[发明专利]用于使用微观和宏观三维分析来监测构件的方法

说明书

一种监测构件的方法包括提供构件，其包括具有外表面和构造在外表面上的多个被动应变指示器的本体。该方法包括用至少一个三维数据采集装置来直接地测量构件。直接测量生成第一点云和多个第二点云。第一点云对应于外表面，且包括多个第一数据点，各个数据点具有X轴坐标、Y轴坐标、以及Z轴坐标。各个第二点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。各个第二点云的第二数据点密度大于各个第一点云的第一数据点密度。

技术领域

本公开内容大体上涉及用于监测构件变形的方法，且更具体地涉及使用同时获得的微观和宏观三维数据集(data set)的监测方法。

背景技术

贯穿各种工业应用，设备构件经历许多极端条件(例如，高温、高压、大应力负载等)。随着时间流逝，设备的独立构件可遭受可缩短构件的可使用寿命的变形。例如，此忧虑可能适用于一些涡轮机。

涡轮机广泛用于例如发电和飞行器发动机的领域。例如，常规燃气轮机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工作流体流过压缩机区段时压缩工具流体(例如，空气)。压缩机区段将高压压缩工作流体供应至燃烧器，在该处，高压工作流体与燃料混合，且在燃烧室中焚烧，以生成具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体沿热气体通路流入涡轮区段中。涡轮区段通过从其获得能量来使用燃烧气体产生功。例如，涡轮区段中的燃烧气体的膨胀可使轴旋转来对压缩机、发电机和其它各种负载供能。

在涡轮机的操作期间，涡轮机内的各种构件，且特别是沿热气体通路的构件，例如，涡轮机的涡轮区段内的涡轮叶片，可经历由于高温和高应力引起的蠕变。对于涡轮叶片，蠕变可引起整个叶片的部分延长，以便叶片末梢接触静止结构，例如，涡轮壳，且可能在操作期间引起不需要的振动和/或降低的性能。

发明内容

本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本发明而学习到。

根据一种实施例，提供了一种监测构件的方法。构件包括外表面和构造在外表面上的多个被动应变指示器。该方法包括首先以至少一个三维数据采集装置直接地测量构件。初始直接测量生成第一点云和多个第二点云。第一点云对应于外表面，且包括多个第一数据点，各个数据点具有X轴坐标、Y轴坐标、以及Z轴坐标。各个第二点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z坐标，其中各个第二点云的第二数据点密度大于第一点云的第一数据点密度。该方法还包括使构件经历至少一个工作循环。该方法还包括随后以至少一个三维数据采集装置直接地测量构件。随后的直接测量生成第三点云和多个第四点云。第三点云对应于外表面，且包括多个第三数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。各个第四点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第四数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第四点云的第四数据点密度大于各个第三点云的第三数据点密度。该方法还包括将第一点云与第三点云相比较来评估构件的总体变形，且将用于各个被动应变指示器的第二点云与第四点云相比较来评估多个被动应变指示器中的各个的局部变形。

根据另一种实施例，提供了一种监测构件的方法。该方法包括提供构件，该构件包括具有外表面和构造在外表面上的多个被动应变指示器的本体。该方法还包括用至少一个三维数据采集装置来直接地测量构件。直接测量生成第一点云和多个第二点云。第一点云对应于外表面，且包括多个第一数据点，各个数据点具有X轴坐标、Y轴坐标、以及Z轴坐标。各个第二点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。各个第二点云的第二数据点密度大于各个第一点云的第一数据点密度。