CN105784299A - 用于确认发电机密封组件的现场方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于非破坏性地确认机器零件的现场系统。机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用。系统包括配置成发射并接收红外光的便携的且手持的红外收发器，以及配置成过滤红外光的带通滤波器。晶体探头配置成接触机器零件，并且一个或更多个反射镜配置成引导红外光到晶体探头上，且随后返回红外收发器/探测器。红外收发器适于与配置成输出测试结果的通知的通知设备通信。

Description

用于确认发电机密封组件的现场方法和系统

技术领域

本文中公开的主题大体上涉及零件的确认，且更具体地涉及在发电机械和涡轮机中使用的零件的就地或现场(on-deck)确认和查验。

背景技术

大型发电机典型地用低密度气体冷却。氢气(H₂)由于其理想的热物理性质已经被广泛地用作冷却剂，这些性质包括在与其他冷却气体选项相比时低风阻摩擦、高散热能力以及对电晕放电的高抗性。另外，H₂具有容易获取和廉价的优点。

H₂的泄漏可能妨碍发电机的高效运行，并且在有些情况下可能导致发电中断。发电机周围可能发生H₂泄漏的区域是定子外壳上的法兰接合点，包括高压电刷、密封板、O形环、垫圈和管法兰。泄漏还可能发生在冷却器、焊点、螺栓头和端罩的接口周围。外端罩上的轴封、转子终端封装、收集器组件和制成用于仪表穿线的填料盖也可能容易受泄漏影响。其他气密的过渡和焊接接头，以及密封油排泄系统、气体管道、以及氢气柜可能是泄漏源。如果发电机是水冷发电机，定子液冷绕组也可能是泄漏源。

现代的电动机械(例如，马达和发电机)和涡轮机械(例如，燃气或蒸汽涡轮机)使用很多零件，并且这些零件可能来自很多不同的商家或制造商。零件被运输到涡轮机位置并在安装或停机期间按各自的安装顺序被放置。零件通过它们的图、说明和部件号码被识别。理论上，错误零件被引入并被使用的可能性应当很低，但是在实际中错误零件会被使用。发电机上的密封组件尤其受到关注，因为它由防止氢气泄漏或液压泄漏的O形环、垫圈和其他非金属零件和部件组成。零件的目视检查(例如，通过肉眼)通常不足以确定具体零件是否满足严苛的工程标准。例如，按OEM规格制造的O形环可能“看上去”和感觉上非常像是低品质的不合格的O形环。用于零件(比如O形环)的特定材料和涂层对于它们在高级工程动力设备中的性能和防氢气泄漏来说是关键的。例如，不合格的O形环可能在一年或两年内失效，而按照OEM规格制造的O形环将维持20年或更长。这两种O形环“看着”和感觉都一样，但是它们的性能差别很大(由于不同的组成材料)。不合格的O形环在电动机械中通常经历的高温和/或高压下将不能令人满意地工作。

现有的破坏性测试方法能分析零件的材料，但是会永久地损坏零件且导致零件不可用。迄今为止，没有可用的用于原地、就地(或现场)、非破坏性地快速查验和确认所关注的机器零件(尤其是用于在发电机中的密封组件的那些零件)的方法和系统。

发明内容

按照本发明的一方面，提供了一种用于非破坏性确认机器零件的系统。机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用。系统包括：配置成发射并接收红外光的便携的和手持的红外收发器，以及配置成过滤红外光的带通滤波器。晶体探头置成接触机器零件，并且一个或更多个反射镜配置成引导红外光到晶体探头上，且随后返回红外收发器/探测器。红外收发器适于与配置成输出测试结果的通知的通知设备通信。系统可现场使用。

在另一个方面，提供了一种用于确认机器零件的现场、便携的和手持的系统。机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用。系统包括：红外收发器，其配置成发射并接收红外光，并且红外收发器是氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型收发器/探测器。带通滤波器配置成过滤红外光。晶体探头配置成接触机器零件，并且晶体探头包括以下中的一个：锗、金刚石、溴碘化铊(KRS-5)、氯化钠或硒化锌。一个或更多个反射镜配置成引导红外光到晶体探头上，且随后返回红外收发器。红外收发器适于与配置成输出测试结果的通知的通知设备通信。通知设备是显示器，且测试结果显示在显示器上，或者通知设备是扬声器，且测试结果作为可听音由扬声器发出。系统配置成在电动机械或涡轮机械处或附近执行非破坏性的确认并提供测试结果。

在又另一个方面，提供了一种用于非破坏性地确认机器零件的方法。机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用。方法包括用红外光谱仪扫描机器零件的步骤。红外光谱仪包括配置成发射并接收/探测红外光的红外收发器。晶体探头配置成非破坏性地接触机器零件。一个或更多个反射镜配置成引导红外光到晶体探头上且随后返回红外收发器。过滤步骤用带通滤波器过滤红外光。比较步骤将红外光的光谱与参照光谱比较。输出步骤在通知设备上输出测试结果的通知。方法在电动机械或涡轮机械的位置处或附近执行。例如，该方法可现场或者直接在机器位置上执行，以用于快速且即时的测试结果。

本发明的第一技术方案提供了一种用于非破坏性确认机器零件的系统，机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用，系统包括：红外收发器，其配置成发射并接收红外光；带通滤波器，其配置成过滤红外光；晶体探头，其配置成接触机器零件；一个或更多个反射镜，其配置成引导红外光到晶体探头上，且随后返回至红外收发器；以及其中红外收发器适于与配置成输出测试结果的通知的通知设备通信。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，红外收发器是氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型收发器。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，带通滤波器具有以下中的至少一种的光谱响应：大约952cm^-1(10.5μm)至大约1333cm^-1(7.5μm)；大约1052cm^-1(9.5μm)至大约1250cm^-1(8μm)；大约1149cm^-1(8.7μm)至大约1219cm^-1(8.2μm)；大约1333cm^-1(7.5μm)至大约1538cm^-1(6.5μm)；或者大约1375cm^-1(7.3μm)至大约1475cm^-1(6.8μm)。

本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，系统配置为手持的且便携的，并且其中系统能在电动机械或涡轮机械处或附近使用。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，晶体探头包括以下中的一个：锗、金刚石、溴碘化铊(KRS-5)、氯化钠或硒化锌。

本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，通知设备是以下中的至少一个：显示器，且测试结果显示在显示器上；或者扬声器，且测试结果作为可听音由扬声器发出。

本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，机器零件是以下中的一个：O形环、垫圈或密封板。

本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，系统包括：带通滤波器保持器，滤波器保持器配置成保持多个带通滤波器，其中每个带通滤波器具有不同的光谱响应。

本发明的第九技术方案提供了一种用于确认机器零件的现场、便携的和手持的系统，机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用，系统包括：红外收发器，其配置成发射并接收红外光，其中红外收发器是氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型收发器；带通滤波器，其配置成过滤红外光；晶体探头，其配置成接触机器零件，其中晶体探头包括以下中的一个：锗、金刚石、溴碘化铊(KRS-5)、氯化钠或硒化锌；一个或更多个反射镜，其配置成引导红外光到晶体探头上，且随后返回至红外收发器；以及其中红外收发器适于与配置成输出测试结果的通知的通知设备通信，并且其中通知设备是显示器，且测试结果显示在显示器上，或者通知设备是扬声器，且测试结果作为可听音由扬声器发出，并且其中系统配置成在电动机械或涡轮机械处或附近执行确认并提供测试结果。

本发明的第十技术方案是在第九技术方案中，带通滤波器具有以下中的至少一种的光谱响应：大约952cm^-1(10.5μm)至大约1333cm^-1(7.5μm)；大约1052cm^-1(9.5μm)至大约1250cm^-1(8μm)；大约1149cm^-1(8.7μm)至大约1219cm^-1(8.2μm)；大约1333cm^-1(7.5μm)至大约1538cm^-1(6.5μm)；或者大约1375cm^-1(7.3μm)至大约1475cm^-1(6.8μm)。

本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，还包括：带通滤波器保持器，其配置成保持多个带通滤波器，各个滤波器具有不同的光谱响应；以及其中各个滤波器包括识别具体的带通过滤器范围的识别标记。

本发明的第十二技术方案提供了一种用于非破坏性地确认机器零件的方法，机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用，方法包括以下步骤：用红外光谱仪扫描机器零件，红外光谱仪包括配置成发射并接收红外光的红外收发器，配置成接触机器零件的晶体探头，以及配置成引导红外光到晶体探头上且随后返回至红外收发器的一个或更多个反射镜；用带通滤波器过滤红外光；将红外光的光谱与参照光谱比较；以及在通知设备上输出测试结果的通知。

本发明的第十三技术方案是在第十二技术方案中，方法在电动机械或涡轮机械的位置处或附近执行。

本发明的第十四技术方案是在第十三技术方案中，机器零件是以下中的一个：O形环、垫圈或密封板。

本发明的第十五技术方案是在第十二技术方案中，红外收发器是氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型收发器。

本发明的第十六技术方案是在第十二技术方案中，滤波步骤包括用具有在大约952cm^-1(10.5μm)至大约1333cm^-1(7.5μm)之间的光谱响应的带通滤波器来过滤。

本发明的第十七技术方案是在第十二技术方案中，滤波步骤包括用具有在大约1052cm^-1(9.5μm)至大约1250cm^-1(8μm)之间，或大约1149cm^-1(8.7μm)至大约1219cm^-1(8.2μm)之间的光谱响应的带通滤波器来过滤。

本发明的第十八技术方案是在第十二技术方案中，滤波步骤包括用具有在大约1333cm^-1(7.5μm)至大约1538cm^-1(6.5μm)之间，或大约1375cm^-1(7.3μm)至大约1475cm^-1(6.8μm)之间的光谱响应的带通滤波器来过滤。

本发明的第十九技术方案是在第十二技术方案中，晶体探头包括以下中的一个：锗、金刚石、溴碘化铊(KRS-5)、氯化钠或硒化锌。

本发明的第二十技术方案是在第十二技术方案中，通知设备是以下中的至少一个：显示器，且测试结果显示在显示器上；或者扬声器，且测试结果作为可听音由扬声器发出。

附图说明

本发明的其他特征和优点将通过下面结合了附图的优选实施例的更详细的描述而变得显而易见，附图以示例的方式示出了本发明的某些方面的原理。

图1示出了涡轮机与发电机系统的示意图。

图2是规格中的氟橡胶和不合格的橡胶产品的吸收光谱的图表。

图3是根据本发明的方面的用于确认机器零件的系统的示意图。

图4示出了根据本发明的方面的用于确认机器零件的方法的流程图。

图5示出了根据本发明的方面的用于输出测试结果的通知的通知设备的示意图。

图6示出了根据本发明的方面的带通滤波器保持器的端视图。

图7示出了氢冷发电机的收集器的端密封组件的端视图。

零件列表

10燃气轮机

12压缩机

14涡轮区段

16轴

18发电机

19收集器

20Viton光谱

22橡胶光谱

30机器零件

300系统

301主体

310红外收发器

320带通滤波器

330反射镜

340晶体探头

350通知设备

351显示器

352扬声器

400方法

410扫描步骤

420滤波步骤

430比较步骤

440输出步骤

510处理器

520存储器

530I/O设备

540本地接口

550操作系统

560光谱比较仪系统

600带通滤波器保持器

601主体

610带通滤波器

620带通滤波器

622标记

630带通滤波器

640带通滤波器

700密封组件

710O形环

712O形环

720密封板/垫圈

730管道。

具体实施方式

本公开的各方面包括用于通过使用非破坏性的、手持的滤波红外光谱分析仪装置现场查验机器零件的系统和方法，该红外光谱分析仪设备能够在短时间内利用衰减全反射探头扫描一个光谱图像。

电动机械由用于结构、或密封或电绝缘目的的各种非金属材料/部件构成。就地查验某些关键部件或子系统不仅对制造的工作现场有特殊的价值，还对零件、部件、子系统或组件被替换的现场停机服务也有特殊价值。非金属材料本质上几乎都是刚性热固化树脂，但是氟橡胶也被使用，因为它们具有优秀的化学和热抗性以及密封能力，并因此被指定用于要求这些特性的应用。一种这样的氟橡胶是(E.I.duPontdeNemoursandCompany的注册商标)。这些材料在发电工业中用作密封件、O形环、垫圈、和其他部件。在发电工业中作为密封件有用的其他材料是环氧树脂玻璃板(例如，G-11)和腈类。具体的碳氟橡胶组分的特性取决于几个因素，并且这些包括制备中所用的单体和固化剂。由于这些橡胶的配方、特性和性能之间的关系，确保带有所需配方的氟橡胶被用于特定的应用是重要的。当具体的橡胶失效或必须被替换时，确定正确的橡胶(或材料)被使用以及正确的橡胶(或材料)被用于替换已失效的橡胶/材料也是很重要的。为了实现这个，本发明的一个实施例提供一种用作就地(现场)查验工具的便携的、手持式红外光谱设备，它能在材料安装到机器上之前，确实地确认氟橡胶(或其他材料)类型。

图1示出了涡轮机与发电机系统的示意图。燃气轮机10包括压缩机12和涡轮区段14。燃气轮机10也能被替换成蒸汽轮机。涡轮机10通过轴16连接到发电机18。在该示例中，涡轮机10驱动发电机18。发电机18可以是氢冷发电机，且因此发电机18将包括多个密封件和密封部件以防止氢气泄漏。这些密封件和密封组件可以包括，但不限于，O形环、垫圈和密封板。发电机的收集器端具有典型地包括多个密封位置的收集器19，并因此如果密封部件失效，就存在多个潜在的泄漏位置。

在使用规模的发电机中，并且尤其是氢冷发电机，机器所经历的温度和压力要求高性能的密封部件。例如，密封O形环可以由诸如的氟橡胶构成，并且密封板可以由诸如G-11的环氧树脂玻璃板构成。这两种材料都具有能承受发电机18的高温和高压的物理特性。另外，这些材料在长期服役方面有令人满意的表现(例如，20到30年)。

但是，在复杂的机器中，这些部件常常来源于不同的制造商和供应商。这产生了劣质零件有混入供应链的可能。即使材料上显著不同(至少从性能上看)，一个O形环看上去非常像另一个O形环。例如，不合格的O形环看上去(肉眼)和O形环一样。但是，它们的材料组分将是不同的，并且它们相应的性能也存在巨大差异。不合格的O形环(由廉价橡胶制成)在失效之前可能只能在发电应用中工作一年或两年。(或氟橡胶)O形环在需要替换之前将维持10到20年。挑战是在零件被安装到机器(例如，发电机18)中之前，识别不合格零件(和/或确认规格的零件)。优选地，这将在机器构造或服务期间就地(或当场)完成，从而使构造和服务的延误最小化。

图7示出了氢冷发电机中的收集器端密封组件700的端视图。密封组件700包括一个或更多个外侧O形环710、内侧O形环712、以及密封板或垫圈720。冷却管或管道730延伸穿过密封组件。在一些应用中，O形环710，712被规定由制造，并且密封板/垫圈720规定由G-11制造。这只是两个示例，这些零件可以由其他材料制造，如果在特定应用中被要求。一旦任何零件失效，氢气能从发电机泄漏。如果发生足量的泄漏，会产生严重的问题，最起码操作者将浪费氢气。氢气用量的增加是泄露的信号，这会要求停机，由此导致发电机停止服务(至少到泄漏被修复为止)。

图2是诸如的氟橡胶和不合格的橡胶产品的吸收光谱的图表。从图中可见，光谱20在大约1400cm^-1到4000cm^-1(或者2.5μm到7.1μm)的波数范围内有些类似于橡胶光谱22。但是，两种光谱的吸收峰值在大约952cm^-1到1333m^-1(或者7.5μm到10.5μm)的波数范围内存在明显的不同。光谱20在大约1175m^-1(或者8.5μm)处有明显的峰值。橡胶光谱22在大约1000m^-1(或者10μm)处有明显的峰值。这两种光谱可被比较以区分两种产品。光谱20还可以作为参照被存贮，并在后面的测试中被使用，从而确认或查验测试对象(例如，查验未知的O形环是否由或者是否由不期望的劣质产品构成)。

图3是根据本发明的一方面的用于确认机器零件的系统300的示意图。机器零件30(例如，O形环)将被测试以确定它是有效的(符合规定)部件还是非有效的(不符合规定)部件。在该示例中，O形环应当由材料制造，并且这种材料具有根据图2中的线20的吸收光谱。不符合规定的(或非)部件可能具有类似于图2中线22的吸收光谱。系统300可以采用便携和/或手持红外光谱扫描仪的形式，它可能是衰减全反射(ATR)型光谱仪。主体301可以容纳被配置以发射和接收红外光的红外收发器310。红外收发器/探测器310可以是带有红外激光器附件的氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型非致冷红外探测器/发射器，或者任何其他的合适的中间/中等红外波长(例如2.5μm到25μm)红外设备。

一个或更多个反射镜330被配置以引导红外光照射到晶体探头340上。例如，晶体探头340是能在不损坏探头340或零件30的前提下接触待安装的零件30的金刚石探头。红外光将反射一次或更多次，然后离开探头340。然后红外光通过反射镜330引导返回收发器310。被接收的红外光被转变成能与参照标准进行比较的信号(或光谱或光谱影像/图案)。光谱或合成的光谱影像被发送到通知设备350。探头340与零件30接触的时间可能是大约一秒到大约16秒，或者任何其他合适的时间。接触区域是大约1mm到大约5mm(0.04英寸到0.2英寸直径)，或任何其他合适的接触区域。零件的接触表面能“不作处理”，或接触区域可以用清洁剂(例如，异丙醇)清扫以除掉零件上的可能的硅油或其他保护油/保护剂。可以在发电机10的位置处或附近使用系统以及执行测试。这使得零件能在它们被安装时被确认(现场或就地)。

为了进一步区别所接收到的测试样本的光谱，带通滤波器320被设置在光学路径上，使得红外光通过该滤波器320。带通滤波器320可安装在保持器600上，并且保持器600可以包含具有不同带通范围的多个滤波器610，620，630，640。对于转盘式保持器来说，顺时针转动将选择下一个带通滤波器以用于指定零件。带通滤波器320可以被安装在主体301上的任何合适的位置，只要红外光穿过滤波器320。

(多个)带通滤波器320可以具有大约952cm^-1到大约1333cm^-1(或7.5μm到10.5μm)，或者在大约1052cm^-1到大约1250cm^-1(或8μm到9.5μm)之间，或者在大约1149cm^-1到大约1219cm^-1(8.2μm到8.7μm)之间的光谱范围或响应，这是密封件特有的红外吸收带。应当明白，具有其他带通范围的滤波器320能被使用，且按照需要被安装，以识别任何其他待识别/确认的材料的最独有的红外吸收带。

带通滤波器320通过聚焦光谱20的高对比(或强度)信号来消除来自其他一般存在的材料或分子的干扰。被示出并讨论的示例描述了和橡胶，但是任何所需的且合适的材料能被分析，比如环氧树脂玻璃板(例如G-11)、腈类、或任何其他被用作电动机械或涡轮机械的部件、零件、组件、或子系统中的主部件的特定材料。

通知设备350可以采用专用或通用数字计算机的形式，比如小型个人计算机(PC；IBM-兼容、Apple-兼容、安卓或其他)、笔记本电脑、上网本、平板电脑、智能手机、工作站、迷你电脑、或任何其他合适的计算机或显示器设备。通知设备350可以接收来自收发器310的影像数据并实时地或接近实时地在显示器351上显示/表示结果。文本信息(或影像或视频或警报)或信号能被发送到指示合格或不合格零件的智能手机、平板电脑或计算机。测试结果可以以PASS/FAIL、GO/NOGO、或者其他合适结果的形式显示。测试或查验结果信号也能被发送到远程的或本地的监视场所。通知设备350还可以显示关于查验或测试结果的警告或通知。测试结果可以是由与通知设备350关联的扬声器352所输出/发出的可听音或振动信号(例如哔哔声、嗡嗡声、或警笛声)。例如，PASS结果能用哔哔声表示，而FAIL结果用双嗡嗡声或不同音调表示。作为另一个示例，通知设备350是一种在O形环被探测到时显示“PASS”，在非O形环或橡胶O形环被探测到时显示“FAIL”的显示器。

衰减全反射(ATR)是一种配合红外光谱使用的采样技术，它能使样本以固态被直接检查。在接触待安装的零件、部件、或组件后，红外光在高折射率的晶体探头340内经历多次内部反射。机器零件30接触晶体探头340。光束以这样一种方式穿过晶体探头340，使得它至少一次反射离开与机器零件接触的内表面。这种反射形成延伸进入机器零件30内的瞬态波。穿透机器零件30的深度可能在0.5到10之间，其中准确值由光的波长、入射角和晶体探头340和被探查的介质的折射指数，以及与目前被测试零件的接触决定。反射次数可以通过改变入射角被改变。红外光束在它离开晶体探头340之后被探测器310收集。这种瞬态效应只在晶体由反射系数高于被研究样本的光学材料制造时发生。否则光就不穿过样本。在固体机器零件的情况下，机器零件30被压迫与晶体探头340直接接触。晶体探头340由以下之一制造：锗、金刚石、溴碘化铊、氯化钠或硒化锌。金刚石优秀的机械特性使它成为ATR晶体探头的理想材料，但是它的成本可高于锗。对于氟橡胶而言，金刚石或锗探头340是推荐的。晶体探头340的形状取决于光谱仪的类型和样本的本质。如果是色散光谱仪，晶体探头可以是具有斜边的矩形厚板。但是，晶体探头330也可以具有由棱镜、柱体、半球、或薄板组成的形状。

系统300可以采用手持或便携红外光谱仪的形式。该红外光谱仪可以通过有线或无线链接连接到通知设备350。有线连接可以是USB连接、串行或并行连接器/线缆、视频线或任何其他合适的有线连接。无线连接可以包括蓝牙、wifi、射频、或任何其他合适的无线通信系统/接口。

图4示出了根据本发明的一方面的用于现场或就地查验机器零件的方法400的流程。机器零件配合电动机械或涡轮机械或任何其他合适的机械使用。例如，机器零件可以是O形环、垫圈或密封板。方法400包括利用便携/手持红外光谱仪300扫描410机器零件30的步骤。便携和/或手持红外光谱仪300包括被配置以发射和接收红外光的红外收发器310。红外收发器310可以是氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型收发器。晶体探头340被配置以接触机器零件。晶体探头340可由锗、金刚石、溴碘化铊、氯化钠或硒化锌组成。取决于应用，锗或金刚石探头是优选的，但是其他类型也能工作。一个或更多个反射镜被配置以引导红外光照射在晶体探头340上，然后返回红外收发器310。

滤波步骤420利用带通滤波器320过滤红外光。滤波步骤420包括利用具有在大约952cm^-1(10.5μm)到大约1333cm^-1(7.5μm)之间，或大约1052cm^-1(9.5μm)到大约1250cm^-1(8μm)，或者大约8.2μm(1219cm^-1)到8.7μm(大约1149cm^-1)的光谱响应的带通滤波器过滤射线。比较步骤430将被接收的红外光的光谱与参照光谱进行比较。两种光谱之间的匹配产生正面的测试结果(例如PASS或GO)，非匹配产生负面的测试结果(例如FAIl或NOGO)。在的示例中，参照光谱将是官方零件的光谱，这将在扫描/测试应当由制造的零件时使用。输出步骤440在通知设备上输出测试结果的通知。通知设备可以是显示器，且测试结果将显示在该显示器上，或者通知设备可能是扬声器，且测试结果将以可听音的形式被扬声器发送。方法400可以在电动机械或涡轮机械的位置处或附近位置执行。这将使得零件在被安装的同时被确认，获得更快的修复、维修和构造。另外，不期望的机器停机将被减少(因为正确的零件将被安装)，由此使发电更加经济和有效率。

红外光谱仪300或通知设备350可包括用于分析、确认和输出测试结果所必需的硬件/软件。合格零件的光谱被存储在存储器内以用于后续与测试对象的比较。合格零件光谱和测试对象光谱之间的匹配将指示合格的零件和正面的测试结果。反之，如果测试对象光谱与合格零件光谱不匹配(在预定的容差内)，则产生负面的测试结果。仅作为一个示例，本发明的通知设备350(和/或红外光谱仪300的一部分)能以软件(例如，固件)、硬件、或它们的组合的形式实施。在目前所预见的最佳模式中，通知设备350至少部分地以软件的形式作为可执行程序实施，且由专用或通用数字计算机执行，诸如个人计算机(PC；IBM-兼容、Apple-兼容、或其他)、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、工作站、迷你电脑、或大型计算机。能实施本发明的通知设备350的通用计算机的示例在图5中示出。

一般地，就硬件架构而言，如图5所示，通知设备350包括处理器510、存储器520，和经由本地接口540通信联接的一个或更多个输入和/或输出(I/O)设备530(或外设)。本地接口540可例如是但不限于一个或更多个总线或现有技术已知的其他有线的或无线的连接。本地接口540可能具有附加的元件，其为了简明性而被省略，诸如控制器、缓冲器(缓存)、驱动器、中继器、和接收器，从而实现通信。另外，本地接口可能包括地址、控制、和/或数据连接以实现上述部件之间的合适的通信。

处理器510是用于执行软件(尤其是存储在存储器520中的)的硬件设备。处理器510是任何定制的或市售的处理器、中央处理单元(CPU)、与通知设备350关联的多个处理器中的辅助处理器、半导体基微处理器(以微芯或芯片组的形式)、微型处理器、或一般用于执行软件指令的任何设备。合适的市售微处理器的示例如下：具有32位或64位架构的苹果A7或A8芯片，英特尔公司的CloverTrail+系列AtomZ2580处理器、i5或i7系列微处理器、或摩托罗拉公司的8核X8芯片组。

存储器520可包括易失存储元件(例如，随机存取存储器(RAM，诸如DRAM、SRAM、SDRAM等))和非易失存储元件(例如，ROM、硬盘、磁带、CDROM等)的任何一种或组合。此外，存储器520可能并入电子的、磁的、光学的、和/或其他类型的存储介质。注意到，存储器520可具有分布架构，其中各种部件被设置为彼此远离但能被处理器510存取。

存储器520中的软件包括一个或更多个分离的程序，其中的每一个包括用于实施逻辑功能的可执行指令的顺序列表。存储器520中的软件可包括按照本发明的光谱比较器系统560以及合适的操作系统(O/S)550。合适的市售操作系统的示例的非详尽的列表如下：(a)MicrosoftCorporation的Windows操作系统；(b)Novell，Inc.的Netware操作系统；(c)AppleComputer，Inc.的Macintosh、iPhone、iPad操作系统；(e)购买自很多销售商的UNIX操作系统，销售商比如是Hewlett-PackardCompany，SunMicrosystems，Inc.，和AT&TCorporation；(d)LINUX操作系统，它是可从Intemet上容易获得的免费软件；(e)WindRiverSystems，Inc.，的实时Vxworks操作系统；或者(f)基于应用的操作系统，比如在智能手机、平板电脑、手持计算机或个人数据助理(PDAs)实施的。操作系统550基本上控制其他计算机程序的执行，比如光谱比较器系统560，同时提供调度、输入-输出控制、文档和数据管理、内存管理、以及通信控制和相关服务。另外，主板(未示出)上的图形处理单元(未示出)也被用于实施光谱比较器系统560。

光谱比较器系统560是源程序、可执行程序(目标代码)、脚本、或任何其他包含一组可执行指令的实体。如果是源程序，则该程序需要经由可能被包含或不被包含在存储器520内的编译器、汇编器、解释器等来翻译，以便正确地连接O/S550运行。另外，光谱比较器系统560能被编写为(a)一种具有数据和方法的分类的面向对象编程语言，或(b)具有程序、子程序和/或函数的过程编程语言，例如但不限于C，C++，Pascal、Basic、Fortran、Cobol、Perl、Java、和Ada。

I/O设备530可包括输入设备，例如但不限于键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头、红外成像设备或摄像头等。另外，I/O设备530包括输出设备，例如但不限于打印机、扬声器、显示器等。最后，I/O设备530进一步包括与输入和输出两者通信的设备，例如但不限于调制器/解调器(调制解调器；用于接入其他设备、系统或网络)、射频(RF)、wifi、蓝牙或其他收发器、电话接口、桥接器、路由器等。

如果通知设备350是PC、工作站、智能手机、平板电脑等等，存储器520中的软件还可以包括基本输入输出系统(BIOS)(为了简明被省略)。BIOS是在开机时初始化并测试硬件，起动O/S550，且支持硬件设备之间的数据传输的一组基础软件程序。BIOS被存储在ROM中，使得BIOS能在通知设备350被启动时执行。

当通知设备350处于运行中时，处理器510被配置成执行存储在存储器520内的软件，以与通信数据来往储器520，并大体上依照软件控制通知设备350的运行。光谱比较器系统560和O/S550，整体地或局部地，但典型地是局部地，由处理器510读取，可能在处理器510内被缓存，然后被执行。

当光谱比较器系统560以软件形式实施时，如图5所示，应当明白光谱比较器系统560能被存储在任何计算机可读介质中，用于被任何计算机关联系统或方法使用或被结合使用。在本文的上下文中，计算机可读介质是能够包含或存储用于被任何计算机关联系统或方法使用或被结合使用的计算机程序的电子的、磁的、光学的、和/或其他物理装置或设备。光谱比较器系统560能被嵌入任何计算机可读介质，用于被指令执行系统、设备或装置使用或被结合使用，比如基于计算机的系统、包含处理器的系统、或其他能从指令执行系统、设备或装置中获取指令然后执行该指令的系统。在本文的上下文中，“计算机可读介质”能够是能存储、通信、传播、或传输用于被指令执行系统、设备或装置使用或被结合使用的程序的任何装置。计算机可读介质可例如但不限于，电子的、磁的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、设备、装置或传播介质。计算机可读介质的更具体的示例(非详尽的列表)包括以下：具有一个或更多个导线的电连接(电子的)、便携计算机磁碟(磁的)、随机存取器(RAM)(电子的)、只读存储器(ROM)(电子的)、可擦写可编程只读存储器(EPROM、EEPROM或闪存)(电子的)、光纤(光学的)、以及便携式只读光盘(CDROM)(光学的)。注意到，计算机可读介质甚至能是纸或能打印程序的其他合适的介质，这是因为程序可被电子捕获，例如经由纸张或其他介质的光学扫描、如果必要则以合适的方式编译、解释或其他处理、然后存储在计算机存储器中。

在光谱比较器系统560以硬件形式实施的备选实施例中，光谱比较器系统560能利用以下的技术的任何一种或组合来实施：图形处理单元、视频卡、具有依据数据信号实施逻辑功能的逻辑门的(多个)离散逻辑回路、具有合适的组合逻辑门的专用集成电路(ASIC)、(多个)可编程门阵列(PGA)、现场可编程门阵列(FPGA)等。

图6示出了根据本发明的一方面的带通滤波器保持器600的端视图。滤波器保持器600包括配置成保持多个带通滤波器610，620，630，640的主体601。每个带通滤波器可具有不同的光谱响应。例如，带通滤波器610可具有大约1052cm^-1(9.5μm)到大约1250cm^-1(8μm)的光谱响应；带通滤波器620可具有大约1149cm^-1(8.7μm)到大约1219cm^-1(8.2μm)的光谱响应，这两个被选定用于探测零件。另外，带通滤波器630可具有大约1333cm^-1(7.5μm)到大约1538cm^-1(6.5μm)的光谱响应；带通滤波器640可具有大约1375cm^-1(7.3μm)到大约1475cm^-1(6.8μm)的光谱响应，这两个被选定用于探测G-11型密封板。保持器600(或转盘)安装到便携红外光谱仪300，使得主体能旋转且每个滤波器能按照需要被插入在光学路径上。每个滤波器610，620，630，640还可以包括可读识别标记622，其允许扫描仪300识别特定的带通滤波器范围并显示被测试的目标零件的类型。例如，标记622可置于滤波器620的主要视野的外侧且由条形码或其他符号或字符组成。扫描仪300将读取标记620(当它被插入在光学路径上时)并显示目标材料的类型(例如，)。在图6当前描述的示例中，两个滤波器610，620是针对另外两个滤波器630，640是针对G-11。但是，每个滤波器可以被配置成探测不同的材料且少于四个或多于四个滤波器可以与合适配置的保持器一起使用。

描述了使用发电机18的示例，但是，任何合适的机器可以与本发明的系统和方式一起使用。机器可以是发电机、增压发电机、氢冷发电机、空冷发电机、涡轮机、蒸汽轮机、燃气轮机、电动机或压缩机。

在术语的定义偏离了该术语的通常含义的情况下，申请人倾向于使用下面给出的定义，除非另有说明。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例且不意图限制本发明。例如，上述的实施例(和/或其各方面)可以彼此组合被使用。另外，在不脱离本发明范围的前提下，对本发明的教导可以做出很多修改以适应具体情况或材料。例如，方法中所提到的步骤顺序不必按照具体的顺序被执行，除非有明确说明或暗示地要求(例如，一个步骤要求前一个步骤的结果或产品是可用的)。在术语的定义偏离了该术语的通常含义的情况下，申请人倾向于使用本文中给出的定义，除非有明确说明。单数形式“一”、“一个”和“该”意图也包含复数形式，除非上下文另有说明。应当明白，尽管术语第一、第二等可以被用于描述各种元件，但是这些元件不应当被这些术语所限制。这些术语只是用于将一个元件与其他元件区分开。术语“和/或”包括关联的所列举项目的任何一个、全部或一个或更多个的组合。

本书面描述使用示例来公开包括最佳模式的本发明，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，且执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它示例。如果这些其它示例具有并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果这些其它示例包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则这些其它实例将在权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于非破坏性确认机器零件的系统，所述机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用，所述系统包括：

红外收发器，其配置成发射并接收红外光；

带通滤波器，其配置成过滤所述红外光；

晶体探头，其配置成接触所述机器零件；

一个或更多个反射镜，其配置成引导所述红外光到所述晶体探头上，且随后返回至所述红外收发器；以及

其中所述红外收发器适于与配置成输出测试结果的通知的通知设备通信。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述红外收发器是氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型收发器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述带通滤波器具有以下中的至少一种的光谱响应：

大约952cm^-1(10.5μm)至大约1333cm^-1(7.5μm)；

大约1052cm^-1(9.5μm)至大约1250cm^-1(8μm)；

大约1149cm^-1(8.7μm)至大约1219cm^-1(8.2μm)；

大约1333cm^-1(7.5μm)至大约1538cm^-1(6.5μm)；或者

大约1375cm^-1(7.3μm)至大约1475cm^-1(6.8μm)。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统配置为手持的且便携的，并且其中所述系统能在所述电动机械或所述涡轮机械处或附近使用。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述晶体探头包括以下中的一个：

锗、金刚石、溴碘化铊(KRS-5)、氯化钠或硒化锌。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述通知设备是以下中的至少一个：

显示器，且所述测试结果显示在所述显示器上；或者

扬声器，且所述测试结果作为可听音由所述扬声器发出。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述机器零件是以下中的一个：

O形环、垫圈或密封板。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统包括：

带通滤波器保持器，滤波器保持器配置成保持多个带通滤波器，其中每个带通滤波器具有不同的光谱响应。

9.一种用于确认机器零件的现场、便携的和手持的系统，所述机器零件配置成用于与电动机械或涡轮机械一起使用，所述系统包括：

红外收发器，其配置成发射并接收红外光，其中所述红外收发器是氘化硫酸三甘肽/溴化钾(DTGS/KBr)型收发器；

带通滤波器，其配置成过滤所述红外光；

晶体探头，其配置成接触所述机器零件，其中所述晶体探头包括以下中的一个：锗、金刚石、溴碘化铊(KRS-5)、氯化钠或硒化锌；

一个或更多个反射镜，其配置成引导所述红外光到所述晶体探头上，且随后返回至所述红外收发器；以及

其中所述红外收发器适于与配置成输出测试结果的通知的通知设备通信，并且其中所述通知设备是显示器，且所述测试结果显示在所述显示器上，或者所述通知设备是扬声器，且所述测试结果作为可听音由所述扬声器发出，并且其中所述系统配置成在所述电动机械或所述涡轮机械处或附近执行确认并提供所述测试结果。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述带通滤波器具有以下中的至少一种的光谱响应：

大约952cm^-1(10.5μm)至大约1333cm^-1(7.5μm)；

大约1052cm^-1(9.5μm)至大约1250cm^-1(8μm)；

大约1149cm^-1(8.7μm)至大约1219cm^-1(8.2μm)；

大约1333cm^-1(7.5μm)至大约1538cm^-1(6.5μm)；或者

大约1375cm^-1(7.3μm)至大约1475cm^-1(6.8μm)。