冷却孔检查系统技术方案

提供一种冷却孔检查系统。一种检查系统(200)包括：热成像传感器(26)，其被构造成获取流体(20)朝向孔(12)脉动时具备孔(12)的部件的热成像数据；以及，一个以上的处理器(208，212)，其被构造成时间上处理热成像数据以针对对应孔(12)计算时间计分，空间上处理热成像数据以针对对应孔(12)计算空间计分，并且，基于时间计分并基于空间计分计算与孔(12)关联的综合计分。综合计分表示对应孔(12)被打开、堵塞或部分堵塞的可能性。

Cooling hole inspection system

【技术实现步骤摘要】
冷却孔检查系统
文中描述的主题涉及一种检查物体中堵塞的孔或开口(诸如，涡轮叶片中的冷却孔)的系统和方法。
技术介绍
机械的部件可能遇到极端温度。例如，在发动机操作期间，涡轮发动机中的涡轮叶片可能显露于极热的温度。这些叶片可以设置有冷却孔，冷却孔允许并引导冷却流体(诸如，较冷的空气)流动经过涡轮叶片和/或其外部。该冷却流体可以通过冷却孔引导到叶片外部，以提供防止叶片变得太热的热力保护屏障。没有冷却孔，涡轮叶片可能过早失效。可能完全或部分堵塞冷却孔。完全堵塞的冷却孔不允许冷却流体穿过孔，而部分堵塞的冷却孔减少冷却流体流动经过孔(相对未被部分堵塞的开孔)。冷却孔部分或完全堵塞可能导致可用于保护部件免受热力损坏的冷却流体更少。
技术实现思路
在一个实施例中，提供有一种用于检测部件中的孔的堵塞的方法。该方法包括：获取流体朝向孔脉动时部件和孔的热成像数据，时间上处理热成像数据以针对对应孔计算时间计分，空间上处理热成像数据以针对对应孔计算空间计分，以及基于时间计分并基于空间计分计算与孔关联的综合计分。综合计分表示对应孔堵塞的可能性。在一个实施例中，一种检查系统包括：热成像传感器，其被构造成获取流体朝向孔脉动时具备孔的部件的热成像数据；以及，一个以上的处理器，其被构造成时间上处理热成像数据以针对对应孔计算时间计分，空间上处理热成像数据以针对对应孔计算空间计分，并且，基于时间计分并基于空间计分计算与孔关联的综合计分。综合计分表示对应孔堵塞的可能性。在一个实施例中，提供有一种用于检测涡轮叶片中冷却孔的堵塞的方法。该方法包括：获取流体朝向冷却孔脉动时涡轮叶片和冷却孔的热成像数据，时间上处理热成像数据以针对对应冷却孔计算时间计分，空间上处理热成像数据以针对对应冷却孔计算空间计分，以及基于时间计分并基于空间计分计算与冷却孔关联的综合计分。综合计分表示对应冷却孔堵塞的可能性。附图说明从参考附图阅读以下对非限制性实施例的描述中，将会更好地理解本专利技术主题，其中，下面：图1图示涡轮发动机叶片的一个示例的部分切除视图；图2图示孔检查系统的一个实施例；图3图示用于检查部件的孔的方法的一个实施例的流程图；图4图示从热成像传感器获得的热成像数据的一个示例帧；图5图示根据一个示例的时间热成像数据信号、平方并去趋势的数据信号以及孔的滤波数据信号；图6示出针对图1中示出的叶片的一部分的归一化图像；以及图7图示针对图1中示出的叶片的一部分的配准帧。具体实施方式文中描述的专利技术主题的一个以上实施例提供在空间上和时间上皆处理热成像图像数据以自动检测部件中的堵塞孔的系统和方法。在一个实施例中，所审查的孔是涡轮叶片中的冷却孔，诸如燃烧状态一叶片。替换性地，所审查的孔可以是其他孔和/或另一部件中的孔。该系统及方法可以审查部件的基于红外的视频信号的统计性质，使用定制的图像配准算法，并使用计分融合来自动检测涡轮叶片中堵塞的冷却孔。可以在时间上和空间上皆处理热成像信号，以标识哪些冷却孔堵塞。时间处理可以包括针对与冷却孔关联的像素的热成像信号历史的统计信号处理。空间处理可以包括基于热成像信号中的冷却孔所占据的像素来针对每个冷却孔位置计算汇总可能性计分。虽然文中的描述关注于在处理热成像数据时使用像素，但是，可选地，可以使用另一视频或图像数据单元，诸如体素。该系统及方法可以获取冷却流体重复脉动经过叶片中的冷却孔时涡轮叶片的热成像(如，红外)视频序列。可以获取热成像视频序列作为视频或图像数据，冷却流体可以是周期性地被强制进入冷却孔的空气。该系统及方法可以使用热成像数据的空间和时间处理两者来将视频数据减少成单个归一化图像。该单个归一化图像可以针对被审查的若干冷却孔创建，或者可以针对单个冷却孔创建。该系统及方法可以使用归一化图像来计算综合计分，综合计分然后被用以确定冷却孔是否堵塞。图1图示涡轮发动机叶片10的一个示例的部分切除视图。涡轮叶片10包括形成在叶片10中的若干冷却孔12。冷却孔12流体地联接涡轮叶片10的中空内部或腔室16。流动经过腔室16的流体20穿过涡轮叶片10的内部挡板18，并且经过冷却孔12流出成为流出流体22。流体20可以是处于升高温度的气体(诸如空气)。例如，流体20可以是比涡轮叶片10外部的环境温度更暖的空气。在审查冷却孔12期间，流体20可以高于环境温度，但可以小于包括涡轮叶片10的涡轮发动机操作期间涡轮叶片10显露到的温度。替换性地，流体20可以是处于或低于环境温度的气体。可选地，流体20可以是液体，诸如水。图2图示孔检查系统200的一个实施例。检查系统200可以被用以审查诸如涡轮叶片10的部件中的冷却孔12，并自动标识堵塞或至少部分堵塞的冷却孔12或孔12。当没有流体20能够流动经过冷却孔12时，冷却孔12可能堵塞。例如，当流体20不能通过冷却孔12从腔室16流动到涡轮叶片10外部时，冷却孔12可能堵塞。当一些流体20能够穿过冷却孔12但冷却孔12的外周边相对当冷却孔12被第一次形成时更小或减少时(如，由于通过初始涂层或通过沙、脏污、烟灰或其他污染物阻塞冷却孔12)，冷却孔12可能被部分堵塞。可选地，当冷却孔12设计成形成有指定外周边但实际上形成有更小的外周边时，冷却孔12可能被部分堵塞。通过时间上处理冷却孔12的热成像数据、空间上处理冷却孔12的热成像数据、并基于来自热成像数据的时间和空间处理的输出而标识堵塞或部分堵塞的冷却孔12，检查系统200自动标识堵塞或部分堵塞的冷却孔12。检查系统200独立地处理与热成像数据的视频序列中的每个像素(或者，其他数据或显示单元)关联的热成像数据的时域。该处理可以将(随时间变动的像素数据的)热成像数据立方折叠或以其他方式减少成具备像素值表示计分的单个归一化图像，像素值表示计分稍后被用以将冷却孔12标识为堵塞或未堵塞。热成像数据的空间处理对热成像数据配准以找出冷却孔12的位置，并基于冷却孔12的热成像响应的空间范围来针对冷却孔12计算另一计分。然后将时间和空间计分组合成综合计分，审查综合计分以将冷却孔12标识为堵塞、打开或部分堵塞。继续参考图2中示出的检查系统200，图3图示用于检查部件的冷却孔的方法300的一个实施例的流程图。方法300可以表示通过检查系统200的各个部分施行的操作，以标识完全或部分堵塞的冷却孔12，并且可选地，以在标识完全或部分堵塞的冷却孔12之后实施一个以上的响应动作。结合方法300描述的操作可以以不同于所图示和/或描述的次序的顺序或次序施行。例如，可以在文中描述的空间处理之前、之后、同时或并行地施行时间处理。可以针对从热成像传感器206输出的热成像数据的若干像素(或者其他面积或体积)中的每一个施行结合方法300描述的操作。例如，可以针对传感器206所输出的热成像数据中的每个像素分离且独立地施行结合方法300确定的计算和计分，而不管一些像素或面积是否不表示冷却孔12的温度。替换性地，可以针对传感器206所输出的热成像数据中表示冷却孔12的每个像素分离且独立地施行结合方法300确定的计算和计分，而不针对不表示冷却孔12的像素施行。在302，朝向冷却孔引导冷却流体。可以通过检查系统200的泵组件202将流体20泵送或以其他方式强制进入涡轮叶片10的腔室16。泵组件202可以包括通过一个以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测部件中的孔(12)的堵塞的方法，其特征在于，所述方法包含：获取当流体(20)朝向所述孔(12)脉动时所述部件和所述孔(12)的热成像数据；时间上处理所述热成像数据，以针对对应的所述孔(12)计算时间计分；空间上处理所述热成像数据，以针对对应的所述孔(12)计算空间计分；以及基于所述时间计分并基于所述空间计分来计算与所述孔(12)关联的综合计分，其中，所述综合计分表示对应的所述孔(12)被打开、堵塞或部分堵塞的可能性。

【技术特征摘要】
2018.04.11 US 15/950,8941.一种用于检测部件中的孔(12)的堵塞的方法，其特征在于，所述方法包含：获取当流体(20)朝向所述孔(12)脉动时所述部件和所述孔(12)的热成像数据；时间上处理所述热成像数据，以针对对应的所述孔(12)计算时间计分；空间上处理所述热成像数据，以针对对应的所述孔(12)计算空间计分；以及基于所述时间计分并基于所述空间计分来计算与所述孔(12)关联的综合计分，其中，所述综合计分表示对应的所述孔(12)被打开、堵塞或部分堵塞的可能性。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部件是涡轮叶片(10)，并且所述孔(12)是冷却孔(12)，冷却流体(20)流动经过所述冷却孔(12)，以在所述涡轮叶片(10)的操作期间冷却所述涡轮叶片(10)。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述流体(20)在重复的周期性基础上朝向所述孔(12)脉动。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包含：基于时间上处理所述热成像数据来创建所述孔(12)的归一化图像。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，针对与所述孔(12)关联的若干像素中的每一个像素计算所述时间计分。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，基于所述热成像数据的信噪比来针对所述孔(12)计算所述时间计分。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，基于所述热成像数据的去趋势值来针对所述孔(12)计算所述时间计分。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，基于去趋势的所述热成像数据的平方值来针对所述孔(12)计算所述时间计分。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，其中，时间上处理所述热成像数据包括：针对所述孔(12)对所述热成像数据的时域信号(500，502，504)去趋势并平方；将高通滤波器应用于去趋势并平...

【专利技术属性】
技术研发人员：马吉德·纳耶里，迈克尔·莱克萨，布莱恩·奈特，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US