[發(fā)明專利]用于構(gòu)件的定位系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611167111.7
• 申請日: 2016-12-16
• 公開（公告）號: CN106969734B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: Y.E.奧斯特克;S.H.伊奇利;M.于瓦拉克利奧盧;B.J.杰曼;J.L.伯恩塞德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 嚴(yán)志軍;傅永霄

提供了一種用于構(gòu)件(10)的定位系統(tǒng)(100)和方法(200)。構(gòu)件(10)具有外表面(11)。方法(200)包括通過分析構(gòu)件(10)的圖像(212)以獲得表面特征(30)的X軸線數(shù)據(jù)點(214)和Y軸線數(shù)據(jù)點(216)來沿X軸線(50)和Y軸線(52)定位配置在外表面(11)上的表面特征(30)。方法(200)還包括沿Z軸線(54)直接地測量表面特征(30)，以獲得表面特征(30)的Z軸線數(shù)據(jù)點(222)，其中X軸線(50)、Y軸線(52)和Z軸線(54)相互正交。方法(200)還包括計算表面特征(30)的縱傾值(234)、側(cè)傾值(232)或橫擺值(64)中的至少兩個。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開內(nèi)容大體上涉及用于構(gòu)件的定位系統(tǒng)及方法，并且更具體地涉及便于改善構(gòu)件上的定位和后續(xù)操作(諸如，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)于構(gòu)件的定位)的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

在各種應(yīng)用中，通常期望的是構(gòu)件和構(gòu)件上的表面特征的一致且準(zhǔn)確地定位。構(gòu)件和其上的表面特征的定位可便于在構(gòu)件和表面特征上或?qū)?gòu)件和表面特征執(zhí)行的后續(xù)操作。

其中期望一致且準(zhǔn)確的定位的一個應(yīng)用是在其中構(gòu)件經(jīng)歷許多極端條件(例如，高溫、高壓、大應(yīng)力負(fù)載等)的應(yīng)用中。隨著時間過去，設(shè)備的獨立構(gòu)件可遭受可縮短構(gòu)件的使用壽命的蠕變和/或變形。例如，此類問題可適于一些渦輪機，諸如燃?xì)廨啓C系統(tǒng)。在渦輪機的操作期間，渦輪機內(nèi)且特別是渦輪機的渦輪區(qū)段內(nèi)的各種構(gòu)件(共同稱為渦輪構(gòu)件)(諸如渦輪葉片)可經(jīng)歷高溫和高應(yīng)力引起的蠕變。對于渦輪葉片，蠕變可促使整個葉片的部分伸長，使得葉片末梢接觸靜止結(jié)構(gòu)(例如，渦輪殼)，且可能在操作期間引起不需要的振動和/或降低性能。

因此，可針對蠕變監(jiān)測諸如渦輪構(gòu)件的構(gòu)件。針對蠕變監(jiān)測構(gòu)件的一個途徑在于將應(yīng)變傳感器配置在構(gòu)件上，且以各種間隔分析應(yīng)變傳感器來監(jiān)測與蠕變應(yīng)變相關(guān)聯(lián)的變形。此途徑的一個缺陷在于，用于分析應(yīng)變傳感器的設(shè)備必須在應(yīng)變傳感器的各次分析期間定位在關(guān)于應(yīng)變傳感器的特定位置，以防止此類定位中的不一致引起的引入變形分析中的任何誤差。此定位可能耗時且昂貴，因此導(dǎo)致變形監(jiān)測過程中的低效。

構(gòu)件和其上的表面特征的一致且準(zhǔn)確的定位的需要不限于應(yīng)變傳感器和渦輪構(gòu)件應(yīng)用。此需要存在于其它構(gòu)件應(yīng)用中。例如，限定在構(gòu)件的外表面中的冷卻孔的準(zhǔn)確且一致的探測是期望的，諸如用于遮蓋目的。而且，施加到構(gòu)件的外表面上的殘余涂層的準(zhǔn)確且一致的探測是期望的，諸如用于除去目的。

因此，便于改善的定位和后續(xù)操作(諸如，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)關(guān)于構(gòu)件的定位)的用于構(gòu)件的備選定位系統(tǒng)和方法是期望的。具體而言，提供表面特征(諸如應(yīng)變傳感器、冷卻孔、涂層等)的有效且準(zhǔn)確的探測的系統(tǒng)和方法將是有利的。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的方面和優(yōu)點將在以下描述中部分地闡明，或可從描述中清楚，或可通過實施本發(fā)明理解到。

按照本公開內(nèi)容的一個實施例，提供了一種用于構(gòu)件的定位方法。構(gòu)件具有外表面。該方法包括通過分析構(gòu)件的圖像以獲得表面特征的X軸線數(shù)據(jù)點和Y軸線數(shù)據(jù)點來沿X軸線和Y軸線定位配置在外表面上的表面特征。該方法還包括沿Z軸線直接地測量表面特征來獲得表面特征的Z軸線數(shù)據(jù)點，其中X軸線、Y軸線和Z軸線相互正交。該方法還包括計算表面特征的縱傾值、側(cè)傾值或橫擺值中的至少兩個。

按照本公開內(nèi)容的另一個實施例，提供了一種用于構(gòu)件的定位方法。構(gòu)件具有外表面。該方法包括通過執(zhí)行構(gòu)件的圖像的像素分析以獲得表面特征的X軸線數(shù)據(jù)點和Y軸線數(shù)據(jù)點來沿X軸線和Y軸線定位配置在外表面上的表面特征。該方法還包括沿Z軸線直接地測量表面特征來獲得表面特征的Z軸線數(shù)據(jù)點，其中X軸線、Y軸線和Z軸線相互正交。該方法還包括基于X軸線數(shù)據(jù)點、Y軸線數(shù)據(jù)點和Z軸線數(shù)據(jù)點來計算表面特征的縱傾值和側(cè)傾值。