[发明专利]用于监控构件的系统和方法

说明书

技术领域

本公开大体上涉及用于监控构件的系统和方法，且更具体而言，涉及使数据采集装置与表面特征对齐以用于监控构件的系统和方法。

背景技术

在各种工业应用中，设备构件经历许多极端条件(例如，高温、高压、大应力负载等)。随着时间变化，设备的个别构件可经历可降低构件的可使用寿命的蠕变和/或变形。此种担忧例如可能适用于一些涡轮机。

涡轮机广泛地应用于诸如功率生成和飞行器发动机的领域中。例如，常规的燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段、和至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成在空气流过压缩机区段时压缩该空气。然后使该空气从压缩机区段流至燃烧器区段，在此，该空气与燃料混合且燃烧，从而生成热气流。将热气流提供至涡轮区段，涡轮区段通过从该热气流提取能量来利用该热气流，以给压缩机、发电机、和其他各种负载供以动力。

在涡轮机的操作期间，涡轮机内，且具体而言涡轮机的涡轮区段内的各种构件(共同地称为涡轮构件)，诸如涡轮叶片，可因高温和高应力而经历蠕变。对于涡轮叶片，蠕变可导致整个叶片或其部分伸长，使得叶片末梢接触静止结构(例如涡轮壳体)，且可能在操作期间导致不必要的振动和/或降低的性能。

因此，可监控构件的蠕变。监控构件的蠕变的一个途径是在构件上构造应变传感器，且以各种间隔分析应变传感器，以用于监控与蠕变应变相关的变形。

监控构件变形时的一个担忧是在应变传感器的分析期间取得的应变传感器测量结果的准确度。如所论述的，可以以各种间隔分析应变传感器。数据采集装置可例如以各种间隔收集应变传感器的图像来用于分析。特别的担忧是数据采集装置在收集图像时相对于应变传感器的准确定位。一般期望数据采集装置的位置相对于应变传感器一贯地且重复地一致，使得应变传感器中的测得的变化是准确的，且不受数据采集装置的位置变化的影响。

对改进的构件监控的需求不限于应变传感器应用。此种需求存在于其他构件应用中。例如，在构件的外部表面中限定的冷却孔和/或构造在构件外部表面上的其他表面特征的改进的监控可能是有用的。

因此，用于监控构件的备选系统和方法在本领域中是合乎需要的。具体而言，提供数据采集装置相对于表面特征的定位一贯性的系统和方法将是有利的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下列描述中部分地阐述，或可根据描述而是明显的，或可通过本发明的实践而习得。

按照本公开的一个实施例，提供一种用于监控构件的系统。构件具有外部表面和构造在该构件上的表面特征。系统包括用于分析该表面特征的数据采集装置。系统还包括用于使数据采集装置和表面特征对齐的对齐组件。对齐组件包括可构造在构件上的目标特征和与数据采集装置一起构造的导引特征。导引特征与目标特征的对齐使数据采集装置和表面特征对齐。

按照本公开的另一个实施例，提供一种用于监控构件的系统。构件具有外部表面和构造在该构件上的表面特征。系统包括用于分析表面特征的数据采集装置，该数据采集装置包括检孔仪。系统还包括用于使数据采集装置和表面特征对齐的物理对齐组件。物理对齐组件包括可构造在构件上的目标特征和联接于检孔仪的导引特征。导引特征与目标特征的对齐将数据采集装置和表面特征沿X轴线、Y轴线或Z轴线对齐。

按照本公开的另一个实施例，提供一种用于监控构件的方法。该方法包括将数据采集装置定位为接近表面特征，该表面特征构造在该构件上。该方法还包括使数据采集装置的导引特征与构造在该构件上的目标特征对齐。导引特征与目标特征的对齐使数据采集装置和表面特征对齐。

本发明的第一技术方案提供了一种用于监控构件的系统，所述构件具有外部表面和构造在所述构件上的表面特征，所述系统包括：数据采集装置，其用于分析所述表面特征；以及对齐组件，其用于对齐所述数据采集装置和所述表面特征，所述对齐组件包括可构造在所述构件上的目标特征和与所述数据采集装置一起构造的导引特征，其中，所述导引特征与所述目标特征的对齐使所述数据采集装置和所述表面特征对齐。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述目标特征与所述表面特征分开。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述对齐组件是物理对齐组件。

本发明的第四技术方案是在第三技术方案中，所述导引特征与所述目标特征之间的接触导致所述数据采集装置和所述表面特征的对齐。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，所述目标特征是第一磁体，且所述导引特征是具有相对于所述第一磁体相反的磁极性的匹配的第二磁体。