使用通过细长的缆索载体插入到发电机械设备(包括工业燃气或蒸汽轮机以及发电机)中并定位的摄像头检查系统对该机械设备的内部部件进行检查，该细长缆索载体具有沿二维承载缆索弯曲运动平面的受限缆索弯曲度。保持摄像头的摄像头架结合至缆索载体的远端。本发明专利技术的实施例还包括结合在缆索载体远端和摄像头架之间的连接器模块。该连接器模块具有结合至摄像头架的枢轴，该枢轴用于使摄像头架在摄像头架的运动路径范围内摆动，该运动路径范围与缆索载体弯曲运动平面相交。本发明专利技术的实施例包括摄像头架摆动驱动系统，该系统用于在摄像头架的运动路径范围内有选择性地定位摄像头架。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于对离线工业燃气轮机和其它发电机械设备进行直观检查的柔性联接摄像头系统及方法对未决专利申请的引用本专利申请要求于同一日期提交的标题为“SystemAndMethodForVisualInspectionAnd3DWhiteLightScanningOfOff-lineIndustrialGasTurbinesAndOtherPowerGenerationMachinery(用于对离线工业燃气轮机和其它发电机械设备进行直观检查和三维白光扫描的系统与方法)”的未决美国专利申请13/972,000(西门子案号2013P09381US(Siemens185))的权益，而该专利申请又要求于2012年8月23日提交的标题为“VisionScope3DScannerTipforVisualInspectionandMeasurement(用于直观检查和测量的视场范围三维扫描头)”的未决美国临时专利申请61/692,409的权益。所有上述未决专利申请通过引用并入本文。
本专利技术涉及用于对发电机械设备(包括但不局限于工业燃气和蒸汽轮机以及发电机)进行无损内部检查的光学摄像头系统。更具体地说，本专利技术涉及能够透过发动机的任何部分(包括压缩机段、燃烧室喷嘴、以及过渡和涡轮段)的燃气轮机检查口、出口或入口定位摄像头视野(FOV)并捕获发动机的内部结构的可视图像的可见光或红外光学摄像头检查系统。摄像头和其视野由柔性缆索载体平移至涡轮机或其它发电机械设备内的待研究区域，该柔性缆索载体在结构上局限于相对于由构成缆索载体的枢转结合的邻接链节限定的中心线做双向平面弯曲运动。背景技术发电机械设备(例如工业蒸汽或燃气轮机)常常按预定的检修期连续运转，在到检修期时，需要使涡轮机进入离线状态，并停机。例如，燃气轮机常常要连续工作约4000小时进行发电，然后使其进入离线状态，以进行例行维护和检查，并对在检查过程中查出的任何部件进行修理。使燃气轮机进入离线状态并最终完全关机以进行预定维护是一项需要数天的工作。一些涡轮机部件(例如涡轮转子段)在超过1000℃(1832℉)的温度下运转。在完全停机前，需要经过48-72小时的冷却时间使涡轮机达到环境温度，以降低部件翘曲或其它变形的可能性。在停机阶段中，涡轮转子转速以“盘车模式”从大约3600RPM的运转速度缓降至大约120RPM或更低的速度，在此过程中，转子由辅助驱动电机外部驱动，以降低转子翘曲的可能性。其它涡轮机部件(例如涡轮机壳体)也缓慢降低至环境温度。在涡轮机经过长达72小时左右的时间冷却至环境温度时，就可以使用光学摄像头检查系统对静止涡轮机的内部部件进行检查了。已知的光学摄像头检查系统采用插入到涡轮机周围的检查口中的刚性或柔性光学内窥仪。需要手动定位内窥仪，使其视野围绕涡轮机内的待研究区域，例如一个或多个导叶或轮叶、燃烧室火焰筒等。光耦合至内窥仪的摄像头捕获视野内的被研究对象的图像，以便由检查人员远程显像和存档(如果需要)。若需要某个涡轮机检查口内的不同待研究区域的一系列不同图像，则检查人员必须手工地重新定位摄像头检查系统的内窥仪，以完成所需的内部待研究区域和视野的相对对位。相对对位可通过物理地移动内窥仪以使其观察口处于静止的待研究区域附近来完成。例如，内窥仪和静止的涡轮机部件的这种相对移动可如下实现：以不同的朝向把内窥仪插入到静止的燃烧室中，或者使内窥仪径向进出压缩机或涡轮段内的导叶和叶栅之间的空间。对于转动轮叶的检查，还可通过使内窥仪的观察口保持静止位置并顺次地把叶栅轮叶转入摄像头的静止视野来完成相对对位。在压缩机或涡轮段内进行非旋转静止导叶检查需要物理地把检查仪器的摄像头系统视野移动至各个导叶处。固定导叶周围通道的狭窄空间常常使传统的检查仪系统难以通过。为了完成导叶的检查，需要拆下支撑结构(例如导叶罩)，以便在导叶列的有限空间范围内为检查仪部件提供足够的可见外露区域和/或通道。因此，为了进行全面的涡轮机检查，需要在摄像头检查系统的观察口和其它内部检查进入点之间进行多次的手动相对重新定位过程，以便对涡轮机内的所有待研究区域进行全面的直观检查。由于燃气轮机内的部件之间的操控路径很复杂，并且常常是迂回曲折的，因此检查仪器的定位是一个难题。检查仪的摄像头输送系统必须足够柔软，以穿过促狭的通道，但是又不能太柔软或软弱，以防止被卡在通道内。业界需要一种能够缩短对发电机械设备(包括但不局限于工业燃气轮机的涡轮机和压缩机段内的固定导叶列)进行无损内部检查所需的总时间的光学摄像头检查系统和方法。优选在进行这种更快速的内部检查时为了获得待研究区域的检查通路而进行的机械设备拆卸尽可能少(优选不拆卸)，从而在维护周期内能够更迅速地把检查完的发电设备恢复在线状态，以继续发电。业界还需要一种能够在单个设备的检查周期内一致并可重复地在发电机械设备(包括但不局限于蒸汽或燃气轮机和发电机)内定位检查仪器的光学摄像头检查系统和方法，其能够最大限度地降低设备内部部件损坏的危险，并且与已知的手动检查仪器和方法相比能够获得很高的图像质量并缩短检查周期时间。
技术实现思路
因此，本专利技术之主要目的是产生一种用于捕获发电机械设备(包括但不局限于蒸汽或燃气轮机和发电机)内的待研究区域的图像的光学摄像头检查系统和方法，其能够有选择性地插入机械设备的入口点，并通过内部通道输送，同时最大限度地减少机械设备的拆卸(优选不拆卸)，以获得待研究区域的检查通路。在这种检查系统和方法中，在维护期的检查过程中，能够把被检查的发电设备更迅速地恢复在线状态，以便继续发电，而无需花费时间和力气去拆除和重新组装机械设备。本专利技术之其它目的是产生一种能够在单个设备的检查周期内一致并可重复地捕获发电机械设备内的待研究区域的图像的光学摄像头检查系统和方法，其能够最大限度地降低设备内部部件损坏的危险，并且与已知的手动检查仪器和方法相比能够获得很高的图像质量并缩短检查周期时间。这些目的和其它目的是通过本专利技术的实施例实现的。本专利技术的光学摄像头检查系统和方法利用缆索载体通过发电机械设备的内部通道插入、输送和定位容纳有检查摄像头的检查摄像头架，同时能最大限度地减少机械设备的拆卸(常常不需要拆卸)，以获得待研究区域的检查通路。缆索载体具有多个链节，这些链节把弯曲运动限制为相对于每个链节的相应中心线的双向枢转平面运动。其它实施例包括结合在缆索载体远端和摄像头架之间的连接器模块。该连接器模块具有结合至摄像头架的枢轴，该枢轴用于使摄像头架在摄像头架的运动路径范围内摆动，该运动路径范围与缆索载体弯曲运动平面相交。在其它实施例中，摄像头架摆动驱动系统结合至摄像头架，用于在摄像头架的运动路径范围内有选择性地定位摄像头架。驱动系统具有相对的第一和第二偏置元件，它们分别在相对于连接器模块枢轴的相对偏置位置横向结合到摄像头架上。在操作驱动系统时，偏置第一偏置元件会使摄像头架沿第一方向摆动，偏置第二偏置元件会使摄像头架沿第二方向摆动。采用这种检查系统和方法，在维护期的检查过程中，能够把被检查的发电设备更迅速地恢复在线状态，以便继续发电，而无需像已知的检查系统所需的那样花费时间和力气去拆除和重新组装机械设备。本专利技术的实施例的摄像头检查系统和方法特别适合于对工业燃气轮机的压缩机和涡轮段内的固定本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于对发电机械设备进行内部检查的系统，包括：细长缆索载体，能够从发电机械设备外面的入口点探入机械设备内的待研究区域，并由沿着一系列平行的枢轴而首尾相连地枢转结合的一系列链节构成，所述一系列平行的枢轴约束承载缆索沿共同限定的承载缆索弯曲运动平面弯曲，每个链节在该链节的相对两端沿链节中心线限定共同定位的所述一系列平行的枢轴中的一对枢轴，相邻的结合链节被限制于沿所述承载缆索弯曲运动平面相对于每个链节的相应中心线做双向枢转运动；摄像头架，结合至缆索载体的远端；和摄像头，具有能远距离捕获图像的视野并结合至摄像头架。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.08.23 US 61/692,409;2013.08.21 US 13/972,3221.一种用于对发电机械设备(20)进行内部检查的检查系统(40)，包括：细长缆索载体(42)，能够从发电机械设备(20)外面的入口点探入机械设备内的待研究区域，并由沿着一系列平行的枢轴(46)而首尾相连地枢转结合的一系列链节(44)构成，所述一系列平行的枢轴(46)约束缆索载体沿共同限定的缆索载体弯曲运动平面弯曲，每个链节(44)在该链节的相对两端沿链节中心线限定共同定位的所述一系列平行的枢轴(46)中的一对枢轴，相邻的结合链节(44)被限制于沿所述缆索载体弯曲运动平面相对于每个链节的相应中心线做双向枢转运动；摄像头架(50)，结合至缆索载体(42)的远端(47)；和摄像头(90，90’)，具有能远距离捕获图像的视野(FOV)并结合至摄像头架(50),其中，所述检查系统(40)还包括结合在缆索载体远端(47)和摄像头架(50)之间的连接器模块(60)，该连接器模块(60)具有结合至摄像头架(50)的枢轴(62)，该枢轴用于使摄像头架(50)沿摄像头架运动路径范围(γ)摆动，该运动路径范围与缆索载体弯曲运动平面相交，其中，所述检查系统(40)还包括结合至摄像头架(50)的摄像头架摆动驱动系统，该驱动系统用于有选择性地在摄像头架运动路径范围(γ)内定位摄像头架(50)，该驱动系统具有相对的第一和第二偏置元件(80A，80B)，所述第一和第二偏置元件分别在相对于连接器模块枢轴的相对偏置位置横向结合至摄像头架(50)，从而当偏置第一偏置元件(80A)时，会使摄像头架(50)沿第一方向(I)摆动，当...
【专利技术属性】
技术研发人员：小克利福德哈彻，R哈特利，
申请(专利权)人：西门子能量股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。