CN106908005A

CN106908005A - 用于监控构件的系统和方法

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Publication number: CN106908005A
Application number: CN201611007371.8A
Authority: CN
Inventors: B.A.尼克尔斯; P.G.博加帕; B.J.杰曼; J.L.伯恩赛德; G.L.霍维斯
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2015-11-16
Filing date: 2016-11-16
Publication date: 2017-06-30
Also published as: EP3168568A1; US20170138820A1; JP2017090458A

Abstract

提供了一种用于监控构件(10)的系统(200)和方法(300)。构件(10)具有外部表面(11)和构造在该构件(10)上的表面特征(40)。系统(200)包括用于分析该表面特征(40)的数据采集装置(140)。系统(200)还包括用于使数据采集装置(140)和表面特征(40)对齐的对齐组件(210)。对齐组件(210)包括可构造在构件(10)上的目标特征(212)和与数据采集装置(140)一起构造的导引特征(214)。导引特征(214)与目标特征(212)的对齐使数据采集装置(140)和表面特征(40)对齐。

Description

用于监控构件的系统和方法

技术领域

本公开大体上涉及用于监控构件的系统和方法，且更具体而言，涉及使数据采集装置与表面特征对齐以用于监控构件的系统和方法。

背景技术

在各种工业应用中，设备构件经历许多极端条件(例如，高温、高压、大应力负载等)。随着时间变化，设备的个别构件可经历可降低构件的可使用寿命的蠕变和/或变形。此种担忧例如可能适用于一些涡轮机。

涡轮机广泛地应用于诸如功率生成和飞行器发动机的领域中。例如，常规的燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段、和至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成在空气流过压缩机区段时压缩该空气。然后使该空气从压缩机区段流至燃烧器区段，在此，该空气与燃料混合且燃烧，从而生成热气流。将热气流提供至涡轮区段，涡轮区段通过从该热气流提取能量来利用该热气流，以给压缩机、发电机、和其他各种负载供以动力。

在涡轮机的操作期间，涡轮机内，且具体而言涡轮机的涡轮区段内的各种构件(共同地称为涡轮构件)，诸如涡轮叶片，可因高温和高应力而经历蠕变。对于涡轮叶片，蠕变可导致整个叶片或其部分伸长，使得叶片末梢接触静止结构(例如涡轮壳体)，且可能在操作期间导致不必要的振动和/或降低的性能。

因此，可监控构件的蠕变。监控构件的蠕变的一个途径是在构件上构造应变传感器，且以各种间隔分析应变传感器，以用于监控与蠕变应变相关的变形。

监控构件变形时的一个担忧是在应变传感器的分析期间取得的应变传感器测量结果的准确度。如所论述的，可以以各种间隔分析应变传感器。数据采集装置可例如以各种间隔收集应变传感器的图像来用于分析。特别的担忧是数据采集装置在收集图像时相对于应变传感器的准确定位。一般期望数据采集装置的位置相对于应变传感器一贯地且重复地一致，使得应变传感器中的测得的变化是准确的，且不受数据采集装置的位置变化的影响。

对改进的构件监控的需求不限于应变传感器应用。此种需求存在于其他构件应用中。例如，在构件的外部表面中限定的冷却孔和/或构造在构件外部表面上的其他表面特征的改进的监控可能是有用的。

因此，用于监控构件的备选系统和方法在本领域中是合乎需要的。具体而言，提供数据采集装置相对于表面特征的定位一贯性的系统和方法将是有利的。

发明内容

本发明的方面和优点将在下列描述中部分地阐述，或可根据描述而是明显的，或可通过本发明的实践而习得。

按照本公开的一个实施例，提供一种用于监控构件的系统。构件具有外部表面和构造在该构件上的表面特征。系统包括用于分析该表面特征的数据采集装置。系统还包括用于使数据采集装置和表面特征对齐的对齐组件。对齐组件包括可构造在构件上的目标特征和与数据采集装置一起构造的导引特征。导引特征与目标特征的对齐使数据采集装置和表面特征对齐。

按照本公开的另一个实施例，提供一种用于监控构件的系统。构件具有外部表面和构造在该构件上的表面特征。系统包括用于分析表面特征的数据采集装置，该数据采集装置包括检孔仪。系统还包括用于使数据采集装置和表面特征对齐的物理对齐组件。物理对齐组件包括可构造在构件上的目标特征和联接于检孔仪的导引特征。导引特征与目标特征的对齐将数据采集装置和表面特征沿X轴线、Y轴线或Z轴线对齐。

按照本公开的另一个实施例，提供一种用于监控构件的方法。该方法包括将数据采集装置定位为接近表面特征，该表面特征构造在该构件上。该方法还包括使数据采集装置的导引特征与构造在该构件上的目标特征对齐。导引特征与目标特征的对齐使数据采集装置和表面特征对齐。

本发明的第一技术方案提供了一种用于监控构件的系统，所述构件具有外部表面和构造在所述构件上的表面特征，所述系统包括：数据采集装置，其用于分析所述表面特征；以及对齐组件，其用于对齐所述数据采集装置和所述表面特征，所述对齐组件包括可构造在所述构件上的目标特征和与所述数据采集装置一起构造的导引特征，其中，所述导引特征与所述目标特征的对齐使所述数据采集装置和所述表面特征对齐。

本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述目标特征与所述表面特征分开。

本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述对齐组件是物理对齐组件。

本发明的第四技术方案是在第三技术方案中，所述导引特征与所述目标特征之间的接触导致所述数据采集装置和所述表面特征的对齐。

本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，所述目标特征是第一磁体，且所述导引特征是具有相对于所述第一磁体相反的磁极性的匹配的第二磁体。

本发明的第六技术方案是在第一技术方案中，所述目标特征是凹陷或凸起中的一者，且所述导引特征是所述凹陷或所述凸起中的另一者。

本发明的第七技术方案是在第六技术方案中，所述凹陷具有锥形，且所述凸起具有匹配的锥形。

本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，所述对齐组件是光学对齐组件，且所述目标特征提供用于所述数据采集装置的焦点。

本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，所述导引特征与所述目标特征的对齐将所述数据采集装置和所述表面特征沿X轴线、Y轴线和Z轴线中的至少一者对齐。

本发明的第十技术方案是在第一技术方案中，所述数据采集装置包括检孔仪。

本发明的第十一技术方案是在第十技术方案中，所述导引特征联接于所述检孔仪。

本发明的第十二技术方案提供了一种用于监控构件的系统，所述构件具有外部表面和构造在所述构件上的表面特征，所述系统包括：数据采集装置，其用于分析所述表面特征，所述数据采集装置包括检孔仪；以及物理对齐组件，其用于对齐所述数据采集装置和所述表面特征，所述物理对齐组件包括可构造在所述构件上的目标特征和联接于所述检孔仪的导引特征，其中，所述导引特征与所述目标特征的对齐使所述数据采集装置和所述表面特征沿X轴线、Y轴线和Z轴线对齐。

本发明的第十三技术方案是在第十二技术方案中，所述导引特征与所述目标特征之间的接触导致所述数据采集装置和所述表面特征沿X轴线、Y轴线和Z轴线的对齐。

本发明的第十四技术方案是在第十二技术方案中，所述目标特征是第一磁体，且所述导引特征是具有相对于所述第一磁体相反的磁极性的匹配的第二磁体。

本发明的第十五技术方案是在第十二技术方案中，所述目标特征是凹陷或凸起中的一者，且所述导引特征是所述凹陷或所述凸起中的另一者。

本发明的第十六技术方案提供了一种用于监控构件的方法，所述方法包括：将数据采集装置定位为接近表面特征，所述表面特征构造在所述构件上；使所述数据采集装置的导引特征与构造在所述构件上的目标特征对齐，其中，所述导引特征与所述目标特征的对齐使所述数据采集装置和所述表面特征对齐。

本发明的第十七技术方案是在第十六技术方案中，定位和对齐步骤在所述构件在现场的情况下进行。

本发明的第十八技术方案是在第十六技术方案中，使所述导引特征与所述目标特征对齐包括使所述导引特征与所述目标特征物理地对齐。

本发明的第十九技术方案是在第十八技术方案中，使所述导引特征与所述目标特征对齐包括使所述目标特征与所述导引特征接触。

本发明的第二十技术方案是在第十六技术方案中，使所述导引特征与所述目标特征对齐包括使所述导引特征与所述目标特征光学地对齐。

通过参照下列描述和所附权利要求，本发明的这些和其他特征、方面和优点将变得更好理解。并入本说明书中并组成其一部分的附图例示了本发明的实施例，并与该描述一起用来解释本发明的原理。

附图说明

本发明的针对本领域技术人员的完整和能够实现的公开，包括其最佳实施方式，在参照附图的说明书中得到阐述，在附图中：

图1是按照本公开的一个或更多个实施例的包括多个表面特征的示例性构件的透视图；

图2是按照本公开的一个或更多个实施例的示例性表面特征的俯视图；

图3是按照本公开的一个或更多个实施例的燃气涡轮的侧视部分截面图；

图4是按照本公开的一个或更多个实施例的燃气涡轮的一部分的截面图；

图5是按照本公开的一个或更多个实施例的具有接近表面特征的数据采集装置的用于监控构件的系统的透视图；

图6是按照本公开的一个或更多个实施例的具有与表面特征对齐的数据采集装置的用于监控构件的系统的截面图；

图7是按照本公开的一个或更多个实施例的具有接近表面特征的数据采集装置的用于监控构件的系统的透视图；

图8是按照本公开的一个或更多个实施例的具有与表面特征对齐的数据采集装置的用于监控构件的系统的截面图；

图9是按照本公开的一个或更多个实施例的表面特征和对齐组件的穿过数据采集装置的正视图；以及

图10是例示按照本公开的一个或更多个实施例的方法的流程图。

部件列表

10 涡轮构件

11 外部表面

40 应变传感器

41 参照点

42 参照点

45 负空间

47 唯一识别符

D 距离

100 燃气涡轮

102 压缩机区段

104 燃烧器区段

106 涡轮区段

112 转子叶片(涡轮)

114 定子静叶

115 环带

116 转子叶片(压缩机)

118 定子静叶

120 壳体

122 第一壳

124 第二壳

126 端口

130 检孔仪

132 透镜

134 主体

136 套环

140 数据采集装置

142 数据捕获装置

144 计算装置

200 系统

202 x轴线

204 y轴线

206 z轴线

210 对齐组件

212 目标特征

214 导引特征

222 第一磁体

224 第二磁体

232 凹陷

234 凸起

242 基准(fiducial)

244 基准

300 方法

310、320 方法步骤。

具体实施方式

现在将详细地参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。各实例是作为本发明的解释而非本发明的限制来提供的。事实上，在本发明中可进行各种更改和变化而不脱离本发明的精神或范畴这点对于本领域专业人员将是显而易见的。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可与另一实施例一起使用以产生又一实施例。因此，意图本发明覆盖在所附权利要求和它们的等同物的范围内的这种更改和变化。

现参照图1，构件10例示为具有构造在其上的多个表面特征(在这些实施例中为应变传感器40)。构件10(且更具体而言，整个构件10的基底)可包括用于各种不同应用中的各种类型的构件，诸如例如在高温应用中利用的构件(例如，包括镍或钴基超级合金的构件)。在一些实施例中，构件10可包括工业燃气涡轮或蒸汽涡轮构件，诸如燃烧构件或热气体路径构件。在一些实施例中，构件10可包括涡轮叶片、压缩机叶片、静叶、喷嘴、护罩、转子、过渡件或壳体。在其他实施例中，构件10可包括涡轮的任何其他构件，诸如用于燃气涡轮、蒸汽涡轮等的任何其他构件。在一些实施例中，构件可包括非涡轮构件，包括但不限于自动推进构件(例如，汽车、卡车等)、航空航天构件(例如飞机、直升机、航天飞机、铝部件等)、机车或铁路构件(例如火车、火车轨道等)、结构、基础设施或土木工程构件(例如桥梁、建筑物、施工装备等)、和/或发电站或化学处理构件(例如，在高温应用中使用的管道)。

构件10具有外部表面11，应变传感器40可构造在外部表面11上或下方。按照本公开的应变传感器40可使用任何适合的技术构造在外部表面11上，该技术包括：沉积技术；其他适合的添加制造技术；减量技术，诸如激光消融、雕刻、加工等；外观改变技术，诸如退火、直接表面变色、或导致反射率的局部变化的技术；使用适合的安装设备或技术(诸如粘附、焊接、硬焊等)来安装事先形成的应变传感器40；或识别外部表面11的可作用为应变传感器40构件的先前存在的特性。此外，在另外的备选实施例中，应变传感器40可利用适合的嵌入技术在构件10的制造期间或之后构造在外部表面11下方。

现参照图1和2，应变传感器40大体上包括至少两个参照点41和42，参照点41和42可用于以多个时间间隔测量所述至少两个参照点41和42之间的距离D。如本领域技术人员应理解的，这些测量可有助于在构件10的该区域处确定应变、应变速率、蠕变、疲劳、应力等的量。只要可测量其间的距离D，则该至少两个参照点41和42可取决于具体的构件10而配置在各种距离处且处于各种位置。此外，该至少两个参照点41和42可包括点、线、圆、方框或任何其他几何或非几何形状，只要它们是能够一贯地可识别的，且可用于测量其间的距离D。

应变传感器40可包括多种不同的构造和截面，诸如通过并入多种不同形状、大小、和位置的参照点41和42。例如，如图2中例示的，应变传感器40可包括多种不同的参照点，其包括各种大小和形状。此种实施例可提供更多种类的距离测量结果D，诸如在最外参照点(如所例示的)、在两个内或外参照点、或其间的任何组合。更多的种类还可通过提供跨过更多种类的位置的应变测量来提供对构件10的特定部分的更可靠的应变分析。

此外，应变传感器40的各种尺寸的值可例如取决于构件10、应变传感器40的位置、测量的目标精确度、应用技术、和光学测量技术。例如，在一些实施例中，应变传感器40可包括范围从小于1毫米到大于300毫米的长度和宽度。此外，应变传感器40可包括适合用于应用和随后的光学识别/测量而不会显著地影响下面的构件10的性能的厚度。特别地，该厚度可为离开表面11的正厚度(诸如当利用添加技术时)或到表面11中的负厚度(诸如当利用减量技术时)。例如，在一些实施例中，应变传感器40可包括小于从大约0.01毫米到大于1毫米的厚度。在一些实施例中，应变传感器40可具有基本上均匀的厚度。此种实施例可有助于促进更准确的测量，以用于第一和第二参照点41和42之间的随后的应变计算。

在一些实施例中，应变传感器40可包括正地应用的方形或矩形，其中，第一和第二参照点41和42包括所述方形或矩形的两个相反的边。在其他实施例中，应变传感器40可包括由负空间45(即，未应用应变传感器材料的区域)分开的至少两个应用的参照点41和42。负空间45可包括例如构件10的外部表面11的露出部分。备选地或此外，负空间45可包括随后应用的对比(即，视觉对比、紫外或红外频谱方面的对比、或在电磁频谱中的任何其他适合的波长范围中的对比)材料，该对比材料与该至少两个参照点41和42的材料不同(或反之亦然)。

如图2所例示的，在一些实施例中，应变传感器40可包括唯一识别符47(此后称为“UID”)。UID 47可包括任何类型的条形码、贴签、标签、序列号、图案或有助于该特定应变传感器40的识别的其他识别系统。在一些实施例中，UID 47可额外地或备选地包括应变传感器40构造在其上的构件10或整个组件有关的信息。UID 47因而可辅助特定应变传感器40、构件10或甚至是整个组件的识别和跟踪，以有助于关联测量结果以用于过去、当前和未来的操作跟踪。

应变传感器40因而可构造在各种构件10的多种位置中的一个或更多个中。例如，如上论述的，应变传感器40可构造在叶片、静叶、喷嘴、护罩、转子、过渡件或壳体上。在此种实施例中，应变传感器40可构造在已知在单元操作期间经受各种力的一个或更多个位置中，诸如在翼型件、平台、末梢或任何其他适合的位置上或附近。此外，应变传感器40可构造在已知经受高温的一个或更多个位置中。例如，应变传感器40可构造在热气体路径或燃烧涡轮构件10上。

如在本文中论述的且如在图1中示出的，多个应变传感器40可构造在单个构件10上或多个构件10上。例如，多个应变传感器40可在各种位置处构造在单个构件10(例如，涡轮叶片)上，使得可在关于个别构件10的更多数量的位置处确定应变。备选地或此外，多个类似的构件10(例如，多个涡轮叶片)可各自具有应变传感器40，应变传感器40构造在标准部位中，使得各特定构件10经历的应变量可与其他类似的构件10比较。在另外一些实施例中，同一组件的多个不同的构件10(例如，涡轮构件实施例中的同一涡轮的叶片和静叶)可各自具有构造在其上的应变传感器40，使得可确定在整个组件内在各种位置处经历的应变量。

应理解的是，本公开不限于在本文中例示的应变传感器40。而是，构造在涡轮构件10上(诸如其外部表面11上)的任何适合的表面特征在本公开的范围和精神内。其他适合的表面特征的实例包括限定在外部表面中的冷却孔、施加于外部表面11的涂布层(其中，外部表面11限定为涡轮构件10的基础构件的外表面)等。

现在参照图3，构件10(具有构造在其上的一个或更多个表面特征40)可配置成用于在涡轮机内操作，涡轮机诸如所例示的燃气涡轮100、蒸汽涡轮、或其他涡轮机。燃气涡轮100可包括压缩机区段102、燃烧器区段104、和涡轮区段106。一般来说，压缩机区段102对燃烧器区段104提供加压空气流，在燃烧器区段104中，加压空气与燃料混合，且混合物燃烧以生成工作流体或热气体射流。使工作流体流过涡轮区段106，从而导致涡轮区段106内的各种可旋转构件的旋转，这继而驱动压缩机区段102(及其各种可旋转构件的旋转)。如图所示，涡轮区段106包括跨过热气体射流流动环带115径向地延伸的转子叶片112和定子静叶114的一个或更多个级。压缩机区段102还包括转子叶片116和定子静叶118的一个或更多个级。壳体120围绕压缩机区段102、燃烧器区段104和涡轮区段106延伸且包围它们。如所例示的，壳体120可由两个或更多个区段形成。在示出的实施例中，壳体包括形成壳体120的第一壳122和第二壳124。

壳体120可包括限定在其中的一个或更多个接入端口126，以允许使用检孔仪130(见图4)定期地检视配置在壳体120内部的燃气涡轮100的构件。如一般理解的，在燃气涡轮的操作期间，端口126中的每一个由适合的栓塞封闭。

现在参照图4，检孔仪130可延伸穿过燃气涡轮壳体120的接入端口126，以用于检视燃气涡轮100的构件。检孔仪130可大体上包括透镜132和适合的光学系统，以用于将图像穿过其传送至处理器，如在本文中论述的。光学系统可被包含在检孔仪的本体134内，主体134例如可为大体上柔性的且在燃气涡轮壳体120内可移动的，以有助于观察燃气涡轮100的各种构件。套环136可围绕主体134的一部分，诸如接近透镜132。套环136可如本文中论述的那样支撑对齐特征。

检孔仪130可为数据采集装置140的构件，其可大体上用于分析表面特征40。数据采集装置140例如可包括检孔仪130、图像捕获装置142和计算装置144。图像捕获装置142可大体上与透镜132和光学系统连通，以用于接收和处理来自透镜132的光来生成图像。在示例性实施例中，例如，图像捕获装置142可为相机传感器，其接收和处理来自相机透镜的光以生成图像，诸如数字图像，如一般理解的那样。

图像捕获装置142可与计算装置144连通。计算装置144可大体上包括适合的硬件和/或软件来用于储存和分析一般来自图像捕获装置142和装置140的图像。此种硬件和/或软件可例如大体上分析表面特征。例如，可分析应变传感器40，以确定是否已如上所述地发生了变形和应变。

计算装置144可包括构造成执行多种计算机实施的功能的一个或更多个处理器和相关的存储装置。如在本文中所使用的，用语“处理器”不仅指在本领域中称为包括在计算机中的集成电路，而且还指控制器、微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路、和其他可编程电路。此外，(多个)存储装置可大体上包括(多个)存储元件，其包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、软盘、密实盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字通用盘(DVD)和/或其他适合的存储元件。(多个)此种存储装置可大体上构造成储存当由(多个)处理器实施时将计算装置144构造成执行各种功能的适合的计算机可读指令。

在备选实施例中，可利用其他适合的数据采集装置，诸如电场扫描仪或包括其他适合的成像设备的装置。

特别地，通过数据采集装置140进行构件10(诸如转子叶片112、116或如本文中论述的其他适合的构件)的分析在一些实施例中可在构件10在现场时执行。构件10当其配置在组件(诸如涡轮机)内，诸如在燃气涡轮100的区段102、104、106内时是在现场的。特别地，在一些实施例中，当正发生此种现场分析时，整个壳体120可包绕构件10。在这些实施例中，可经由数据采集装置140的一部分(诸如检孔仪130的包括透镜132的一部分)的穿过端口126的延伸来进行分析。在其他实施例中，可移除壳体120的一部分，诸如第一壳122或第二壳124。备选地，构件10可从组件(诸如涡轮机)移除以用于分析，且可例如定位在测量夹具中以用于分析。

现在参照图4至9，本公开还针对用于监控构件10的系统200。系统200可例如包括如在本文中论述的表面特征40和如在本文中论述的用于分析表面特征40的数据采集装置140。为了分析表面特征40，期望数据采集装置140与表面特征40对齐，使得可通过数据采集装置140接收和分析表面特征40的准确图像。特别期望数据采集装置140的在与表面特征40对齐时的位置是可重复的，诸如沿X轴线202、Y轴线204和Z轴线206(它们可互相正交，如一般理解的)可重复的。此种可重复性和一贯性减少或消除因数据采集装置140相对于表面特征40的位置的变化引起的表面特征40中的测得变化的不准确性，从而提高表面特征40分析的准确度，且在一些实施例中，提高变形10监控的准确度。

因此，系统200还可包括一个或更多个对齐组件210，以用于对齐数据采集装置140和表面特征40。对齐组件210可提供对齐可重复性，诸如在X轴线202、Y轴线204或Z轴线206中的至少一个上，诸如在X轴线202、Y轴线204或Z轴线206中的至少两个上，诸如在X轴线202、Y轴线204和Z轴线206上。对齐组件210可有助于数据采集装置140(诸如其透镜132)与表面特征40的重复、准确的对齐，以用于表面特征40的图像分析。

对齐组件210可包括目标特征212和导引特征214。目标特征212可构造在构件10上，且例如可接近表面特征40。例如，在一些实施例中，目标特征212可与表面特征40分开且间隔。备选地，目标特征212可被包括在表面特征40中。导引特征214可与数据采集装置140一起构造。导引特征214与目标特征212的对齐可使数据采集装置140(诸如其透镜132)与表面特征40对齐，诸如沿X轴线202、Y轴线204或Z轴线206中的至少一个，诸如沿X轴线202、Y轴线204或Z轴线206中的至少两个，诸如沿X轴线202、Y轴线204和Z轴线206。对齐组件210因而可作用为用于数据采集装置140与表面特征40的对齐的防错装置。

在一些实施例中，如在图5至8中例示的，对齐组件210是物理对齐组件。因此，导引特征214与目标特征212之间的物理接触可导致数据采集装置140和表面特征40的对齐，诸如沿X轴线202、Y轴线204或Z轴线206中的至少一者。在这些实施例中，导引特征214可例如联接于(诸如固定地连接于)数据采集装置140(诸如其检孔仪130和/或透镜132)。例如，导引特征214可构造在套环136上。

例如，在图5和6中例示的一些实施例中，目标特征212可为第一磁体222或包括第一磁体222。例如，第一磁体222可从外部表面11延伸，与外部表面11齐平，或在外部表面11下方嵌入构件10中。第一磁体222可具有第一极性。而且，导引特征214可为匹配的第二磁体224，第二磁体224联接于数据采集装置140，诸如联接于其检孔仪130和/或透镜132。例如，第二磁体224可从套环136的外部表面延伸，与外部表面齐平，或在外部表面下方嵌入套环136中。导引特征214可具有相对于第一磁极性的第二相反磁极性。因此，当使磁体222、224处于彼此附近时，它们可被彼此吸引，且可被朝彼此拉，直到它们与彼此突然地接触，且因此与彼此对齐。

在图7和8中例示的其他实施例中，目标特征212可为凹陷232或凸起234中的一者或包括其，且导引特征214可为凹陷或凸起234中的匹配的另一者或包括其。凸起234的外表面可具有与凹陷232的内表面对应的大小和形状。当凸起234接触凹陷232且置于凹陷232中时，凸起234和凹陷232可对齐。在一些实施例中，凹陷232可限定在构件10中，且因而可从外部表面11延伸到构件10中，且凸起234可联接于数据采集装置140(诸如其检孔仪130和/或透镜132)。例如，凸起234可从套环136延伸。在其他实施例中，凸起234可从构件10，诸如从其外部表面11延伸，且凹陷232可联接于数据采集装置140(诸如其检孔仪130和/或透镜132)。例如，凹陷232可限定在套环136中。

如所论述的，凸起234的外表面可具有与凹陷232的内表面对应的大小和形状。例如，在示出的一些实施例中，凹陷232可具有锥形且凸起234可具有匹配的锥形。例如，构造在构件10上的凹陷232或凸起234中的一个可远离外部表面11成锥形，诸如远离构件10或到构件10中。凹陷232或凸起234中的另一者可具有匹配的锥形。锥形可有助于将凸起234置于凹陷232内和凸起234和凹陷232的所得的对齐。

应理解的是，按照本公开的物理对齐组件210不限于以上公开的实施例。而是，任何适合的物理匹配构件可用作按照本公开的目标特征212和导引特征214。

在备选实施例中，对齐组件210可为光学对齐组件。在这些实施例中，导引特征214不需要接触目标特征212以对齐导引特征214和目标特征。例如，目标特征212可为基准242，基准242提供用于数据采集装置140的焦点。在所示出的实施例中，基准242处于常规目标的形状。导引特征214在一些实施例中可为匹配的基准244，基准244可包括例如透镜232中或上的记号。基准242可在视觉上由基准244覆盖，以对齐基准242、244。备选地，导引特征214可包括数据对齐装置140(诸如其计算装置144)的聚焦功能。使基准242对准在焦点上可对齐导引特征214和目标特征212。

现在还参照图10，本公开还针对用于监控构件10的方法。方法300可例如包括如本文所述地将数据采集装置140定位为接近表面特征40的步骤310。表面特征40可构造在构件10上。方法300还可例如包括如本文所述地使数据采集装置140的导引特征214与构造在构件10上的目标特征212对齐的步骤320。导引特征214与目标特征212的对齐可如在本文中描述地对齐数据采集装置140和表面特征40，诸如沿X轴线202、Y轴线204或Z轴线206中的至少一者。

在一些实施例中，步骤310、320可如在本文中描述地在构件10在现场的情况下进行。在其他实施例中，步骤310、320可如在本文中描述地在构件10从相关组件(诸如相关涡轮机)移除的情况下进行。

在一些实施例中，步骤320可包括如本文中所述地使导引特征214与目标特征212物理地对齐。在这些实施例中，目标特征212可例如在导引特征214的对齐期间接触导引特征214且促使它们的对齐。在其他实施例中，步骤320可包括如本文中所述地使导引特征214与目标特征212光学地对齐。

本书面说明使用示例以公开本发明，包括最佳实施方式，并且还使任何本领域技术人员能够实践本发明，包括制造并且使用任何设备或系统并且实行任何并入的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包含本领域人员想到的其他示例。如果这种其他示例具有不与权利要求的文字语言不同的结构元件，或如果它们包括与权利要求的文字语言无显著差别的等同结构元件，则它们意图在权利要求的范围内。

Claims

1. 一种用于监控构件(10)的系统(200)，所述构件(10)具有外部表面(11)和构造在所述构件(10)上的表面特征(40)，所述系统(200)包括：

数据采集装置(140)，其用于分析所述表面特征(40)；以及

对齐组件(210)，其用于对齐所述数据采集装置(140)和所述表面特征(40)，所述对齐组件(210)包括可构造在所述构件(10)上的目标特征(212)和与所述数据采集装置(140)一起构造的导引特征(214)，其中所述导引特征(214)与所述目标特征(212)的对齐使所述数据采集装置(140)和所述表面特征(40)对齐。

2.根据权利要求1所述的系统(200)，其特征在于，所述目标特征(212)与所述表面特征(40)分开。

3.根据权利要求1至2中的任一项所述的系统(200)，其特征在于，所述对齐组件(210)是物理对齐组件(210)。

4.根据权利要求3所述的系统(200)，其特征在于，所述导引特征(214)与所述目标特征(212)之间的接触导致所述数据采集装置(140)和所述表面特征(40)的对齐。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统(200)，其特征在于，所述目标特征(212)是第一磁体(222)，且所述导引特征(214)是具有相对于所述第一磁体(222)相反的磁极性的匹配的第二磁体(224)。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的系统(200)，其特征在于，所述目标特征(212)是凹陷(232)或凸起(234)中的一者，且所述导引特征(214)是所述凹陷(232)或所述凸起(234)中的另一者。

7.根据权利要求1所述的系统(200)，其特征在于，所述对齐组件(210)是光学对齐组件(210)，且所述目标特征(212)提供用于所述数据采集装置(140)的焦点。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的系统(200)，其特征在于，所述导引特征(214)与所述目标特征(212)的对齐将所述数据采集装置(140)和所述表面特征(40)沿X轴线(202)、Y轴线(204)和Z轴线(206)中的至少一者对齐。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的系统(200)，其特征在于，所述数据采集装置(140)包括检孔仪(130)。

10.根据权利要求9所述的系统(200)，其特征在于，所述导引特征(214)联接于所述检孔仪(130)。