[发明专利]闪光热成像摄影箱

说明书

提供了一种用于涡轮机部件的自动状态评估的系统。该系统包括控制器和部分封闭的摄影箱。部分封闭的摄影箱包括适于承载涡轮机部件的可配置旋转台、垂直于并抵接水平平台的至少一个壁，旋转台被承载在该水平平台上。该摄影箱还包括配置成自动定位在围绕涡轮机部件的位置处并捕获涡轮机部件的图像的多个相机。控制器与相机中的每一者通信以分别控制每个相机的定位，以捕获涡轮机部件的期望视图。相机中的至少一者是配置成执行捕获涡轮机部件的一部分的热成像图像的闪光热成像的红外相机。使用热成像图像来评估涡轮机部件的状态。

技术领域

本公开总体上涉及用于部件的非破坏性检查的方法和系统，并且更具体地，涉及用于使用闪光热成像来进行涡轮机部件的自动非破坏性检查的方法和系统。

背景技术

在许多工业应用中，在不造成损坏的情况下使用非破坏性测试方法来评估部件。一种这样的非破坏性测试的应用使用闪光热成像来测试涡轮发动机的部件，比如涡轮机动叶片或静叶片、燃烧室筒或者过渡部件。这些部件通常包括涂覆有保护基底免受高温和腐蚀性环境的影响的隔热涂层的基底。例如，涂覆的燃气涡轮机部件可能需要测试以确定热障涂层的厚度或者涂层是否具有任何分层、即涂层已经变得与基底分离的部分。分层的层可能在涡轮机的正常运转期间导致部件失效。

目前，涂覆的涡轮机部件的检查和测试可以使用闪光热成像来完成，闪光热成像是一种常用的非破坏性测试方法，其中，部件的表面被通常仅持续几毫秒的光脉冲加热。在正常条件下，随着沉积在表面处的热量流向较冷的内部，部件在闪光加热后冷却。然而，诸如空隙、夹杂物、分层、水分或者厚度或密度的变化之类的试件中的内部异常引起表面处冷却速率的变化。随后使用红外相机捕获由该部件发射的红外辐射以形成热成像图像。如上所述的内部异常在热成像图像中将是可见的。

为了捕获部件的多个三维表面的图像从而捕获整个表面或几乎整个表面的图像，将可能包括红外相机和可见光相机的混合的多个光学相机围绕部件的涂覆表面手动定位。使用闪光热成像来使部件成像的当前方法涉及相对于部件和期望的检查区域对相机进行冗长的手动设置和定位。从随后被关联回到三维部件的图像获得二维数据。必须为每个所需图像手动设置相机，这需要大量的时间和人力。因此，期望一种减少为了部件的每个所需图像而手动设置多个相机的当前方法所需的时间和人力的自动检查方法。

发明内容

简而言之，本公开的方面涉及一种用于涡轮机部件的自动状态评估的系统和一种用于涡轮机部件的自动状态评估的非破坏性方法。

提供了一种用于涡轮机部件的自动状态评估的系统。该系统包括控制器和部分封闭的摄影箱。部分封闭的摄影箱包括适于承载涡轮机部件的可配置旋转台、垂直于并抵接水平平台的至少一个壁，旋转台被承载在该水平平台上。该摄影箱还包括配置成自动定位在围绕涡轮机部件的位置处并捕获涡轮机部件的多个图像的多个相机。控制器与相机中的每一者通信以分别控制每个相机的定位，以捕获涡轮机部件的期望视图。多个相机中的至少一者是配置成执行捕获涡轮机部件的一部分的热成像图像的闪光热成像的红外相机。使用热成像图像来评估涡轮机部件的状态。

提供了一种用于涡轮机部件的自动状态评估的非破坏性方法。该方法包括：提供多个光学相机，每个相机都具有涡轮机部件的视野，光学相机中的至少一者是配置成执行闪光热成像的红外相机；通过控制器由所获得的涡轮机部件相对于可拍摄的校准目标的图像来创建三维模型；通过控制器使多个相机围绕摄影箱中的涡轮机部件自动定位，以捕获涡轮机部件的期望视图的至少一个图像；通过多个相机来捕获多个图像；通过控制器将多个图像缝合到三维模型上；使用缝合图像来分析涡轮机部件的特征。

附图说明

图1示出了轴流式燃气涡轮机的侧面部分横截面图；

图2示出了根据实施方式的摄影箱的立体图；

图3示出了旋转台的立体图；以及

图4示出了用于使涡轮机部件成像的闪光热成像装置；以及

图5示出了计算机的高级框图。