CN102413316A - 构件完整性监测系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及构件完整性监测系统和方法。一种用于监测设置在机器内的构件(202)的完整性的监测系统(100)包括图像分析器(104)，其配置成从成像装置(206)接收图像数据(102)并且确定在该成像装置(206)的一个或多个像素中的一个或多个上入射的辐射量。该监测系统(100)还包括耦合于该图像分析器的监测器(106)，并且该监测器(106)配置成如果在该一个或多个像素中的一个或多个上的辐射量超过极限则生成警报。

Description

构件完整性监测系统和方法
技术领域
本文公开的主旨涉及监测，并且特别地涉及监测构件的完整性。
背景技术
许多类型的机器依赖压缩空气来操作。例如，典型的涡轮机组包括压缩机，其抽入空气并且压缩空气。该压缩空气提供给燃烧室(或燃烧器)。该燃烧室的热空气输出可提供给例如涡轮机来从该热空气流中提取动力。在许多情况下，在将该空气提供给压缩机之前将它过滤可是可取的。当然，许多其他类型的机器也需要过滤的空气。
发明内容
根据本发明的一个方面，公开用于监测设置在机器内的构件的完整性的监测系统。该实施例的该监测系统包括图像分析器，其配置成从成像装置接收图像数据并且确定在该成像装置的一个或多个像素中的一个或多个上入射的辐射量。该实施例的该监测系统还包括耦合于该图像分析器的监测器，其配置成如果在该一个或多个像素中的一个或多个上的辐射量超过极限生成警报。在该实施例中，该警报指示该构件已经失效。
根据本发明的另一个方面，公开监测机器的风道中的构件的方法。该实施例的方法包括：从设置在该风道内的成像装置接收图像数据，该成像数据包括与该成像装置的像素上入射的辐射量有关的信息；比较该图像数据与辐射极限；并且当该图像数据超过这些辐射极限时生成警报。
这些和其他优势和特征将通过下列与附图结合来看的说明变得更明显。
附图说明
认作本发明的主旨特别被指出并且在说明书结尾处的权利要求中清楚地被要求保护。本发明的前面的和其他特征和优势通过下列与附图结合来看的详细说明是明显的，这些附图中：
图1是根据一个实施例的监测系统的框图；
图2是在示例操作环境中的监测系统的框图；
图3是示出可从中收集信息的示例环境的框图；以及
图4是示出根据一个实施例的方法的流程图；
通过参照附图的示例，详细的说明解释本发明的实施例连同优势和特征。
具体实施方式
如上文论述的，许多类型的机器可能需要过滤空气来操作。例如，在涡轮机组中，过滤部中的一个或多个过滤器在具有污染的输入空气进入压缩机之前将它清洁。确保该过滤部中的该一个或多个过滤器在该操作期间正确操作并且不必将该机器关闭来检查这些过滤器，这是重要的。因此，本发明的一个或多个实施例针对在涡轮机组操作时监测该涡轮机组中的空气过滤器的完整性的系统和方法。
图1示出根据一个实施例的监测系统100的示例。该监测系统100一般监测构件的完整性。该监测系统100接收图像数据102。该图像数据102包括与场景有关的数字或模拟信息。在特别实施例中，该图像数据102是在成像装置的视场中的场景的数字表示。该图像数据102可从一个或多个位置中的任何位置接收。例如，在一个实施例中，该图像数据102从耦合于该监测系统100的一个或多个成像装置(没有示出)接收。在另一个示例中，该图像数据102从数据库或例如计算机盘等其他信息存储介质接收。
图示的监测系统100包括图像分析器104。在一个实施例中该图像分析器104配置成分析图像数据102。特别地，在一个实施例中，该图像分析器104配置成分析图像数据102来确定在成像装置的每个像素上入射的特定类型的辐射类型的强度。该辐射可是下列中的一个：可见光、紫外光、红外或任何其他类型的辐射。
在图1中示出的监测系统100还包括监测器106。该监测器106配置成分析由成像装置的每个像素接收的强度或辐射(如例如由图像分析器104确定的)。在一个实施例中，该监测器106配置成确定由这些像素中的任何像素接收的光量是否增加或变化了可观的量。这样的增加可指示设置在辐射和成像装置之间的构件产生孔洞或其他缺陷。
图2示出在示例环境200中的监测系统100。该环境200包括设置在流动路径204内的构件202。在一个实施例中，该流动路径204向压缩机(没有示出)提供空气。在一个实施例中，该压缩机是涡轮机组的一部分。在一个实施例中，风道形成该流动路径204。
在一个实施例中，构件202是过滤器。该过滤器可过滤空气或任何其他气体。在这样的实施例中，该过滤器可包括如在图3中示出的一个或多个过滤器部分306。每个过滤器部分固定到外壳214或在它的外边缘附近。这些过滤器部分306自己可能撕裂或可从该外壳脱离。在任一个情况下，该过滤器可被认为“失效”。
在图2中，监测系统100耦合于成像装置206。在一个实施例中，该成像装置206是拍摄装置。该成像装置206设置在流动路径204内。在操作中，空气在由箭头A指示的方向上流过流动路径204。构件202包括上游侧208和下游侧210。如在图2中示出的，因为该成像装置206相比上游侧208较靠近下游侧210，从而它在介质202的“下游”。
在图2中，辐射源212位于流动路径204内。该辐射源212可引导辐射至少部分朝向构件202的上游侧208。即，在一个实施例中，该辐射源212在构件202的上游。
辐射源212可是单个元件或可包括多个个体源。在一个实施例中，辐射源212可采用形成光的形式产生辐射。该光可是任何类型的光，例如紫外、红外或可见光等。
成像装置206测量通过构件202的辐射量。在构件202中形成孔洞的情况下，该孔洞将充当增加的辐射通过的位置。该孔洞可指示构件202中的撕裂或构件202从它的外壳214剥离。
在备选实施例中，成像装置206设置在介质202的上游并且辐射源212设置在介质202的下游。此外，尽管图2中示出监测系统100耦合于成像装置206，应该理解这样的连接是可选的。实际上，监测系统100可从成像装置206间接地接收信息。例如，监测系统100可接收已经存储在盘或其他存储介质上的或已经传送通过一个或多个中间装置的来自成像装置206的信息。
在操作中，辐射源212引导辐射朝向构件202。当然，该辐射可以被引导朝向例如镜子(没有示出)等反射表面，该反射表面然后将它引导到构件202。这样的设置可允许主动控制引导该辐射。当构件202处于正常(未失效)状态时，该辐射中的一定量从上游侧208传递到下游侧210。在一个实施例中，该量可以在零到上阈限的范围中。成像装置206测量从上游侧208传递到下游侧210的辐射的量。监测系统100从成像装置206周期性地接收该信息并且确定辐射的量是否已经增加到超出阈值水平。如果这样，可提供指示给外部源。在一个实施例中，在涡轮机组的操作期间实时提供该信息。在另一个实施例中，当该涡轮机组不在运行时提供该信息。
图3示出监测系统100可从中接收信息的备选实施例。如示出的，监测系统100耦合于多个拍摄装置302。尽管图3图示拍摄装置302，应该理解这些拍摄装置302可由任何类型的成像装置代替。这些拍摄装置302中的每个通过通信链路303耦合于监测系统100。在一个实施例中，该通信链路303可由分别将每个拍摄装置302连接到监测系统100的个体电线或纤维(例如，光纤)形成。在另一个实施例中，该通信链路303是总线。在再另一个实施例中，该通信链路303由无线连接形成。另外，尽管这些拍摄装置302被示为直接连接到监测系统100，应该理解其他元件可在这些拍摄装置302和如上文描述的监测系统之间。
每个拍摄装置302取向为接收从辐射源212发射并且通过多区域构件304的辐射(例如，光)。在该示例中，该构件304是过滤器，其包括多个过滤器区域306。从而，在该示例中，第一拍摄装置302a设置成接收通过第一过滤器区域306a的辐射，第二拍摄装置302b设置成接收通过第二过滤器区域306b的辐射，第三拍摄装置302c设置成接收通过第三过滤器区域306c的辐射，并且第四拍摄装置302d设置成接收通过第四过滤器区域306d的辐射。
在构件304产生例如孔洞308等瑕疵的情况下，引导于包含孔洞308的区域(区域306a)的拍摄装置302a将接收比其他拍摄装置302更多的辐射(由射线310指示)。基于该增加的辐射并且利用对哪个拍摄装置302引导于哪个过滤器区域306的了解，监测系统100可确定哪个过滤器区域306包括缺陷。哪个过滤器区域306包括缺陷的确定可是有益的，因为在操作期间用眼睛看出哪个过滤器可能已经失效可是非常困难的。当然，该缺陷可以在两个过滤器区域306的接合处存在。在这样的情况下，两个或多个拍摄装置可记录到辐射中的增加。
可实现对图3中示出的系统的许多修改而不偏离本发明。例如，另外的第二构件可设置在构件304和拍摄装置302之间。该第二构件可具有高透气性，具有在施加的辐射下更可检测到的物质或颜色并且可是可清洁的并且比构件304更结实或持久。例如，第二构件可是涂漆金属丝网。在另一个实施例中，灰尘或其他物质可以在构件304的上游注入空气流，其在由辐射源212提供的辐射下是特别可见的。在另一个实施例中，该辐射源212或该一个或多个拍摄装置302中任一个或两者可以移动，使得它们跨构件304扫描。如此，可以获得对泄漏位置增加的灵敏度。
在再另一个实施例中，辐射源212可实现为源阵列。在这样的实施例中，可以一次打开该辐射源212阵列中的一个。如此，单个拍摄装置或多个拍摄装置302可能够更准确地确定泄漏的位置。
图4是根据一个实施例的方法的流程图。图4中示出的该方法可例如在监测系统100(图1-3)中进行。
在框402接收图像数据。该图像数据可从成像装置直接接收或通过另一个装置从该成像装置间接接收。该成像数据可从一个或从多个成像装置接收。在一个实施例中，该图像数据包括在该成像装置的每个像素上入射的辐射量的指示。当然，该成像数据可以包括例如颜色和时间指示符等其他信息。
在框404分析成像数据。在一个实施例中，该分析包括确定每个像素的辐射水平。当然，可以利用例如神经式网络等其他分析工具来分析这些辐射水平。
在框406将分析的数据与预存储或另外配置的极限比较。这些极限可与可接受的接收辐射的量、从初始水平的变化或变化率等有关。在一个实施例中，这些极限与在每个像素接收的光量有关。
在框408，确定是否已经超过这些极限中的任何极限。如果已经超过这些极限，它指示设置在成像装置和辐射源之间的构件的失效。例如，在构件是过滤器的情况下，通过它的光量中的增加可指示该过滤器中具有孔洞。
在已经超过这些极限的情况下，在框410生成警报。这样的警报可直接提供给操作员或另一个系统或记录供以后使用。在没有超过这些极限的情况下，过程结束并且当接收新图像数据时可重新开始。
应该理解尽管术语“第一”、“第二”等用于清楚地识别系统100中的某些装置，在附上的权利要求中，某些装置的排序和命名可根据上下文变化。
为支持本文的教导，可使用各种分析部件，包括数字和/或模拟系统。该系统可具有例如处理器、存储介质、存储器、输入、输出、通信链路(有线、无线、脉冲mud、光学或其他)、用户界面、软件程序、信号处理器(数字或模拟)等部件和其他这样的部件(例如，电阻器、电容器、电感器和其他)来采用本领域内充分意识到的若干方式中的任何方式提供本文公开的设备和方法的操作和分析。认为这些教导可但不必须与存储在计算机可读介质上的计算机可执行指令集结合实现，该计算机可读介质包括存储器(ROM、RAM)、光学(CD-ROM)或磁性(盘、硬盘驱动器)或当执行时使计算机实现本发明的方法的任何其他类型。除该公开中描述的功能外，这些指令还可提供设备操作、控制、数据采集和分析以及由系统设计者、所有者、用户或其他这样的人员认为相关的其他功能。因此，本发明的实施例包括在计算装置中实现的监测系统，其基于由成像装置接收的辐射量确定构件中的失效是否已经发生。
尽管本发明仅连同有限数量的实施例详细描述，应该容易理解本发明不限于这样公开的实施例。相反，本发明可以修改以包含此前未描述的许多变化、改动、替代或等同设置，但其与本发明的精神和范围相当。另外，尽管描述了本发明的各种实施例，要理解本发明的方面可仅包括描述的实施例中的一些。因此，本发明不被视为由前面的说明限制，而仅由附上的权利要求的范围限制。
部件列表
100   监测系统        102    图像数据
104   图像分析器      106    监测器
200   操作环境        202    构件
204   流动路径        206    成像装置
208   上游侧          210    下游侧
212   辐射源          214    外壳
302   拍摄装置        302a   第一拍摄装置
302b  第二拍摄装置    302c   第三拍摄装置
302d  第四拍摄装置    303    通信链路
304    多区域构件        306    过滤器部分
306a   第一过滤器区域    306b   第二过滤器区域
306c   第三过滤器区域    306d   第四过滤器区域
308    包含孔洞的区域    310    射线
402    框                404    框
406    框                408    框
410    框

Claims (10)

1.一种用于监测设置在机器内的构件(202)的完整性的监测系统(100)，所述监测系统(100)包括：
图像分析器(104)，其配置成从成像装置(206)接收图像数据(102)并且确定在所述成像装置(206)的一个或多个像素中的一个或多个上入射的辐射量；以及
耦合于所述图像分析器(104)的监测器(106)，其配置成如果在所述一个或多个像素中的一个或多个上的辐射量超过极限则生成警报，所述警报指示所述构件(202)已经失效。
2.如权利要求1所述的监测系统(100)，其中所述构件(202)是设置在所述机器的空气入口内的空气过滤器。
3.如权利要求1所述的监测系统(100)，其中所述成像装置(206)是拍摄装置。
4.如权利要求1所述的监测系统(100)，其中所述辐射是光。
5.如权利要求1所述的监测系统(100)，与下列结合：
所述构件(202)；
辐射源(212)，其将辐射引导于所述构件(202)和所述成像装置(206)，所述成像装置(206)设置在所述构件(202)的下游。
6.一种监测机器的风道中的构件(202)的方法，所述方法包括：
从设置在所述风道内的成像装置(206)接收图像数据(102)，所述成像数据(102)包括与所述成像装置(206)的像素上入射的辐射量有关的信息；
比较所述图像数据(102)与辐射极限；以及
当所述图像数据超过所述辐射极限时生成警报。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述成像装置(206)是拍摄装置(302)。
8.如权利要求6所述的方法，进一步包括：
将辐射源(212)放置在所述风道内；以及
用所述辐射源(212)照射所述构件(202)的上游侧(208)；
其中所述成像装置(206)位于所述构件(202)的下游侧(210)上。
9.如权利要求6所述的方法，进一步包括：
将辐射源(212)放置在所述风道内；以及
用所述辐射源(212)照射所述构件(202)的下游侧(210)；
其中所述成像装置(206)位于所述构件(202)的上游侧(208)上。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述辐射源(212)产生可见光、紫外光和红外光中的一个。
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