用于檢查氣渦輪機的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和相應(yīng)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于檢查氣渦輪機（11）的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)（10）和相應(yīng)方法，包括內(nèi)窺鏡（12）和數(shù)據(jù)處理單元（16），其中內(nèi)窺鏡（12）包括圖像記錄單元（13），其中內(nèi)窺鏡（12）被配置成從氣渦輪機（11）內(nèi)側(cè)發(fā)送圖像記錄單元（13）的記錄圖像（20、21、22）到數(shù)據(jù)處理單元（16），其中內(nèi)窺鏡系統(tǒng)（10）被配置成以限定的方式在氣渦輪機（11）中將包括引入到氣渦輪機（11）中的圖像記錄單元（13）的內(nèi)窺鏡（12）定位和對齊。
【專利說明】用于檢查氣渦輪機的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和相應(yīng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于檢查氣渦輪機的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)，包括內(nèi)窺鏡和數(shù)據(jù)處理裝置，內(nèi)窺鏡包括圖像記錄裝置，內(nèi)窺鏡被配置成將從氣渦輪機內(nèi)側(cè)來自圖像記錄裝置的圖像記錄發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置。此外，本發(fā)明涉及用于操作用于檢查氣渦輪機的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的相應(yīng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]通常稱為管道鏡系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)用于在維護和維修期間以及當(dāng)測試氣渦輪機適航性時檢查氣渦輪機。已知的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)由操作人員控制并且極大地取決于與操作者有關(guān)的主觀因素。當(dāng)檢查氣渦輪機并且記錄結(jié)果時，已知的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)需要很長的測試周期。在下文中，術(shù)語“內(nèi)窺鏡”與術(shù)語“管道鏡”同義使用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明解決的問題在于提供內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和相應(yīng)的方法，當(dāng)檢查氣渦輪機時該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和相應(yīng)的方法允許高度的可重現(xiàn)檢查結(jié)果和具有改進測試質(zhì)量的短測試周期。
[0004]本發(fā)明采用獨立權(quán)利要求的特征解決了該問題。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)被配置成以限定的方式在氣渦輪機中對內(nèi)窺鏡定位和取向，其中內(nèi)窺鏡已經(jīng)插入到氣渦輪機中并且包括圖像記錄裝置。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，通過內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的限定定位和取向特別有利，因為在氣渦輪機內(nèi)側(cè)的特定部件和/或區(qū)域的圖像記錄可由此標準化。來自氣渦輪機不同檢查的圖像記錄以該方式直接可比較。
[0007]優(yōu)選地，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括以限定的方式在氣渦輪機中用于將內(nèi)窺鏡定位和/或取向的電子控制定位設(shè)備。因此，不再需要手動移動內(nèi)窺鏡。定位和取向可借助于數(shù)據(jù)處理裝置來控制，以使得該定位可特別有效和快速。
[0008]此外，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)優(yōu)選被配置成在氣渦輪機中自動確定內(nèi)窺鏡的位置和/或取向。定位和/或取向的檢查不再需要由操作者手動執(zhí)行，并且因此不再取決于與一個操作者或多個操作者有關(guān)的主觀因素。因此，在將內(nèi)窺鏡定位和取向中的人為因素可作為誤差和不精確的來源而消除。
[0009]內(nèi)窺鏡位置優(yōu)選使用數(shù)據(jù)處理裝置通過對圖像記錄進行圖像處理來確定。在發(fā)動機內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域由數(shù)據(jù)處理裝置在圖像記錄中識別，并且相對于這些部件或區(qū)域的內(nèi)窺鏡的位置和取向從其中確定。確定的位置數(shù)據(jù)然后可用于對內(nèi)窺鏡定位和取向，以使得內(nèi)窺鏡可被帶入根據(jù)本發(fā)明限定的位置和取向中，并且對此驗證。此外，用于確定位置的其它部件可用于補充或作為替代。
[0010]優(yōu)選地，位置限定部件被提供在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)和氣渦輪機之間。這些可包括:一方面，機械裝置，其使得對于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)可以相對于氣渦輪機固定；以及另一方面，機械和/或電子部件，其使得對于內(nèi)窺鏡和氣渦輪機的坐標系統(tǒng)可以同步，以使得位置可被限定。位置限定部件對于以限定的方式將內(nèi)窺鏡定位和取向，更特別地對于電子控制的定位設(shè)備是有利的。此外，位置限定部件對于自動確定內(nèi)窺鏡的位置和/或取向是有利的，以使得可校準內(nèi)窺鏡的位置和/或取向。
[0011]內(nèi)窺鏡系統(tǒng)優(yōu)選被配置成自動捕捉圖像。如果內(nèi)窺鏡處于限定的位置和取向，則觸發(fā)在被檢查的氣渦輪機內(nèi)側(cè)的相應(yīng)部件或區(qū)域的圖像捕捉。不再需要手動觸發(fā)圖像捕捉，并且因此減小檢查氣渦輪機采用的時間長度。
[0012]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成從圖像記錄裝置分配圖像記錄到被檢查的氣渦輪機的部件或區(qū)域。為了從氣渦輪機內(nèi)側(cè)分配部件或區(qū)域到由圖像記錄檢測的部件或區(qū)域，對于相應(yīng)的部件或區(qū)域必須可以被識別。這可基于內(nèi)窺鏡的限定位置和取向和/或與從電子控制定位設(shè)備已知的氣渦輪機有關(guān)的坐標而發(fā)生?？商娲?，分配可基于通過數(shù)據(jù)處理裝置的圖像識別而發(fā)生。對于使得可以在稍后日期評價和回顧氣渦輪機檢查的記錄來說，這是特別有利的。
[0013]優(yōu)選地，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)被配置成自動存儲和/或存檔圖像記錄。產(chǎn)生的圖像記錄由具有檢測參數(shù)(諸如日期、檢查的氣渦輪機和檢查的氣渦輪機的部件或區(qū)域)的數(shù)據(jù)處理裝置自動存儲和/或存檔，以使得來自氣渦輪機檢查的圖像記錄可電子地存放在數(shù)據(jù)集中。對于在稍后日期評價檢查以及對于提供檢查的證據(jù)，存儲或存檔是有利的。更具體地，存檔可由允許分布式訪問數(shù)據(jù)集的至少一個服務(wù)器上的數(shù)據(jù)處理裝置來執(zhí)行。此外，用于諸如照明、聚焦和曝光時間的圖像捕捉的參數(shù)優(yōu)選由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)設(shè)定。
[0014]優(yōu)選地，圖像記錄裝置被配置成根據(jù)氣渦輪機的至少一個軸的旋轉(zhuǎn)位置來執(zhí)行圖像記錄。軸的旋轉(zhuǎn)位置對于氣渦輪機的轉(zhuǎn)子葉片位置至關(guān)重要。除了在氣渦輪機中內(nèi)窺鏡的限定位置和取向之外，相對于在氣渦輪機中的旋轉(zhuǎn)部件或區(qū)域的內(nèi)窺鏡的同步限定位置和取向?qū)τ谙鄳?yīng)的圖像記錄至關(guān)重要。如果內(nèi)窺鏡處于限定位置和取向，并且如果設(shè)定旋轉(zhuǎn)部件或旋轉(zhuǎn)區(qū)域所連接到的軸的特定旋轉(zhuǎn)位置，則僅產(chǎn)生用于氣渦輪機旋轉(zhuǎn)部件或區(qū)域的圖像記錄的限定圖像細節(jié)。因此，圖像記錄優(yōu)選根據(jù)相應(yīng)軸的旋轉(zhuǎn)位置而產(chǎn)生。
[0015]在優(yōu)選實施例中，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)并且與軸的旋轉(zhuǎn)運動同步時，圖像被捕捉。以這種方式，測試速度可顯著增加并且每個氣渦輪機的測試持續(xù)時間可顯著減少。同步可以任何的合適方式發(fā)生。有利地，當(dāng)相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置傳遞時同步發(fā)生，這有利地由標記(例如葉片鎖)限定。同步不必在軸的每一個旋轉(zhuǎn)時發(fā)生；當(dāng)軸的每個第η個旋轉(zhuǎn)(例如η=10)時的同步可能是充分的。旋轉(zhuǎn)位置可同樣由圖像記錄裝置檢測。如果步進電機或同步電機用于驅(qū)動軸，如同樣可設(shè)想的，則關(guān)于旋轉(zhuǎn)角度或位置的信息可用而無需額外的測量。
[0016]在替代實施例中，軸的旋轉(zhuǎn)位置由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)檢測，并且因此設(shè)定用于圖像捕捉。
[0017]在可能的實施例中，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)被配置成控制用于旋轉(zhuǎn)氣渦輪機的至少一個軸的旋轉(zhuǎn)設(shè)備。被檢查的氣渦輪機的至少一個軸連接到旋轉(zhuǎn)設(shè)備，其被配置成影響軸的旋轉(zhuǎn)運動。該旋轉(zhuǎn)設(shè)備可由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)控制，以使得可設(shè)定軸的旋轉(zhuǎn)位置以及因此用于圖像記錄的圖像細節(jié)。在優(yōu)選實施例中，旋轉(zhuǎn)設(shè)備被配置成產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)或至少一個軸的旋轉(zhuǎn)位置的連續(xù)調(diào)節(jié)，更特別地使得可以與軸的旋轉(zhuǎn)同步地捕捉圖像?？商娲?，旋轉(zhuǎn)可手動執(zhí)行。
[0018]數(shù)據(jù)處理裝置優(yōu)選被配置成比較圖像記錄與參考圖像記錄和/或存檔圖像記錄。由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的根據(jù)內(nèi)窺鏡的本發(fā)明限定的定位和取向?qū)τ跉鉁u輪機的部件或區(qū)域的圖像記錄比較是特別有利的，因為其使得對于多個圖像記錄可以使用圖像處理部件來有利地比較。多個圖像記錄的比較對于能夠自動識別在多個檢查之間的氣渦輪機的部件或區(qū)域中的差異，以及對于以合適的方式標記識別的差異是有利的。
[0019]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成自動識別與所需狀態(tài)的偏差和/或?qū)Ρ粰z查的氣渦輪機的部件或區(qū)域的損傷。與所需狀態(tài)的偏差可由與參考記錄的比較來確定。示出例如在新的或如新的條件中氣渦輪機的存檔圖像記錄可認為是參考圖像。可替代地，參考記錄可來自另一個氣渦輪機。此外，計算機生成的圖像可用作參考記錄。自動識別與所需狀態(tài)的偏差和/或損傷對于檢查氣渦輪機特別有利，因為例如由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)識別的損傷可在評估期間引起操作者的注意。因此，當(dāng)識別損傷時的誤差概率可由操作者進一步減小。此外，可以僅用于包含呈現(xiàn)給操作者用于評估所識別的偏差和損傷的圖像記錄。這減少了操作者工作量和所需的測試時間。
[0020]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成測量對氣渦輪機內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的損傷。對氣渦輪機的損傷(諸如裂紋或凹痕)的幾何尺寸對于損傷評價具有重大意義。參考通過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的圖像記錄而測量損傷。該測量可通過在圖像記錄中部件的已知尺寸和/或通過相對于在圖像記錄中部件或區(qū)域的內(nèi)窺鏡的限定位置和取向，以及在圖像記錄中部件或區(qū)域的尺寸(其可從中產(chǎn)生)來輔助。這是有利的，因為損傷一般基于其幾何尺寸來評價。
[0021]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成對在氣渦輪機內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的損傷分類。分類可例如基于與所需狀態(tài)的偏差范圍和/或基于損傷的范圍來執(zhí)行。此外，對于分類同樣可以根據(jù)部件或區(qū)域的類型來執(zhí)行，以使得對關(guān)鍵部件損傷的相對小的量與對非關(guān)鍵部件的損傷不同地分類?？商娲?，分類可根據(jù)損傷類型或偏差做出。此外，損傷的分類可根據(jù)其對在飛機中使用的氣渦輪機的適航性影響而做出，例如根據(jù)在下次檢修時僅需要被維修的損傷，或根據(jù)損害適航性的損傷。這些分類的組合同樣是可以的。分類優(yōu)選用于減少測試時間并且簡化記錄。例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明使用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)檢查時，分類為關(guān)鍵的損傷可首先呈現(xiàn)給操作者，以使得在可能必要關(guān)斷的情況下，這些發(fā)現(xiàn)可在檢查的早期階段被識別。
[0022]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成跟蹤對在氣渦輪機內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的損傷進展。檢測的損傷通過數(shù)據(jù)處理裝置與存檔圖像記錄比較。諸如裂紋的損傷范圍進展可基于更早檢查的存檔圖像記錄，隨著時間的推移而被跟蹤。這可使用圖像或基于幾何尺寸而執(zhí)行。因此，其可識別缺陷是否已經(jīng)變得更大或例如裂紋大小已經(jīng)在氣渦輪機的不同檢查之間保持穩(wěn)定。
[0023]優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理裝置被配置成執(zhí)行預(yù)報步驟，以便預(yù)報對在被檢查的氣渦輪機內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的損傷的進一步進展。如果與損傷有關(guān)的值(諸如裂紋長度)對于發(fā)動機被檢查時的多個次數(shù)是已知的，則與損傷有關(guān)的值(諸如裂紋進展速率)可借助于被檢查的渦輪機的操作分布和在數(shù)據(jù)處理裝置中執(zhí)行的損傷模型而確定。損傷的進一步預(yù)期進展的預(yù)報可由數(shù)據(jù)處理裝置從中產(chǎn)生。對于氣輪機的檢修或維修的有效調(diào)度以及對于操作安全，這是有利的。
[0024]此外，提供了根據(jù)本發(fā)明用于使用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)檢查氣渦輪機的方法，其中在第一方法步驟中，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡插入到氣渦輪機中。在下一個方法步驟中，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的內(nèi)窺鏡通過數(shù)據(jù)處理裝置在氣渦輪機內(nèi)側(cè)以限定的方式定位并且取向。在最后的方法步驟中，氣渦輪機的部件或區(qū)域的圖像記錄通過圖像記錄裝置從限定的位置和取向產(chǎn)生?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0025]參考附圖基于優(yōu)選實施例，在下文中解釋了本發(fā)明，在附圖中:
[0026]圖1是使用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的氣渦輪機檢查的示意圖；
[0027]圖2示出使用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的氣渦輪機區(qū)域檢查的多個圖像記錄；
[0028]圖3是在氣渦輪機中被檢查的內(nèi)窺鏡和葉輪的透視圖；以及
[0029]圖4到圖7是各種圖像記錄和/或照明幾何形狀的示意圖。
【具體實施方式】
[0030]圖1示意性地示出了在氣渦輪機11檢查期間根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10。內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10的內(nèi)窺鏡12優(yōu)選包括用于將內(nèi)窺鏡12插入到氣潤輪機11的桿18,以及可產(chǎn)生氣渦輪機11內(nèi)側(cè)的圖像記錄20、21、22的圖像記錄裝置13 (參見圖2)。優(yōu)選布置在桿18自由端處的圖像記錄裝置13可優(yōu)選是攝像機，并且通常包括透鏡和用于檢測圖像并且轉(zhuǎn)換成電子圖像數(shù)據(jù)的攝像機芯片或圖像傳感器。對于攝像機13的部件(例如圖像傳感器)，特別出于空間原因，其可以被布置以便遠離布置在桿18自由端處的攝像機透鏡。在這種情況下，借助于通過桿延伸的光學(xué)波導(dǎo)，圖像信息可例如從攝像機透鏡引導(dǎo)到圖像傳感器。在一個實施例中，圖像記錄裝置13可例如是Scheimpflug攝像機；然而,本發(fā)明不以任何方式限于這種類型的攝像機。
[0031]在另一個實施例中，可使用多個攝像機，例如彩色識別攝像機和快速黑/白識別攝像機。此外，可例如提供每一個包括攝像機的多個內(nèi)窺鏡。可替代地，可提供內(nèi)窺鏡，其中圖像記錄裝置13包括多個攝像機。用于最終系列記錄的攝像機可例如基于記錄情況來選擇。
[0032]定位設(shè)備14被連接到內(nèi)窺鏡12，并且被配置成在氣渦輪機11內(nèi)側(cè)定位內(nèi)窺鏡
12。優(yōu)選地，提供旋轉(zhuǎn)設(shè)備15或旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器用于旋轉(zhuǎn)氣渦輪機11的軸17。
[0033]提供數(shù)據(jù)處理裝置16用于控制內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10并且用于處理由內(nèi)窺鏡12收集的數(shù)據(jù)。為了補償刻度中的失真并且實現(xiàn)標準化，圖像處理優(yōu)選包括記錄圖像的矯正。
[0034]在氣渦輪機11的典型檢查中，內(nèi)窺鏡12最初被插入到要檢查的氣渦輪機11的部分中。出于這個目的，內(nèi)窺鏡12通過在氣渦輪機11中的合適開口而插入。
[0035]在有利的實施例中，當(dāng)將內(nèi)窺鏡12插入到氣渦輪機11中時，使用位置限定部件。這些可以是機械止動件(Stop)或機械連接，其使得可以存在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10和氣渦輪機11的坐標系統(tǒng)之間的預(yù)定鏈接，以使得內(nèi)窺鏡12和氣渦輪機11的相對位置由位置限定部件限定。在進一步可能的實施例中，位置限定部件以測量技術(shù)的形式，其使得可以比較相對位置。
[0036]在氣渦輪機11內(nèi)側(cè)(更特別地是圖像記錄裝置13的)內(nèi)窺鏡12的位置可一方面基于位置限定部件而自動確定，優(yōu)選使用內(nèi)窺鏡12進一步運動的后續(xù)測量?？商娲鼗蝾~外地，位置可基于由圖像記錄裝置13發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置16的圖像信息而自動確定。從來自圖像記錄裝置13的數(shù)據(jù)確定位置對于精確定位特別有利，因為在氣渦輪機11中對圖像記錄裝置13的位置和取向的精確依附可以這種方式直接檢查。
[0037]優(yōu)選地，自動確定軸17的旋轉(zhuǎn)位置或旋轉(zhuǎn)角度。在可能的實施例中，這可通過圖像記錄裝置13和在數(shù)據(jù)處理裝置16中的合適圖像處理而執(zhí)行?；跇擞浕蚝线m的參考點可特別確定軸17的絕對旋轉(zhuǎn)位置。有利地，一般已經(jīng)存在的葉片鎖19被檢測為用于每一個圖像處理步驟的標記或參考點?？商娲鼗蝾~外地，可提供一個或多個額外標記。單獨渦輪葉片23的位置可相對于標記確定，以使得單獨渦輪機葉片23的身份已知。
[0038]在替代實施例中，可提供額外的傳感器用于檢測氣渦輪機11的旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)位置。
[0039]內(nèi)窺鏡12通過電子控制的定位設(shè)備14移動，該定位設(shè)備14可由手動輸入操作和/或可由數(shù)據(jù)處理設(shè)備16自動控制。定位設(shè)備14假定相對于氣渦輪機11的內(nèi)窺鏡12的圖像記錄裝置13的定位和取向。這可由電子控制的致動器執(zhí)行，該致動器使得可以精確移動內(nèi)窺鏡12。在可能的實施例中，致動器配備有相應(yīng)的傳感器技術(shù)，以允許行進距離的測量被提供給數(shù)據(jù)處理裝置16。定位設(shè)備14的致動器的行進距離的測量可同樣是用于自動確定位置的基礎(chǔ)。定位設(shè)備可在沒有插入到氣渦輪機的其端部處連接到內(nèi)窺鏡。此外，內(nèi)窺鏡可包括定位設(shè)備或其部件。
[0040]此外，對于以預(yù)定的方式捕捉氣渦輪機11的旋轉(zhuǎn)部件的圖像，在相對于內(nèi)窺鏡12的旋轉(zhuǎn)位置之間的限定關(guān)系的知識是有利的。為了該目的，可旋轉(zhuǎn)被檢查的氣渦輪機11的至少一個軸的電子控制旋轉(zhuǎn)設(shè)備15由數(shù)據(jù)處理裝置16控制。在可能的實施例中，旋轉(zhuǎn)設(shè)備15可用于產(chǎn)生至少一個軸的連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
[0041]在有利的實施例中，當(dāng)軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)時圖像由圖像記錄裝置13捕捉。圖像記錄裝置然后優(yōu)選被配置成與氣渦輪機11的軸17的旋轉(zhuǎn)運動同步地捕捉圖像。同步可基于例如葉片鎖19的軸17的旋轉(zhuǎn)位置的標記而有利地執(zhí)行?？商娲鼗蝾~外地，圖像捕捉可在一個或多個渦輪機葉片23的測量位置處觸發(fā)。
[0042]在實際的方法序列中，測量運行可首先執(zhí)行，其中例如確定或估計渦輪機葉片23的瞬時速度。從測試運行來看，確定例如速率時間，其然后可用于執(zhí)行最終系列的記錄。
[0043]在替代實施例中，旋轉(zhuǎn)設(shè)備15具體設(shè)定軸17的一個或多個旋轉(zhuǎn)位置，并且保持設(shè)定位置，特別是在圖像被捕捉時。
[0044]根據(jù)本發(fā)明使用內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10的內(nèi)窺鏡12的限定定向和取向允許在氣渦輪機11內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的標準化圖像記錄20、21、22 (參見圖2)。
[0045]在氣渦輪機11內(nèi)側(cè)的部件和區(qū)域優(yōu)選是具有表面的所有對象，所述表面由氣渦輪機11的氣流沖擊，特別是轉(zhuǎn)子和定子葉片、襯板和燃燒室。此外，這些是當(dāng)組裝時對于由使用內(nèi)窺鏡的特定通路的檢查或測試可訪問的氣渦輪機11的所有區(qū)域。在氣渦輪機11中的特定部件可例如在高壓渦輪機的第一級中是轉(zhuǎn)子葉片數(shù)3。在氣渦輪機11的內(nèi)窺鏡12的限定定向和取向以及相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)位置允許來自特定方向的該部件的限定圖像捕捉，以使得圖像記錄20、21、22示出連同其表面的特定區(qū)域的該部件。
[0046]對于目標檢查及其文檔，有利的是分配圖像記錄20、21、22給被檢查的氣渦輪機
11。在優(yōu)選實施例中，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10因此被配置成自動分配部件給圖像記錄20、21、22。這可例如基于位置數(shù)據(jù)和/或通過至少一個標記或符號的數(shù)據(jù)處理裝置16的自動圖像識別而發(fā)生，該標記或符號適于確定部件的身份。合適的標記例如是葉片鎖19，其可代表明確的用于葉片的零位置，從而可以通過從該零位置開始的簡單計數(shù)而明確地分配葉片。
[0047]除了關(guān)于記錄對象的圖像記錄裝置13的相對位置和取向之外，圖像記錄裝置13的設(shè)定對于標準化的圖像捕捉同樣至關(guān)重要。因此，在優(yōu)選實施例中，圖像記錄裝置13的設(shè)定由數(shù)據(jù)處理裝置16控制。這些設(shè)定可以例如是焦距、快門速度、裁剪和通過光源的照明。
[0048]在本發(fā)明的實施例中，提供光源25以主動地照明要記錄的表面。在圖4到圖7中示出了相對于透鏡26和相應(yīng)孔的光源25的各種幾何形狀和布置。為了防止由于在要記錄的表面上光源25的光束直接反射引起的圖像中的干涉，可例如提供傾斜入射照明，如例如在圖4、5和7中所示，選擇布置以使得沒有來自光源25的光束直接反射在透鏡26上。
[0049]同樣可以使用濾波器27 (參見圖6)，例如利用暗場效應(yīng)的傅立葉濾波器，或密度濾波器。此外，圖像記錄裝置13的常規(guī)輻射校準可能是有利的。
[0050]在優(yōu)選實施例中，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10能夠執(zhí)行自動圖像捕捉。圖像記錄裝置13通常連續(xù)供應(yīng)圖像數(shù)據(jù)給數(shù)據(jù)處理裝置16，其中數(shù)據(jù)可被評價用于圖像識別、位置識別、旋轉(zhuǎn)位置識別以及部件和/或區(qū)域識別的目的。實際的圖像捕捉產(chǎn)生適于檢查氣渦輪機11目的的圖像記錄20、21、22。因此，圖像記錄20、21、22包括例如渦輪機葉片23的部件的適當(dāng)部分。如果數(shù)據(jù)處理裝置16使用適當(dāng)部件識別到圖像數(shù)據(jù)、位置數(shù)據(jù)和優(yōu)選同樣的分配與限定的目標值匹配，則隨后自動圖像捕捉。相應(yīng)的數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)處理裝置與圖像記錄20、21、22相關(guān)聯(lián)。由于圖像被自動捕捉，沒有必要手動控制相關(guān)參數(shù)，并且氣渦輪機11的操作者可由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10直接提供適于進一步評估的圖像記錄20、21、22。
[0051]在優(yōu)選實施例中，圖像記錄20、21、22被自動存儲并且存檔，以使得它們在稍后的日期可用于文檔、評估和證據(jù)。存檔可在內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)處理裝置16中或在中央數(shù)據(jù)庫中直接發(fā)生，以使得多個內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10可訪問同一數(shù)據(jù)庫。
[0052]此外，在可能的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10配備有作為立體聲記錄裝置的圖像記錄裝置13。
[0053]在進一步的可能實施例中，內(nèi)窺鏡12包括以非破壞的方式用于檢查在氣渦輪機11內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的至少一個診斷裝置。額外的診斷裝置可包括用于非破壞測試的各種選擇，諸如渦電流探針或用于染料滲透測試的診斷裝置。
[0054]當(dāng)檢查氣渦輪機11時根據(jù)本發(fā)明用于內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10的應(yīng)用領(lǐng)域包括飛機噴氣發(fā)動機的檢查，諸如在工業(yè)中使用的渦輪風(fēng)扇或渦輪噴氣和/或噴氣發(fā)動機，諸如船用渦輪機或在發(fā)電系統(tǒng)中的渦輪機。
[0055]圖2示出使用根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10的氣渦輪機11的區(qū)域檢查的多個圖像記錄20、21、22，其中圖像記錄每一個從氣渦輪機11的內(nèi)側(cè)示出相同的圖像細節(jié)。高壓渦輪機級的轉(zhuǎn)子葉片被示出，在圖像細節(jié)中的轉(zhuǎn)子葉片的后邊緣的每一個邊緣被在前部的葉片隱藏。在該實施例中，要檢查的渦輪機葉片23在前景中示出。
[0056]圖像記錄20示出在其參考狀態(tài)中的渦輪機葉片23。參考狀態(tài)的圖像記錄20用于示出渦輪機葉片23的最優(yōu)技術(shù)狀態(tài)，并且在該狀態(tài)中可以是氣渦輪機11的存檔圖像記錄20，或可特別生成用于作為參考的該目的。該參考圖像記錄20可被存儲在數(shù)據(jù)處理裝置16中或在中央數(shù)據(jù)庫中。關(guān)于圖像記錄裝置13的位置和取向的信息與圖像記錄20相關(guān)聯(lián)，借助于此產(chǎn)生圖像記錄20，并且根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)窺鏡12和圖像記錄裝置13的位置和取向用在渦輪機葉片23的后續(xù)檢查的所有進一步圖像記錄21和22中，借助于此限定內(nèi)窺鏡12的位置和取向。[0057]在圖像記錄20、21、22中，實施例在不同的檢查中示出氣渦輪機11的相應(yīng)渦輪機葉片23，以使得氣渦輪機11具有在檢查之間的特定操作時間。與具有三個圖像記錄20、21、22的最短操作時間的圖像記錄20相比，圖像記錄22示出具有最長操作時間的渦輪機葉片
23。若干操作時間可因此分配給圖像記錄20、21、22。
[0058]參考圖像記錄20、21、22，可看出根據(jù)內(nèi)窺鏡12的限定定位和取向的本發(fā)明的優(yōu)點。在不同檢查中的相同定位和取向?qū)е赂鞣N圖像記錄20、21、22的非常好的可比性。一方面對于操作者的手動評審這是有利的，而另一方面使得對于差異和變化可以在電子處理期間容易被識別。例如，通過疊加圖像記錄20和21，裂紋24可非常容易被識別。由于圖像記錄20用在該實施例中作為參考圖像，裂紋24可非?？焖俦蛔R別作為與所需狀態(tài)的偏差。
[0059]在優(yōu)選實施例中，數(shù)據(jù)處理裝置16自動識別與所需狀態(tài)的該偏差，并且例如添加相應(yīng)的指示器到圖像記錄21中用于操作者的評審?？稍谠搶嵤├懈鶕?jù)本發(fā)明由內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10識別的與所需狀態(tài)的進一步可能偏差為諸如磨損、凹痕、孔或異物的損傷。
[0060]在一個實施例中，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10的數(shù)據(jù)處理裝置16被配置成測量損傷。例如參考圖像數(shù)據(jù)和相應(yīng)的參考測量裂紋24，并且數(shù)據(jù)處理裝置16輸出相應(yīng)的幾何裂紋長度。
[0061]在進一步的有利實施例中，內(nèi)窺鏡系統(tǒng)10可自動分類損傷，例如裂紋24最初由數(shù)據(jù)處理裝置16分類為裂紋。例如可進行參考裂紋長度進一步的分類，在該實施例中該裂紋長度處于可接受的限制內(nèi)，并且因此將不損害操作安全性直到氣渦輪機11的下一個計劃的檢查。分類可提供給操作者，該操作者可以針對性的方式搜索某些類型的損傷。如果數(shù)據(jù)處理裝置16識別致命的損傷，例如這可因此清楚地在文檔中和圖像中為操作者標記。
[0062]圖像記錄22示出在稍后檢查中的相同渦輪機葉片23。圖像記錄22與圖像記錄20和21的比較示出在圖像記錄20中示出的與所需狀態(tài)的偏差，以及在先前檢查(圖像記錄21中)發(fā)現(xiàn)的損傷變化。裂紋24因此已經(jīng)在氣渦輪機操作的中間周期期間生長。在該實施例中，數(shù)據(jù)處理裝置16被配置成自動識別并且測量裂紋24，并且分配若干操作小時給氣渦輪機11和/或渦輪機葉片23。因此可以根據(jù)操作小時，隨著時間的推移而跟蹤裂紋24，借助于此可看出裂紋24已經(jīng)繼續(xù)生長。此外，損傷發(fā)生的時間點可因此縮小。在該示例中，損傷將已經(jīng)發(fā)生在圖像記錄20和21之間。
[0063]在優(yōu)選實施例中，關(guān)于損傷進展的信息用在數(shù)據(jù)處理裝置16中以預(yù)報在未來損傷的進一步進展。因此，臨界裂紋長度發(fā)生的時間點可更精確地估計，并且因此可改變維護間隔。在進一步的可能實施例中，數(shù)據(jù)處理裝置16被配置成基于大量氣渦輪機11的存檔圖像記錄20、21、22而優(yōu)化用于預(yù)報損傷進展的預(yù)報步驟。
【權(quán)利要求】
1.內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10),用于檢查氣潤輪機(11),該內(nèi)窺鏡系統(tǒng)包括內(nèi)窺鏡(12)和數(shù)據(jù)處理裝置(16)，所述內(nèi)窺鏡(12)包括圖像記錄裝置(13)，所述內(nèi)窺鏡(12)被配置為從所述氣渦輪機(11)內(nèi)側(cè)將來自所述圖像記錄裝置(13)的圖像記錄(20、21、22)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理裝置(16)，所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)被配置成以限定的方式在氣渦輪機(11)中將所述內(nèi)窺鏡(12)定位并且取向，其中內(nèi)窺鏡插入在所述氣渦輪機(11)中并且包括所述圖像記錄裝置(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)包括以限定的方式在所述氣渦輪機(11)中用于將所述內(nèi)窺鏡(12)定位和/或取向的電子控制定位設(shè)備(14)。
3.根據(jù)任一前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)被配置成在所述氣渦輪機(11)中自動確定所述內(nèi)窺鏡(12)的位置和/或取向，更特別地通過處理所述圖像記錄(20、21、22)來自動確定。
4.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于在所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)和所述氣渦輪機(11)之間提供位置限定部件。
5.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)被配置成自動捕捉圖像。
6.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理裝置(16)被配置成從所述圖像記錄裝置(13)分配圖像記錄(20、21、22)到正被檢查的所述氣渦輪機(11)的部件或區(qū)域。
7.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)被配置成自動存儲或存檔圖像記錄(20、21、22 )。
8.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述圖像記錄裝置(13)被配置為根據(jù)所述氣渦輪機(11)的至少一個軸的旋轉(zhuǎn)位置而執(zhí)行圖像記錄(20、21、22)。
9.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)被配置成控制用于旋轉(zhuǎn)所述氣渦輪機(11)的至少一個軸的旋轉(zhuǎn)設(shè)備(14)。
10.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述圖像記錄裝置(13)被配置成與所述氣渦輪機(11)的至少一個軸(17)的旋轉(zhuǎn)運動同步地捕捉圖像。
11.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理裝置(16)被配置成比較圖像記錄(20、21、22)與參考圖像記錄和/或與存檔的圖像記錄。
12.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理裝置(16)被配置成自動識別與所需狀態(tài)的偏差和/或?qū)φ粰z查的所述氣渦輪機(11)的部件或區(qū)域的損傷。
13.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理裝置(16)被配置成測量和/或分類和/或跟蹤在氣渦輪機(11)內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的損傷進展。
14.根據(jù)任何前述權(quán)利要求所述的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處理裝置(16)被配置成執(zhí)行預(yù)報步驟，以便預(yù)報對正被檢查的所述氣渦輪機(11)內(nèi)側(cè)的部件或區(qū)域的損傷的進一步進展。
15.一種方法,用于使用根據(jù)權(quán)利要求1到14中任何一項的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)來檢查氣渦輪機(11)，其特征在于所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)的內(nèi)窺鏡(12)插入到氣渦輪機(11)內(nèi)側(cè)，所述內(nèi)窺鏡系統(tǒng)(10)的內(nèi)窺鏡(12)通過所述數(shù)據(jù)處理裝置(16)在所述氣渦輪機(11)內(nèi)側(cè)以限定的方式被 定位并且取向，并且所述氣渦輪機(11)的部件或區(qū)域的圖像記錄(20、21、22)通過所述圖像記錄裝置(13)產(chǎn)生。
【文檔編號】F01D21/00GK103842621SQ201280048094
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月30日
【發(fā)明者】W·穆勒, M·蒂斯, C·霍爾立克 申請人:漢莎技術(shù)股份公司