[发明专利]转子膛孔检查系统

说明书

本申请主题与1987年7月30日提交的并已公开的美国专利申请相关，其序号为No.07/079，860，题为“用超声波和涡电流组合检查管道的装置和方法”（Apparatus    And    Method    for    Providing    A    Combined    ultrasonic    And    Eddy    Current    Inspection    of    A    Tube）。

本发明涉及一种超声波检查伸长轴（例如透平机轴或发电机转子的轴）内膛孔的检查系统。

在转子轴上通常设有一轴向的膛孔的大型机械，无论在制造过程或是在投入使用后的一定时期内都必须经历仔细的检查，以便查出在制造过程中发生的或在运行一定期间后出现的缺陷，这些缺陷会导致设备早期失效，并可能引起灾难性后果。

为进行各种测试已提出并制成各种改进的系统，每种都是针对检查一项具体类型的缺陷而设计的，这种类型的各系统包括那些用超声波和涡电流来实现的各种检查，这些型式的检查需要一个传感器组件沿着转子轴线穿过该膛孔移动，且该组件同时还绕轴转动。

这类系统在例如美国专利No.3，960，006、4，699，008和4，757，716中有的阐述。

在这些专利中所公开的各系统能够产生有用的结果，同时也具有某些缺点，例如，已知的各系统不能使一个传感器在一足够稳定的速度旋转下，以便取得最佳的精神读数。此外，在测量开始之前必须对这类系统进行校准，而已知的这些校准程序是需要花费时间的，并且容易导致测量结果的某些不准确性。还有，在这些已知系统中，该检查系统的正确定位是件困难和耗时的工作。

本发明的主要目的在于提供一个新型的转子膛孔检查装置，它减少了所述的这些缺点和缺陷。

本发明的一个具体目的是提供一种控制系统以在测量操作过程中能够更好地对传感器头的位置进行改进的控制。

本发明的再一个目的是，提供在早于测量工作开始之前简化并加快对系统的校准工作。

本发明的另一个目的是，在测量操作期间更为灵活和准确地控制该传感运动。

本发明还有一个目的是，使所提供的系统易适应在宽范围变化的转子尺寸。

本发明的上述目的和其他目的是利用本发明的检查装置实现的，该装置可检查一个具有一轴向膛孔的细长圆柱体，该装置包括：一个载有至少一个能量传感器的头部组件，用于监测该本体的特性;一个支撑该头部组件的驱动杆;以及一个设置在该本体外面的驱动单元，并且它支持着该杆以使该头部组件运动：沿着该膛孔的轴线移动并绕着膛孔轴线转动;借助于提供一个器件以支撑该驱动单元使驱动杆的轴线沿该膛孔轴线定位，该器件包括：第一装置，用于从该本体上支撑该器件以便使第一装置相对于该本体具有一固定位置，以使该器件相对于包含膛孔轴线的垂直平面具有一限定的位置;第二装置，为该驱动单元定界一支撑表面;以及耦合在第一和第二装置之间的一个机构，用于把第二装置相对于第一装置垂直地位移，以把第二装置带到相对于包含膛孔轴线的水平面的一个限定位置。

按照本发明进一步达到各项目的，即当把传感器带到与一校准元件相联合运行进行该装置的校准时，同时该校准单元即处于相对于该传感器的限定位置，这是借助于提供一个装于第二装置上的一个校准元件支持单元完成的，它被用于支撑该校准元件在接近于驱动单元的一个位置处，以及移动该校准元件相对于第二装置到相对于传感器的该限定位置处。

按照本发明，该驱动单元设有转动装置用以转动该驱动杆，它包括：一台直流永磁电动机，耦合该轴以转动驱动杆，该转速与供给该电动机的直流操作功率成正比;电气可控装置，被连接以向电动机提供直流操作功率;供应装置，提供代表所期望的电动机轴的角度位置和角速度的控制信号;以及反馈装置，被连接以取得代表该电动机的实际角度位置和角速度的反馈信号;其中，供应直流操作功率的装置被连接以接受控制信号和反馈信号，并且工作以调节供给电动机的功率，消除位置和速度的期望值与实际值之间的差别。

进一步按照本发明，提供直流电源给该电动机的装置包括：信号处理装置，用于产生代表供给电动机的直流工作效率的直接模拟信号;信号放大器装置，它具有可电气控制的可变增益，该信号放大器装置具有连接到接收信号处理装置产生的直接模拟信号的一个信号输入和一个信号输出;接于信号放大器装置的信号输出终的功率放大器装置，用于对电动机提供直接电源;在功率放大器装置和电动机之间形成串联电阻的装置;以及控制信号放大器装置增益的装置，连接成便通过该电阻的电流保持在一选定值以下。

图1为本发明的支撑结构透视图;