[發(fā)明專利]渦輪機(jī)引擎熱成像系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210028495.X
• 申請日: 2012-01-31
• 公開（公告）號: CN102620839A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·巴納吉;S·麥蒂;R·錢德拉塞哈蘭;S·喬治;A·拉莫罕
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01J5/06
• 分類號: G01J5/06;G01M15/14
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術(shù)領(lǐng)域

本文公開的主旨涉及渦輪機(jī)引擎熱成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

某些燃?xì)鉁u輪機(jī)引擎包括具有觀察口的渦輪機(jī)，這些觀察口配置成便于監(jiān)測渦輪機(jī)內(nèi)的各種部件。例如，測溫系統(tǒng)可通過這些觀察口接收輻射信號來測量該渦輪機(jī)的熱氣路徑內(nèi)的某些部件的溫度。該測溫系統(tǒng)可包括配置成測量紅外光譜內(nèi)的輻射的傳感器，以及配置成將該輻射測量轉(zhuǎn)換成這些部件的溫度圖的控制器。遺憾地，這些部件的發(fā)射率中的變化可能干擾溫度計算。例如，發(fā)射率可能由于溫度中的改變、這些部件上殘留物的累積、渦輪機(jī)部件的氧化和/或在觀察口窗口上的灰塵積累而隨時間變化。因此，在某些情況下，采用紅外測量來計算溫度可產(chǎn)生這些部件的不準(zhǔn)確溫度圖。

另外，由于某些渦輪機(jī)部件(例如，渦輪機(jī)葉片)的高速旋轉(zhuǎn)，可采用具有短積分時間的拍攝裝置來捕捉這些部件的圖像。例如，可采用具有大約1微秒的積分時間的拍攝裝置來捕捉以大約50Hz旋轉(zhuǎn)的渦輪機(jī)葉片的圖像。該短積分時間使該拍攝裝置能夠捕捉高空間分辨率圖像。遺憾地，這樣的拍攝裝置可是非常昂貴的。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，系統(tǒng)包括配置成與渦輪機(jī)的內(nèi)部光學(xué)通信的成像系統(tǒng)。該成像系統(tǒng)包括至少一個拍攝裝置，其配置成接收該渦輪機(jī)的該內(nèi)部內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部件的多個可視光譜圖像，并且輸出指示每個可視光譜圖像的二維強(qiáng)度輪廓的信號。該成像系統(tǒng)還包括控制器，其通信耦合于該至少一個拍攝裝置并且配置成基于這些信號確定該旋轉(zhuǎn)部件的二維溫度圖。該成像系統(tǒng)配置成使用第一積分時間捕捉該旋轉(zhuǎn)部件的第一可視光譜圖像，使用第二積分時間(不同于該第一積分時間)捕捉該旋轉(zhuǎn)部件的第二可視光譜圖像，并且從該第二可視光譜圖像扣除該第一可視光譜圖像來獲得差分圖像。

在另一個實施例中，系統(tǒng)包括成像系統(tǒng)，其配置成使用第一積分時間捕捉渦輪機(jī)的內(nèi)部內(nèi)的旋轉(zhuǎn)部件的第一圖像，使用第二積分時間(不同于該第一積分時間)捕捉該渦輪機(jī)的該內(nèi)部內(nèi)的該旋轉(zhuǎn)部件的第二圖像，并且從該第二圖像扣除該第一圖像來獲得差分圖像。

在另外的實施例中，系統(tǒng)包括配置成與渦輪機(jī)的內(nèi)部光學(xué)通信的成像系統(tǒng)。該成像系統(tǒng)包括拍攝裝置，其配置成接收該渦輪機(jī)的該內(nèi)部內(nèi)的部件的可視光譜圖像，并且輸出指示該可視光譜圖像的二維強(qiáng)度輪廓的信號。該成像系統(tǒng)還包括控制器，其通信耦合于該拍攝裝置并且配置成基于這些信號確定該部件的二維溫度圖。

附圖說明

當(dāng)下列詳細(xì)說明參照附圖(其中所有圖中相似的符號代表相似的部件)閱讀時，本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)勢將變得更好理解，其中：

圖1是包括成像系統(tǒng)的渦輪機(jī)系統(tǒng)的實施例的框圖，該成像系統(tǒng)配置成基于可視光譜圖像確定渦輪機(jī)部件的二維溫度圖，和/或計算該部件的高空間分辨率差分圖像；

圖2是示范性渦輪機(jī)段的剖視圖，其圖示可由成像系統(tǒng)的實施例監(jiān)測的各種渦輪機(jī)部件；

圖3是具有控制器的成像系統(tǒng)的實施例的示意圖，該控制器配置成接收指示渦輪機(jī)部件的可視光譜圖像的信號，并且基于這些信號確定二維溫度圖；以及

圖4是具有控制器的成像系統(tǒng)的實施例的示意圖，該控制器配置成基于第一和第二圖像(每個具有不同的積分時間)計算渦輪機(jī)部件的差分圖像。

具體實施例

將在下文描述一個或多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡潔描述，可不在該說明書中描述實際實現(xiàn)的所有特征。應(yīng)該意識到在任何這樣的實際實現(xiàn)的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計項目中，必須做出許多實現(xiàn)特定的決定以達(dá)到開發(fā)者的特定目標(biāo)，例如遵守系統(tǒng)相關(guān)和業(yè)務(wù)相關(guān)的約束等，這些約束可在實現(xiàn)之間變化。此外，應(yīng)該意識到這樣的開發(fā)努力可能是復(fù)雜并且耗時的，但對于具有該公開的利益的那些普通技術(shù)人員仍將是設(shè)計、生產(chǎn)和制造的例行任務(wù)。

當(dāng)介紹本文公開的各種實施例的要素時，冠詞“一”、“該”和“所述”意在表示存在要素中的一個或多個。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”意在為包括性的并且表示可存在除列出的要素外的附加要素。