CN104797918B - 燃气轮机燃烧室段内的在线光学监测系统与方法 - Google Patents
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Abstract
一种在线光学检查和监测系统外装到燃烧室外壳内的现有人孔检修通道上。具有光学窗口的替换人孔盖安装到燃烧室外壳上。一个或多个光学摄像头处于使摄像头的视野(FOV)透过人孔盖的光学窗口的朝向。把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置处(例如在自动化运动控制系统的控制下移动)，并捕获图像。把多个图像合成为合成图像，该合成图像可包含燃烧室段内的整个过渡部件的图像。可捕获可视图像和/或红外(IR)热图像。把热图像信息与部件温度关联起来。利用图像信息确定被成像部件的振动特性。
Description
对相关申请的交叉引用
本专利申请要求于2012年8月23日提交的名称为“On-Line MonitoringOf TheCold Side Of Gas Turbine Transitions(燃气轮机过渡部件冷侧的在线监测)”的未决美国临时专利申请61/692,416的权益，该临时专利申请的内容通过引用并入本文。
本专利申请还通过引用并入于2012年8月22日提交的名称为“SystemFor RemoteVibration Detection On Combustor Basket And Transiation In Gas Turbines(燃气轮机中的燃烧室火焰筒和过渡部件的遥控振动检测系统)”的共有未决美国专利申请13/591,635的完整内容。
技术领域
本发明涉及燃气轮机燃烧室段内的在线光学监测，尤其涉及一种在燃烧室人孔检修通道之外的具有光学窗口的人孔盖上安装一个或多个光学摄像头的光学系统和检查方法。外部摄像头的视野处于透过光学窗口的朝向，并捕获燃烧室段内部部件(例如过渡部件)的图像。图像信息用于检查、监测和/或描绘燃烧室段内的可观测的结构状况、振动和/或温度分布之中的一个或多个。
背景技术
燃气轮机燃烧室段内部(尤其是过渡部件)的稳态和瞬态温度和/或振动特性的监测是涡轮机设计、确认和操作的所需工具。这些部件易受燃烧气体动力学诱发的瞬态温度和振动激励的影响。在给定的效率和排放指标下，燃气轮机的运转需要设计和操作方法的平衡，以保持效率，满足排放标准，并避免因不应有的燃烧动力学特性而导致的振动和/或热损害。因此，在燃气轮机的设计和后续的现场操作过程中，对可能损害燃烧室部件(例如过渡部件)的瞬态或稳态的燃烧热力特性和振动特性进行监测比较有利。
尤其是，由于燃烧室内的局部压力和温度条件，难以使用仪器对燃烧室过渡部件进行在线振动和热力监测。已知的燃烧特性监测仪器包括布置在燃烧室内的独立热电偶或热电偶阵列，它们把温度和/或温度变化与燃烧特性关联起来。但是，即使一系列热电偶提供多个不连续位置的局部温度信息，也不一定能通过外推来确定不具有热电偶的其它燃烧室位置的温度状况。嵌入在燃烧室段内的在线监测仪器处于温度和压力比燃烧室段之外的环境条件更高的环境。嵌入仪器易受高温高压燃烧气体的损害，导致其使用可靠性降低，并且使用寿命缩短。当嵌入仪器失效时，需要停止发动机，因而需要中断运转，以便对其进行拆卸或更换。
其它已知的燃气轮机燃烧室段温度和振动监测仪器可确定监测点的局部特性。但是，像热电偶阵列一样，在多个不连续位置获得的局部信息不一定能进行外推，以确定其它燃烧室位置的类似信息。已知的局部温度和振动监测仪器传感器包括：嵌入式压力传感器(例如压电换能器)、嵌入式和外装式加速度计、以及把火焰发光与燃烧热声振动特性关联起来的光学系统。前述的于2012年8月22日提交的名称为“SystemFor Remote VibrationDetection On Combustor Basket And Transiation In Gas Turbines(燃气轮机中的燃烧室火焰筒和过渡部件的遥控振动检测系统)”的共有未决美国专利申请13/591,635揭示了一种外装式光子发射器和接收器，这种装置反射燃烧室段内表面的光子，并把反射量与内部振动特性关联起来。外装式发射器和接收器使光子穿过附着在检查口等结构上的光学窗口。业界还提出了利用后向散射、衍射或相位多普勒原理的其它激光光学传感器，用于监测燃烧室内的冷却水注入量和液滴分布。
因此，需要一种能够检查、监测和/或描绘燃烧室段内(例如沿燃烧室过渡部件的长度)的可视图像、振动和/或温度分布之中的一个或多个的在线燃气轮机燃烧室段光学图像监测系统。
还需要一种可外装到燃气轮机燃烧室上而无需改变外壳结构的在线燃气轮机燃烧室段光学图像监测系统。
另外，还需要一种从某个观察位置沿燃烧室段的很长一段扫描和收集图像信息的在线燃气轮机燃烧室段光学图像监测系统。
发明内容
因此，本发明目的之一是产生一种能够检查、监测和/或描绘燃烧室段内(例如沿燃烧室过渡部件的长度)的可视图像、振动和/或温度分布之中的一个或多个的在线燃气轮机燃烧室段光学图像监测系统。
本发明之另一目的是产生一种可外装到燃气轮机燃烧室上而无需改变外壳结构的在线燃气轮机燃烧室段光学图像监测系统。
本发明之再一目的是产生一种从某个观察位置沿燃烧室段的很长一段扫描和收集图像信息的在线燃气轮机燃烧室段光学图像监测系统。
本发明的这些目的和其它目的是通过一种外装到燃烧室外壳内的现有人孔检修通道上的在线运转燃气轮机燃烧室段光学检查和监测系统来实现的。具有光学窗口的替代人孔盖安装到燃烧室外壳上。一个或多个光学摄像头处于使摄像头的视野(FOV)透过人孔盖的光学窗口的朝向。把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置处(例如在自动化运动控制系统的控制下移动)，并捕获图像。把多个图像合成为合成图像，该合成图像可包含燃烧室段内的整个过渡部件的图像。可捕获可视图像和/或红外(IR)热图像。热图像信息可与通过使用已知的辐射涂料或其它测量仪器(例如视野(FOV)热电偶)对摄像头进行校准而获得的实际温度信息关联起来。通过把具有交叠视野的图像拼合在一起，可产生过渡部件等部件的合成热图像。可利用可视图像信息来确定被成像部件的振动特性以及是否存在氧化现象，并对视野内的部件进行目检。
本发明的实施例涉及一种工业燃气轮机燃烧室段在线光学运转监测方法。该方法包括：把具有光学窗口的定制人孔盖耦合到燃烧室段的检修人孔上。位于人孔外的光学摄像头处于透过光学窗口观察的朝向，以便其能够捕获燃烧室段内的被研究区域的图像。把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置，并在每个位置捕获图像。把捕获的图像合成为合成图像。摄像头的视野可在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件移动，以形成合成图像。使用经过校准的红外摄像头对被研究区域进行遥控温度监测。还可使用经过空间校准的可见光摄像头监测被研究区域的相对运动，并把运动与位移关联起来，从而对被研究区域进行遥控振动监测。然后，可使用已知的帧速率进行快速傅立叶变换或离散傅里叶变换，以确定振动频率。红外和可见光摄像头可以同时使用。摄像头可利用由分束镜提供的共享公共光路，以便叠加来自于两摄像头的图像。图像可在自动化运动与摄影头控制系统的控制下获得。此光学监测系统应保持在冷却系统外罩内。
另一个实施例涉及一种工业燃气轮机燃烧室段在线光学运转监测系统，该系统包括：具有光学窗口并适合于耦合至燃烧室段检修人孔的人孔盖；位于人孔之外的光学摄像头，摄像头的视野(FOV)处于透过光学窗口的朝向，从而视野能够捕获燃烧室段内的被研究区域的图像。该系统还包括：耦合至摄像头、用于把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置的运动控制驱动系统；以及耦合至运动控制系统和摄像头、用于使运动控制驱动系统定位摄像头并捕获每个位置的相应图像的控制系统。图像处理系统把捕获的各个图像合成为合成图像。
另一个实施例涉及一种工业燃气轮机燃烧室段在线光学运转监测系统，该系统包括具有光学窗口并适合于耦合到燃烧室段检修人孔上的人孔盖。组成一对的红外摄像头和可见光谱摄像头耦合至共享的公共光路分束镜，两摄像头具有同一个共享视野(FOV)。两摄像头都位于人孔外，其共享视野处于透过光学窗口的朝向，从而使两摄像头能够捕获燃烧室段内的相同被研究区域的图像。相应的遥控调焦系统耦合至每个摄像头。运动控制驱动系统耦合至摄像头和分束镜，用于把共享的摄像头视野沿平移、滚动和俯仰运动轴移动至燃烧室段内的多个位置。控制系统耦合至运动控制系统、各个遥控调焦系统和各个摄像头，用于使运动控制驱动系统沿选定的路径定位视野，以捕获每个位置的相应图像。图像处理系统把各个捕获图像合成为合成图像，该合成图像可包含源于由红外摄像头捕获的图像强度信息的温度信息、以及源于由可见光谱摄像头捕获的运动信息的振动频率信息。人孔外的冷却外罩围住摄像头和运动控制系统。冷却系统(例如空调装置)耦合至外罩，使冷却液在外罩内循环。
本领域技术人员能够以任意组合方式共同或独立地应用本发明之目的和特性。
附图说明
通过参照附图研究以下详细说明，能够轻松理解本发明之教导。在附图中：
图1是本发明的一个示例性在线光学运转监测系统的示意性透视图；
图2是图1的示例性在线光学运转监测系统对燃气涡轮过渡部件进行检查时的示意性轴向立面图；
图3是在图2的示例性在线光学运转监测系统对燃气涡轮过渡部件进行检查时沿其截面3-3截取的示意性径向截面图；
图4是与本发明的在线光学运转监测系统结合使用的带光学窗口和照明口的人孔盖的平面图；
图5是沿图4的人孔盖的截面5-5截取的立面截面图；
图6是在本发明的在线光学运转监测系统中使用的一个示例性运动控制系统的示意性透视图，其中，摄像头系统和其护盖以虚线示出；
图7是与本发明的在线光学运转监测系统结合使用的一个示例性摄像头系统的立面图；以及
图8是与本发明的在线光学运转监测系统结合使用的一个示例性控制系统的示意性框图。
为了便于理解，如存在，则使用相同的标号来指示附图中共有的相同元件。
具体实施方式
在研究以下说明后，本领域技术人员能够清晰了解：本发明之教导可轻松用于外装在燃烧室外壳中的现有人孔检修通道上的在线运转燃气轮机燃烧室段光学检查和监测系统，而无需对现有燃烧室外壳进行修改。具有光学窗口的替代人孔盖安装到燃烧室外壳上。一个或多个光学摄像头布置在燃烧室外壳之外，摄像头的视野(FOV)透过人孔盖的光学窗口，向燃烧室段内部观察。把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置处(例如在自动化运动控制系统的控制下移动)，并捕获图像。在图像处理系统中，对多个图像进行合成，以形成合成图像，合成图像例如可包含燃烧室段的整个过渡部件的图像。可捕获可视图像和/或红外(IR)热图像。热图像信息可与从其它测量仪器(例如热电偶)获得的实际温度信息关联起来，并且可产生部件(例如过渡部件)的合成热图像。图像信息可用于确定被成像部件的振动特性。
图1至图3示出了一个示例性燃烧室段壳体或外壳20，包括人孔22检修通道口。替代人孔盖24通过紧固件(未示出)耦合到人孔通道口22上，并包括光学窗口26。人孔盖24把燃烧室段与周围环境隔开。在线光学监测系统30优选包括冷却外罩32，该外罩用于把系统从燃气轮机燃烧室段外壳20周围的相对高温环境隔离，并且该系统还包括在外罩内提供冷却液的冷却系统34。比较合适的冷却系统是便携式空调系统。包含一个或多个摄像头的光学摄像头系统40相对于人孔盖24设置，使得摄像头的视野(FOV)透过人孔盖的光学窗口26。把摄像头系统的视野移动至燃烧室段内的多个位置，并在每个所需位置捕获图像，优选在自动化运动控制系统50的控制下进行图像捕获。示例性运动控制系统50能够沿四个轴移动：平移轴X和Y、枢转滚动轴R和枢转俯仰轴P。还可以增加其它运动轴，或者使用其它运动轴代替所述的任何示例性轴。
在图2和图3中示出了示例性燃烧室过渡部件28。捕获的图像在图像处理系统中处理，该图像处理系统可把捕获的各个图像合成为一个或多个合成图像，包括过渡部件28的合成图像。如图3所示，通过使用自动化运动控制系统50有选择性地使摄像头系统40平移和枢转，可以透过光学窗口26同时扫描和拍摄两个过渡部件28。当燃气轮机运转时，过渡部件28被燃烧气体加热，并以频率f振动。热电偶T或布置为阵列的多个热电偶附接至燃烧室火焰筒上或布置在过渡部件28内(如图所示)，并通过电缆78分别向系统控制站70提供局部温度信息。
图4和图5示出了一个耦合至人孔22的外缘上并具有光学窗口26的示例性人孔盖24。人孔盖24还具有用于接收照明灯49的一个或多个孔口28，照明灯49与可见光摄像头检查结合使用。安装板36耦合至人孔盖24上，或耦合至有助于使光学检查系统30的视野处于透过光学窗口26的朝向的任何其它可代替的外部安装结构上。
示例性光学检查系统30的运动控制系统50在图6的透视图中示出。监测系统和护盖32以及空调冷却系统34以虚线示出。运动控制系统具有可耦合至安装板36上的平移台51。X轴运动小车52有助于沿X轴运动。类似地，Y轴运动小车53有助于沿Y轴运动。摄像头系统框架54以可滑动的方式与布置在滚柱上的弧形轨道56结合，这有助于摄像头系统的视野沿滚动轴R枢转定位。俯仰弧形轨道58耦合至摄像头系统框架54上。类似地，摄像头系统具有摄像头安装座41(参见图7)，该摄像头安装座以可滑动的方式与布置在滚柱上的俯仰弧形轨道58结合，这有助于摄像头系统的视野沿俯仰轴P枢转定位。可使用其它已知的运动控制部件和可替代运动轴来代替示例性运动控制系统50。各个运动控制定位驱动装置60、62、64和66有助于沿相应的滚动(R)、X和Y平动、以及俯仰(P)运动轴有选择性地定位摄像头系统40及其视野。
图7示出了一个示例性摄像头系统40。摄像头安装座41耦合至运动控制系统50，用于有选择性地沿光路OP控制摄像头视野的朝向。一个或多个光学摄像头耦合至摄像头安装座41上，每个摄像头可具有独立的光路和视野。在此示例性摄像头系统40中，一对可见光谱摄像头42和一个红外IR光谱摄像头44共享透过光束分束镜46(例如反射可见光谱且透传红外光谱的“冷镜”分束镜)的公共光路OP和视野。每个摄像头42、44分别具有如附图所示的遥控调焦系统43、45。遥控调焦可由机电系统进行，也可由图像处理系统中的软件进行。红外摄像头具有中性密度滤光镜48，该中性密度滤光镜48包括遥控滤光轮，用于调节摄像头接收的红外辐射强度。
图8中示出了光学监测系统30的一个示例性控制系统。控制系统70利用与摄像头系统40和运动控制系统50通讯的已知控制器71(例如工业可编程逻辑控制器或个人计算机)。更具体地说，控制器71向各个可见光和红外摄像头/聚焦系统42/43和44/45发送图像捕获和聚焦命令，并从它们接收捕获的图像。控制器71有选择性地驱动红外摄像头的滤光轮，以调节红外摄像头接收的红外辐射强度。当使用可见光摄像头时，它还有选择性地驱动照明灯49，并且，当使用红外摄像头时，它会停用照明灯。控制器71还向运动控制系统定位驱动装置60-66发送运动命令。另外，控制器71直接或间接地从一个或多个热电偶T接收运转温度信息。可选地，可以利用控制器71来控制空调冷却系统34。控制器71的指令和控制功能可利用一个或多个已知反馈回路。控制器71通过电缆78与受控装置42、43、44、45、48、60-66和可选的冷却系统34或热电偶T通讯，当然，也可建立其它类型的已知通讯途径，包括无线或光纤通讯。
控制器71利用处理器72和操作系统，操作系统访问并实现存储在内部或可远程访问的存储器74中的非瞬态指令软件指令集。示例性的存储指令集有选择性地把摄像头图像获取和控制功能140(例如，图像捕获、摄像头聚焦、红外滤光镜调节和/或灯照明)、运动控制功能150、图像处理功能160、振动监测功能165、温度监测功能170和空调控制功能134之中的一个或多个功能结合起来。控制系统70能够通过通讯装置76与一个或多个人机接口80或远程设备82(例如其它数据处理系统、涡轮操作控制系统、远程服务监控系统、数据存储设备等)进行外部/远程通讯。可以利用硬接线单向或双向通讯、数据总线、互联网、内联网、局域网和无线通讯(例如WLAN或WWAN)等外部和远程通讯途径。
还应理解，本发明的控制系统70可通过各种形式的硬件、软件、固件、专用处理器或它们的组合来实现。如上所述，本发明优选以软件形式实现，作为在程序存储设备上具体实现的一个或多个程序指令集。程序可上传到包括任何适当架构的机器上，并在该机器上执行。该机器优选在具有一个或多个中央处理器(CPU)、随机存取存储器(RAM)和输入输出(I/O)接口等硬件的计算机平台上实现。计算机平台还包括操作系统和微指令代码。本文中所述的各种过程和功能可作为通过操作系统执行的微指令代码的一部分或程序的一部分(或者是它们的组合)。另外，各种其它外围设备可连接至计算机平台，例如附加的数据存储设备、其它远程信息处理系统和人机接口。
还应理解，由于在附图中所述的一些系统构成组件和方法步骤优选以软件方式实现，因此系统组件(或过程步骤)之间的实际连接可能有所不同，取决于本发明的编程方式。具体而言，任何计算机或设备可通过任何现有或以后发明的联网技术互连起来，并且还可通过更大的网络系统连接，例如企业网、城域网或全球网，例如互联网。
图像处理可直接在控制系统70内执行，也可由耦合至控制系统的独立图像处理系统执行。在图2至图3所示的一个或多个燃烧室段过渡部件28的示例性成像扫描过程中，控制系统70使运动控制系统沿一个或两个相邻过渡部件的长度定位摄像头系统40的视野。在扫描过程中，控制系统70使摄像头系统40根据图像质量的需要变焦，并沿过渡部件28的长度捕获图像快照，图像可存储起来以备将来分析。使用已知的图像处理软件，可把相邻的图像拼合为合成图像。热红外合成图像基于红外辐射强度反映沿过渡部件长度的温度变化。通过把红外辐射强度与存储在控制系统70或独立图像处理系统中的黑体辐射强度/温度数据对比，可把强度变化与实际温度关联起来。利用由处于扫描视野之内或附近的热电偶T测得的实际温度对从黑体数据衍生的温度进行校准，或者通过观察布置在视野中的具有已知辐射率的涂料或其它物体以辐射率校准方式对该温度进行校准，然后调节其它衍生温度。利用可视图像，操作人员可检查过渡部件是否有结构缺陷。通过关联在不同的图像采样时间获取的过渡部件外表面上的基准标记的位置变化，能够确定过渡部件的振动频率f。样品扫描操作之间的位置变化归因于过渡部件的振动运动导致的摄像头和外表面之间的朝向变化。可沿过渡部件28的长度描绘振动变化。
虽然在本文中详细示出和说明了结合有本发明之教导的多种实施方式，但是本领域技术人员能够轻易地设计出仍结合有这些教导的许多不同的其它实施方式。本发明的应用不限于在说明中所述和在附图中所示的示例性实施例的详细构造和部件布置形式。本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施。而且，还应理解，在本文中所用的措词或术语仅用于说明目的，不构成任何限制。“包含”、“包括”或“具有”等词和其变化形式的使用意味着涵盖其后所列的项目和同等项目、以及附加项目。除非另有规定或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”以及它们的变化形式按其广义范围使用，并涵盖直接和间接安装、连接、支撑和耦合。而且，“连接”和“耦合”不局限于物理或机械连接或耦合。
Claims (20)
1.一种工业燃气轮机燃烧室段的在线光学运转监测方法，其特征在于，所述方法包括：
把具有光学窗口的人孔盖耦合到燃烧室段的检修人孔上；
使位于人孔外的光学摄像头的视野(FOV)处于透过光学窗口的朝向，以便视野能够捕获燃烧室段内的被研究区域的图像；
把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置，并在每个位置捕获相应的图像；和
把各个捕获的图像合成为合成图像，
其中，所述方法包括：在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件移动摄像头的视野，以形成合成图像；遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的可视图像；监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的相对运动并把运动与振动频率关联起来，从而遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的振动，
其中，通过监测一基准标记在燃烧室段过渡部件的外表面上的位置变化来监测相对运动，其中，沿燃烧室段过渡部件监测燃烧室段过渡部件的振动。
2.如权利要求1所述的方法，还包括：把捕获图像的红外辐射强度与温度关联起来，从而遥控监测红外摄像头的视野内的被研究区域的温度。
3.如权利要求2所述的方法，其中，把捕获图像的红外辐射强度与温度关联起来的步骤是通过把捕获的视野图像强度与黑体辐射强度校准数据对比并使用独立获得的与视野内的被研究区域相关的温度信息微调校准数据来执行的。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述校准数据是通过从燃烧室段内的热电偶或具有已知发射率的物体的温度信息而获得的。
5.如权利要求1所述的方法，还包括：使用耦合至共享公共光路分束镜的红外摄像头和可见光谱摄像头同时监测视野。
6.如权利要求1所述的方法，其中，设定视野的朝向的步骤是使用耦合至光学摄像头的自动化运动控制系统执行的，该系统沿燃烧室段内的选定路径自动定位摄像头并捕获图像。
7.如权利要求6所述的方法，包括：使用所述自动化运动控制系统在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件自动定位摄像头的视野，并捕获影像，以形成合成图像。
8.如权利要求1所述的方法，包括：把摄像头和配套的监测系统部件隔离在人孔外的外罩内，并在外罩内循环冷却液，从而对摄像头和配套的监测系统部件进行冷却。
9.一种工业燃气轮机燃烧室段的在线光学运转监测系统，其特征在于，所述系统包括：
人孔盖，具有光学窗口，并适合于耦合至燃烧室段检修人孔；
光学摄像头，位于人孔外，并且视野(FOV)处于透过光学窗口的朝向，从而视野能够捕获燃烧室段内的被研究区域的图像；
运动控制驱动系统，耦合至摄像头，用于把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置；
控制系统，耦合至运动控制系统和摄像头，用于使运动控制驱动系统定位摄像头，并在每个位置捕获相应的图像；和
图像处理系统，用于把各个捕获图像合成为合成图像，
其中，所述在线光学运转监测系统构造成在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件移动摄像头的视野，以形成合成图像；遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的可视图像；监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的相对运动并把运动与振动频率关联起来，从而遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的振动，
其中，通过监测一基准标记在燃烧室段过渡部件的外表面上的位置变化来监测相对运动，其中，沿燃烧室段过渡部件监测燃烧室段过渡部件的振动。
10.如权利要求9所述的系统，包括：能够捕获视野图像强度的红外摄像头，以及能够把捕获的图像强度与温度关联起来的图像处理系统。
11.如权利要求10所述的系统，其中，把捕获的图像强度与温度关联起来是如下进行的：图像处理系统把捕获的视野图像强度与黑体辐射强度/温度校准值对比，并使用从摄像头的视野内的热电偶或具有已知辐射率的物体获得的温度信息调整所述校准值。
12.如权利要求9所述的系统，包括用于捕获可见图像的可见光谱摄像头。
13.如权利要求12所述的系统，包括遥控振动监测系统，该图像处理系统监测被研究区域的相对运动，并把运动与振动频率关联起来。
14.如权利要求9所述的系统，包括：耦合至共享的公共光路分束镜的红外摄像头和可见光谱摄像头，两种摄像头具有同一个共享的视野。
15.如权利要求14所述的系统，其中，摄像头分别具有耦合至控制系统的遥控调焦系统。
16.如权利要求15所述的系统，其中，运动控制驱动系统包括摄像头视野平移、滚动和俯仰运动轴。
17.如权利要求9所述的系统，其中，控制系统通过运动控制系统沿选定的路径自动定位摄像头的视野，并捕获图像，以形成合成图像。
18.如权利要求17所述的系统，其中，控制系统通过自动化运动控制系统在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件自动定位摄像头的视野，并捕获影像，以形成合成图像。
19.如权利要求9所述的系统，还包括：处于人孔外并围住摄像头和运动控制系统的冷却外罩；以及，耦合至该外罩、用于在该外罩内循环冷却液的冷却系统。
20.一种工业燃气轮机燃烧室段的在线光学运转监测系统，其特征在于，所述系统包括：
人孔盖，具有光学窗口，并适合于耦合至燃烧室段检修人孔；
耦合至共享公共光路分束镜的成对红外摄像头和可见光谱摄像头，其中，所述成对红外摄像头和可见光谱摄像头具有同一个共享视野(FOV)，并且位于人孔外，所述共享视野透过光学窗口，从而视野能够捕获燃烧室段内的被研究区域的图像；
耦合至每个摄像头的相应遥控调焦系统；
运动控制驱动系统，耦合至摄像头和分束镜，用于沿平移、滚动和俯仰运动轴把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置；
控制系统，耦合至运动控制系统、各个遥控调焦系统和各个摄像头，用于使运动控制驱动系统沿选定的路径定位视野，并在每个位置捕获相应的图像；
图像处理系统，把各个捕获图像合成为合成图像，该合成图像可包含源于由红外摄像头捕获的图像强度信息的温度信息、以及源于由可见光谱摄像头捕获的运动信息的振动频率信息；和
处于人孔外并围住摄像头和运动控制系统的冷却外罩，以及，耦合至该外罩、用于在该外罩内循环冷却液的冷却系统，
其中，在线光学运转监测系统构造成在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件移动摄像头的视野，以形成合成图像；遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的可视图像；监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的相对运动并把运动与振动频率关联起来，从而遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的振动，
其中，通过监测一基准标记在燃烧室段过渡部件的外表面上的位置变化来监测相对运动，其中，沿燃烧室段过渡部件监测燃烧室段过渡部件的振动。
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