，不使用照明系統(tǒng)。因此，如果需要，照明系統(tǒng)的LED燈162’、164’和激光器320可共享公共的電源和照明控制系統(tǒng)(例如參見圖26)。
[0077]檢杳儀冷卻系統(tǒng)
[0078]優(yōu)選通過在圖15和25的相應(yīng)實(shí)施例中示意性地示出的冷卻空氣管線170和加壓冷卻氣源172 (例如壓縮空氣)對(duì)利用攝像機(jī)頭實(shí)施例66或66’的檢查儀60進(jìn)行外部冷卻。冷卻空氣穿過檢查儀60，從而從儀器散熱，冷卻空氣經(jīng)由檢查儀外表面內(nèi)的縫隙(例如攝像頭口 90、92、90，、92’、激光口 93’、攝像頭 156、158、156’、158’ 周圍的棱鏡 160、160，、164’、以及LED162、164、162’、164，)排出。這些空隙可有效地作為冷卻空氣排氣口。從各個(gè)冷卻口排出的冷卻空氣有助于從檢查儀60帶走熱量，并有助于在比未充分冷卻的渦輪機(jī)30的內(nèi)部溫度低的攝像機(jī)頭88、88’周圍形成熱屏障。通過這種方式，可以在渦輪機(jī)冷卻至環(huán)境溫度之前提前數(shù)小時(shí)把檢查儀60插入到仍很熱的已停機(jī)渦輪機(jī)中。通過這種方式，與使用已知的檢查系統(tǒng)的情況相比，可提早數(shù)小時(shí)甚至數(shù)天開始檢查。因此，與過去相比，能夠在渦輪機(jī)的檢修期中以更早的時(shí)間開始和完成檢查過程，這有可能縮短維修期的總時(shí)間。
[0079]攝像頭檢查儀的控制和操作
[0080]在使檢查儀60沿其五個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度定位的同時(shí)，可對(duì)上述的五個(gè)精密運(yùn)動(dòng)控制伺服電動(dòng)機(jī)104(Ω)、110(Τ)、124(Θ)、124(Φ)和140(E)通電。伺服電動(dòng)機(jī)具有配套的編碼器，該編碼器提供電動(dòng)機(jī)位置信息反饋，以便由已知的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的控制器使用。圖16是與圖13-15的攝像機(jī)頭66結(jié)合使用的本發(fā)明的一個(gè)示例性運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的框圖。在圖26中示出了圖21-25的攝像機(jī)頭66’的對(duì)應(yīng)框圖。在圖16和26中，共有部件和功能以相同的標(biāo)號(hào)表示，并包括以下共同的操作說明。上述的檢查儀60的硬件以虛線60表示，并且經(jīng)由已知的通訊通道(例如多通道電纜192和相應(yīng)的攝像頭電纜)與控制箱180(也以虛線表示)通訊。
[0081]控制箱180包括用于為運(yùn)動(dòng)控制器186和運(yùn)動(dòng)控制器電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置188供電的第一和第二電源182、184。所有部件182-188都為針對(duì)工業(yè)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的已知設(shè)計(jì)。運(yùn)動(dòng)控制器186向運(yùn)動(dòng)控制器電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置188發(fā)出命令，用于為檢查儀60的伺服電動(dòng)機(jī)104 ( Ω )、110 (T)、124 ( Θ )、124 (Φ)和140 (E)通電和使它們反向轉(zhuǎn)動(dòng)。為了簡(jiǎn)便起見，所有這些電動(dòng)機(jī)都統(tǒng)稱為“伺服電動(dòng)機(jī)”。各個(gè)伺服電動(dòng)機(jī)具有配套的編碼器，該編碼器產(chǎn)生指示其相應(yīng)運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)的檢查儀位置的信號(hào)。例如，與伺服電動(dòng)機(jī)104配套的編碼器產(chǎn)生指示延伸管部分62的總體轉(zhuǎn)動(dòng)位置(Ω)的轉(zhuǎn)動(dòng)位置信號(hào)。來自于每個(gè)編碼器的位置信號(hào)信息由運(yùn)動(dòng)控制器186使用。運(yùn)動(dòng)控制器186把各個(gè)電動(dòng)機(jī)編碼器信號(hào)與檢查儀60的空間位置關(guān)聯(lián)起來。數(shù)字燈光控制器190控制LED 162、164或162’、164’的照度輸出和開/關(guān)(包括頻閃功能，若適用)、三維掃描系統(tǒng)300的條形投光燈310、以及聚焦光點(diǎn)產(chǎn)生激光器320。數(shù)字燈光控制器190還與運(yùn)動(dòng)控制器186和主機(jī)控制器200通訊。運(yùn)動(dòng)控制器186還控制進(jìn)入并流過檢查儀60的冷卻空氣流量，例如流出冷卻口 174的流量。
[0082]運(yùn)動(dòng)控制器186具有可選的無線通訊能力194。硬接線數(shù)據(jù)通道198 (例如傳送符合以太網(wǎng)協(xié)議的通訊信號(hào)的電纜)與主機(jī)控制器200通訊。一種示例性的主機(jī)控制器200是具有內(nèi)部存儲(chǔ)容量和根據(jù)需要配備的外部存儲(chǔ)器202的個(gè)人電腦。主機(jī)控制器計(jì)算機(jī) 200 還從攝像頭 156/156’ (USB Cameral)、攝像頭 158/158’ (USB Camera 2)和三維掃描系統(tǒng)攝像頭310接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)并對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。使用已知的圖像處理軟件對(duì)三維掃描系統(tǒng)攝像頭310的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以產(chǎn)生與被掃描表面(例如圖4和圖21的過渡部件37的被掃描表面)相關(guān)的尺寸數(shù)據(jù)。一種示例性的三維掃描圖像處理軟件是“MeshLab”開源軟件包，該軟件包可通過互聯(lián)網(wǎng)從意大利國(guó)家科研委員會(huì)的視覺計(jì)算實(shí)驗(yàn)室下載。另一個(gè)不例性三維掃描圖像處理軟件的來源是美國(guó)北卡羅來納州的Geomagic of ResearchTriangle Park。主機(jī)控制器計(jì)算機(jī)200可在存儲(chǔ)器202中存檔或存儲(chǔ)原始圖像數(shù)據(jù)或處理后的圖像數(shù)據(jù)。例如可通過操縱桿204和/或HMI觀察/觸摸屏206在人的指令和控制下定位檢查儀60?？赏ㄟ^HMI觀察屏206查看來自于攝像頭156/156’、158/158’和310的相應(yīng)可視和重建尺寸圖像，或者經(jīng)由已知的通訊通道把圖像傳送至其它的圖像觀察或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
[0083]可選地，計(jì)算機(jī)200可具有無線通訊能力，例如與其它計(jì)算機(jī)通訊，包括帶有HMI的平板電腦210。圖17示出了一種用于控制檢查儀60的位置的示例性平板電腦HMI顯示屏，它包括Camera I圖像顯示區(qū)212、Camera 2圖像顯示區(qū)214、探頭位置信息顯示區(qū)216、以及HMI控制介面218。平板電腦210可具有與運(yùn)動(dòng)控制器186直接通訊的能力，而無需通過主機(jī)控制器計(jì)算機(jī)200通訊。
[0084]輪葉/導(dǎo)葉檢杳儀
[0085]圖18-20中示出了一個(gè)輪葉/導(dǎo)葉檢查儀220實(shí)施例。此實(shí)施例特別適合于在燃?xì)廨啓C(jī)30的渦輪段38的轉(zhuǎn)動(dòng)輪葉和固定導(dǎo)葉列之間的有限空間內(nèi)進(jìn)行檢查。圖18示出了分別安裝到第I列的檢查口 50和第2列的檢查口 52上的一對(duì)檢查儀220。但是，檢查組可選擇把一臺(tái)檢查儀220安裝到選定的檢查口上，或者在檢查過程中把兩臺(tái)以上的檢查儀220同時(shí)安裝到渦輪機(jī)30上。類似地，檢查組還可選擇在任何檢查過程中在有或者沒有檢查儀220實(shí)施例的條件下同時(shí)操作檢查儀60實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)。
[0086]如圖19和圖20所示，檢查儀220實(shí)施例通過安裝用法蘭222安裝到燃?xì)廨啓C(jī)的檢查口(在此為第I列的檢查口 50)。帶有配套的伺服電動(dòng)機(jī)和編碼器的直線驅(qū)動(dòng)裝置224按伸縮延伸位置運(yùn)動(dòng)自由度T移動(dòng)檢查儀。帶有配套的伺服電動(dòng)機(jī)和編碼器的轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置226按攝像頭轉(zhuǎn)動(dòng)/平掃運(yùn)動(dòng)自由度Θ轉(zhuǎn)動(dòng)檢查儀。內(nèi)窺儀228機(jī)械結(jié)合至直線驅(qū)動(dòng)裝置224和轉(zhuǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置226，并具有攝像機(jī)頭230，攝像機(jī)頭230在其視野(FOV)內(nèi)捕獲圖像。攝像機(jī)頭230包括樞轉(zhuǎn)棱鏡232，樞轉(zhuǎn)棱鏡232按活節(jié)運(yùn)動(dòng)自由度的運(yùn)動(dòng)由配套的伺服電動(dòng)機(jī)和編碼器實(shí)現(xiàn)。內(nèi)窺儀228為已知構(gòu)造，并包括光纖透鏡234和輔助外部照明裝置(未示出)，該輔助外部照明裝置發(fā)光并把攝像機(jī)頭視野內(nèi)的圖像傳送至攝像頭336。攝像頭236可為結(jié)合至如圖16所示的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的自動(dòng)聚焦型USB攝像頭。檢查儀220沿其運(yùn)動(dòng)自由度Φ、Θ和T的總體運(yùn)動(dòng)控制和定位以及攝像頭的圖像捕獲按上述的檢查儀實(shí)施例50的說明中所述的方式進(jìn)行。
[0087]檢查儀220包括外部冷卻系統(tǒng)，該外部冷卻系統(tǒng)用于在渦輪機(jī)30的冷卻階段中當(dāng)渦輪段30仍處于約150°C以下的較高溫度時(shí)進(jìn)行檢查工作。如上文的檢查儀實(shí)施例50的說明中所述，該冷卻系統(tǒng)包括平行于內(nèi)窺儀228或在內(nèi)窺儀228內(nèi)延伸的空氣管線170，該空氣管線經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)冷卻空氣排氣口(例如攝像機(jī)頭230周圍的排氣口)排出從冷卻空氣源獲得的冷卻空氣。
[0088]當(dāng)渦輪機(jī)轉(zhuǎn)子在盤車模式中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，利用輪葉/導(dǎo)葉檢查儀220實(shí)施例內(nèi)的三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度Φ、Θ和T足以獲得給定葉列內(nèi)的所有旋轉(zhuǎn)渦輪機(jī)輪葉的工作面和背面的完整圖像。例如，在圖18中，可通過布置在檢查口 50中的檢查儀220來檢查第I列渦輪機(jī)輪葉44中的每一個(gè)的工作面。當(dāng)每個(gè)輪葉在攝像機(jī)頭230的視野內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，相應(yīng)的控制系統(tǒng)會(huì)捕獲其圖像。當(dāng)渦輪機(jī)30處于盤車模式中時(shí)，在轉(zhuǎn)子40轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，可獲得一系列輪葉圖像。單個(gè)攝像機(jī)頭230的視野可能無法捕獲渦輪機(jī)葉片上的待研宄區(qū)域的整個(gè)徑向長(zhǎng)度的圖像。通過重新定位攝像機(jī)頭的傾角φ或沿T自由度插入/縮回內(nèi)窺儀228，可沿輪葉或?qū)~長(zhǎng)度在徑向上重新定位攝像頭視野。可對(duì)在不同的輪葉/導(dǎo)葉徑向位置捕獲的圖像進(jìn)行合成，以產(chǎn)生整個(gè)輪葉的合成圖像。類似地，可按與前緣情況中相同的方式把檢查儀220置于渦輪機(jī)檢查口 52中，從而捕獲第I列中的每個(gè)輪葉44的后緣的圖像。
[0089]示例件渦輪機(jī)檢杳稈序
[0090]本發(fā)明的攝像頭檢查系統(tǒng)提供無需人工干預(yù)地相對(duì)于渦輪機(jī)(例如燃?xì)廨啓C(jī))的待研宄區(qū)域自動(dòng)定位檢查攝像頭的視野并捕獲圖像的能力。在為系統(tǒng)提供檢查儀定位序列信息后，不同的檢查組可重復(fù)后續(xù)的檢查，而無需考慮他們的檢查儀定位技藝或檢查速度如何。與已知的檢查程序相比，能夠更快地完成自動(dòng)化檢查，并且能降低人為誤差的可能性。下面將參照一部示例性工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的檢查來進(jìn)一步說明本發(fā)明的檢查方法。
[0091]通過把本發(fā)明的檢查儀實(shí)施例安裝在選定的檢查口上，并把所有受控運(yùn)動(dòng)定向至初始化或“起始”位置，可獲得檢查儀定位序列信息。檢查人員利用操縱桿或觸摸屏平板電腦等裝置通過控制系統(tǒng)的HMI經(jīng)由記錄在控制系統(tǒng)控制器和/或主計(jì)算機(jī)中的渦輪機(jī)內(nèi)導(dǎo)航路徑導(dǎo)引檢查儀。導(dǎo)航路徑的選擇使得檢查儀的攝像機(jī)頭視野處于待研宄區(qū)域中，而不會(huì)導(dǎo)致檢查儀與渦輪機(jī)內(nèi)部部件發(fā)生不應(yīng)有的撞擊。
[0092]控制系統(tǒng)保留首次人工控制檢查時(shí)獲得的導(dǎo)航路徑信息，并在將來對(duì)同一部渦輪機(jī)或具有相同內(nèi)部結(jié)構(gòu)的其它渦輪機(jī)進(jìn)行檢查的過程中重復(fù)該檢查儀定位序列。例如，可在一臺(tái)測(cè)試渦輪機(jī)上執(zhí)行導(dǎo)航路徑序列，并把該序列傳送至其它遠(yuǎn)程地點(diǎn)，以備檢查組用于檢查位于該處的相同結(jié)構(gòu)的燃?xì)廨啓C(jī)。在現(xiàn)場(chǎng)，檢查組可能擔(dān)心不同的燃?xì)廨啓C(jī)與原燃?xì)廨啓C(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可能有所差異?，F(xiàn)場(chǎng)檢查組可采用就地手動(dòng)操作的方式逐步核查存儲(chǔ)的導(dǎo)航路徑，以適應(yīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)安裝的渦輪機(jī)進(jìn)行檢查所需的任何路徑變化，或者可選擇編制專用于現(xiàn)場(chǎng)位置的渦輪機(jī)的新導(dǎo)航路徑。
[0093]可替代地，可在虛擬空間中由檢查人員在模擬渦輪機(jī)內(nèi)模擬導(dǎo)航路徑，從而確定導(dǎo)航路徑，并記錄路徑，以備后續(xù)在實(shí)際渦輪機(jī)檢查中使用。作為另一種可替代方式，可使用檢查儀的檢查模擬程序準(zhǔn)備推薦的檢查導(dǎo)航路徑，以備檢查人員審核和批準(zhǔn)。
[0094]自動(dòng)或手動(dòng)控制的導(dǎo)航路徑序列可把三維掃描系統(tǒng)的攝像機(jī)頭66’的視野從一個(gè)被研宄位置移動(dòng)至另一個(gè)被研宄位置。例如，如圖4所示，檢查儀60可附到燃燒室噴嘴口 36上，從而檢查系統(tǒng)可使用攝像頭156’和/或