本公開(kāi)大體上涉及用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)和方法，且更具體而言，涉及使數(shù)據(jù)采集裝置與表面特征對(duì)齊以用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在各種工業(yè)應(yīng)用中，設(shè)備構(gòu)件經(jīng)歷許多極端條件(例如，高溫、高壓、大應(yīng)力負(fù)載等)。隨著時(shí)間變化，設(shè)備的個(gè)別構(gòu)件可經(jīng)歷可降低構(gòu)件的可使用壽命的蠕變和/或變形。此種擔(dān)憂例如可能適用于一些渦輪機(jī)。

渦輪機(jī)廣泛地應(yīng)用于諸如功率生成和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域中。例如，常規(guī)的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒器區(qū)段、和至少一個(gè)渦輪區(qū)段。壓縮機(jī)區(qū)段構(gòu)造成在空氣流過(guò)壓縮機(jī)區(qū)段時(shí)壓縮該空氣。然后使該空氣從壓縮機(jī)區(qū)段流至燃燒器區(qū)段，在此，該空氣與燃料混合且燃燒，從而生成熱氣流。將熱氣流提供至渦輪區(qū)段，渦輪區(qū)段通過(guò)從該熱氣流提取能量來(lái)利用該熱氣流，以給壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)、和其他各種負(fù)載供以動(dòng)力。

在渦輪機(jī)的操作期間，渦輪機(jī)內(nèi)，且具體而言渦輪機(jī)的渦輪區(qū)段內(nèi)的各種構(gòu)件(共同地稱(chēng)為渦輪構(gòu)件)，諸如渦輪葉片，可因高溫和高應(yīng)力而經(jīng)歷蠕變。對(duì)于渦輪葉片，蠕變可導(dǎo)致整個(gè)葉片或其部分伸長(zhǎng)，使得葉片末梢接觸靜止結(jié)構(gòu)(例如渦輪殼體)，且可能在操作期間導(dǎo)致不必要的振動(dòng)和/或降低的性能。

因此，可監(jiān)控構(gòu)件的蠕變。監(jiān)控構(gòu)件的蠕變的一個(gè)途徑是在構(gòu)件上構(gòu)造應(yīng)變傳感器，且以各種間隔分析應(yīng)變傳感器，以用于監(jiān)控與蠕變應(yīng)變相關(guān)的變形。

監(jiān)控構(gòu)件變形時(shí)的一個(gè)擔(dān)憂是在應(yīng)變傳感器的分析期間取得的應(yīng)變傳感器測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度。如所論述的，可以以各種間隔分析應(yīng)變傳感器。數(shù)據(jù)采集裝置可例如以各種間隔收集應(yīng)變傳感器的圖像來(lái)用于分析。特別的擔(dān)憂是數(shù)據(jù)采集裝置在收集圖像時(shí)相對(duì)于應(yīng)變傳感器的準(zhǔn)確定位。一般期望數(shù)據(jù)采集裝置的位置相對(duì)于應(yīng)變傳感器一貫地且重復(fù)地一致，使得應(yīng)變傳感器中的測(cè)得的變化是準(zhǔn)確的，且不受數(shù)據(jù)采集裝置的位置變化的影響。

對(duì)改進(jìn)的構(gòu)件監(jiān)控的需求不限于應(yīng)變傳感器應(yīng)用。此種需求存在于其他構(gòu)件應(yīng)用中。例如，在構(gòu)件的外部表面中限定的冷卻孔和/或構(gòu)造在構(gòu)件外部表面上的其他表面特征的改進(jìn)的監(jiān)控可能是有用的。

因此，用于監(jiān)控構(gòu)件的備選系統(tǒng)和方法在本領(lǐng)域中是合乎需要的。具體而言，提供數(shù)據(jù)采集裝置相對(duì)于表面特征的定位一貫性的系統(tǒng)和方法將是有利的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下列描述中部分地闡述，或可根據(jù)描述而是明顯的，或可通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐而習(xí)得。

按照本公開(kāi)的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)。構(gòu)件具有外部表面和構(gòu)造在該構(gòu)件上的表面特征。系統(tǒng)包括用于分析該表面特征的數(shù)據(jù)采集裝置。系統(tǒng)還包括用于使數(shù)據(jù)采集裝置和表面特征對(duì)齊的對(duì)齊組件。對(duì)齊組件包括可構(gòu)造在構(gòu)件上的目標(biāo)特征和與數(shù)據(jù)采集裝置一起構(gòu)造的導(dǎo)引特征。導(dǎo)引特征與目標(biāo)特征的對(duì)齊使數(shù)據(jù)采集裝置和表面特征對(duì)齊。

按照本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)。構(gòu)件具有外部表面和構(gòu)造在該構(gòu)件上的表面特征。系統(tǒng)包括用于分析表面特征的數(shù)據(jù)采集裝置，該數(shù)據(jù)采集裝置包括檢孔儀。系統(tǒng)還包括用于使數(shù)據(jù)采集裝置和表面特征對(duì)齊的物理對(duì)齊組件。物理對(duì)齊組件包括可構(gòu)造在構(gòu)件上的目標(biāo)特征和聯(lián)接于檢孔儀的導(dǎo)引特征。導(dǎo)引特征與目標(biāo)特征的對(duì)齊將數(shù)據(jù)采集裝置和表面特征沿X軸線、Y軸線或Z軸線對(duì)齊。

按照本公開(kāi)的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于監(jiān)控構(gòu)件的方法。該方法包括將數(shù)據(jù)采集裝置定位為接近表面特征，該表面特征構(gòu)造在該構(gòu)件上。該方法還包括使數(shù)據(jù)采集裝置的導(dǎo)引特征與構(gòu)造在該構(gòu)件上的目標(biāo)特征對(duì)齊。導(dǎo)引特征與目標(biāo)特征的對(duì)齊使數(shù)據(jù)采集裝置和表面特征對(duì)齊。

本發(fā)明的第一技術(shù)方案提供了一種用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)，所述構(gòu)件具有外部表面和構(gòu)造在所述構(gòu)件上的表面特征，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集裝置，其用于分析所述表面特征；以及對(duì)齊組件，其用于對(duì)齊所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征，所述對(duì)齊組件包括可構(gòu)造在所述構(gòu)件上的目標(biāo)特征和與所述數(shù)據(jù)采集裝置一起構(gòu)造的導(dǎo)引特征，其中，所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征的對(duì)齊使所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征對(duì)齊。

本發(fā)明的第二技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述目標(biāo)特征與所述表面特征分開(kāi)。

本發(fā)明的第三技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述對(duì)齊組件是物理對(duì)齊組件。

本發(fā)明的第四技術(shù)方案是在第三技術(shù)方案中，所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征之間的接觸導(dǎo)致所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征的對(duì)齊。

本發(fā)明的第五技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述目標(biāo)特征是第一磁體，且所述導(dǎo)引特征是具有相對(duì)于所述第一磁體相反的磁極性的匹配的第二磁體。

本發(fā)明的第六技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述目標(biāo)特征是凹陷或凸起中的一者，且所述導(dǎo)引特征是所述凹陷或所述凸起中的另一者。

本發(fā)明的第七技術(shù)方案是在第六技術(shù)方案中，所述凹陷具有錐形，且所述凸起具有匹配的錐形。

本發(fā)明的第八技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述對(duì)齊組件是光學(xué)對(duì)齊組件，且所述目標(biāo)特征提供用于所述數(shù)據(jù)采集裝置的焦點(diǎn)。

本發(fā)明的第九技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征的對(duì)齊將所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征沿X軸線、Y軸線和Z軸線中的至少一者對(duì)齊。

本發(fā)明的第十技術(shù)方案是在第一技術(shù)方案中，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括檢孔儀。

本發(fā)明的第十一技術(shù)方案是在第十技術(shù)方案中，所述導(dǎo)引特征聯(lián)接于所述檢孔儀。

本發(fā)明的第十二技術(shù)方案提供了一種用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)，所述構(gòu)件具有外部表面和構(gòu)造在所述構(gòu)件上的表面特征，所述系統(tǒng)包括：數(shù)據(jù)采集裝置，其用于分析所述表面特征，所述數(shù)據(jù)采集裝置包括檢孔儀；以及物理對(duì)齊組件，其用于對(duì)齊所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征，所述物理對(duì)齊組件包括可構(gòu)造在所述構(gòu)件上的目標(biāo)特征和聯(lián)接于所述檢孔儀的導(dǎo)引特征，其中，所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征的對(duì)齊使所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征沿X軸線、Y軸線和Z軸線對(duì)齊。

本發(fā)明的第十三技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征之間的接觸導(dǎo)致所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征沿X軸線、Y軸線和Z軸線的對(duì)齊。

本發(fā)明的第十四技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，所述目標(biāo)特征是第一磁體，且所述導(dǎo)引特征是具有相對(duì)于所述第一磁體相反的磁極性的匹配的第二磁體。

本發(fā)明的第十五技術(shù)方案是在第十二技術(shù)方案中，所述目標(biāo)特征是凹陷或凸起中的一者，且所述導(dǎo)引特征是所述凹陷或所述凸起中的另一者。

本發(fā)明的第十六技術(shù)方案提供了一種用于監(jiān)控構(gòu)件的方法，所述方法包括：將數(shù)據(jù)采集裝置定位為接近表面特征，所述表面特征構(gòu)造在所述構(gòu)件上；使所述數(shù)據(jù)采集裝置的導(dǎo)引特征與構(gòu)造在所述構(gòu)件上的目標(biāo)特征對(duì)齊，其中，所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征的對(duì)齊使所述數(shù)據(jù)采集裝置和所述表面特征對(duì)齊。

本發(fā)明的第十七技術(shù)方案是在第十六技術(shù)方案中，定位和對(duì)齊步驟在所述構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)的情況下進(jìn)行。

本發(fā)明的第十八技術(shù)方案是在第十六技術(shù)方案中，使所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征對(duì)齊包括使所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征物理地對(duì)齊。

本發(fā)明的第十九技術(shù)方案是在第十八技術(shù)方案中，使所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征對(duì)齊包括使所述目標(biāo)特征與所述導(dǎo)引特征接觸。

本發(fā)明的第二十技術(shù)方案是在第十六技術(shù)方案中，使所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征對(duì)齊包括使所述導(dǎo)引特征與所述目標(biāo)特征光學(xué)地對(duì)齊。

通過(guò)參照下列描述和所附權(quán)利要求，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)將變得更好理解。并入本說(shuō)明書(shū)中并組成其一部分的附圖例示了本發(fā)明的實(shí)施例，并與該描述一起用來(lái)解釋本發(fā)明的原理。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的針對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員的完整和能夠?qū)崿F(xiàn)的公開(kāi)，包括其最佳實(shí)施方式，在參照附圖的說(shuō)明書(shū)中得到闡述，在附圖中：

圖1是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的包括多個(gè)表面特征的示例性構(gòu)件的透視圖；

圖2是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的示例性表面特征的俯視圖；

圖3是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪的側(cè)視部分截面圖；

圖4是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪的一部分的截面圖；

圖5是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的具有接近表面特征的數(shù)據(jù)采集裝置的用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)的透視圖；

圖6是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的具有與表面特征對(duì)齊的數(shù)據(jù)采集裝置的用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)的截面圖；

圖7是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的具有接近表面特征的數(shù)據(jù)采集裝置的用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)的透視圖；

圖8是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的具有與表面特征對(duì)齊的數(shù)據(jù)采集裝置的用于監(jiān)控構(gòu)件的系統(tǒng)的截面圖；

圖9是按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的表面特征和對(duì)齊組件的穿過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置的正視圖；以及

圖10是例示按照本公開(kāi)的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的方法的流程圖。

部件列表

10 渦輪構(gòu)件

11 外部表面

40 應(yīng)變傳感器

41 參照點(diǎn)

42 參照點(diǎn)

45 負(fù)空間

47 唯一識(shí)別符

D 距離

100 燃?xì)鉁u輪

102 壓縮機(jī)區(qū)段

104 燃燒器區(qū)段

106 渦輪區(qū)段

112 轉(zhuǎn)子葉片(渦輪)

114 定子靜葉

115 環(huán)帶

116 轉(zhuǎn)子葉片(壓縮機(jī))

118 定子靜葉

120 殼體

122 第一殼

124 第二殼

126 端口

130 檢孔儀

132 透鏡

134 主體

136 套環(huán)

140 數(shù)據(jù)采集裝置

142 數(shù)據(jù)捕獲裝置

144 計(jì)算裝置

200 系統(tǒng)

202 x軸線

204 y軸線

206 z軸線

210 對(duì)齊組件

212 目標(biāo)特征

214 導(dǎo)引特征

222 第一磁體

224 第二磁體

232 凹陷

234 凸起

242 基準(zhǔn)(fiducial)

244 基準(zhǔn)

300 方法

310、320 方法步驟。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將詳細(xì)地參照本發(fā)明的實(shí)施例，其一個(gè)或更多個(gè)實(shí)例在附圖中示出。各實(shí)例是作為本發(fā)明的解釋而非本發(fā)明的限制來(lái)提供的。事實(shí)上，在本發(fā)明中可進(jìn)行各種更改和變化而不脫離本發(fā)明的精神或范疇這點(diǎn)對(duì)于本領(lǐng)域?qū)I(yè)人員將是顯而易見(jiàn)的。例如，作為一個(gè)實(shí)施例的一部分示出或描述的特征可與另一實(shí)施例一起使用以產(chǎn)生又一實(shí)施例。因此，意圖本發(fā)明覆蓋在所附權(quán)利要求和它們的等同物的范圍內(nèi)的這種更改和變化。

現(xiàn)參照?qǐng)D1，構(gòu)件10例示為具有構(gòu)造在其上的多個(gè)表面特征(在這些實(shí)施例中為應(yīng)變傳感器40)。構(gòu)件10(且更具體而言，整個(gè)構(gòu)件10的基底)可包括用于各種不同應(yīng)用中的各種類(lèi)型的構(gòu)件，諸如例如在高溫應(yīng)用中利用的構(gòu)件(例如，包括鎳或鈷基超級(jí)合金的構(gòu)件)。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括工業(yè)燃?xì)鉁u輪或蒸汽渦輪構(gòu)件，諸如燃燒構(gòu)件或熱氣體路徑構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括渦輪葉片、壓縮機(jī)葉片、靜葉、噴嘴、護(hù)罩、轉(zhuǎn)子、過(guò)渡件或殼體。在其他實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括渦輪的任何其他構(gòu)件，諸如用于燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪等的任何其他構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件可包括非渦輪構(gòu)件，包括但不限于自動(dòng)推進(jìn)構(gòu)件(例如，汽車(chē)、卡車(chē)等)、航空航天構(gòu)件(例如飛機(jī)、直升機(jī)、航天飛機(jī)、鋁部件等)、機(jī)車(chē)或鐵路構(gòu)件(例如火車(chē)、火車(chē)軌道等)、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施或土木工程構(gòu)件(例如橋梁、建筑物、施工裝備等)、和/或發(fā)電站或化學(xué)處理構(gòu)件(例如，在高溫應(yīng)用中使用的管道)。

構(gòu)件10具有外部表面11，應(yīng)變傳感器40可構(gòu)造在外部表面11上或下方。按照本公開(kāi)的應(yīng)變傳感器40可使用任何適合的技術(shù)構(gòu)造在外部表面11上，該技術(shù)包括：沉積技術(shù)；其他適合的添加制造技術(shù)；減量技術(shù)，諸如激光消融、雕刻、加工等；外觀改變技術(shù)，諸如退火、直接表面變色、或?qū)е路瓷渎实木植孔兓募夹g(shù)；使用適合的安裝設(shè)備或技術(shù)(諸如粘附、焊接、硬焊等)來(lái)安裝事先形成的應(yīng)變傳感器40；或識(shí)別外部表面11的可作用為應(yīng)變傳感器40構(gòu)件的先前存在的特性。此外，在另外的備選實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可利用適合的嵌入技術(shù)在構(gòu)件10的制造期間或之后構(gòu)造在外部表面11下方。

現(xiàn)參照?qǐng)D1和2，應(yīng)變傳感器40大體上包括至少兩個(gè)參照點(diǎn)41和42，參照點(diǎn)41和42可用于以多個(gè)時(shí)間間隔測(cè)量所述至少兩個(gè)參照點(diǎn)41和42之間的距離D。如本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解的，這些測(cè)量可有助于在構(gòu)件10的該區(qū)域處確定應(yīng)變、應(yīng)變速率、蠕變、疲勞、應(yīng)力等的量。只要可測(cè)量其間的距離D，則該至少兩個(gè)參照點(diǎn)41和42可取決于具體的構(gòu)件10而配置在各種距離處且處于各種位置。此外，該至少兩個(gè)參照點(diǎn)41和42可包括點(diǎn)、線、圓、方框或任何其他幾何或非幾何形狀，只要它們是能夠一貫地可識(shí)別的，且可用于測(cè)量其間的距離D。

應(yīng)變傳感器40可包括多種不同的構(gòu)造和截面，諸如通過(guò)并入多種不同形狀、大小、和位置的參照點(diǎn)41和42。例如，如圖2中例示的，應(yīng)變傳感器40可包括多種不同的參照點(diǎn)，其包括各種大小和形狀。此種實(shí)施例可提供更多種類(lèi)的距離測(cè)量結(jié)果D，諸如在最外參照點(diǎn)(如所例示的)、在兩個(gè)內(nèi)或外參照點(diǎn)、或其間的任何組合。更多的種類(lèi)還可通過(guò)提供跨過(guò)更多種類(lèi)的位置的應(yīng)變測(cè)量來(lái)提供對(duì)構(gòu)件10的特定部分的更可靠的應(yīng)變分析。

此外，應(yīng)變傳感器40的各種尺寸的值可例如取決于構(gòu)件10、應(yīng)變傳感器40的位置、測(cè)量的目標(biāo)精確度、應(yīng)用技術(shù)、和光學(xué)測(cè)量技術(shù)。例如，在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可包括范圍從小于1毫米到大于300毫米的長(zhǎng)度和寬度。此外，應(yīng)變傳感器40可包括適合用于應(yīng)用和隨后的光學(xué)識(shí)別/測(cè)量而不會(huì)顯著地影響下面的構(gòu)件10的性能的厚度。特別地，該厚度可為離開(kāi)表面11的正厚度(諸如當(dāng)利用添加技術(shù)時(shí))或到表面11中的負(fù)厚度(諸如當(dāng)利用減量技術(shù)時(shí))。例如，在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可包括小于從大約0.01毫米到大于1毫米的厚度。在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可具有基本上均勻的厚度。此種實(shí)施例可有助于促進(jìn)更準(zhǔn)確的測(cè)量，以用于第一和第二參照點(diǎn)41和42之間的隨后的應(yīng)變計(jì)算。

在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可包括正地應(yīng)用的方形或矩形，其中，第一和第二參照點(diǎn)41和42包括所述方形或矩形的兩個(gè)相反的邊。在其他實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可包括由負(fù)空間45(即，未應(yīng)用應(yīng)變傳感器材料的區(qū)域)分開(kāi)的至少兩個(gè)應(yīng)用的參照點(diǎn)41和42。負(fù)空間45可包括例如構(gòu)件10的外部表面11的露出部分。備選地或此外，負(fù)空間45可包括隨后應(yīng)用的對(duì)比(即，視覺(jué)對(duì)比、紫外或紅外頻譜方面的對(duì)比、或在電磁頻譜中的任何其他適合的波長(zhǎng)范圍中的對(duì)比)材料，該對(duì)比材料與該至少兩個(gè)參照點(diǎn)41和42的材料不同(或反之亦然)。

如圖2所例示的，在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可包括唯一識(shí)別符47(此后稱(chēng)為“UID”)。UID 47可包括任何類(lèi)型的條形碼、貼簽、標(biāo)簽、序列號(hào)、圖案或有助于該特定應(yīng)變傳感器40的識(shí)別的其他識(shí)別系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，UID 47可額外地或備選地包括應(yīng)變傳感器40構(gòu)造在其上的構(gòu)件10或整個(gè)組件有關(guān)的信息。UID 47因而可輔助特定應(yīng)變傳感器40、構(gòu)件10或甚至是整個(gè)組件的識(shí)別和跟蹤，以有助于關(guān)聯(lián)測(cè)量結(jié)果以用于過(guò)去、當(dāng)前和未來(lái)的操作跟蹤。

應(yīng)變傳感器40因而可構(gòu)造在各種構(gòu)件10的多種位置中的一個(gè)或更多個(gè)中。例如，如上論述的，應(yīng)變傳感器40可構(gòu)造在葉片、靜葉、噴嘴、護(hù)罩、轉(zhuǎn)子、過(guò)渡件或殼體上。在此種實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可構(gòu)造在已知在單元操作期間經(jīng)受各種力的一個(gè)或更多個(gè)位置中，諸如在翼型件、平臺(tái)、末梢或任何其他適合的位置上或附近。此外，應(yīng)變傳感器40可構(gòu)造在已知經(jīng)受高溫的一個(gè)或更多個(gè)位置中。例如，應(yīng)變傳感器40可構(gòu)造在熱氣體路徑或燃燒渦輪構(gòu)件10上。

如在本文中論述的且如在圖1中示出的，多個(gè)應(yīng)變傳感器40可構(gòu)造在單個(gè)構(gòu)件10上或多個(gè)構(gòu)件10上。例如，多個(gè)應(yīng)變傳感器40可在各種位置處構(gòu)造在單個(gè)構(gòu)件10(例如，渦輪葉片)上，使得可在關(guān)于個(gè)別構(gòu)件10的更多數(shù)量的位置處確定應(yīng)變。備選地或此外，多個(gè)類(lèi)似的構(gòu)件10(例如，多個(gè)渦輪葉片)可各自具有應(yīng)變傳感器40，應(yīng)變傳感器40構(gòu)造在標(biāo)準(zhǔn)部位中，使得各特定構(gòu)件10經(jīng)歷的應(yīng)變量可與其他類(lèi)似的構(gòu)件10比較。在另外一些實(shí)施例中，同一組件的多個(gè)不同的構(gòu)件10(例如，渦輪構(gòu)件實(shí)施例中的同一渦輪的葉片和靜葉)可各自具有構(gòu)造在其上的應(yīng)變傳感器40，使得可確定在整個(gè)組件內(nèi)在各種位置處經(jīng)歷的應(yīng)變量。

應(yīng)理解的是，本公開(kāi)不限于在本文中例示的應(yīng)變傳感器40。而是，構(gòu)造在渦輪構(gòu)件10上(諸如其外部表面11上)的任何適合的表面特征在本公開(kāi)的范圍和精神內(nèi)。其他適合的表面特征的實(shí)例包括限定在外部表面中的冷卻孔、施加于外部表面11的涂布層(其中，外部表面11限定為渦輪構(gòu)件10的基礎(chǔ)構(gòu)件的外表面)等。

現(xiàn)在參照?qǐng)D3，構(gòu)件10(具有構(gòu)造在其上的一個(gè)或更多個(gè)表面特征40)可配置成用于在渦輪機(jī)內(nèi)操作，渦輪機(jī)諸如所例示的燃?xì)鉁u輪100、蒸汽渦輪、或其他渦輪機(jī)。燃?xì)鉁u輪100可包括壓縮機(jī)區(qū)段102、燃燒器區(qū)段104、和渦輪區(qū)段106。一般來(lái)說(shuō)，壓縮機(jī)區(qū)段102對(duì)燃燒器區(qū)段104提供加壓空氣流，在燃燒器區(qū)段104中，加壓空氣與燃料混合，且混合物燃燒以生成工作流體或熱氣體射流。使工作流體流過(guò)渦輪區(qū)段106，從而導(dǎo)致渦輪區(qū)段106內(nèi)的各種可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn)，這繼而驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)區(qū)段102(及其各種可旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的旋轉(zhuǎn))。如圖所示，渦輪區(qū)段106包括跨過(guò)熱氣體射流流動(dòng)環(huán)帶115徑向地延伸的轉(zhuǎn)子葉片112和定子靜葉114的一個(gè)或更多個(gè)級(jí)。壓縮機(jī)區(qū)段102還包括轉(zhuǎn)子葉片116和定子靜葉118的一個(gè)或更多個(gè)級(jí)。殼體120圍繞壓縮機(jī)區(qū)段102、燃燒器區(qū)段104和渦輪區(qū)段106延伸且包圍它們。如所例示的，殼體120可由兩個(gè)或更多個(gè)區(qū)段形成。在示出的實(shí)施例中，殼體包括形成殼體120的第一殼122和第二殼124。

殼體120可包括限定在其中的一個(gè)或更多個(gè)接入端口126，以允許使用檢孔儀130(見(jiàn)圖4)定期地檢視配置在殼體120內(nèi)部的燃?xì)鉁u輪100的構(gòu)件。如一般理解的，在燃?xì)鉁u輪的操作期間，端口126中的每一個(gè)由適合的栓塞封閉。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4，檢孔儀130可延伸穿過(guò)燃?xì)鉁u輪殼體120的接入端口126，以用于檢視燃?xì)鉁u輪100的構(gòu)件。檢孔儀130可大體上包括透鏡132和適合的光學(xué)系統(tǒng)，以用于將圖像穿過(guò)其傳送至處理器，如在本文中論述的。光學(xué)系統(tǒng)可被包含在檢孔儀的本體134內(nèi)，主體134例如可為大體上柔性的且在燃?xì)鉁u輪殼體120內(nèi)可移動(dòng)的，以有助于觀察燃?xì)鉁u輪100的各種構(gòu)件。套環(huán)136可圍繞主體134的一部分，諸如接近透鏡132。套環(huán)136可如本文中論述的那樣支撐對(duì)齊特征。

檢孔儀130可為數(shù)據(jù)采集裝置140的構(gòu)件，其可大體上用于分析表面特征40。數(shù)據(jù)采集裝置140例如可包括檢孔儀130、圖像捕獲裝置142和計(jì)算裝置144。圖像捕獲裝置142可大體上與透鏡132和光學(xué)系統(tǒng)連通，以用于接收和處理來(lái)自透鏡132的光來(lái)生成圖像。在示例性實(shí)施例中，例如，圖像捕獲裝置142可為相機(jī)傳感器，其接收和處理來(lái)自相機(jī)透鏡的光以生成圖像，諸如數(shù)字圖像，如一般理解的那樣。

圖像捕獲裝置142可與計(jì)算裝置144連通。計(jì)算裝置144可大體上包括適合的硬件和/或軟件來(lái)用于儲(chǔ)存和分析一般來(lái)自圖像捕獲裝置142和裝置140的圖像。此種硬件和/或軟件可例如大體上分析表面特征。例如，可分析應(yīng)變傳感器40，以確定是否已如上所述地發(fā)生了變形和應(yīng)變。

計(jì)算裝置144可包括構(gòu)造成執(zhí)行多種計(jì)算機(jī)實(shí)施的功能的一個(gè)或更多個(gè)處理器和相關(guān)的存儲(chǔ)裝置。如在本文中所使用的，用語(yǔ)“處理器”不僅指在本領(lǐng)域中稱(chēng)為包括在計(jì)算機(jī)中的集成電路，而且還指控制器、微控制器、微計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)、專(zhuān)用集成電路、和其他可編程電路。此外，(多個(gè))存儲(chǔ)裝置可大體上包括(多個(gè))存儲(chǔ)元件，其包括但不限于計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)(例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM))、計(jì)算機(jī)可讀非易失性介質(zhì)(例如，閃速存儲(chǔ)器)、軟盤(pán)、密實(shí)盤(pán)只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、磁光盤(pán)(MOD)、數(shù)字通用盤(pán)(DVD)和/或其他適合的存儲(chǔ)元件。(多個(gè))此種存儲(chǔ)裝置可大體上構(gòu)造成儲(chǔ)存當(dāng)由(多個(gè))處理器實(shí)施時(shí)將計(jì)算裝置144構(gòu)造成執(zhí)行各種功能的適合的計(jì)算機(jī)可讀指令。

在備選實(shí)施例中，可利用其他適合的數(shù)據(jù)采集裝置，諸如電場(chǎng)掃描儀或包括其他適合的成像設(shè)備的裝置。

特別地，通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置140進(jìn)行構(gòu)件10(諸如轉(zhuǎn)子葉片112、116或如本文中論述的其他適合的構(gòu)件)的分析在一些實(shí)施例中可在構(gòu)件10在現(xiàn)場(chǎng)時(shí)執(zhí)行。構(gòu)件10當(dāng)其配置在組件(諸如渦輪機(jī))內(nèi)，諸如在燃?xì)鉁u輪100的區(qū)段102、104、106內(nèi)時(shí)是在現(xiàn)場(chǎng)的。特別地，在一些實(shí)施例中，當(dāng)正發(fā)生此種現(xiàn)場(chǎng)分析時(shí)，整個(gè)殼體120可包繞構(gòu)件10。在這些實(shí)施例中，可經(jīng)由數(shù)據(jù)采集裝置140的一部分(諸如檢孔儀130的包括透鏡132的一部分)的穿過(guò)端口126的延伸來(lái)進(jìn)行分析。在其他實(shí)施例中，可移除殼體120的一部分，諸如第一殼122或第二殼124。備選地，構(gòu)件10可從組件(諸如渦輪機(jī))移除以用于分析，且可例如定位在測(cè)量夾具中以用于分析。

現(xiàn)在參照?qǐng)D4至9，本公開(kāi)還針對(duì)用于監(jiān)控構(gòu)件10的系統(tǒng)200。系統(tǒng)200可例如包括如在本文中論述的表面特征40和如在本文中論述的用于分析表面特征40的數(shù)據(jù)采集裝置140。為了分析表面特征40，期望數(shù)據(jù)采集裝置140與表面特征40對(duì)齊，使得可通過(guò)數(shù)據(jù)采集裝置140接收和分析表面特征40的準(zhǔn)確圖像。特別期望數(shù)據(jù)采集裝置140的在與表面特征40對(duì)齊時(shí)的位置是可重復(fù)的，諸如沿X軸線202、Y軸線204和Z軸線206(它們可互相正交，如一般理解的)可重復(fù)的。此種可重復(fù)性和一貫性減少或消除因數(shù)據(jù)采集裝置140相對(duì)于表面特征40的位置的變化引起的表面特征40中的測(cè)得變化的不準(zhǔn)確性，從而提高表面特征40分析的準(zhǔn)確度，且在一些實(shí)施例中，提高變形10監(jiān)控的準(zhǔn)確度。

因此，系統(tǒng)200還可包括一個(gè)或更多個(gè)對(duì)齊組件210，以用于對(duì)齊數(shù)據(jù)采集裝置140和表面特征40。對(duì)齊組件210可提供對(duì)齊可重復(fù)性，諸如在X軸線202、Y軸線204或Z軸線206中的至少一個(gè)上，諸如在X軸線202、Y軸線204或Z軸線206中的至少兩個(gè)上，諸如在X軸線202、Y軸線204和Z軸線206上。對(duì)齊組件210可有助于數(shù)據(jù)采集裝置140(諸如其透鏡132)與表面特征40的重復(fù)、準(zhǔn)確的對(duì)齊，以用于表面特征40的圖像分析。

對(duì)齊組件210可包括目標(biāo)特征212和導(dǎo)引特征214。目標(biāo)特征212可構(gòu)造在構(gòu)件10上，且例如可接近表面特征40。例如，在一些實(shí)施例中，目標(biāo)特征212可與表面特征40分開(kāi)且間隔。備選地，目標(biāo)特征212可被包括在表面特征40中。導(dǎo)引特征214可與數(shù)據(jù)采集裝置140一起構(gòu)造。導(dǎo)引特征214與目標(biāo)特征212的對(duì)齊可使數(shù)據(jù)采集裝置140(諸如其透鏡132)與表面特征40對(duì)齊，諸如沿X軸線202、Y軸線204或Z軸線206中的至少一個(gè)，諸如沿X軸線202、Y軸線204或Z軸線206中的至少兩個(gè)，諸如沿X軸線202、Y軸線204和Z軸線206。對(duì)齊組件210因而可作用為用于數(shù)據(jù)采集裝置140與表面特征40的對(duì)齊的防錯(cuò)裝置。

在一些實(shí)施例中，如在圖5至8中例示的，對(duì)齊組件210是物理對(duì)齊組件。因此，導(dǎo)引特征214與目標(biāo)特征212之間的物理接觸可導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集裝置140和表面特征40的對(duì)齊，諸如沿X軸線202、Y軸線204或Z軸線206中的至少一者。在這些實(shí)施例中，導(dǎo)引特征214可例如聯(lián)接于(諸如固定地連接于)數(shù)據(jù)采集裝置140(諸如其檢孔儀130和/或透鏡132)。例如，導(dǎo)引特征214可構(gòu)造在套環(huán)136上。

例如，在圖5和6中例示的一些實(shí)施例中，目標(biāo)特征212可為第一磁體222或包括第一磁體222。例如，第一磁體222可從外部表面11延伸，與外部表面11齊平，或在外部表面11下方嵌入構(gòu)件10中。第一磁體222可具有第一極性。而且，導(dǎo)引特征214可為匹配的第二磁體224，第二磁體224聯(lián)接于數(shù)據(jù)采集裝置140，諸如聯(lián)接于其檢孔儀130和/或透鏡132。例如，第二磁體224可從套環(huán)136的外部表面延伸，與外部表面齊平，或在外部表面下方嵌入套環(huán)136中。導(dǎo)引特征214可具有相對(duì)于第一磁極性的第二相反磁極性。因此，當(dāng)使磁體222、224處于彼此附近時(shí)，它們可被彼此吸引，且可被朝彼此拉，直到它們與彼此突然地接觸，且因此與彼此對(duì)齊。

在圖7和8中例示的其他實(shí)施例中，目標(biāo)特征212可為凹陷232或凸起234中的一者或包括其，且導(dǎo)引特征214可為凹陷或凸起234中的匹配的另一者或包括其。凸起234的外表面可具有與凹陷232的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)的大小和形狀。當(dāng)凸起234接觸凹陷232且置于凹陷232中時(shí)，凸起234和凹陷232可對(duì)齊。在一些實(shí)施例中，凹陷232可限定在構(gòu)件10中，且因而可從外部表面11延伸到構(gòu)件10中，且凸起234可聯(lián)接于數(shù)據(jù)采集裝置140(諸如其檢孔儀130和/或透鏡132)。例如，凸起234可從套環(huán)136延伸。在其他實(shí)施例中，凸起234可從構(gòu)件10，諸如從其外部表面11延伸，且凹陷232可聯(lián)接于數(shù)據(jù)采集裝置140(諸如其檢孔儀130和/或透鏡132)。例如，凹陷232可限定在套環(huán)136中。

如所論述的，凸起234的外表面可具有與凹陷232的內(nèi)表面對(duì)應(yīng)的大小和形狀。例如，在示出的一些實(shí)施例中，凹陷232可具有錐形且凸起234可具有匹配的錐形。例如，構(gòu)造在構(gòu)件10上的凹陷232或凸起234中的一個(gè)可遠(yuǎn)離外部表面11成錐形，諸如遠(yuǎn)離構(gòu)件10或到構(gòu)件10中。凹陷232或凸起234中的另一者可具有匹配的錐形。錐形可有助于將凸起234置于凹陷232內(nèi)和凸起234和凹陷232的所得的對(duì)齊。

應(yīng)理解的是，按照本公開(kāi)的物理對(duì)齊組件210不限于以上公開(kāi)的實(shí)施例。而是，任何適合的物理匹配構(gòu)件可用作按照本公開(kāi)的目標(biāo)特征212和導(dǎo)引特征214。

在備選實(shí)施例中，對(duì)齊組件210可為光學(xué)對(duì)齊組件。在這些實(shí)施例中，導(dǎo)引特征214不需要接觸目標(biāo)特征212以對(duì)齊導(dǎo)引特征214和目標(biāo)特征。例如，目標(biāo)特征212可為基準(zhǔn)242，基準(zhǔn)242提供用于數(shù)據(jù)采集裝置140的焦點(diǎn)。在所示出的實(shí)施例中，基準(zhǔn)242處于常規(guī)目標(biāo)的形狀。導(dǎo)引特征214在一些實(shí)施例中可為匹配的基準(zhǔn)244，基準(zhǔn)244可包括例如透鏡232中或上的記號(hào)?；鶞?zhǔn)242可在視覺(jué)上由基準(zhǔn)244覆蓋，以對(duì)齊基準(zhǔn)242、244。備選地，導(dǎo)引特征214可包括數(shù)據(jù)對(duì)齊裝置140(諸如其計(jì)算裝置144)的聚焦功能。使基準(zhǔn)242對(duì)準(zhǔn)在焦點(diǎn)上可對(duì)齊導(dǎo)引特征214和目標(biāo)特征212。

現(xiàn)在還參照?qǐng)D10，本公開(kāi)還針對(duì)用于監(jiān)控構(gòu)件10的方法。方法300可例如包括如本文所述地將數(shù)據(jù)采集裝置140定位為接近表面特征40的步驟310。表面特征40可構(gòu)造在構(gòu)件10上。方法300還可例如包括如本文所述地使數(shù)據(jù)采集裝置140的導(dǎo)引特征214與構(gòu)造在構(gòu)件10上的目標(biāo)特征212對(duì)齊的步驟320。導(dǎo)引特征214與目標(biāo)特征212的對(duì)齊可如在本文中描述地對(duì)齊數(shù)據(jù)采集裝置140和表面特征40，諸如沿X軸線202、Y軸線204或Z軸線206中的至少一者。

在一些實(shí)施例中，步驟310、320可如在本文中描述地在構(gòu)件10在現(xiàn)場(chǎng)的情況下進(jìn)行。在其他實(shí)施例中，步驟310、320可如在本文中描述地在構(gòu)件10從相關(guān)組件(諸如相關(guān)渦輪機(jī))移除的情況下進(jìn)行。

在一些實(shí)施例中，步驟320可包括如本文中所述地使導(dǎo)引特征214與目標(biāo)特征212物理地對(duì)齊。在這些實(shí)施例中，目標(biāo)特征212可例如在導(dǎo)引特征214的對(duì)齊期間接觸導(dǎo)引特征214且促使它們的對(duì)齊。在其他實(shí)施例中，步驟320可包括如本文中所述地使導(dǎo)引特征214與目標(biāo)特征212光學(xué)地對(duì)齊。

本書(shū)面說(shuō)明使用示例以公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳實(shí)施方式，并且還使任何本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`本發(fā)明，包括制造并且使用任何設(shè)備或系統(tǒng)并且實(shí)行任何并入的方法。本發(fā)明的可取得專(zhuān)利的范圍由權(quán)利要求限定，并且可包含本領(lǐng)域人員想到的其他示例。如果這種其他示例具有不與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言不同的結(jié)構(gòu)元件，或如果它們包括與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言無(wú)顯著差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則它們意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。