被編程用于接收來自數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括來自多個測試樣品系列的測試樣品識別碼和涂層屬性數(shù)據(jù)，在存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)庫中存儲和檢索測試樣品識別碼和涂層屬性數(shù)據(jù)，分析該涂層屬性數(shù)據(jù)，和生成表示涂層成分品質(zhì)的輸出。在另一個方案中，提供了一種分析涂層的方法，其包括客觀地獲取與暴露測試中的一系列涂層成分有關(guān)的測試樣品識別碼，該涂層成分系列是多個涂層成分系列中的一個，客觀地獲取與所識別系列中的涂層成分有關(guān)的涂層屬性數(shù)據(jù)并自動以數(shù)字形式存儲該數(shù)據(jù)，用臨時(temporal)輸入的涂層屬性數(shù)據(jù)填充(populate)數(shù)據(jù)庫，分析該涂層屬性數(shù)據(jù)，和產(chǎn)生表示涂層成分品質(zhì)的輸出。在進一步的方案中，提供了一種用上述方法制成的涂層成分。如本文所公開的，用儀器閱讀數(shù)據(jù)擴增(augment)人類主觀數(shù)據(jù)的穩(wěn)健(robust)涂層分析系統(tǒng)和方法的使用，通過提供大量的(massquantities)高分辨率臨時數(shù)據(jù)促進了具有高品質(zhì)特征的涂層成分的發(fā)展，該臨時數(shù)據(jù)，特別是在按照本文所公開和預(yù)期的方法使用時，可以用于預(yù)測分析。參考示例簡圖，其中類似的元件在附圖中用相似的數(shù)字標(biāo)記圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的示例的涂層分析系統(tǒng)；圖2示出了用圖1的系統(tǒng)管理數(shù)據(jù)流的示例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖3和4示出了應(yīng)用圖1的系統(tǒng)獲得的示例的圖表信息。圖3中，x軸是像素強度，y軸是像素計數(shù)。圖4中，x軸是裂紋面積(像素計數(shù))，y軸是裂紋計數(shù)；和圖5示出了本發(fā)明實施例中使用的清單映射圖(inventorymap)。具體實施例方式如本文所公開的，圖1示出了用于獲取、存儲和分析與暴露測試中涂層成分有關(guān)的客觀數(shù)據(jù)的示例的涂層分析系統(tǒng)100的示意圖，圖2示出了用于管理系統(tǒng)100中數(shù)據(jù)流的示例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)500。在一個實施例中并且參考圖1，涂層分析系統(tǒng)100包括數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200和計算機系統(tǒng)300。廣義上講，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200既是數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)又是數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，但在本文稱作數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200設(shè)定為客觀地獲取測試樣品識別碼115，例如條碼等，以及客觀地獲取和管理與固定測試樣品105有關(guān)的涂層屬性數(shù)據(jù)，而計算機系統(tǒng)300設(shè)定為以數(shù)字形式存儲和分析所得數(shù)據(jù)。如這里所使用的，術(shù)語“客觀地獲取”是指沒有人類主觀判讀地獲取數(shù)據(jù)。每個測試樣品105都可以設(shè)置成具有測試樣品識別碼115，例如條碼(下文稱作“條碼”115)，的測試樣品系列110，或者每個測試樣品105都可以設(shè)置成單獨地具有各自的條碼115。以這種方式，術(shù)語“測試樣品系列”是指一個或多個測試樣品。每個測試樣品系列110可以在板或者面板125上設(shè)置成測試樣品陣列120。測試樣品板(paneloftestsamples)125在測試區(qū)域內(nèi)，例如室外場地等，典型地設(shè)置成行和列，借此提供多個用于暴露測試的測試樣品，其中每個測試樣品都具有關(guān)聯(lián)條碼115。示例的識別碼包括條碼，但可以是任何適合于識別每個測試樣品105以及每個測試樣品105進行暴露測試的地點的識別編碼方案。在一個實施例中，測試樣品系列110包括5個單獨的測試樣品105，但是可選擇實施例可以包括任意數(shù)目的單獨測試樣品105。測試樣品板125可以布置在暴露于自然因素的開放區(qū)域內(nèi)或者暴露于受控因素的封閉區(qū)域內(nèi)。在各種地理區(qū)域處可以采用多個測試地點，借此在測試樣品暴露于基本上不同的力量和自然因素的情況下提供多個測試數(shù)據(jù)。所觀察、獲取、分析和報告的涂層屬性可以包括例如顏色反射系數(shù)、反射光譜、角反射系數(shù)、顏色坐標(biāo)(L-亮度，a-紅/綠，b-黃/藍)、顏色透射(colortransmission)、顏色吸收、顏色散射、涂層光澤、主觀屬性和得自于機器的客觀屬性等。然而，其它的涂層屬性也可以適當(dāng)?shù)丶右杂^察、獲取、分析和報告。術(shù)語顏色反射系數(shù)是指對顏色反射光譜的測量，其包括例如400納米(nm)-700納米(nm)每10nm間隔的31個顏色反射系數(shù)測量。下面討論的下拉菜單控制激活或取消哪個顏色反射系數(shù)測量。術(shù)語涂料光澤是指相對于和涂覆表面平行的平面一定角度的，例如20度、60度或者85度等的光澤讀數(shù)。然而，其它的光澤閱讀角度也可以適當(dāng)?shù)夭捎?。術(shù)語主觀的和得自于機器的客觀屬性是指例如表面銹蝕、粉化(chalking)、裂口(checking)、裂紋、腐蝕、起皰(blistering)、剝落、侵蝕、污垢、霉變、附著物、浮渣的定性表示。盡管本文公開的實施例參考涂料(paint，油漆)作為暴露測試中的示例的涂層成分，但是應(yīng)當(dāng)意識到，本發(fā)明的技術(shù)也能夠應(yīng)用于其它的涂層成分，例如染劑(stain)等。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200可以包括任意數(shù)量的下述輸入設(shè)備測試樣品識別閱讀器205，例如條碼掃描器等；顏色測量儀210，例如Hunter生產(chǎn)的迷你掃描XE+顏色測量儀(MiniscanXEPlusColormeter)等；光澤測量儀215，例如QualityImagingProducts，Inc.生產(chǎn)的QIP光澤測量儀，或者BYK-GardnerGmbh生產(chǎn)的BYK-Gaudener光澤測量儀等；數(shù)據(jù)輸入設(shè)備220，例如便攜式計算機222(例如膝上計算機、筆記本計算機或者任何其它能夠輸入數(shù)據(jù)的非固定計算設(shè)備)，小型輸入板計算機(tabletcomputer)224和個人臺式助理(personaldesktopassistant)(PDA)226等；和數(shù)字照相機225。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200包括應(yīng)用軟件，用于獲取和存儲測試樣品條碼115和與正進行暴露測試的測試樣品105的上述各種特征有關(guān)的離散的或者臨時數(shù)據(jù)。在一個實施例中，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200包括任意數(shù)量的前述輸入設(shè)備及其任意組合，它們設(shè)置成與便攜式計算機222信號聯(lián)系，便攜式計算機222適合于運行下面將進一步討論的應(yīng)用軟件，借此激發(fā)向主機305的數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，這在下面有進一步的討論。示例的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200可以設(shè)置成便攜式攜帶設(shè)備230，例如由人232攜帶的背包等；可移動設(shè)備235，例如推和/或拉車、自供電設(shè)備或者機動車(有車輪或者具有任何其它的牽引裝置)等；機器人設(shè)備240；或者固定的塔式安裝激光雷達(光檢測和測距)(lightdetectionandranging)設(shè)備245?？梢苿釉O(shè)備235可以由人在測試樣品之間的路上驅(qū)動，或者可以沿著軌道250或者通過地下自引導(dǎo)線(undergroundself-guidingwire)255自我控制。機器人設(shè)備240也可以遵循軌道250或者地下自引導(dǎo)線255，或者選擇地，被編程遵循測試樣品105之間的預(yù)定路徑。機器人設(shè)備240可以遙控或者通過板上編程控制器(onboardprogrammedcontroller)自我控制。塔式安裝設(shè)備245可以通過采用已編程控制器和用于安裝雷達收發(fā)器的多軸旋轉(zhuǎn)頭加以操作，從而觀察大量的測試樣品105。在一個實施例中，每一個利用數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200的設(shè)備都適合于并且能夠操作從多個測試樣品105獲取和存儲數(shù)據(jù)。示例的計算機300包括主機305、打印機310和存儲設(shè)備315。主機305可以包括存儲介質(zhì)(例如存儲器)306、處理電路(例如處理器)307、輸入/輸出設(shè)備(例如鍵盤和鼠標(biāo))308和顯示器309。打印機310是能夠打印輸出例如條碼、字母數(shù)字文件(alphanumericfile)或者圖形文件的打印機的代表；然而其它的打印機也可以適當(dāng)?shù)乩?。其它的計算機，例如膝上型計算機320和服務(wù)器325等，可以設(shè)置成通過有線或者無線地與主機305數(shù)字聯(lián)系。膝上型計算機320和服務(wù)器325可以分別包括存儲介質(zhì)321、326和處理電路322、327，其包括存儲在存儲器321、326中由處理器322、327執(zhí)行的應(yīng)用軟件，用于和主機聯(lián)系和存儲并分析所得數(shù)據(jù)。第二存儲設(shè)備330可以用于備份和全局存取(globalaccess)目的，且多個設(shè)備可以通過互聯(lián)網(wǎng)或者其它網(wǎng)絡(luò)連接355互聯(lián)。盡管這里參考膝上型計算機320，但是應(yīng)當(dāng)意識到，任何起便攜式計算機作用的計算設(shè)備都可以取代之。類似地，盡管這里參考服務(wù)器325，但是應(yīng)當(dāng)意識到，任何能夠起服務(wù)器作用的計算設(shè)備都能夠取代之。遠處獲得的數(shù)據(jù)可以作為數(shù)據(jù)流加以傳遞，例如從數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200通過有線或無線直接到主機305，或者從數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200到可擦寫介質(zhì)340，例如軟盤、光盤或者PCMCIA(個人計算機存儲卡國際協(xié)會)卡等，或者從膝上型計算機320經(jīng)由可擦寫介質(zhì)340或者網(wǎng)絡(luò)335，例如互聯(lián)網(wǎng)或內(nèi)聯(lián)網(wǎng)等，或者從遠處的獲取通訊系統(tǒng)345，例如電子郵件等。一般而言，多于一個的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)可以通過多種不同的連接，例如USB(通用串行總線)、串行(serial)、載電線(firewire)、無線、以太網(wǎng)或者任何其它合適的通訊設(shè)置與多于一個的計算機、存儲設(shè)備和數(shù)據(jù)庫連接。示例的軟件采用用戶界面技術(shù)，例如下拉菜單和點擊機制。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，包括下面進一步說明的圖象獲取系統(tǒng)和圖象處理軟件，與系統(tǒng)計算機和服務(wù)器互連，借此允許主機具有不同的分析構(gòu)型和數(shù)據(jù)庫服務(wù)。示例的圖象分析包括由圖象自動確定表面裂紋或者剝落。其它的圖象分析可以包括統(tǒng)計分析、化學(xué)計量分析、相關(guān)分析、協(xié)方差分析或者任何其它適合于圖形數(shù)據(jù)評估的分析。更明確地，在示例的實施例中，主機305包括存儲在存儲器306并由處理器307執(zhí)行的應(yīng)用軟件(應(yīng)用軟件)，用于接收、存儲、分析和顯示從數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200獲得的數(shù)據(jù)。在示例的實施例中，應(yīng)用軟件包括利用GUI技術(shù)的圖形用戶界面(GUI)，例如圖標(biāo)、下拉菜單、單選按鈕、選擇標(biāo)簽(selectiontabs)、輸入框、滾動窗、動作按鈕(actionbuttons)和檢查框(checkboxes)等。在可選擇實施例中，主機305包括應(yīng)用軟件，其用于接收從數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200獲得的數(shù)據(jù)，與服務(wù)器325聯(lián)系和顯示分析結(jié)果，服務(wù)器325包括存儲在存儲器326中并由處理器327執(zhí)行的應(yīng)用軟件，用于與主機305聯(lián)系并存儲和分析所得數(shù)據(jù)。在任何一個實施例中，主機305都可以包括用戶界面軟件，用于使用戶能夠管理在數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200與存儲設(shè)備315、320的數(shù)據(jù)庫之間往復(fù)的數(shù)據(jù)流，所獲數(shù)據(jù)存儲在該數(shù)據(jù)庫中用于隨后的分析。在一個實施例中，應(yīng)用軟件包括圖象識別軟件，其能夠處理由數(shù)字照相機獲得的圖象數(shù)據(jù)，并提供涂層屬性的客觀表示。例如，相鄰排列不正常色素的數(shù)字計數(shù)可以表示表面裂紋或剝落的程度。主機305，或者選擇地，服務(wù)器325的應(yīng)用軟件被編程用于從數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200重復(fù)接收測試樣品條碼115和涂層屬性數(shù)據(jù)，借此提供臨時的數(shù)據(jù)輸入；在存儲設(shè)備315的數(shù)據(jù)庫中存儲和檢索條碼及涂層屬性數(shù)據(jù)；在存儲設(shè)備315的第一數(shù)據(jù)庫中復(fù)制全部的涂層屬性數(shù)據(jù)或者選擇其一部分并將其存儲到存儲設(shè)備330的第二數(shù)據(jù)庫中；管理在分別位于存儲設(shè)備315、330的第一和第二數(shù)據(jù)庫之間往復(fù)的數(shù)據(jù)流；查看第一和第二數(shù)據(jù)庫的內(nèi)容；分析涂層屬性數(shù)據(jù)；和生成代表涂層成分品質(zhì)的文本文件、圖形文件或者暴露測試報告，其可以包括離散數(shù)據(jù)、臨時數(shù)據(jù)或者兩者皆有。如上面所討論的，條碼和涂層屬性數(shù)據(jù)可以從遙控操作的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200由主機305接收。涂層屬性數(shù)據(jù)的分析可以包括相關(guān)性分析，其聯(lián)系第一涂層屬性數(shù)據(jù)與第二涂層屬性數(shù)據(jù)(例如作為粉化(chalking)函數(shù)的20度角涂料光澤，或者作為腐蝕函數(shù)的涂料顏色反射系數(shù)等)，或者臨時分析，其在一段時間內(nèi)跟蹤一系列涂層屬性數(shù)據(jù)(例如20、60和85度角的涂料光澤)?，F(xiàn)在參考圖2說明與應(yīng)用軟件聯(lián)合使用的示例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)500，應(yīng)用軟件用于管理涂層分析系統(tǒng)100各個元件之間的數(shù)據(jù)流，圖2示出了形成由處理器307執(zhí)行的應(yīng)用軟件的程序模塊的布局。在圖2中，每個程序模塊都被指定為“雙壁框”，由GUI圖標(biāo)激活，并在下面分別加以討論。涂層屬性數(shù)據(jù)的獲取用框510表示，其在實施例中包括來自顏色測量儀210例如Hunter顏色測量儀等，光澤測量儀215例如QIP光澤測量儀等，和其它的光澤測量儀216、217例如BYK-Gardner光澤測量儀#1和BYK-Gardner光澤測量儀#2等，的輸入。盡管根據(jù)描述，本發(fā)明的實施例采用了指定的顏色和光澤測量儀，但是應(yīng)當(dāng)意識到，這些指定只是出于舉例的目的，其它用于測量顏色、光澤或者任何其它涂層屬性的測量儀也可以如上地采用。盡管在圖2中只描述了四個數(shù)據(jù)路徑511、512、513、514，但是應(yīng)當(dāng)意識到，這些輸入只是示例，且其它輸入路徑也可以參考數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200的輸入設(shè)備如上地實現(xiàn)。通常，數(shù)據(jù)獲取軟件獲取顏色、光澤和其它光學(xué)數(shù)據(jù)并以適合于合并到數(shù)據(jù)庫中的形式加以保存。更明確地，在示例的實施例中，用戶通過在便攜式計算機222的顯示器上選擇DAP啟動圖標(biāo)啟動數(shù)據(jù)獲取程序(DAP)515，其以自動的方式運行顏色和光澤測量儀210、215、216、217。類似于DAP515，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)500的每個程序都可以用GUI圖標(biāo)啟動。同樣向DAP515提供輸入的是條碼掃描儀205，其是條碼系統(tǒng)520的一部分，與條碼打印機程序525和條碼打印機310聯(lián)合。用戶使用條碼掃描儀205將條碼115讀入DAP515中。其它的用戶身份(ID)和/或密碼輸入可以在數(shù)據(jù)獲取之前輸入到DAP515中，用于質(zhì)量控制和用戶跟蹤。用戶然后選擇合適的數(shù)據(jù)獲取模式，例如閱讀顏色和光澤測量儀和數(shù)字照相機，只閱讀顏色和光澤測量儀，只閱讀顏色測量儀或者只閱讀光澤測量儀等，然后獲取期望的涂層屬性系列，每個新的數(shù)據(jù)系列都先進行條碼掃描。在顏色測量儀210獲取數(shù)據(jù)之前，用戶可以運行使用黑白標(biāo)準(zhǔn)的校準(zhǔn)程序。統(tǒng)計數(shù)據(jù)輸入260可以通過從下拉菜單中選擇合適的選項由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200任意地選擇。在統(tǒng)計數(shù)據(jù)輸入模式260中，采用了三種測量，為被分析的每個涂層屬性計算出平均值(x)和標(biāo)準(zhǔn)方差(δ)。對于主觀數(shù)據(jù)輸入，語音識別軟件可以用于輸入主觀等級。所有獲得的數(shù)據(jù)都臨時存儲在數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200中，用于隨后向存儲設(shè)備315轉(zhuǎn)移。在與主機305直接信號聯(lián)系的示例的數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200中，應(yīng)用軟件自動將所得數(shù)據(jù)寫入存儲設(shè)備315的數(shù)據(jù)庫531中，其可以用數(shù)據(jù)庫查看程序541進行核實。數(shù)據(jù)系列輸入一完成，用戶便可以用復(fù)制程序533自動將數(shù)據(jù)復(fù)制到存儲設(shè)備330的全局存取數(shù)據(jù)庫532中。數(shù)據(jù)庫532的內(nèi)容可以用另一個數(shù)據(jù)庫查看程序543加以核實。如這里所使用的，直接信號聯(lián)系意味著數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200在數(shù)據(jù)獲取期間與主機305有線地或無線地聯(lián)系。在數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200不與主機305直接信號聯(lián)系的實施例中，所得數(shù)據(jù)可以存儲在便攜式計算機222中，然后再下載到主機305，方式包括復(fù)制到光盤(CD)340并從光盤讀出，通過網(wǎng)絡(luò)335連接，通過電子郵件通訊345，或者其它任何適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)傳輸設(shè)備，例如存儲條或者閃存等。存儲在便攜式計算機222中的所得數(shù)據(jù)通過運行合并到數(shù)據(jù)庫程序551自動與數(shù)據(jù)庫531的內(nèi)容合并，然后執(zhí)行復(fù)制程序533自動將數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)庫532。在如下的實施例中，遠處獲得的數(shù)據(jù)以電子數(shù)據(jù)表格形式(spreadsheetform)561存儲，并通過電子郵件通訊345與主機305聯(lián)系，涂層分析系統(tǒng)100使用數(shù)據(jù)核實程序562在填充數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)之前自動核實數(shù)據(jù)，使之具有正確的數(shù)字位置(numberplacement)、正確的語法和正確的字典式編輯(lexicography)，并使用轉(zhuǎn)變程序564自動將數(shù)據(jù)從經(jīng)過核實的電子表格563中取出并將它合并到數(shù)據(jù)庫531中。如前地，用戶然后運行復(fù)制程序533自動將數(shù)據(jù)拷貝到數(shù)據(jù)庫532中。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化程序562標(biāo)記非法數(shù)據(jù)并發(fā)出診斷程序，借此自動保證合法數(shù)據(jù)位于數(shù)據(jù)庫531的輸入點。示例的數(shù)據(jù)開采程序(DataMiningProgram)544從數(shù)據(jù)庫532提取數(shù)據(jù)并組織該數(shù)據(jù)用于分析，其可以包括所給兩種或多種類型測試或?qū)傩缘南嚓P(guān)性分析。然后分析結(jié)果可以繪制成圖表。在一個實施例中，數(shù)據(jù)開采程序544發(fā)現(xiàn)特定測試系列的全部讀數(shù)，攫取由用戶指定的屬性描述符(attributedescriptors)，并圖表表示地布置該數(shù)據(jù)。相關(guān)性分析圖表可以描述一種涂層屬性對另一種的差異，或者可以描述一種或多種屬性一段時間后的變化。在一個實施例中使用示例的鏡像程序(MirrorProgram)534比較數(shù)據(jù)庫531和數(shù)據(jù)庫535鏡像場之間的數(shù)據(jù)，用于保證品質(zhì)和數(shù)據(jù)合法化。在實施例中使用數(shù)據(jù)庫查看程序542從數(shù)據(jù)庫532中獲得表格信息。多個數(shù)據(jù)庫531、532、535和多個數(shù)據(jù)庫查看程序541、542、543只是出于舉例的目的加以描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識到，可以或者可以不按照所描述地加以采用，并且可以采用可選擇的布置。數(shù)據(jù)庫531、532、535可以構(gòu)建成允許以自動的過程在晚上以離線方式完成入庫來構(gòu)建多維數(shù)據(jù)倉庫(datawarehouse)。按照這種方式，通過當(dāng)分析結(jié)果中出現(xiàn)顯著變化時自動通報，可以對數(shù)據(jù)庫自動進行數(shù)據(jù)開采。數(shù)據(jù)庫531、532、535中數(shù)據(jù)的完整性可以通過使用時間戳記法(timestamping)和高安全性的日志文件加以保護。涂層分析系統(tǒng)100的示例的應(yīng)用包括，自動分析正在進行室內(nèi)或室外暴露測試的涂料膜，如上所述。在示例的室外布置中，測試樣品板125在場中或者其它室外測試區(qū)域內(nèi)布置成行，每個面板125都具有多個測試樣品系列110。天氣耐受條碼(weatherresistantbarcode)115識別每個面板125上的每個測試樣品105。用戶通過用一個或多個期望的輸入設(shè)備掃描條碼115和每個相關(guān)的測試樣品105，系統(tǒng)地輸入涂層屬性數(shù)據(jù)，然后重復(fù)該過程直到獲取完每個測試樣品105的期望數(shù)據(jù)為止。安裝在便攜式計算機222上的應(yīng)用軟件使用戶能夠自動向便攜式計算機222的存儲器中插入涂料屬性數(shù)據(jù)，例如顏色數(shù)據(jù)、光澤數(shù)據(jù)、反射系數(shù)數(shù)據(jù)和數(shù)碼圖象等，隨后自動將所保存的屬性數(shù)據(jù)插入到數(shù)據(jù)庫315中。安裝在主機305上的應(yīng)用軟件使用戶能夠自動地從便攜式計算機222接收涂料屬性數(shù)據(jù)，分析該數(shù)據(jù)和顯示分析結(jié)果。應(yīng)用軟件還可以包括語音識別軟件和圖象處理軟件，語音識別軟件用于登記由語音控制的主觀數(shù)據(jù)輸入，例如表示粉化程度的口述等級(verbalrating)等，圖象處理軟件用于生成得自于機器的客觀數(shù)據(jù)輸入，例如上面參考非正常色素等所討論的。通過數(shù)字照相機225獲得的光學(xué)圖象可以存儲在數(shù)據(jù)庫531中并從中檢索，且機器視覺軟件可以與數(shù)碼圖象聯(lián)合使用，從而提供機器估計值以進一步描述涂料在暴露于各種天氣時劣化(degradation)的模式和程度的特征。數(shù)字照相機225特別適合于拍攝正在進行外部暴露測試的材料的高品質(zhì)圖象，并且可以包括照明系統(tǒng)，其采用輔助光源和擋板或者護罩以便防止陰影、控制曝光。示例的輔助光源可以包括電子閃光、發(fā)光二極管或者任何其它合適的光源。自然光、輔助光、擋板、漫散屏(diffuser)和其它光學(xué)元件可以聯(lián)合使用，從而均勻地照射待攝像的材料。而且，數(shù)字照相機225重量輕且便于攜帶，從而可以手持收集數(shù)碼圖象，或者可以用動力(motorized)x-y平臺，通常稱作機動車235，在正在進行暴露測試的材料上機械地傳送。在可選擇實施例中，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200可以通過背包230攜帶并從背包230操作，可以通過機器人240傳送并自動通過機器人240上的可編程控制器操作，可以固定在塔245并通過塔245上的可編程控制器和雷達設(shè)備操作，或者可以從機動車235操作，機動車235通過軌道250或者地下自引導(dǎo)線255加以控制。由數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)200獲得的數(shù)據(jù)可以通過有線、無線、可擦寫介質(zhì)340或者任何其它合適的通訊裝置與主機聯(lián)系。數(shù)據(jù)開采軟件，包括應(yīng)用軟件，使用戶能夠提取、分析和顯示與涂料成分有關(guān)的品質(zhì)數(shù)據(jù)，例如兩個變量相關(guān)性分析和臨時變化分析等。預(yù)測軟件實現(xiàn)基于外推的參量預(yù)測和基于圖形識別的非參量預(yù)測，而使用模糊邏輯的基于判斷的軟件實現(xiàn)涂料性能的前后關(guān)系推斷?，F(xiàn)在參考圖3和4，其描述了示例的屬性數(shù)據(jù)分析的圖表結(jié)果。上述的機器視覺軟件可以通過識別獨特特征、分類每個特征然后單獨地和集合地表征該特征來自動地解釋圖象。在圖3中，描述了測試樣品105的像素計數(shù)作為像素強度的函數(shù)，其中像素強度閾值(在圖3中，在大約0.69(69％)的像素強度下像素計數(shù)超過10,000)由樣品105的數(shù)碼圖象提供的像素強度的分布確定。樣品105經(jīng)過一段時間后的顏色強度的變化，其與像素強度有關(guān)，可以解析地(analytically)確定，并通過比較和繪制作為時間函數(shù)的像素強度閾值的圖形圖表表示地加以表示。在圖4中，描述了測試樣品105的裂紋數(shù)量作為裂紋面積(像素計數(shù))的函數(shù)。如圖4所述，有大約190個裂紋具有大約50個像素的裂紋區(qū)域，大約40個裂紋具有大約100個像素的裂紋區(qū)域，大約15個裂紋具有大約150個像素的裂紋區(qū)域。樣品105經(jīng)過一段時間后裂紋計數(shù)或者裂紋區(qū)域的變化可以解析地確定和圖表表示地顯示，從而顯示一段時間后涂料劣化的程度。在和圖4有關(guān)的分析中，由數(shù)字照相機獲得的光學(xué)圖象被轉(zhuǎn)變成黑白圖象，然后反相從使裂紋顯示為白色。然后計數(shù)每個裂紋區(qū)域的相鄰白像素并以直方圖的形式顯示結(jié)果。通過比較大量的與多個涂層成分不同的涂料樣品105有關(guān)的臨時數(shù)據(jù)，用戶能夠有效地確定那些具有高級品質(zhì)特征的涂層成分。本發(fā)明的另一個方案提供了一種清單管理系統(tǒng)516，其形成軟件并能夠通過主機305等訪問，用于管理暴露測試中測試板125的物料清單，其中每個測試板125都具有多個測試樣品105。測試樣品105通過清單映射圖600被隨著時間物理地跟蹤，參考圖5有最佳的顯示。映射圖(map)600是正在進行暴露測試的大量測試板125的狀態(tài)表示，其中測試板125可以緊密地分布，分布在大區(qū)域上，或者分布在多個位置處。通過采用映射圖600，系統(tǒng)100能夠客觀地分析樣品性能和輸出作為時間、位置和測試條件的函數(shù)的性能。在示例的實施例中，由映射圖600提供的數(shù)字信息可以表示測試板125上自由空間位置的數(shù)目或者測試板125上實際測試樣品105的數(shù)目，而顏色編碼信息可以表示測試板125對太陽的方位，或者正在進行測試的測試樣品105的類型。測試板125的其它特征可以由映射圖600如期望地表示?，F(xiàn)在參考圖5，示例的映射圖600包括多對布置好的框610，表示測試架(testfence)605，其每對框610都具有坐標(biāo)指示符620，例如E41等。每個測試架605典型地但非必須地包含多個測試板125。在實施例中，每對的上框602表示測試架605朝北的一側(cè)，每對的下框604表示測試架605朝南的一側(cè)，每個框602、604的內(nèi)容表示相關(guān)測試板125的特殊屬性，如上所述。在圖5的示例映射圖600中，每個框602、604中的數(shù)字輸入表示特殊測試板125的“自由空間”狀態(tài)。例如，坐標(biāo)位置E34的測試板125具有36的數(shù)字輸入，這表示特殊測試板125上的36個自由空間位置。同樣，藍色框可以表示測試架(testrack)的方位，例如向南45度到90度等，而白色框可以表示不同的測試架方位，例如正北度或者正南等。附加的顏色，例如紅框等，可以表示附加的測試架屬性。例如，測試架的通常構(gòu)型，例如設(shè)定為固定其中具有大量測試區(qū)域的5英寸×36英寸測試板的測試架，可以用映射圖600中的無邊界表示，而設(shè)定為固定單獨的尺寸為4英寸×12英寸的實驗樣品的測試架可以用映射圖600中的紅邊界表示。與每個實驗樣品105相關(guān)的條碼115提供數(shù)據(jù)庫531、532或535等數(shù)據(jù)庫位置的指示符，數(shù)據(jù)庫中存在測試樣品105的屬性數(shù)據(jù)，其包括通過坐標(biāo)位置識別特殊測試板125的位置屬性，其中測試樣品105是其中一個成員。如果出于如下討論的原因，測試樣品105從一個測試板125移動到另一個，則與測試樣品105有關(guān)的位置屬性相應(yīng)地更新，借此提供給用戶有關(guān)每個測試樣品105的最新信息?？梢愿欁鳛槲锢碣Y源(physicalasset)一部分的參數(shù)包括架605的名稱；架605的位置，例如通過坐標(biāo)；面板125的位置，例如坐標(biāo)指示符620等；與架605有關(guān)的條碼115；架605的類型，例如標(biāo)準(zhǔn)面板、eves、鋁面板或者工作臺(table)等；架605的方位，例如正北、南45度、向上(hung-up)、向下(hung-down)等；架605的容積；架605使用的容積；和架605可獲得的容積。其它的參數(shù)也可以適當(dāng)?shù)馗??？梢愿欁鳛闇y試中樣品一部分的參數(shù)包括分組測試板125的系列名稱；識別系列面板亞系列的面板描述符；基片標(biāo)識符，例如皮(pine，(P))、塞達(cedar，(C))或者艾琉(aluminum，(L))等；用于識別面板上的測試區(qū)域的測試區(qū)域描述符；測試板125的方位，例如正北、南45度、向上或者向下等；與系列、面板或者測試區(qū)域相關(guān)的唯一條碼；測試起始日期；樣品的閱讀方案；和測試結(jié)果。其它的參數(shù)也可以適當(dāng)?shù)馗?。有時期望獲得比目前可以獲得的更大的相鄰測試空間區(qū)域，例如當(dāng)新系列的測試樣品105需要彼此相當(dāng)接近地加以測試時，或者當(dāng)數(shù)據(jù)獲取需要更加有效地組織時等。其它時候，可能期望僅重組測試板125以減少可獲得自由空間的記錄塊數(shù)量。因此，測試樣品105可以從一個測試板125移動到另一個，從而由許多較小的空區(qū)域形成較大的相鄰空區(qū)域。在確定如何移動測試樣品105時，要考慮多種因素，例如所需相鄰自由空間的總數(shù)；目前存在或者需要形成大相鄰區(qū)域的空區(qū)域的數(shù)量；在移動某些測試樣品時用戶希望使用的工作量；和在移動限定數(shù)目的測試樣品用于重新布置時可以容忍的距離。為了輔助確定制作過程，和考慮到在其上建立了映射圖600的基于距離的坐標(biāo)系統(tǒng)，可以采用最優(yōu)化算法，從而使測試樣品通過清單管理系統(tǒng)516移動，并且受限制地模擬移動測試樣品105從而找到移動的最優(yōu)數(shù)目以獲得期望區(qū)域。該模擬限制可以包括例如為整個移動分配的最大距離；移動的最大數(shù)目；和測試樣品或者允許移動的測試區(qū)域的數(shù)目。執(zhí)行上述測試樣品移動模擬的算法與通常用于執(zhí)行多維最優(yōu)化分析的算法相似。該算法可以包括例如線性編程(LP)算法，其在與上面列出的相似的限制下工作；單純形法；非線性最小二乘法；Karmarker算法；模擬退火算法(simulatedannealingalgorithms)；基因算法；和模糊最優(yōu)化法。這些算法的詳細(xì)說明在各種已出版的課本和技術(shù)出版物中可以獲得。在示例的實施例中，清單管理系統(tǒng)516利用整個的測試樣品位置數(shù)據(jù)庫，如映射圖600所示，且通常作為批處理運行。一旦完成模擬，便報告結(jié)果，且如果采用了移動，則接受移動操作使得每個有效測試樣品105的位置屬性自動地通過清單管理系統(tǒng)516在數(shù)據(jù)庫中更新，而不必單獨地修改與每個物理測試樣品105有關(guān)的位置信息。使用涂層分析系統(tǒng)100的結(jié)果是以自動的方式獲取客觀數(shù)據(jù)并輸入到分析數(shù)據(jù)庫中，借此避免耗時的手動數(shù)據(jù)輸入和不一致的主觀數(shù)據(jù)輸入，從而提高數(shù)據(jù)的品質(zhì)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)500與涂層分析系統(tǒng)100聯(lián)合使用，實現(xiàn)了以快速而有效的方式收集和管理大量的數(shù)據(jù)，借此實現(xiàn)高的臨時分辨率和精確的數(shù)據(jù)推斷，用于改進預(yù)測分析。通過將涂層分析系統(tǒng)構(gòu)建成容納大量的輸入設(shè)備，與大量的外周設(shè)備和數(shù)據(jù)庫聯(lián)系，通過大量的通訊方式聯(lián)系，涂層分析系統(tǒng)100可以良好地適合于按照需要加以擴展和重新構(gòu)建。權(quán)利要求1.一種涂層分析系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)，其適合于客觀地獲取并以數(shù)字形式存儲與一系列正在進行暴露測試的涂層成分測試樣品有關(guān)的識別碼和與該系列測試樣品有關(guān)的涂層屬性數(shù)據(jù)，該測試樣品系列是多個測試樣品系列中的一個；和計算機系統(tǒng)，其包括計算機、存儲設(shè)備和存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)能夠被處理電路讀取，存儲由處理電路執(zhí)行的指令，用于從數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)包括測試樣品識別碼和來自一系列測試樣品的涂層屬性數(shù)據(jù)；在存儲設(shè)備的數(shù)據(jù)庫上存儲和檢索測試樣品識別碼和涂層屬性數(shù)據(jù)；和分析涂層屬性數(shù)據(jù)并生成表示涂層成分品質(zhì)的輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1的涂層分析系統(tǒng)，其中數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)包括至少一個測試樣品識別閱讀器、顏色測量儀、光澤測量儀、數(shù)據(jù)輸入設(shè)備和數(shù)字照相機，數(shù)字照相機設(shè)置在機動x-y臺上以便在一系列測試樣品上機械地移動，數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)設(shè)置成便攜式攜帶設(shè)備、可移動設(shè)備、自供電移動設(shè)備、機動車、牽引車、受路徑控制的車、機器人設(shè)備或者靜止設(shè)備，其中每個設(shè)備或機動車都可以操作用于從多個測試板獲取數(shù)據(jù)，每個測試板的上面設(shè)置有多個測試樣品系列。3.根據(jù)權(quán)利要求1的涂層分析系統(tǒng)，其中存儲介質(zhì)進一步存儲由處理電路執(zhí)行的指令，用于通過有線連接、無線連接、網(wǎng)絡(luò)連接、互聯(lián)網(wǎng)連接、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)連接和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移介質(zhì)中的至少一種從遠端數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)來接收數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1的涂層分析系統(tǒng)，其中計算機系統(tǒng)進一步包括服務(wù)器；第二存儲設(shè)備，其具有第二數(shù)據(jù)庫；和打印機，其適合于打印條碼、字母數(shù)字文件和圖形文件中至少一種；其中服務(wù)器與計算機以及第一數(shù)據(jù)庫和第二數(shù)據(jù)庫中的至少一個進行信號通信，且計算機和服務(wù)器中的至少一個包括存儲介質(zhì)，該存儲介質(zhì)可以被處理電路讀取，存儲由處理電路執(zhí)行的指令，用于將存儲在第一數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)的至少一部分復(fù)制并存儲到第二數(shù)據(jù)庫中；管理輸入到和來自于第一和第二數(shù)據(jù)庫中至少一個的數(shù)據(jù)流；查看第一和第二數(shù)據(jù)庫中至少一個的內(nèi)容；和分析涂層屬性數(shù)據(jù)并生成暴露測試報告。5.根據(jù)權(quán)利要求2的涂層分析系統(tǒng)，其中涂層成分屬性包括如下的至少一種，即顏色反射系數(shù)讀數(shù)、光澤讀數(shù)、相對于與測試樣品表面平行的平面呈一定角度的光澤讀數(shù)和主觀閱讀、主觀閱讀包括表面銹蝕、粉化、裂口、裂紋、腐蝕、起皰、剝落、侵蝕、污垢、霉變、附著物以及浮渣條件中至少一個的品質(zhì)表示；分析涂層屬性數(shù)據(jù)包括執(zhí)行將第一涂層屬性數(shù)據(jù)與第二涂層屬性數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的相關(guān)性分析；和存儲介質(zhì)進一步存儲由處理電路執(zhí)行的指令，用于處理由數(shù)字照相機獲得的圖象數(shù)據(jù)，產(chǎn)生與圖象數(shù)據(jù)有關(guān)的得自于機器的客觀閱讀，得自于機器的客觀閱數(shù)包括表面銹蝕、粉化、裂口、裂紋、腐蝕、起皰、剝落、侵蝕、污垢、霉變、附著物以及浮渣條件中至少一個的品質(zhì)表示。6.根據(jù)權(quán)利要求1的涂層分析系統(tǒng)，其中存儲介質(zhì)進一步存儲由處理電路執(zhí)行的指令，用于分析并映射多個測試樣品系列的物料清單；在物料清單內(nèi)模擬測試樣品移動；和報告測試樣品移動模擬的結(jié)果。7.一種分析涂層的方法，包括客觀地獲取測試樣品識別碼，該識別碼與一系列正在進行暴露測試的涂層成分有關(guān)，該涂層成分系列是多個涂層成分系列中的一個；客觀地獲取與所識別的系列中的涂層成分有關(guān)的涂層屬性數(shù)據(jù)，并以數(shù)字形式存儲該數(shù)據(jù)；用涂層屬性數(shù)據(jù)的臨時輸入填充數(shù)據(jù)庫；和分析涂層屬性數(shù)據(jù)并生成表示涂層成分品質(zhì)的輸出。8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，進一步包括在填充數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)之前核實從測試地點獲得的涂層屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)輸入，該核實包括如下的至少一種，即核實正確的數(shù)字位置、核實正確的語法和核實正確的字典式編輯。9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，進一步包括在數(shù)據(jù)庫上合并從第一測試地點獲得的涂層屬性數(shù)據(jù)和從第二測試地點獲得的涂層屬性數(shù)據(jù)，對每個涂層成分系列的測試樣品識別碼包括與各自測試地點有關(guān)的信息。10.一種涂層成分，用權(quán)利要求7的方法制成。全文摘要本發(fā)明公開了用于分析多個正在進行暴露測試的涂層的方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)和計算機系統(tǒng)。數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)通過各種輸入設(shè)備獲取涂層標(biāo)識和屬性數(shù)據(jù)，而計算機系統(tǒng)自動接收、存儲、分析和顯示涂層屬性數(shù)據(jù)。分析結(jié)果涉及測試中涂層成分的耐久性，其可以用于預(yù)測涂層屬性的性能，和開發(fā)改良的涂層成分。文檔編號G01N33/32GK1584547SQ20041005752公開日2005年2月23日申請日期2004年8月17日優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日發(fā)明者邁克爾·W·林賽,愛德華·A·施密特,馬克·R·舒爾申請人:羅姆和哈斯公司