用于使用微观和宏观三维分析来监测构件的方法技术

一种监测构件的方法包括提供构件，其包括具有外表面和构造在外表面上的多个被动应变指示器的本体。该方法包括用至少一个三维数据采集装置来直接地测量构件。直接测量生成第一点云和多个第二点云。第一点云对应于外表面，且包括多个第一数据点，各个数据点具有X轴坐标、Y轴坐标、以及Z轴坐标。各个第二点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。各个第二点云的第二数据点密度大于各个第一点云的第一数据点密度。

Method for monitoring components using microcosmic and macroscopic three dimensional analysis

A method for monitoring a member includes providing a member comprising a body having an external surface and a plurality of passive strain indicators constructed on the external surface. The method includes measuring the component directly with at least one three-dimensional data acquisition device. The first point cloud and multiple second points cloud are directly measured. The first point cloud corresponds to the outer surface and includes a plurality of first data points, each of which has X-axis coordinates, Y-axis coordinates, and Z-axis coordinates. Each second point cloud corresponds to one of a plurality of passive strain indicators and includes a plurality of second data points. Each data point has X-axis coordinates, Y-axis coordinates and Z-axis coordinates. The density of the second data points of each second point cloud is larger than that of the first data points of each point cloud.

【技术实现步骤摘要】
用于使用微观和宏观三维分析来监测构件的方法
本公开内容大体上涉及用于监测构件变形的方法，且更具体地涉及使用同时获得的微观和宏观三维数据集(dataset)的监测方法。
技术介绍
贯穿各种工业应用，设备构件经历许多极端条件(例如，高温、高压、大应力负载等)。随着时间流逝，设备的独立构件可遭受可缩短构件的可使用寿命的变形。例如，此忧虑可能适用于一些涡轮机。涡轮机广泛用于例如发电和飞行器发动机的领域。例如，常规燃气轮机系统包括压缩机区段、燃烧器区段和至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成在工作流体流过压缩机区段时压缩工具流体(例如，空气)。压缩机区段将高压压缩工作流体供应至燃烧器，在该处，高压工作流体与燃料混合，且在燃烧室中焚烧，以生成具有高温和高压的燃烧气体。燃烧气体沿热气体通路流入涡轮区段中。涡轮区段通过从其获得能量来使用燃烧气体产生功。例如，涡轮区段中的燃烧气体的膨胀可使轴旋转来对压缩机、发电机和其它各种负载供能。在涡轮机的操作期间，涡轮机内的各种构件，且特别是沿热气体通路的构件，例如，涡轮机的涡轮区段内的涡轮叶片，可经历由于高温和高应力引起的蠕变。对于涡轮叶片，蠕变可引起整个叶片的部分延长，以便叶片末梢接触静止结构，例如，涡轮壳，且可能在操作期间引起不需要的振动和/或降低的性能。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本专利技术而学习到。根据一种实施例，提供了一种监测构件的方法。构件包括外表面和构造在外表面上的多个被动应变指示器。该方法包括首先以至少一个三维数据采集装置直接地测量构件。初始直接测量生成第一点云和多个第二点云。第一点云对应于外表面，且包括多个第一数据点，各个数据点具有X轴坐标、Y轴坐标、以及Z轴坐标。各个第二点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z坐标，其中各个第二点云的第二数据点密度大于第一点云的第一数据点密度。该方法还包括使构件经历至少一个工作循环。该方法还包括随后以至少一个三维数据采集装置直接地测量构件。随后的直接测量生成第三点云和多个第四点云。第三点云对应于外表面，且包括多个第三数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。各个第四点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第四数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第四点云的第四数据点密度大于各个第三点云的第三数据点密度。该方法还包括将第一点云与第三点云相比较来评估构件的总体变形，且将用于各个被动应变指示器的第二点云与第四点云相比较来评估多个被动应变指示器中的各个的局部变形。根据另一种实施例，提供了一种监测构件的方法。该方法包括提供构件，该构件包括具有外表面和构造在外表面上的多个被动应变指示器的本体。该方法还包括用至少一个三维数据采集装置来直接地测量构件。直接测量生成第一点云和多个第二点云。第一点云对应于外表面，且包括多个第一数据点，各个数据点具有X轴坐标、Y轴坐标、以及Z轴坐标。各个第二点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。各个第二点云的第二数据点密度大于各个第一点云的第一数据点密度。根据另一实施例，提供了一种用于监测构件的系统。该系统包括构件，该构件包括具有外表面和构造在外表面上的多个被动应变指示器的本体。该构件还包括至少一个三维数据采集装置，该至少一个三维数据采集装置构造成直接地测量构件。构件还包括与至少一个数据采集装置处于可操作通信中的处理器。处理器构造成基于构件的直接测量来生成第一点云和多个第二点云。第一点云对应于外表面，且包括多个第一数据点，各个数据点具有X轴坐标、Y轴坐标、以及Z轴坐标。各个第二点云对应于多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标。各个第二点云的第二数据点密度大于第一点云的第一数据点密度。本专利技术的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本专利技术的实施例，且连同描述一起用于阐释本专利技术的原理。实施方案1.一种监测构件的方法，所述构件包括外表面和构造在所述外表面上的多个被动应变指示器，所述方法包括：首先用至少一个三维数据采集装置来直接地测量所述构件，其中所述初始直接测量生成第一点云和多个第二点云，所述第一点云对应于所述外表面且包括多个第一数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，各个第二点云对应于所述多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第二点云的第二数据点密度大于所述第一点云的第一数据点密度；使所述构件经历至少一个工作循环；随后用所述至少一个三维数据采集装置来直接地测量所述构件，其中所述后续直接测量生成第三点云和多个第四点云，所述第三点云对应于所述外表面且包括多个第三数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，各个第四点云均对应于所述多个被动应变指示器中的一个且包括多个第四数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第四点云的第四数据点密度大于各个第三点云的第三数据点密度；将所述第一点云与第三点云相比较来评估所述构件的总体变形；以及将用于各个被动应变指示器的所述第二点云与所述第四点云相比较来评估所述多个被动应变指示器中的各个的局部变形。实施方案2.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述第一点云的第一数据点分辨率等于所述多个第二点云中的各个的第二数据点分辨率，以及其中所述第三点云的第三数据点分辨率等于所述多个第四点云中的各个的第四数据点分辨率。实施方案3.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述第一数据点密度和所述第三数据点密度相同，以及其中用于各个被动应变指示器的所述第二数据点密度和所述第四数据点密度相同。实施方案4.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述第一点云包括8百万到1千6百万之间的第一数据点，各个第二点云包括8百万到1千6百万之间的第二数据点，所述第三点云包括8百万到1千6百万之间的第三数据点，以及各个第四点云包括8百万到1千6百万之间的第四数据点。实施方案5.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述第一点云内的所述第二点云的相对位置与所述第三点云内的所述第四点云的相对位置相比较来评估所述构件的总体变形。实施方案6.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个三维数据采集装置包括结构光扫描仪。实施方案7.根据实施方案6所述的方法，其特征在于，由所述结构光扫描仪发射的结构光是蓝光。实施方案8.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个三维数据采集装置是单个三维数据采集装置。实施方案9.根据实施方案1所述的方法，其特征在于，所述至少一个三维数据采集装置是多个三维数据采集装置，其中生成所述第一点云的所述初始直接测量和生成所述第三点云的后续直接测量由所述多个三维数据采集装置中的第一个执行，以及其中生成所述第二点云的所述初始直接测量和生成所述第四点云的所述后续直接测量由所述多个三维数据采集装置中的第二个执行。实施方案10.一种监测构本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监测构件的方法，所述构件包括外表面和构造在所述外表面上的多个被动应变指示器，所述方法包括：首先用至少一个三维数据采集装置来直接地测量所述构件，其中所述初始直接测量生成第一点云和多个第二点云，所述第一点云对应于所述外表面且包括多个第一数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，各个第二点云对应于所述多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第二点云的第二数据点密度大于所述第一点云的第一数据点密度；使所述构件经历至少一个工作循环；随后用所述至少一个三维数据采集装置来直接地测量所述构件，其中所述后续直接测量生成第三点云和多个第四点云，所述第三点云对应于所述外表面且包括多个第三数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，各个第四点云均对应于所述多个被动应变指示器中的一个且包括多个第四数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第四点云的第四数据点密度大于各个第三点云的第三数据点密度；将所述第一点云与第三点云相比较来评估所述构件的总体变形；以及将用于各个被动应变指示器的所述第二点云与所述第四点云相比较来评估所述多个被动应变指示器中的各个的局部变形。...

【技术特征摘要】
2017.03.06 US 15/4500891.一种监测构件的方法，所述构件包括外表面和构造在所述外表面上的多个被动应变指示器，所述方法包括：首先用至少一个三维数据采集装置来直接地测量所述构件，其中所述初始直接测量生成第一点云和多个第二点云，所述第一点云对应于所述外表面且包括多个第一数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，各个第二点云对应于所述多个被动应变指示器中的一个，且包括多个第二数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第二点云的第二数据点密度大于所述第一点云的第一数据点密度；使所述构件经历至少一个工作循环；随后用所述至少一个三维数据采集装置来直接地测量所述构件，其中所述后续直接测量生成第三点云和多个第四点云，所述第三点云对应于所述外表面且包括多个第三数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，各个第四点云均对应于所述多个被动应变指示器中的一个且包括多个第四数据点，各个数据点均具有X轴坐标、Y轴坐标和Z轴坐标，其中各个第四点云的第四数据点密度大于各个第三点云的第三数据点密度；将所述第一点云与第三点云相比较来评估所述构件的总体变形；以及将用于各个被动应变指示器的所述第二点云与所述第四点云相比较来评估所述多个被动应变指示器中的各个的局部变形。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一点云的第一数据点分辨率等于所述多个第二点云中的各个的第二数据点分辨率，以及其中所述第三点云的第三数据点分辨率等于所述多个第四点云中的各个的第四数据点分辨率。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一数据点密度和所述第三数据点密度相同，以及其中用于各个被动应变指示器的所述第二数据点密度和所述第四数据点密...

【专利技术属性】
技术研发人员：BJ杰曼，GL霍维斯，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US