用于非破坏性测试系统的远程控制的系统和方法_2

文档序号:8909497阅读:来源:国知局
轮机械18的其他位置中,以允许照明并视觉观察涡轮机械18的多个部件。在所描绘的实施例中,涡轮机械18被示出为适合于将碳质燃料转化成机械功率的燃气涡轮机。然而,可检查其他设备类型,包括压缩机、泵、涡轮膨胀机、风力涡轮机、水力涡轮机、工业设备和/或住宅设备。涡轮机械18 (例如,燃气涡轮机)可包括可由本说明书中描述的NDT检查装置12检查的各种部件。
[0034]基于前文,讨论可通过使用本说明书中公开的实施例来检测的某些涡轮机械18部件可能是有益的。例如,可检查图1中描绘的涡轮机械18的某些部件的腐蚀、侵蚀、破裂、泄漏、焊接等等。机械系统如涡轮机械18在操作情况期间会经历机械应力和热应力,这可能需要定期检查某些部件。在涡轮机械18的操作期间,燃料如天然气或合成气可被输送至涡轮机械18、通过一个或多个燃料喷嘴32进入燃烧器36中。空气可通过进气段38进入涡轮机械18,并且可由压缩机34压缩。压缩机34可包括压缩空气的一系列级40、42和44。每个级可包括一组或多组固定叶片46以及旋转以逐渐增加压力从而提供压缩空气的轮叶48。轮叶48可附接至连接至轴52的旋转轮50。来自压缩机34的压缩排放空气可通过扩散器段56离开压缩机34,并且可被引导到燃烧器36中以与燃料混合。例如,燃料喷嘴32可将燃料-空气混合物以对于最佳燃烧、排放、燃料消耗和功率输出合适的比率注入到燃烧器36中。在某些实施例中,涡轮机械18可包括以环形布置设置的多个燃烧器36。每个燃烧器36可将热燃烧气体引导到涡轮54中。
[0035]如所描绘,涡轮54包括由壳体76包围的三个分开的级60、62和64。每个级60、62和64包括连接至相应的转子轮68、70和72的一组轮叶或动叶66,所述转子轮68、70和72附接至轴74。当热燃烧气体引起涡轮轮叶66旋转时,轴74旋转以驱动压缩机34和任何其他合适的负载,如发电机。最终,涡轮机械18通过排气段80扩散并排出燃烧气体。涡轮机部件,如喷嘴32、进气段38、压缩机34、叶片46、轮叶48、轮50、轴52、扩散器56、级60、62和64、轮叶66、轴74、壳体76和排气段80,可使用公开的实施例如NDT检查装置12来检查和维持所述部件。
[0036]此外或可替代地,PTZ摄像机16可设置在涡轮机械18周围或内部的各种位置处,并且用于取得这些位置的视觉观察结果。PTZ摄像机16可另外包括适合于照明所需位置的一个或多个灯,并且可进一步包括以下针对图4更详细描述的、可用于获得各种难以到达区域周围的观察结果的变焦、遥摄和倾斜技术。管道镜14和/或摄像机16可另外用于检查设施20如石油和天然气设施20。各种设备如石油和天然气设备84可通过使用管道镜14和/或PTZ摄像机16来视觉检查。有利地,可通过使用移动装置22通过管道镜14和/或PTZ摄像机16来视觉检查位置如管件或管道86的内部、水下(或流体下)位置88和难以观察位置如具有弯曲或弯管90的位置。因此,移动装置操作者28可更安全地且有效地检查设备18、84以及位置86、88和90,并且与地理远离检查区域的位置实时或近实时地共享观察结果。将理解,其他NDT检查装置12可使用本说明书中描述的实施例,如纤维镜(例如,铰接纤维镜、非铰接纤维镜)以及远程操作车辆(ROV),包括机器管件检查器和机器爬行器。
[0037]现转向图2,所述图是分布式NDT系统10的实施例的方框图,所述图描绘了可能够提供视觉检查数据的替代性检查数据的第二类别的NDT检查装置12。例如,第二类别的NDT检查装置12可包括涡流检查装置92、超声波检查装置如超声波探伤器94和x射线检查装置如数字射线摄影装置96。涡流检查装置92可包括一个或多个处理器93,和存储器95。同样地,超声波探伤器94可包括一个或多个处理器97,和存储器104。类似地,数字射线摄影装置96可包括一个或多个处理器101,和存储器103。在操作中,涡流检查装置92可由涡流操作者98操作,超声波探伤器94可由超声波装置操作者100操作,并且数字射线摄影装置96可由射线摄影操作者102操作。
[0038]如所描绘,涡流检查装置92、超声波探伤器94和数字射线摄影检查装置96可通过使用有线或无线管道(包括上文针对图1提及的管道)可通信地耦合至移动装置22。此外或可替代地,可通过使用云24将装置92、94和96耦合至移动装置22,例如,管道镜14可连接至蜂窝“热点”,并且使用热点连接至进行管道镜检查和分析的一个或多个专家。因此,移动装置操作者28可通过使用移动装置22来远程控制装置92、94和96的操作的各种方面,并且可通过语音(例如,IP电话[V0IP])、数据共享(例如,白板)与操作者98、100和102协作,从而提供数据分析、专家支持等等,如本说明书中更详细描述。
[0039]因此,有可能以X射线观察模态、超声波观察模态和/或涡流观察模态来增强各种设备如飞机系统104和设施106的视觉观察。例如,可检查管件108的内部和壁的腐蚀和/或侵蚀。同样地,可通过使用装置92、94和/或96来检测管道108内部的障碍物或不期望的生长。类似地,可观察设置在某些含铁或不含铁材料112内部的裂纹或裂缝110。此外,可验证插入到部件116内部的部分114的设置和可行性。事实上,通过使用本说明书中描述的技术,可提供设备和部件104、108、112和116的改进的检查。例如,移动装置22可用于与装置14、16、92、94和96对接并且提供所述装置14、16、92、94和96的远程控制。
[0040]图3是耦合至移动装置22和云24的管道镜14的前视图。因此,管道镜14可将数据提供给连接至云24或在云24内部的任何数量的装置。如以上所提及,移动装置22可用于从管道镜14接收数据,以远程控制管道镜14,或它们的组合。事实上,本说明书中描述的技术能够使得例如将各种数据从管道镜14传送至移动装置22,包括但不限于图像、视频和传感器测量值,如温度、压力、流量、空隙(例如,固定部件与旋转部件之间的测量值)和距离测量值。同样地,移动装置22可传送控制指令、重编程指令、配置指令等等,如以下更详细描述。
[0041]如所描绘,管道镜14包括插入管118,所述插入管118适合于插入到各种位置中,如涡轮机械18、设备84、管件或管道86的内部、水下位置88、弯曲或弯管90、飞机系统104内部或外部的各种位置、管件108的内部等等。插入管118可包括头端段120、铰接段122和管道段124。在所描绘的实施例中,头端段120可包括摄像机126、一个或多个灯128 (例如,LED)和传感器130。如以上所提及,管道镜的摄像机126可提供适合于检查的图像和视频。当头端120设置在具有低光或无光的位置中时,灯128可用于提供照明。
[0042]在使用期间,可由例如移动装置22和/或设置在管道镜14上的物理操纵杆131来控制铰接段122。铰接段122可以各种维度转向或“弯曲”。例如,铰接段122可允许头端120在描绘的XYZ轴133的X-Y平面、X-Z平面和/或Y-Z平面中移动。事实上,物理操纵杆131和/或移动装置22两者均可单独或结合使用,以提供适合于以各种角度如所描绘的角度α设置头端120的控制动作。以此方式,可定位管道镜头端120用于视觉检查所需位置。摄像机126之后可捕获例如视频134,所述视频134可显示在管道镜14的屏幕135和移动装置22的屏幕137中并且可由管道镜14和/或移动装置22来记录。在一个实施例中,屏幕135和137可为使用电容技术、电阻技术、红外格栅技术等等的用于检测触针和/或一个或多个人手指的触摸的多点触摸屏。此外或可替代地,图像和视频134可传输到云24中。
[0043]其他数据,包括但不限于传感器130数据,可另外由管道镜14传送和/或记录。传感器130数据可包括温度数据、距离数据、空隙数据(例如,旋转部件与固定部件之间的距离)、流量数据等等。在某些实施例中,管道镜14可包括多个替换尖端136。例如,替换尖端136可包括回收尖端如电刀圈、磁性尖端、夹持尖端等等。替换尖端136可另外包括清洁和障碍移除工具,如钢丝刷、钢丝钳等等。尖端136可另外包括具有不同光学特征如焦距、立体视图、三维(3D)相图、阴影图等等的尖端。此外或可替代地,头端120可包括可移除且可替换的头端120。因此,可以各种直径提供多个头端120,并且插入管118可设置在具有从约I毫米至10毫米或更大的开口的多个位置中。事实上,可检查各种各样的设备和设施,并且可通过移动装置22和/或云24来共享数据。
[0044]图4是可通信地耦合至移动装置22和云24的移动式PTZ摄像机16的实施例的透视图。如以上所提及,移动装置22和/或云24可远程操纵PTZ摄像机16,以定位PTZ摄像机16以便查看所需设备和位置。在所描绘的实例中,PTZ摄像机16可倾斜和围绕Y轴旋转。例如,PTZ摄像机16可以约0°至180°、0°至270°、0°至360°之间或更大的角度β围绕Y轴旋转。同样地,PTZ摄像机16可例如围绕Y-X平面相对于Y轴倾斜约0°至100°、0°至120°、0°至150°或更大的角度γ。可类似地控制灯138,例如,以激活或解除激活,以及将照明水平(例如,勒克斯)增大或减小至期望值。适合于测量到某些对象的距离的传感器140如激光测距仪也可安装到PTZ摄像机16上。可使用其他传感器140,包括长距离温度传感器(例如,红外温度传感器)、压力传感器、流量传感器、空隙传感器等等。
[0045]PTZ摄像机16可例如通过使用轴142运输至所需位置。轴142使得摄像机操作者30能够移动摄像机并定位摄像机,例如,定位在位置86、108的内部、水下88、定位到危险(例如,危险物料)位置中等等。此外,轴142可用于通过将轴142安装到永久或半永久的底座上来更永久地固定PTZ摄像机16。以此方式,PTZ摄像机16可被运输到和/或固定在所需位置。PTZ摄像机16之后可例如通过使用无线技术,将图像数据、视频数据、传感器140数据等等传输至移动装置22和/或云24。因此,从PTZ摄像机16接收的数据可被远程分析,并且用于为所需设备和设施确定操作条件和适用性。事实上,本说明书中描述的技术可通过使用前述装置12、14、16、22、92、94、96和云24来提供适合于计划、检查、分析和/或共享各种数据的综合检查和维护过程,如以下针对图5更详细地描述。
[0046]图5是适合于通过使用前述装置12、14、16、22、92、94、96和云24计划、检查、分析和/或共享各种数据的过程150的实施例的流程图。事实上,本说明书中描述的技术可使用装置12、14、16、22、92、94、96来使过程如所描绘的过程150能够更有效地支持和维护各种设备。在某些实施例中,过程150或过程150的部分可包括在存储在存储器(如存储器17、21、25、95、99、103)中的非暂时性计算机可读介质中,并且可由一个或多个处理器(如处理器 15、19、23、93、97、101)执行。
[0047]在一个实例中,过程150可计划(方框152)检查和维护活动。通过使用装置12、14、16、22、42、44、46取得的数据和其他数据、如从一群涡轮机械18、从设备用户(例如,飞机54服务公司)和/或设备制造商取得的机群数据,可用于计划(方框152)维护和检查活动、更有效的机械检查时间表,标记用于进行更详细检查的某些区域等等。过程1
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