JP2017096272A - 構成部品をモニタリングするシステムおよび方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】構成部品をモニタリングするシステムおよび方法を提供する。【解決手段】タービン構成部品10は、外表面11を有する。方法は、タ-ビン構成部品10の外表面11の所定の位置に構造化光を投影することを含む。構造化光は、構造化光発光器142から放射される。方法は、構造化光が外表面によって反射された後で、構造化光を検知することをさらに含む。方法は、検知された構造化光の少なくとも1つの特性を計算することをさらに含む。【選択図】図2
Description
本開示は、概して、構成部品をモニタリングするシステムおよび方法に関し、特に、非接触モニタリングを提供するシステムおよび方法に関する。
様々な産業上の利用を通じて、装置の構成部品は、多くの極限条件(例えば、高温、高圧、大きな応力負荷など)にさらされている。時間を経て、装置の個々の構成部品は、構成部品の使用寿命を短くする可能性のある、クリープおよび/または変形を受ける可能性がある。そのような懸念は、例えば、いくつかのターボ機械にも当てはまるかもしれない。
ターボ機械は、発電および航空機エンジンなどの分野で幅広く使用されている。例えば、従来のガスタービンシステムには、圧縮機部、燃焼器部、および少なくとも1つのタービン部が含まれる。圧縮機部は、空気が圧縮機部を通って流れる際に空気を圧縮するように構成される。空気は、その後、圧縮機部から燃焼器部に流れ、燃焼器部で燃料と混合されて燃焼され、高温ガス流を発生させる。高温ガス流は、タービン部に供給され、タービン部は、高温ガス流からエネルギーを引き出すことによって高温ガス流を利用し、圧縮機、発電機、および他の様々な負荷を駆動する。
ターボ機械の動作中に、ターボ機械内、および特にターボ機械のタービン部内の、タービン翼などの様々な構成部品(まとめてタービン構成部品として知られる)は、高い温度および応力に起因してクリープを受ける可能性がある。タービン翼の場合、羽根の先端が、静止した構造物、例えばタービンケーシングに接触するように、クリープによって、翼の一部または全体が引き伸ばされ、動作中の不要な振動および/または性能低下を潜在的に引き起こす可能性がある。
これに応じて、構成部品は、クリープについてモニタリングされることができる。クリープについて構成部品をモニタリングするための1つのアプローチは、構成部品上に歪みセンサを構成し、様々な間隔で歪みセンサを解析してクリープ歪みに関係する変形についてモニタリングすることである。このようなアプローチは、有用かつ正確であるが、1つの欠点は、構成部品に歪みセンサを適用することに関わる労力とコストである。さらに、いくつかの場合、このような解析は、ターボ機械などの関連するアセンブリから、解析のために構成部品を取り外すことによってしか実行することができない。
構成部品のモニタリングを改善する必要性は、歪みセンサの適用に限定されない。そのような必要性は、他の構成部品の適用にも存在する。例えば、構成部品の外表面に定義されている冷却孔および/または構成部品の外表面に形成された他の表面特徴のモニタリングを改善することが有用であるかもしれない。
したがって、構成部品をモニタリングする代替のシステムおよび方法が、当技術分野において望まれる。特に、正確な測定を提供する一方で、構成部品との接触または構成部品上への構成部品の取り付けを必要とせず、関連するアセンブリから構成部品を取り外す必要なしに実行可能なシステムおよび方法が有利であろう。
本発明の態様および利点は、以下の説明で部分的に述べられ、または説明から明らかであってもよく、もしくは本発明の実施を通じて学習されてもよい。
本開示の1つの実施形態による、構成部品をモニタリングする方法が提供される。構成部品は、外表面を有する。方法は、構成部品の外表面の所定の位置に構造化光を投影することを含む。構造化光は、構造化光発光器から放射される。方法は、構造化光が外表面によって反射された後で、構造化光を検知することをさらに含む。方法は、検知された構造化光の少なくとも1つの特性を計算することをさらに含む。
本開示の別の実施形態による、構成部品をモニタリングするシステムが提供される。構成部品は、外表面を有する。システムは、データ取得装置を含み、データ取得装置は、構造化光発光器および検知器を含む。データ取得装置は、構成部品の外表面の所定の位置に構造化光を投影し、構造化光が外表面によって反射された後で、構造化光を検知するように構成される。システムは、データ取得装置と動作可能に通信する計算装置をさらに含み、計算装置は、検知された構造化光の少なくとも1つの特性を計算するように構成される。
本発明のこれらのおよび他の特徴、態様および利点については、以下の説明および添付の特許請求の範囲を参照してよりよく理解することができる。本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を示し、説明とともに本発明の原理を説明する役割を果たす。
当業者に向けた、最良の形態を含む本発明の完全かつ可能な開示は、添付の図面を参照する本明細書に記載されている。
ここで、本発明の実施形態を詳細に参照する。本発明の実施形態の1つまたは複数の例が、図面に示されている。それぞれの例は、本発明を限定するためではなく、本発明を説明するために提供されるものである。実際には、本発明の範囲または思想から逸脱することなく、本発明において様々な修正および変形を行うことが可能であることは、当業者には明らかである。例えば、1つの実施形態の一部として示し、または説明する特徴を、別の実施形態とともに用いて、さらなる実施形態を産み出すことができる。したがって、本発明が、添付の特許請求の範囲およびそれらの均等物の範囲内に入るものとして、そのような修正および変形を包含することが意図されている。
ここで、図1を参照すると、ターボ機械の1つの実施形態が示されている。本明細書で説明する構成部品は、ターボ機械内で動作させるために、ターボ機械内に配置することができる。図示している実施形態では、ターボ機械は、ガスタービン100であるが、他の実施形態では、ターボ機械は、蒸気タービンまたは他の適当なターボ機械であってもよい。図示するように、ガスタービン100は、圧縮機部102と、燃焼器部104と、タービン部106とを含むことができる。概して、圧縮機部102は、加圧された空気の流れを燃焼器部104にもたらす。燃焼器部104で、加圧された空気が燃料と混合され、混合物が燃焼されて作動流体または高温ガス流を発生させる。作動流体は、タービン部106を通って流れ、タービン部106内の様々な回転可能な構成部品を回転させ、今度は圧縮機部102を駆動する(かつ、圧縮機部102の様々な回転可能な構成部品を回転させる)。図示するように、タービン部106は、1つまたは複数の段落の動翼112と、高温ガス流の流れのアニュラス115を横切って放射状に広がる静翼114と、を含む。圧縮機部102は、1つまたは複数の段落の動翼116と、静翼118とをさらに含む。ケーシング120は、圧縮機部102、燃焼器部104、およびタービン部106の周りに延びてそれらを取り囲んでいる。図示するように、ケーシング120は、2つ以上の部分から形成されることができる。図示した実施形態では、ケーシングは、ケーシング120を形成する第1の外殻122および第2の外殻を含む。
ケーシング120は、そこに定義された1つまたは複数のアクセスポート126(図2も参照)を含んでもよい。アクセスポート126は、例えば、ケーシング120の内部に配置されているガスタービン100の構成部品を、例えばボアスコープを用いて定期検査することができるようにするために、使用されてもよい。通常理解されているように、ガスタービンの動作中は、ポート126のそれぞれは、適当なプラグによって閉鎖されている。
図2を参照すると、データ取得装置140は、ガスタービン100の構成部品を検査するために、ガスタービンケーシング120のアクセスポート126を通じて、少なくとも部分的に拡張されていてもよい。データ取得装置140は、概して、本明細書で説明するように、構成部品の解析に使用されることができる。データ取得装置140は、本明細書で説明するように、例えば、構造化光発光器142と、検知器144とを含むことができる。データ取得装置140が、アクセスポート126を通じて少なくとも部分的に拡張されている場合、発光器142および検知器144は、ターボ機械の内部に配置され、回転翼112、116などの、ターボ機械の回転する構成部品から間隔を保たれていてもよい。代替的な実施形態では、データ取得装置140は、ターボ機械内に配置されてもよく、アクセスポート126を通じて拡張されていなくともよい。例えば、データ取得装置140は、静翼114、118、ケーシング構成部品、シュラウド構成部品などの、ターボ機械の静止した構成部品に取り付けられてもよい。
データ取得装置140は、構成部品をモニタリングするための、システム150の構成部品であってもよい(図3も参照)。システム150は、例えば、計算装置152をさらに含むことができる。計算装置152は、概して、データ取得装置140からのデータを記憶し、かつ解析するための、適当なハードウェアおよび/またはソフトウェアを含むことができる。このようなハードウェアおよび/またはソフトウェアは、概して、例えば、構成部品の変形および歪みが発生しているかどうかを判断するためのデータを、解析することができる。
計算装置152は、様々なコンピュータ実装された機能を実行するように構成される、1つまたは複数のプロセッサおよび関連するメモリ装置を含むことができる。本明細書で使用される、「プロセッサ」という用語は、当技術分野でコンピュータに含まれているものとして呼ばれる集積回路だけでなく、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブルロジックコントローラ(PLC)、特定用途向け集積回路、および他のプログラム可能な回路にも当てはまる。追加的に、メモリ装置は、概して、コンピュータ可読媒体(例えば、ランダムアクセスメモリ(RAM))、コンピュータ可読不揮発性媒体(例えば、フラッシュメモリ)、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み取り専用メモリ(CD−ROM)、光磁気ディスク(MOD)、デジタル多用途ディスク(DVD)および/または他の適当なメモリ素子を含むが限定はされない、メモリ素子を含むことができる。このようなメモリ装置は、概して、適当なコンピュータ可読命令を記憶するように構成され得る。コンピュータ可読命令は、プロセッサによって実装されるときに、本明細書で述べた様々な機能を実行するように計算装置152を構成する。
特に、構成部品(動翼112、116、または本明細書で述べた他の適当な構成部品など)の、システム150による解析は、いくつかの実施形態において、構成部品がin situである場合に実行されてもよい。構成部品は、ガスタービン100の部分102、104、106の中など、ターボ機械などのアセンブリの中に配置されているときに、in situである。特に、いくつかの実施形態では、そのようなin situでの解析が行われているときに、ケーシング120全体が構成部品10を取り囲んでいてもよい。これらの実施形態では、解析は、ポート126を通じたシステム150(および、そのデータ取得装置140)の一部を拡張することによって、ならびに/またはターボ機械内に配置されているシステム150(および、そのデータ取得装置140)の少なくとも一部を介して、行われてもよい。他の実施形態では、第1の外殻122または第2の外殻などの、ケーシング120の一部が取り外されてもよい。代替的に、構成部品が、解析のためにターボ機械などのアセンブリから取り外されてもよく、例えば、解析のための測定用冶具に位置していてもよい。
図3および図4は、構成部品10の解析中のシステム150の実施形態を示している。特に、図3および図4における解析は、構成部品10の寿命の間の異なる時間に起こるものとして示されている。図3の実施形態は、例えば、第1の時間に発生する構成部品10の解析を示し得る。第1の時間は、例えば、ターボ機械の動作、および構成部品10の回転または他の適当な動きのために、構成部品10をターボ機械内に位置させる前であってもよい。代替的に、第1の時間の解析は、動作中または動作の期間後に発生してもよい。図4の実施形態は、例えば、第2の時間に発生する構成部品10の解析を示し得る。第2の時間は、第1の時間とは異なり、かつ第1の時間の後である。第2の時間の解析は、例えば、動作中または動作の期間後に発生してもよい。
構成部品10(および、より具体的には、構成部品10全体の基板)は、例えば、高温用途で使用される構成部品(例えば、ニッケル系またはコバルト系超合金を含む構成部品)などの、様々な異なる用途において使用される様々な種類の構成部品を含むことができる。いくつかの実施形態では、構成部品10は、燃焼構成部品または高温ガス経路構成部品などの、産業ガスタービン構成部品または蒸気タービン構成部品を含んでもよい。いくつかの実施形態では、構成部品10は、タービン翼、圧縮機翼、静翼、ノズル、シュラウド、ロータ、尾筒、またはケーシングを含んでもよい。他の実施形態では、構成部品10は、ガスタービン、蒸気タービンなどのための任意の他の構成部品などの、タービンの任意の他の構成部品を含んでもよい。他のいくつかの実施形態では、構成部品は、タービン以外の構成部品を含んでもよい。タービン以外の構成部品は、自動車構成部品(例えば、車、トラックなど)、航空機構成部品(例えば、航空機、ヘリコプタ、スペースシャトル、アルミニウム部品など)、機関車もしくは鉄道構成部品(例えば、列車、鉄道線路など)、構造工学、インフラ工学、土木工学構成部品(例えば、橋、建物、建設機械など)、および/または発電プラントもしくは化学処理構成部品(例えば、高温用途で使用されるパイプ)を含むが限定はされない。図示するように、構成部品10は、外表面11を有する。
説明したように、データ取得装置140は、構造化光発光器142と、検知器144とを含む。発光器142は、概して、そこから構造化光146を放射する。通常理解されるように、構造化光は、所定のパターンで発光し、かつそのパターンで目標の表面に投影される光である。構造化光146は、例えば、構成部品10の外表面11の1つまたは複数の所定の位置(もしくは領域)148に投影され得る。
外表面11上の所定の位置148は、例えば、モニタリングするのが望ましい位置であってもよい。例えば、上述のように、構成部品10は、動翼、静翼、ノズル、シュラウド、ロータ、尾筒またはケーシングであってもよい。そのような実施形態では、所定の位置は、ターボ機械の動作中に様々な力を受けることが分かっている、エーロフォイル、プラットフォーム、先端または任意の他の適当な位置上またはその近傍などの位置であってもよい。さらに、所定の位置は、上昇した温度を経験することが知られる位置であってもよい。例えば、所定の位置は、高温ガス経路内、および/または燃焼構成部品10上であってもよい。
外表面11上、および所定の位置148に投影される構造化光146は、1つまたは複数の構造化光基準20を含んでもよい。基準20は、本明細書で述べたように、外表面11上および所定の位置に投影される構造化光の1つまたは複数の特性を測定するために使用され得る。例えば、いくつかの実施形態では、特性は、2つの基準20の間の距離22であってもよい。基準20は、例えば、様々な距離で外表面11上に、および所定の位置を有する様々な位置に、投影されてもよい。追加的または代替的に、特性は、基準20の形状、または基準20の複数性であってもよい。形状の測定は、例えば、形状の領域の測定、または長さ、幅などの形状の様々な寸法の測定を含んでもよい。当業者には明らかなように、これらの測定は、構成部品10の所定の位置の領域において、歪み、歪み速度、クリープ、疲労、応力などの量を判断する助けとなり得る。
発光器142から放射される構造化光は、構成部品10の外表面11によって反射され得る。検知器144は、構造化光が外表面11によって反射された後で、構造化光を検知してもよい。次いで、検知器144によって受信されるデータが、解析のために計算装置152に送信されてもよい。
本開示による構造化光として、任意の適当な光が使用されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、構造化光は、レーザ光であってもよい。データ取得装置140は、例えば、レーザ走査器であってもよい。レーザ走査器は、概して、レーザ(発光器142の1つの実施形態)を含む。レーザは、これらの実施形態における構成部品10全般などの物体に対して、レーザビームの形態で光を放射する。次いで、光は、装置140のセンサ(検知器144の1つの実施形態)によって検知される。例えば、いくつかの実施形態では、光は、その後それが接触する表面に反射して、装置140のセンサによって受光される。光がセンサに到達するためのラウンドトリップ時間は、様々な軸に沿った測定を判断するために使用される。これらの装置は、典型的には、飛行時間型装置として知られる。他の実施形態では、センサは、光が接触する表面上で光を検知し、センサの視野内の光の相対的な位置に基づいて測定を判断する。これらの装置は、典型的には、三角測量装置として知られる。
他の実施形態では、構造化光は、青色光または白色光であってもよい。データ取得装置140は、例えば、構造化光走査器であってもよい。構造化光走査器は、概して、含まれる発光ダイオード、または他の適当な光発生装置(発光器142の実施形態)から光を放射する。例示的な実施形態では、構造化光走査器によって使用される放射された光は、青色光または白色光である。概して、放射された光は、上述のように、特定のパターンで構成部品10全体に投影される。光が外表面11に接触すると、表面の外形によって光が歪む。この歪みのデジタル表現が、カメラ(検知器144の1つの実施形態)によって撮られた画像に取り込まれる。
いくつかの実施形態では、データ取得装置140は、所定の間隔で繰り返し構造化光を検知するように構成され得る。関連するアセンブリの動作中、および、したがって構成部品10の回転中に、構成部品10のモニタリングが行われているときなど、例えば、構成部品10がモニタリング中にin situであるときに、所定の間隔で検知が行われ得る。例えば、例示的な実施形態では、所定の間隔は、構成部品10の回転周波数に対応してもよい(および、したがって等しいか、またはほぼ等しくてもよい)。これにより、構成部品10が、各間隔において同一またはほぼ同一の位置にあるときに、検知が行われる。いくつかの実施形態では、回転周波数は、毎分3500回転から毎分4500回転の間など、毎分3000回転から毎分5000回転の間であってもよい。
説明したように、システム150は、計算装置152を含んでもよく、計算装置152は、データ取得装置140と通信関係にある。反射された構造化光をデータ取得装置140が検知したこと(画像、レーザデータなど)によって、データ取得装置140が受信したデータを、解析のために計算装置152に伝送してもよい。例えば、計算装置152は、検知された構造化光の1つまたは複数の特性を計算するように構成されてもよい。説明したように、特性は、第1の構造化光基準20と第2の構造化光基準20との間の距離22であってもよく、もしくは、構造化光基準20の形状であってもよく、または、変形解析のために使用され得る別の適当な特性であってもよい。
さらに説明したように、構成部品10の解析は、第1の時間および第2の時間などの異なる時間(いくつかの実施形態では、説明したように、所定の間隔で行われる別々の解析の時間であってもよい)に行われてもよい。各時間に検知された構造化光に基づくデータが、計算装置152に送信されてもよい。計算装置は、各時間に検知された構造化光の1つまたは複数の特性を計算した後、各時間からの類似の特性を比較して、解析される所定位置内で変形が発生したかどうかを判断する。具体的には、図3および図4に示すように、特性は、第1の時間と第2の時間との間で変化し得る。そのような変化は、変化する外表面11の外形によって引き起こされ、構造化光146を様々な形で反射させることがある。これは、構造化光146が反射されている所定の位置148で、構成部品10に変形が発生していることを示し得る。したがって、構成部品10の変形をモニタリングするために、特性の変化を使用することができる。
ここで、図5を参照すると、本開示は、構成部品10をモニタリングする方法200をさらに示している。例示的な実施形態では、本明細書で説明した方法200の様々なステップが、例えば、本明細書で説明したシステム150によって実行され得る。方法は、例えば、本明細書で説明したように、構成部品10の外表面11の1つまたは複数の所定の位置148に、構造化光146を投影するステップ210を含むことができる。説明したように、レーザ光、白色光、青色光などの、構造化光として使用するのに適当な任意の光が使用されてもよい。
方法200は、例えば、本明細書で説明したように、光146が外表面11によって反射された後で、構造化光146を検知するステップ220をさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、ステップ210、220は、本明細書で説明したように、in situの構成部品10で実行されてもよい。代替的に、ステップ210、220は、ex situの構成部品10で実行されてもよく、したがって、例えば、本明細書で説明したように、関連するアセンブリから構成部品10が取り外されてもよい。
さらに、いくつかの実施形態では、ステップ210、220がin situで実行されるとき、ステップ210、220は、本明細書で説明したように、構成部品10の回転中に実行されてもよい。例えば、ステップ220(および、任意選択的にステップ210)は、本明細書で説明したように、所定の間隔で繰り返し実行されてもよい。
方法200は、例えば、本明細書で説明したように、検知した構造化光146の少なくとも1つの特性を計算するステップ230をさらに含むことができる。
さらに、方法200は、本明細書で説明したように、第1の時間および第2の時間などの異なる時間において計算された、類似の特性を比較するステップを含んでもよい。変形が発生したかどうかを判断するために、このような比較を使用してもよい。
本開示によるシステム150および方法200を用いると、非接触の変形モニタリングを可能にする。非接触の変形モニタリングによって、変形モニタリングに関わる労力とコストを減少させることができる。さらに、本開示によるシステム150および方法200を用いると、そのようなモニタリングをin situで、かつ、いくつかの実施形態では、構成部品10の回転中に実行することが可能となる。回転中にモニタリングすることの注目すべき特徴は、塑性変形および弾性変形の両方を解析およびモニタリングすることが可能であり、したがって、構成部品10のライフサイクルモニタリングおよび他のそのようなモニタリングの改善が容易となることである。
この記載された説明は、例を用いて、最良の形態を含む本発明を開示し、当業者が、任意の装置またはシステムを作成および使用すること、ならびに任意の組み込まれた方法を実行することを含む、本発明の実施を可能にする。本発明の特許を受けることができる範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想起する他の例を含むことができる。そのような他の例が、特許請求の範囲の文言通りの言葉と相違しない構造要素を含む場合、または特許請求の範囲の文言通りの言葉とは実質的に相違しない均等な構造要素を含む場合には、特許請求の範囲内にあるものとする。
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
[実施態様1]
構成部品(10)をモニタリングする方法(200)であって、前記構成部品(10)は、外表面(11)を有し、前記方法(200)は、前記構成部品(10)の前記外表面(11)の所定の位置(148)に構造化光(146)を投影するステップであって、前記構造化光(146)は、構造化光(146)発光器(142)から放射されるステップと、前記構造化光(146)が前記外表面(11)によって反射された後で、前記構造化光(146)を検知するステップと、検知された前記構造化光(146)の少なくとも1つの特性を計算するステップと、を含む方法(200)。
[実施態様2]
前記少なくとも1つの特性は、第1の構造化光(146)基準(20)と第2の構造化光(146)基準(20)との間の距離である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様3]
前記少なくとも1つの特性は、構造化光(146)基準(20)の形状である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様4]
前記構造化光(146)は、レーザ光である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様5]
前記構造化光(146)は、白色光である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様6]
前記構造化光(146)は、青色光である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様7]
前記投影するステップおよび前記検知するステップ(210、220、230)は、in situの構成部品(10)で実行される、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様8]
前記投影するステップおよび前記検知するステップ(210、220、230)は、前記構成部品(10)の回転中に実行される、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様9]
前記検知するステップ(210、220、230)は、所定の間隔で実行される、実施態様8に記載の方法(200)。
[実施態様10]
前記所定の間隔は、前記構成部品(10)の回転周波数に対応する、実施態様9に記載の方法(200)。
[実施態様11]
前記回転周波数は、毎分3000回転から毎分5000回転の間である、実施態様10に記載の方法(200)。
[実施態様12]
前記構成部品(10)は、タービン構成部品(10)である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様13]
構成部品(10)をモニタリングするシステムであって、前記構成部品(10)は、外表面(11)を有し、前記システム(150)は、データ取得装置(140)であって、構造化光(146)発光器(142)および検知器(144)を含み、前記構成部品(10)の前記外表面(11)の所定の位置(148)に構造化光(146)を投影し、前記構造化光(146)が前記外表面(11)によって反射された後で、前記構造化光(146)を検知するように構成される前記データ取得装置(140)と、前記データ取得装置(140)と動作可能に通信する計算装置(152)であって、検知された前記構造化光(146)の少なくとも1つの特性を計算するように構成される前記計算装置(152)と、を備えるシステム(150)。
[実施態様14]
前記データ取得装置(140)は、レーザ走査器であり、前記構造化光(146)は、レーザ光である、実施態様13に記載のシステム(150)。
[実施態様15]
前記データ取得装置(140)は、構造化光(146)走査器である、実施態様13に記載のシステム(150)。
[実施態様16]
前記構造化光(146)は、青色光である、実施態様15に記載のシステム(150)。
[実施態様17]
前記構造化光(146)は、白色光である、実施態様15に記載のシステム(150)。
[実施態様18]
前記データ取得装置(140)は、所定の間隔で前記構造化光(146)を検知するように構成される、実施態様13に記載のシステム(150)。
[実施態様19]
前記所定の間隔は、前記構成部品(10)の回転周波数に対応し、前記構成部品(10)は、タービン構成部品(10)である、実施態様18に記載のシステム(150)。
[実施態様20]
前記回転周波数は、毎分3000回転から毎分5000回転の間である、実施態様19に記載のシステム(150)。
[実施態様1]
構成部品(10)をモニタリングする方法(200)であって、前記構成部品(10)は、外表面(11)を有し、前記方法(200)は、前記構成部品(10)の前記外表面(11)の所定の位置(148)に構造化光(146)を投影するステップであって、前記構造化光(146)は、構造化光(146)発光器(142)から放射されるステップと、前記構造化光(146)が前記外表面(11)によって反射された後で、前記構造化光(146)を検知するステップと、検知された前記構造化光(146)の少なくとも1つの特性を計算するステップと、を含む方法(200)。
[実施態様2]
前記少なくとも1つの特性は、第1の構造化光(146)基準(20)と第2の構造化光(146)基準(20)との間の距離である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様3]
前記少なくとも1つの特性は、構造化光(146)基準(20)の形状である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様4]
前記構造化光(146)は、レーザ光である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様5]
前記構造化光(146)は、白色光である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様6]
前記構造化光(146)は、青色光である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様7]
前記投影するステップおよび前記検知するステップ(210、220、230)は、in situの構成部品(10)で実行される、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様8]
前記投影するステップおよび前記検知するステップ(210、220、230)は、前記構成部品(10)の回転中に実行される、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様9]
前記検知するステップ(210、220、230)は、所定の間隔で実行される、実施態様8に記載の方法(200)。
[実施態様10]
前記所定の間隔は、前記構成部品(10)の回転周波数に対応する、実施態様9に記載の方法(200)。
[実施態様11]
前記回転周波数は、毎分3000回転から毎分5000回転の間である、実施態様10に記載の方法(200)。
[実施態様12]
前記構成部品(10)は、タービン構成部品(10)である、実施態様1に記載の方法(200)。
[実施態様13]
構成部品(10)をモニタリングするシステムであって、前記構成部品(10)は、外表面(11)を有し、前記システム(150)は、データ取得装置(140)であって、構造化光(146)発光器(142)および検知器(144)を含み、前記構成部品(10)の前記外表面(11)の所定の位置(148)に構造化光(146)を投影し、前記構造化光(146)が前記外表面(11)によって反射された後で、前記構造化光(146)を検知するように構成される前記データ取得装置(140)と、前記データ取得装置(140)と動作可能に通信する計算装置(152)であって、検知された前記構造化光(146)の少なくとも1つの特性を計算するように構成される前記計算装置(152)と、を備えるシステム(150)。
[実施態様14]
前記データ取得装置(140)は、レーザ走査器であり、前記構造化光(146)は、レーザ光である、実施態様13に記載のシステム(150)。
[実施態様15]
前記データ取得装置(140)は、構造化光(146)走査器である、実施態様13に記載のシステム(150)。
[実施態様16]
前記構造化光(146)は、青色光である、実施態様15に記載のシステム(150)。
[実施態様17]
前記構造化光(146)は、白色光である、実施態様15に記載のシステム(150)。
[実施態様18]
前記データ取得装置(140)は、所定の間隔で前記構造化光(146)を検知するように構成される、実施態様13に記載のシステム(150)。
[実施態様19]
前記所定の間隔は、前記構成部品(10)の回転周波数に対応し、前記構成部品(10)は、タービン構成部品(10)である、実施態様18に記載のシステム(150)。
[実施態様20]
前記回転周波数は、毎分3000回転から毎分5000回転の間である、実施態様19に記載のシステム(150)。
10 タービン構成部品
11 外表面
20 基準
22 距離
100 ガスタービン
102 圧縮機部
104 燃焼器部
106 タービン部
112 動翼
114 静翼
115 アニュラス
116 動翼
118 静翼
120 ケーシング
122 第1の外殻
124 第2の外殻
126 アクセスポート
140 データ取得装置
142 発光器
144 検知器
146 構造化光
148 所定の位置
150 システム
152 計算装置
200 方法
210 方法ステップ
220 方法ステップ
230 方法ステップ
11 外表面
20 基準
22 距離
100 ガスタービン
102 圧縮機部
104 燃焼器部
106 タービン部
112 動翼
114 静翼
115 アニュラス
116 動翼
118 静翼
120 ケーシング
122 第1の外殻
124 第2の外殻
126 アクセスポート
140 データ取得装置
142 発光器
144 検知器
146 構造化光
148 所定の位置
150 システム
152 計算装置
200 方法
210 方法ステップ
220 方法ステップ
230 方法ステップ
Claims (15)
- 構成部品(10)をモニタリングする方法(200)であって、前記構成部品(10)は、外表面(11)を有し、前記方法(200)は、
前記構成部品(10)の前記外表面(11)の所定の位置(148)に構造化光(146)を投影するステップであって、前記構造化光(146)は、構造化光(146)発光器(142)から放射されるステップと、
前記構造化光(146)が前記外表面(11)によって反射された後で、前記構造化光(146)を検知するステップと、
検知された前記構造化光(146)の少なくとも1つの特性を計算するステップと、を含む方法(200)。 - 前記少なくとも1つの特性は、第1の構造化光(146)基準(20)と第2の構造化光(146)基準(20)との間の距離である、請求項1記載の方法(200)。
- 前記少なくとも1つの特性は、構造化光(146)基準(20)の形状である、請求項1または2記載の方法(200)。
- 前記投影するステップおよび前記検知するステップ(210、220、230)は、in situの構成部品(10)で実行される、請求項1乃至3のいずれか1項記載の方法(200)。
- 前記投影するステップおよび前記検知するステップ(210、220、230)は、前記構成部品(10)の回転中に実行される、請求項1乃至4のいずれか1項記載の方法(200)。
- 前記検知するステップ(210、220、230)は、所定の間隔で実行される、請求項5記載の方法(200)。
- 前記所定の間隔は、前記構成部品(10)の回転周波数に対応する、請求項6記載の方法(200)。
- 前記回転周波数は、毎分3000回転から毎分5000回転の間である、請求項7記載の方法(200)。
- 前記構成部品(10)は、タービン構成部品(10)である、請求項1乃至8のいずれか1項記載の方法(200)。
- 構成部品(10)をモニタリングするシステム(150)であって、前記構成部品(10)は、外表面(11)を有し、前記システム(150)は、
データ取得装置(140)であって、構造化光(146)発光器(142)および検知器(144)を含み、前記構成部品(10)の前記外表面(11)の所定の位置(148)に構造化光(146)を投影し、前記構造化光(146)が前記外表面(11)によって反射された後で、前記構造化光(146)を検知するように構成される、前記データ取得装置(140)と、
前記データ取得装置(140)と動作可能に通信する計算装置(152)であって、検知された前記構造化光(146)の少なくとも1つの特性を計算するように構成される、前記計算装置(152)と、を備えるシステム(150)。 - 前記データ取得装置(140)は、レーザ走査器であり、前記構造化光(146)は、レーザ光である、請求項10記載のシステム(150)。
- 前記データ取得装置(140)は、構造化光(146)走査器である、請求項10記載のシステム。
- 前記データ取得装置(140)は、所定の間隔で、前記構造化光(146)を検知するように構成される、請求項10乃至12のいずれか1項記載のシステム(150)。
- 前記所定の間隔は、前記構成部品(10)の回転周波数に対応し、前記構成部品(10)は、タービン構成部品(10)である、請求項13記載のシステム(150)。
- 前記回転周波数は、毎分3000回転から毎分5000回転の間である、請求項14記載のシステム(150)。
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CN109269413A (zh) * | 2018-11-28 | 2019-01-25 | 信利光电股份有限公司 | 基于飞行时间法测量物件尺寸的设备 |
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US8818078B2 (en) * | 2012-02-03 | 2014-08-26 | Solar Turbines Inc. | Apparatus and method for optically measuring creep |
KR101649103B1 (ko) * | 2012-08-23 | 2016-08-19 | 지멘스 에너지, 인코포레이티드 | 오프-라인 산업용 가스 터빈들 및 다른 발전 기계류의 시각적 검사 및 3d 백색광 스캐닝용 시스템 및 방법 |
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2015
- 2015-11-16 US US14/942,060 patent/US20170138723A1/en not_active Abandoned
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- 2016-11-16 CN CN201611007761.5A patent/CN106871806A/zh active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2019215002A (ja) * | 2018-06-11 | 2019-12-19 | ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ | 個別のマーキングを介したターボ機械ブレード診断のためのシステムおよび方法 |
JP7427376B2 (ja) | 2018-06-11 | 2024-02-05 | ゼネラル エレクトリック テクノロジー ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング | 個別のマーキングを介したターボ機械ブレード診断のためのシステムおよび方法 |
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