CN106996740A - 用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

用于将探头(100)定位于燃气涡轮发动机(10)内的方法(300)可以大体上包括将多个位置发送器(204)相对于发动机(10)而定位和将探头(100)通过发动机(10)的进入孔(62)而插入,其中,探头(100)包括探头末端(104)和配置成接收从位置发送器(204)发送的与位置相关的信号的位置信号接收器(120)。方法(300)还可以包括:至少部分地基于与位置相关的信号,确定探头末端(104)在发动机(10)内的当前位置;和识别与探头末端(104)在发动机(10)内的当前位置相对应的探头末端(104)在发动机(10)的三维模型(232)内的虚拟位置(234)。此外,方法(300)可以包括,为显示发动机(10)的三维模型(232)作准备,其中,探头末端(104)的虚拟位置(234)显示为三维模型(232)内的视觉指标。

Description

用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的系统及方法
技术领域
本主题大体上涉及燃气涡轮发动机,且更具体地,涉及用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的系统及方法。
背景技术
燃气涡轮发动机典型地包括涡轮机械核心,按照顺序流动的关系,该涡轮机械核心具有高压压缩机、燃烧器以及高压涡轮。核心可按已知的方式运行,以生成主气流。高压压缩机包括固定式导叶的环形阵列(“多排”),这些导叶将进入发动机的空气引导至下游中,导致压缩机的叶片旋转。一排压缩机导叶和一排压缩机叶片共同地构成压缩机的“级”。类似地,高压涡轮包括固定式喷嘴导叶的环形排,这些喷嘴导叶将退出燃烧器的气体引导至下游中,导致涡轮的叶片旋转。一排喷嘴导叶和一排涡轮叶片共同地构成涡轮的“级”。典型地,压缩机和涡轮两者都包括多个相继的级。
为了允许对发动机的核心部件(例如,压缩机叶片和涡轮叶片)的周期检查,管道镜孔典型地设置于发动机壳体和/或框架中。这样的孔允许将光学管道镜仪器插入核心发动机中,从而不要求拆卸发动机构件,就允许执行对发动机的目视检查。然而,一旦已将仪器插入管道镜孔中,检查员就典型地可获得关于仪器在发动机内的实际位置的最少的信息,导致测量值的误差且降低执行目视检查的效率。
因此,用于在将探头插入发动机内时将这样的探头相对于燃气涡轮发动机而定位的系统及方法将在技术范围内受欢迎。
发明内容
在以下的描述中,将部分地陈述本发明的方面和优点,或可以从描述显而易见本发明的方面和优点,或可以通过实践本发明而学习本发明的方面和优点。
在一个方面,本主题针对用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的方法。该方法可以大体上包括将多个位置发送器相对于燃气涡轮发动机而定位,其中,各位置发送器具有相对于燃气涡轮发动机的已知位置。该方法还可以包括将探头通过燃气涡轮发动机的进入孔而插入,其中,探头包括:探头末端;和位置信号接收器,配置成接收从位置发送器发送的与位置相关的信号。另外,该方法可以包括:在与探头通信地耦合的计算装置接收与位置相关的信号;由计算装置基于与位置相关的信号和位置发送器的已知位置而确定探头末端在燃气涡轮发动机内的当前位置;以及利用计算装置来识别与探头末端在燃气涡轮发动机内的当前位置相对应的探头末端在燃气涡轮发动机的三维模型内的虚拟位置。此外,该方法可以包括通过计算装置而为显示燃气涡轮发动机的三维模型作准备,其中,探头末端的虚拟位置显示为三维模型内的视觉指标。
在另一方面,本主题针对用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的系统。系统可以大体上包括多个位置发送器,其中,各位置发送器相对于燃气涡轮发动机而定位于已知位置。系统还可以包括配置成通过燃气涡轮发动机的进入孔而插入的探头。探头可以包括:探头末端;和位置信号接收器,配置成接收从位置发送器发送的与位置相关的信号。另外,系统可以包括与探头通信地耦合的计算装置。计算装置可以配置成基于由位置信号接收器接收到的与位置相关的信号和多个位置发送器的已知位置,确定探头末端在燃气涡轮发动机内的当前位置。此外,计算装置可以配置成识别与探头末端在燃气涡轮发动机内的当前位置相对应的探头末端在燃气涡轮发动机的三维模型内的虚拟位置,并且,为显示燃气涡轮发动机的三维模型作准备,其中,探头末端的虚拟位置显示为三维模型内的视觉指标。
更具体而言,根据本发明,提供了以下实施方案。
实施方案1.一种用于将探头(100)定位于燃气涡轮发动机(10)内的方法(300),所述方法(300)包括:
将多个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位,各位置发送器(204)具有相对于所述燃气涡轮发动机(10)的已知位置;
将探头(100)通过所述燃气涡轮发动机(10)的进入孔(62)而插入,所述探头包括探头末端(104)和位置信号接收器(120),所述位置信号接收器(120)配置成接收从所述多个位置发送器(204)发送的与位置相关的信号;
在与所述探头(100)通信地耦合的计算装置(202)接收所述与位置相关的信号;
基于所述与位置相关的信号和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,由所述计算装置(202)确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的当前位置;
利用所述计算装置(202)来识别与所述探头末端在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置相对应的所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)的三维模型(232)内的虚拟位置(234);以及
通过所述计算装置(202)而为显示所述燃气涡轮发动机(10)的所述三维模型(232)作准备,其中,所述探头末端(104)的所述虚拟位置(234)显示为所述三维模型(232)内的视觉指标。
实施方案2.根据实施方案1所述的方法(300),其中,将多个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位包括,将至少三个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位。
实施方案3.根据实施方案1所述的方法(300),其中,将多个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位包括,将所述多个位置发送器(204)定位于所述燃气涡轮发动机(10)的多个进入孔(62)内,所述多个进入孔(62)不同于所述探头(100)所插入穿过的所述进入孔(62)。
实施方案4.根据实施方案1所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置包括,基于所述与位置相关的信号而确定在所述探头末端(104)与各位置发送器(204)之间限定的距离。
实施方案5.根据实施方案4所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置进一步包括,基于在所述探头末端(104)与所述多个位置发送器(204)之间限定的所述距离和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,使用三边测量技术来确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮(10)内的所述当前位置。
实施方案6.根据实施方案1所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置包括,基于所述与位置相关的信号而确定在所述探头末端(104)与各位置发送器(204)之间限定的角度。
实施方案7.根据实施方案6所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置进一步包括,基于在所述探头末端(104)与所述多个位置发送器(204)之间限定的所述角度和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,使用三角测量技术来确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮(10)内的所述当前位置。
实施方案8.根据实施方案1所述的方法(300),进一步包括:
在所述燃气涡轮发动机(10)内移动所述探头(100);和
由所述计算装置(202)确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的更新后的位置。
实施方案9.根据实施方案8所述的方法(300),进一步包括由所述计算装置(202)基于所述探头末端(104)的所述更新后的位置而调整所述燃气涡轮发动机(10)的所述三维模型内(332)的所述视觉指标的位置。
实施方案10.一种用于将探头(100)定位于燃气涡轮发动机(10)内的系统(200),所述系统(200)包括:
多个位置发送器(204),各位置发送器(204)定位于相对于所述燃气涡轮发动机(10)的已知位置;
探头(100),配置成通过所述燃气涡轮发动机(10)的进入孔(62)而插入,所述探头(100)包括探头末端(104)和位置信号接收器(120),所述位置信号接收器(120)配置成接收从所述多个位置发送器(204)发送的与位置相关的信号;以及
计算装置(202),与所述探头(100)通信地耦合,所述计算装置(202)配置成:
基于由所述位置信号接收器(120)接收到的所述与位置相关的信号和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的当前位置;
识别与所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置相对应的所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)的三维模型(232)内的虚拟位置(234);并且,
为显示所述燃气涡轮发动机(10)的所述三维模型(232)作准备,其中,所述探头末端(104)的所述虚拟位置(234)被显示为所述三维模型(232)内的视觉指标。
实施方案11.根据实施方案10所述的系统(200),其中,所述多个位置发送器(204)包括相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位的至少三个位置发送器(204)。
实施方案12.根据实施方案10所述的系统(200),其中,所述多个位置发送器(204)定位于所述燃气涡轮发动机(10)的多个进入孔(62)内,所述多个进入孔(62)与所述探头(100)所插入穿过的所述进入孔(62)不同。
实施方案13.根据实施方案10所述的系统(200),其中,所述计算装置(202)进一步配置成在所述探头(100)在所述燃气涡轮发动机(10)内移动时,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的更新后的位置。
实施方案14.根据实施方案13所述的系统(200),其中,所述计算装置(202)配置成基于所述探头末端(104)的所述更新后的位置,来调整所述三维模型(232)内的所述视觉指标的位置。
实施方案15.根据实施方案10所述的系统(200),其中,所述探头(100)与管道镜、视频观测镜或纤维镜之一相对应。
更具体而言,根据本发明,还提供了以下技术方案。
技术方案1.一种用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的方法,所述方法包括:
将多个位置发送器相对于所述燃气涡轮发动机而定位,各位置发送器具有相对于所述燃气涡轮发动机的已知位置;
将探头通过所述燃气涡轮发动机的进入孔而插入,所述探头包括探头末端和位置信号接收器,所述位置信号接收器配置成接收从所述多个位置发送器发送的与位置相关的信号;
在与所述探头通信地耦合的计算装置接收所述与位置相关的信号;
基于所述与位置相关的信号和所述多个位置发送器的所述已知位置,由所述计算装置确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的当前位置;
利用所述计算装置来识别与所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的所述当前位置相对应的所述探头末端在所述燃气涡轮发动机的三维模型内的虚拟位置;以及
通过所述计算装置而为显示所述燃气涡轮发动机的所述三维模型作准备,其中,所述探头末端的所述虚拟位置被显示为所述三维模型内的视觉指标。
技术方案2.根据技术方案1所述的方法,其中,将多个位置发送器相对于所述燃气涡轮发动机而定位包括,将至少三个位置发送器相对于所述燃气涡轮发动机而定位。
技术方案3.根据技术方案1所述的方法,其中,将多个位置发送器相对于所述燃气涡轮发动机而定位包括,将所述多个位置发送器定位于所述燃气涡轮发动机的多个进入孔内,所述多个进入孔与所述探头所插入穿过的所述进入孔不同。
技术方案4.根据技术方案1所述的方法,其中,确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的所述当前位置包括,基于所述与位置相关的信号而确定在所述探头末端与各位置发送器之间限定的距离。
技术方案5.根据技术方案4所述的方法,其中,确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的所述当前位置进一步包括,基于在所述探头末端与所述多个位置发送器之间限定的所述距离和所述多个位置发送器的所述已知位置,使用三边测量技术来确定所述探头末端在所述燃气涡轮内的所述当前位置。
技术方案6.根据技术方案1所述的方法,其中,确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的所述当前位置包括,基于所述与位置相关的信号而确定在所述探头末端与各位置发送器之间限定的角度。
技术方案7.根据技术方案6所述的方法,其中,确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的所述当前位置进一步包括,基于在所述探头末端与所述多个位置发送器之间限定的所述角度和所述多个位置发送器的所述已知位置,使用三角测量技术来确定所述探头末端在所述燃气涡轮内的所述当前位置。
技术方案8.根据技术方案1所述的方法,进一步包括:
在所述燃气涡轮发动机内移动所述探头;和
由所述计算装置确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的更新后的位置。
技术方案9.根据技术方案8所述的方法,进一步包括由所述计算装置基于所述探头末端的所述更新后的位置而调整所述燃气涡轮发动机的所述三维模型内的所述视觉指标的位置。
技术方案10.根据技术方案1所述的方法,其中,所述探头与管道镜、视频观测镜或纤维镜之一相对应。
技术方案11.根据技术方案1所述的方法,其中,所述探头包括用于对所述燃气涡轮发动机的内部进行照明的光源。
技术方案12.根据技术方案1所述的方法,其中,所述探头配置成在所述燃气涡轮发动机的内部发动机构件上执行修复程序。
技术方案13.根据技术方案1所述的方法,进一步包括利用所述计算装置来接收与由所述燃气涡轮发动机的内部的所述探头所获得的多个图像相关联的图像数据。
技术方案14.根据技术方案13所述的方法,其中,所述图像数据配置成被检查,以识别所述燃气涡轮发动机内的任何缺陷或损伤。
技术方案15.根据技术方案13所述的方法,其中,为显示所述燃气涡轮发动机的所述三维模型作准备包括,为显示所述燃气涡轮发动机的所述三维模型和从所述探头获得的所述图像数据两者作准备。
技术方案16.一种用于将光学探头定位于燃气涡轮发动机内的方法,所述方法包括:
将多个位置发送器相对于所述燃气涡轮发动机而定位,各位置发送器具有相对于所述燃气涡轮发动机的已知位置;
将光学探头通过所述燃气涡轮发动机的进入孔而插入,所述光学探头包括探头末端和位置信号接收器,所述位置信号接收器配置成接收从所述多个位置发送器发送的与位置相关的信号;
在与所述探头通信地耦合的计算装置接收所述与位置相关的信号;
利用所述计算装置来接收与由所述燃气涡轮发动机的内部的所述光学探头所获得的多个图像相关联的图像数据;
基于所述与位置相关的信号和所述多个位置发送器的所述已知位置,由所述计算装置确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的当前位置;
利用所述计算装置来识别与所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的所述当前位置相对应的所述探头末端在所述燃气涡轮发动机的三维模型内的虚拟位置;以及
通过所述计算装置而为显示所述燃气涡轮发动机的所述三维模型作准备,其中,所述探头末端的所述虚拟位置被显示为所述三维模型内的视觉指标。
技术方案17.根据技术方案16所述的方法,进一步包括:
在所述燃气涡轮发动机内移动所述光学探头;和
由所述计算装置确定所述探头末端在所述燃气涡轮发动机内的更新后的位置。
技术方案18.根据技术方案17所述的方法,进一步包括由所述计算装置基于所述探头末端的所述更新后的位置来调整所述燃气涡轮发动机的所述三维模型内的所述视觉指标的位置。
技术方案19.根据技术方案16所述的方法,其中,所述光学探头与管道镜、视频观测镜或纤维镜之一相对应。
技术方案20.根据技术方案16所述的方法,其中,为显示所述燃气涡轮发动机的所述三维模型作准备包括,为显示所述燃气涡轮发动机的所述三维模型和从所述光学探头获得的所述图像数据两者作准备。
参考下文的描述和所附权利要求,将更清楚地理解本发明的这些及其他特征、方面以及优点。结合于本说明书中且组成本说明书的一部分的附图图示了本发明的实施例,并且,附图连同描述一起用来解释本发明的原理。
附图说明
参考附图而在说明书中陈述针对本领域普通技术人员的本发明的包括最佳模式的全面的允许实现的公开,其中:
图1图示了根据本主题的方面的可以在飞机内利用的燃气涡轮发动机的一个实施例的横截面图;
图2图示了适合于在图1中所示出的燃气涡轮发动机内使用的涡轮的一个实施例的部分横截面图,具体地,图示了用于提供通向涡轮的内部入口的限定于发动机中的进入孔;
图3图示了适合于在图1中所示出的燃气涡轮发动机内使用的压缩机的一个实施例的部分横截面图,具体地,图示了用于提供通向压缩机的内部入口的限定于发动机中的进入孔;
图4图示了可以根据本主题的方面而用于对燃气涡轮发动机进行目视检查的光学探头的一个实施例的简化图;
图5图示了根据本主题的方面的用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的系统的一个实施例的简化示意图;
图6图示了根据本主题的方面的可以对所公开的系统的用户呈现的用户界面的简化图,具体地,图示了视觉指标,该视觉指标用于表示与探头在发动机内的当前实际位置相对应的探头在燃气涡轮发动机的三维模型内的虚拟位置;并且,
图7图示了根据本主题的方面的用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的方法的一个实施例的流程图。
参考字符 构件
10 涡轮发动机
12 中心线轴线
14 核心发动机
16 风扇区段
18 外部壳体
20 环形入口
22 增压压缩机
24 轴流式压缩机
26 燃烧器
28 第一高压涡轮
30 第一高压驱动轴
32 第二低压涡轮
34 第二低压驱动轴
36 排气喷嘴
37 减速装置
38 风扇转子组件
40 环形风扇壳体
42 导叶
44 风扇转子叶片
46 下游区段
48 空气流管道
50 空气流
56 第二压缩空气流
60 燃烧产物
62 进入孔
62A 第一进入孔
62B 第二进入孔
62C 第三进入孔
62D 第四进入孔
66 第一级涡轮喷嘴
68 旋转涡轮叶片
70 喷嘴导叶
72 外部带
74 内部带
76 涡轮护罩
78 喷嘴导叶
80 固定式压缩机导叶
82 可旋转的压缩机叶片
100 光学探头
104 探头末端
108 组件
110 电缆
112 电动机
120 位置信号接收器
200 系统
202 计算装置
204 位置发送器
206 显示装置
208 存储器
210 (多个)存储装置
212 通信链路或电缆
230 用户界面
234 视觉指标
232 三维模型
236 相邻的(多个)发动机构件
300 方法。
具体实施方式
现在,将对本发明的实施例详细地作出参考,在附图中,图示了本发明的一个或更多个示例。每个示例都是通过对本发明进行解释而不是对本发明进行限制的方式而提供。实际上,将对本领域技术人员显而易见,在不背离本发明的范围或实质的情况下,能够在本发明中作出各种修改和变型。例如,作为一个实施例的一部分而图示或描述的特征能够与另一实施例一起使用,以产生再一个实施例。因而,由于这样的修改和变型属于所附权利要求及其等同物的范围内,因而旨在本发明涵盖这样的修改和变型。
通常,本主题针对用于将探头定位于燃气涡轮发动机内的系统及方法。具体地,在若干个实施例中,用于对燃气涡轮发动机进行目视检查的光学探头可以装备有合适的接收器,该接收器配置成从相对于发动机而安装(例如,位于发动机的进入孔内)的多个位置发送器接收与位置相关的信号。然后,可以将探头接收器所接收到的与位置相关的信号发送至计算装置,该计算装置配置成,比如通过使用三边测量或三角测量技术来基于与位置相关的信号和发送器的已知位置而计算探头的位置,从而确定光学探头在燃气涡轮发动机内的当前位置。另外,计算装置可以配置成使光学探头的所确定的实际位置与燃气涡轮发动机的三维模型内的虚拟位置相关。然后,可以为系统的用户呈现三维模型,光学探头的当前位置显示于模型内(例如,作为符号或其他视觉指标),这可以允许用户在执行对发动机的目视检查时,将探头更准确地定位于燃气涡轮发动机内。另外,通过确定光学探头在发动机内的位置,从而计算装置还可以配置成识别定位成与探头末端相邻的(多个)内部构件。然后,可以为系统的用户呈现(多个)相邻的内部构件的(多个)名称和/或(多个)参考编号连同光学探头的当前位置。
应当意识到,虽然将在本文中大体上关于确定光学探头在燃气涡轮发动机内的位置而描述本主题,但所公开的系统及方法可以大体上用于确定插入燃气涡轮发动机内的任何探头的位置。例如,系统及方法可以用于确定已经由进入孔之一而插入燃气涡轮发动机内的修复探头的位置,以允许在发动机内执行给定的修复程序。
还应当意识到,所公开的系统及方法可以大体上用于无论发动机的当前的组装状态如何(例如,完全地或部分地组装),都对插入包括以飞机为基础的涡轮发动机和以陆地为基础的涡轮发动机的任何合适的类型的燃气涡轮发动机内的探头进行定位。另外,当指飞机发动机时,应当意识到,本主题可以在翼地或离翼地使用。
现在,参考附图,图1图示了根据本主题的方面的可以在飞机内利用的燃气涡轮发动机10的一个实施例的横截面图,出于参考的目的,发动机10示出为具有贯穿发动机10的纵向或轴向中心线轴线12。通常,发动机10可以包括核心燃气涡轮发动机(通常由参考字符14指示)和定位于其上游的风扇区段16。核心发动机14可以大体上包括大致管状的外部壳体18,外部壳体18限定环形入口20。另外,外部壳体18可以进一步包围并支撑增压压缩机22,增压压缩机22用于将进入核心发动机14的空气的压力提高至第一压力水平。然后,高压多级轴流式压缩机24可以从增压压缩机22接收压缩空气,并且,进一步提高这样的空气的压力。然后,退出高压压缩机24的压缩空气可以流动至燃烧器26,在燃烧器26内,燃料喷射至压缩空气流中,使由此产生的混合物在燃烧器26内燃烧。将高能量的燃烧产物从燃烧器26沿着发动机10的热气路径引导至用于经由第一(高压)驱动轴30而对高压压缩机24进行驱动的第一(高压)涡轮28,且然后,引导至用于经由大致与第一驱动轴30同轴的第二(低压)驱动轴34而对增压压缩机22和风扇区段16进行驱动的第二(低压)涡轮32。在对涡轮28和涡轮32中的每个进行驱动之后,燃烧产物可以经由排气喷嘴36而从核心发动机14排出,以提供推进喷气推力。
另外,如图1中所示,发动机10的风扇区段16可以大体上包括可旋转的轴流式风扇转子组件38,风扇转子组件38配置成被环形风扇壳体40环绕。本领域普通技术人员应当意识到,风扇壳体40可以配置成相对于核心发动机14 而由多个大致径向地延伸且周向地隔开的出口导叶42支撑。这样,风扇壳体40可以包围风扇转子组件38及其对应的风扇转子叶片44。此外,风扇壳体40的下游区段46可以遍布于核心发动机14的外部部分,以便于限定提供另外的推进喷气推力的次级或旁路空气流管道48。
应当意识到,在若干个实施例中,第二(低压)驱动轴34可以直接地与风扇转子组件38联接,以提供直接驱动配置。备选地,第二驱动轴34可以经由减速装置 37(例如,减速齿轮或齿轮箱)而与风扇转子组件38联接,以提供间接驱动或齿轮驱动配置。还可以根据期望或要求而将这样的(多个)减速装置设置于发动机10内的任何其他合适的轴和/或线轴之间。
在发动机10的运行的期间,应当意识到,初始空气流(由箭头50指示)可以通过风扇壳体40的相关联的入口52而进入发动机10。然后,空气流50经过风扇叶片44,并且,分成移动通过管道48的第一压缩空气流(由箭头54指示)和进入增压压缩机22的第二压缩空气流(由箭头56指示)。然后,第二压缩空气流56的压力被提高,并且进入高压压缩机24(如由箭头58指示)。在与燃料混合且在燃烧器26内燃烧之后,燃烧产物 60退出燃烧器26,并且,流过第一涡轮28。此后,燃烧产物 60流过第二涡轮32,并且,退出排气喷嘴36,从而为发动机10提供推力。
燃气涡轮发动机10还可以包括通过其壳体和/或框架而限定的多个进入孔,这些进入孔用于提供通向核心发动机14的内部的入口。例如,如图1中所示,发动机10可以包括通过外部壳体18而限定的多个进入孔62(仅示出六个),进入孔62用于提供通向压缩机 22、24中的一个或两者的内部入口,且/或用于提供通向涡轮28、32中的一个或两者的内部入口。在若干个实施例中,进入孔62可以沿着核心发动机14轴向地间隔开。例如,进入孔62可以沿着各压缩机22、24和/或各涡轮28、32轴向地间隔开,使得至少一个进入孔62定位于各压缩机级和/或各涡轮级,以便提供通向定位于这样的(多个)级的内部构件的入口。另外,进入孔62还可以围绕核心发动机14周向地间隔开。例如,多个进入孔62可以围绕各压缩机级和/或涡轮级周向地间隔开。
应当意识到,虽然在本文中大体上关于提供通向压缩机22、24中的一个或两者的内部入口和/或提供通向涡轮28、32中的一个或两者的内部入口而描述进入孔62,但燃气涡轮发动机10可以包括提供通向发动机10的任何合适内部位置的入口的进入孔62,比如包括提供燃烧器26和/或发动机10的任何其他合适的构件内的入口的进入孔62。
现在,参考图2,根据本主题的实施例而图示在上文中参考图1而描述的第一(或高压)涡轮28的部分横截面图。如图所示,第一涡轮28可以包括第一级涡轮喷嘴66和定位于喷嘴66的紧接下游的旋转涡轮叶片68(示出一个)的环形阵列。喷嘴66可以大体上由环形流道限定,该环形流道包括多个径向地延伸且圆形地隔开的喷嘴导叶70(示出一个)。导叶70可以被支撑于许多弓状外部带72与弓状内部带74之间。另外,周向地隔开的涡轮叶片68可以大体上配置成从转子盘(未示出)向外径向地延伸,该转子盘围绕发动机10的中心线轴线12(图1)旋转。此外,涡轮护罩76可以定位成与涡轮叶片68的径向地位于外部的尖端相邻,以便于限定外部径向流路边界,该外部径向流路边界用于使燃烧产物 60沿着发动机10的热气路径流过涡轮28。
如上文中所指示的,涡轮28可以大体上包括任何数量的涡轮级,各级包括喷嘴导叶的环形阵列和随后的涡轮叶片68。例如,如图2中所示,涡轮28的第二级的喷嘴导叶78的环形阵列可以定位于涡轮28的第一级的涡轮叶片68的紧接下游。
此外,如图2中所示,多个进入孔62可以通过涡轮壳体和/或框架而限定,各进入孔62配置成在不同的轴向位置提供通向涡轮28的内部的入口。具体地,如上文中所指示的,在若干个实施例中,进入孔62可以轴向地间隔开,使得各进入孔62与涡轮28的不同的级对准,或以另外的方式提供通向涡轮28的不同的级的内部入口。例如,如图2中所示,第一进入孔62A可以通过涡轮壳体/框架而限定,以提供通向涡轮28的第一级的入口,而第二进入孔62B可以通过涡轮壳体/框架而限定,以提供通向涡轮28的第二级的入口。
应当意识到,还可以为涡轮28的任何其他级和/或第二(或低压)涡轮32的任何涡轮级而设置类似的进入孔62。还应当意识到,除了图2中所示出的轴向地隔开的进入孔62之外,还可以在不同的周向地隔开的位置设置进入孔62。例如,在一个实施例中,多个周向地隔开的进入孔可以在各涡轮级通过涡轮壳体/框架而限定,以在围绕涡轮级的多个周向位置提供通向涡轮28的内部入口。
现在,参考图3,根据本主题的实施例而图示在上文中关于图1而描述的高压压缩机24的部分横截面图。如图所示,压缩机24可以包括多个压缩机级,各级包括固定式压缩机导叶80(针对各级而仅示出一个)的环形阵列和可旋转的压缩机叶片82(针对各级而仅示出一个)的环形阵列两者。每排压缩机导叶80大体上配置成引导空气流过压缩机24而到达压缩机导叶80的紧接下游的该排压缩机叶片82。
此外,压缩机24可以包括通过压缩机壳体/框架而限定的多个进入孔62,各进入孔62配置成在不同的轴向位置提供通向压缩机24的内部的入口。具体地,在若干个实施例中,进入孔62可以轴向地间隔开,使得各进入孔62与压缩机24的不同的级对准,或以另外的方式提供通向压缩机24的不同的级的内部入口。例如,如图3中所示,图示了分别提供通向压缩机24的四个相继的级的入口的第一、第二、第三以及第四进入孔62a、62b、62c、62d。
应当意识到,还可以针对压缩机24的其他级中的任一个和/或低压压缩机22的多级中的任一个而设置类似的进入孔62。还应当意识到,除了图3中所示出的轴向地隔开的进入孔62之外,还可以在不同的周向地隔开的位置设置进入孔62。例如,在一个实施例中,多个周向地隔开的进入孔可以在各压缩机级通过压缩机壳体/框架而限定,以在围绕压缩机级的多个周向位置提供通向压缩机24的内部入口。
现在,参考图4,根据本主题的方面而图示了探头100的一个实施例的简化图,探头100可以被用于执行对燃气涡轮发动机10的目视检查。如图所示,已通过比如在上文中关于图1-3而描述的进入孔62中的任一个之类的发动机10的进入孔62,而插入探头100。
通常,探头100可以与配置成经由进入孔62而插入燃气涡轮发动机10内的任何合适的探头相对应。具体地,如在所图示的实施例中所示出的,探头100与光学探头100相对应。在这样的实施例中,光学探头100可以与如下的任何合适的光学装置相对应:可以通过燃气涡轮发动机10的进入孔62而插入,以允许捕获或以另外的方式获得发动机10的内部的图像。例如,在若干个实施例中,光学探头100可以与允许通过进入孔62而观察燃气涡轮发动机10的内部的管道镜、视频观测镜、纤维镜或在本领域中已知的任何其他类似的光学装置相对应。在这样的实施例中,光学探头100可以包括一个或更多个光学元件(由虚线框102示意地指示),比如一个或更多个光学透镜、光纤、图像捕获装置(例如,视频相机、静态图像相机、CCD装置、CMOS装置)、电缆等,这些光学元件用于在探头100的末端104获得发动机10的内部的视图或图像,并且,用于将这样的图像从探头末端104 沿着探头100的长度发送或中继至发动机10的外部。例如,如图4中所示,可以将由探头100获得的内部视图或图像从探头末端104发送至与探头100连接或以另外的方式耦合的计算装置202。另外,如图4中所示,在一个实施例中,比如LED之类的光源(由虚线框106指示)可以设置于探头末端104处或设置成与探头末端104相邻,以提供发动机10的内部内的照明。
光学探头100还可以包括铰接组件108,铰接组件108允许在燃气涡轮发动机10的内部内调整探头末端104的取向。例如,铰接组件108可以允许探头末端104围绕单个轴线或多个轴线旋转或绕枢轴旋转,以调整末端104相对于探头100的剩余部分的取向。应当意识到,铰接组件108可以大体上具有任何合适的配置,且/或可以包括允许调整探头末端104相对于探头100的剩余部分的取向的任何合适的构件。例如,在一个实施例中,多个铰接电缆110可以耦合于探头末端104与一个或更多个铰接电动机112之间。在这样的实施例中,通过经由(多个)电动机112而调整电缆110的张力,从而可以使探头末端104在燃气涡轮发动机10内重新取向。
还应当意识到,在若干个实施例中,铰接组件108可以配置成电子地受控制。具体地,如图4中所示,计算装置202可以与铰接组件108通信地耦合,以允许计算装置202经由对铰接组件108的控制而调整探头末端104的取向。例如,在所图示的实施例中,计算装置202可以配置成将合适的控制信号发送至(多个)铰接电动机112,以便调整(多个)相关联的电缆110内的张力,从而允许计算装置202对探头末端104在燃气涡轮发动机10内的取向自动地进行调整。
另外,如图4中所示,光学探头100还可以包括位置信号接收器(由虚线框120示意地指示),该位置信号接收器定位于探头末端104,或定位成与探头末端104相邻。如将在下文中更详细地描述的,位置信号接收器120可以配置成接收来自多个位置发送器204(图5)的与位置相关的信号,这些信号提供对位置信号接收器120(且因而,探头末端104)相对于位置发送器204的位置的指示。例如,位置信号接收器120可以配置成接收来自位置发送器204的信号,这些信号提供在接收器120与各发送器204之间限定的距离的指示(例如,基于信号强度、信号的渡越时间以及/或信号的到达时间),且/或提供在接收器120与各发送器204 之间限定的角度的指示(例如,基于信号的入射角度或到达角度)。然后,可以将由位置信号接收器120接收到的信号发送至计算装置202,以允许计算装置202使用比如三边测量技术或三角测量技术之类的任何合适的以信号为基础的定位技术来确定探头末端104在燃气涡轮发动机10内的当前位置。
应当意识到,在其他实施例中,探头100可以与配置成经由其进入孔62之一而插入燃气涡轮发动机10内的任何其他合适的探头相对应。例如,在备选的实施例中,探头100可以对应于比如用于修复发动机内的裂纹和/或其他损伤的探头之类的修复探头,其配置成插入燃气涡轮发动机10内,以允许在内部发动机构件中的一个或更多个上执行修复程序。
现在,参考图5,根据本主题的方面而图示了系统200的一个实施例的简化示意图,系统200用于将探头定位于燃气涡轮发动机内。如图所示,系统200可以大体上包括计算装置202、安装于燃气涡轮发动机10的进入孔62内的探头100以及相对于燃气涡轮发动机10而定位的多个位置发送器204。如上文中所指示的,在若干个实施例中,探头100可以配置成提供燃气涡轮发动机10的内部视图或图像,然后,可以将这些内部视图或图像作为图像数据而发送至计算装置202,以便随后存储于计算装置202上,且/或经由与计算装置202相关联的显示装置206而为系统200的用户呈现。另外,由于探头100用于获得燃气涡轮发动机10的内部图像,因而探头100还可以配置成接收从位置发送器204发送的与位置相关的信号(例如,经由位置信号接收器120),这些信号提供各发送器204相对于探头100的位置的指示。如上所述,然后,可以将这样的信号发送至计算装置202,以允许计算装置202确定探头末端104在燃气涡轮发动机10内的当前三维位置。然后,可以在燃气涡轮发动机10的以三维计算机为基础的模型内的对应的虚拟位置,为系统200的用户显示探头末端104的所确定的实际位置(例如,经由显示装置206),以给用户提供探头100在发动机10内的当前位置的目视指示。
通常,计算装置202可以与任何合适的以处理器为基础的装置和/或以处理器为基础的装置的任何合适的组合相对应。因而,在若干个实施例中,计算装置202可以包括配置成执行各种计算机实现的功能(例如,执行本文中所公开的方法、步骤、计算等)的一个或更多个处理器208和相关联的(多个)存储装置210。如本文中所使用的,术语“处理器”不仅指在本领域中被包括在计算机中的所称的集成电路,而且还指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路以及其他可编程电路。另外,(多个)存储装置210可以大体上包括(多个)存储器元件,包括计算机可读介质(例如,随机存取存储器(RAM))、计算机可读非易失介质(例如,闪速存储器)、软盘、压缩磁盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字通用光盘(DVD)和/或其他合适的存储器元件,但不限于此。这样的(多个)存储装置210可以大体上配置成存储如下的合适的计算机可读指令,其在由(多个)处理器208执行时,将计算装置202配置成执行各种功能,包括至少部分地基于从发送器204接收到的信号而确定探头末端104在燃气涡轮发动机10内的当前位置的功能和为显示探头末端104在发动机10的三维模型内的位置的目视指示作准备的功能,但不限于此。
如图5中所示,计算装置202可以与探头100通信地耦合(例如,经由通信链路或电缆212)。这样,可以将与探头100所获得的内部视图或图像相关联的图像数据发送至计算装置202。然后,可以使用这样的图像数据,以允许在内部已插入有探头100的进入孔62的位置处或与该位置相邻处,对燃气涡轮发动机10的内部进行目视检查。例如,在一个实施例中,图像数据可以存储于装置的存储器210内,以允许在稍后的时间/日期对图像进行分析,以识别发动机10内的缺陷和/或损伤。另外(或备选地),图像数据可以从计算装置202发送至相关联的显示装置206,以允许系统200的用户观察由探头100提供的各种内部图像。
另外,在探头100与计算装置202之间设置的连接还可以允许由位置信号接收器120从发送器204接收到的与位置相关的信号发送至计算装置202,以便进行随后的处理和/或分析。例如,发送器204可以配置成当探头100被用于对燃气涡轮发动机10的内部进行目视检查时,将与位置相关的信号连续地发送至接收器120。然后,可以将这样的与位置相关的信号发送至计算装置202,以允许对探头100在发动机10内的当前位置进行实时确定。
在若干个实施例中,位置发送器204可以配置成安装于燃气涡轮发动机10的单独的进入孔62内,且/或通过燃气涡轮发动机10的单独的进入孔62而插入。例如,如图5中所示,位置发送器204定位在与内部安装有探头100的进入孔62不同的进入孔62内。这样,通过识别内部安装有各发送器204的特定的进入孔62,从而可以确定或得知各位置发送器204相对于燃气涡轮10的位置。然后,可以将位置发送器204的这样的已知位置输入至计算装置202的存储器210中,且/或利用计算装置202的存储器210来存储,以便随后用于确定探头末端104在燃气涡轮发动机10内的当前位置。备选地,位置发送器204可以配置成定位在相对于燃气涡轮发动机10的任何其他合适的位置(例如,发动机10上、发动机10内和/或发动机10的外侧的任何合适的位置),其允许由探头100的位置信号接收器120接收各发送器204所生成的与位置相关的信号。在这样的实施例中,可以基于发送器204的安装位置而确定各位置发送器204相对于燃气涡轮发动机10的位置,且随后将该位置输入至计算装置202的存储器208中,且/或存储于计算装置202的存储器208内。
如图5中所示,系统 200 包括相对于燃气涡轮发动机10而定位的三个位置发送器204,用于将与位置相关的信号发送至探头100的位置信号接收器120。然而,在其他实施例中,假定足够量的发送器204为允许基于由发送器204发送的与位置相关的信号和这样的发送器204的已知位置而确定探头末端104的当前位置作准备,则可以在系统 200内利用任何其他合适的数量的位置发送器204。
应当意识到,计算装置202可以大体上配置成使用本领域中已知的任何合适的以信号为基础的定位技术来确定探头末端104的当前位置。例如,在一个实施例中,计算装置202可以配置成利用三边测量技术来确定探头末端104的当前位置。在这样的实施例中,计算装置202可以配置成基于在位置信号接收器120接收到的与位置相关的信号而确定在各位置发送器204与探头末端104之间限定的距离。例如,可以基于在接收器120从各发送器204接收到的与位置相关的信号的信号强度而确定各位置发送器204与探头末端104之间的距离(例如,使用所接收到的信号的强度指标(RSSI))。备选地,可以基于从各发送器204接收到的与位置相关的信号的渡越时间或到达时间而确定该距离。计算装置202可以配置成基于在探头末端104与各位置发送器204之间限定的距离而确定探头末端104相对于发送器204的三维位置。此后,基于发送器204相对于燃气涡轮发动机10的已知位置,计算装置202可以计算探头末端104在发动机10内的当前三维位置(例如,基于燃气涡轮发动机10的已知尺寸)。
在另一实施例中,计算装置202可以配置成利用三角测量技术来确定探头末端104的当前位置。在这样的实施例中,计算装置202可以配置成基于在位置信号接收器120接收到的与位置相关的信号,确定在各位置发送器204与探头末端104 之间限定的相对角度。例如,接收器120可以包括双天线阵列,该双天线阵列允许接收器120检测从各发送器204接收到的与位置相关的信号的入射角度或到达角度。计算装置202可以配置成基于在探头末端104与各位置发送器204之间限定的相对角度,确定探头末端104相对于发送器204的三维位置。此后,计算装置202可以基于发送器204相对于燃气涡轮发动机10的已知位置,计算探头末端104在发动机10内的当前三维位置(例如,基于燃气涡轮发动机10的已知尺寸)。
另外,如上文中所指示的,计算装置202还可以配置成为显示(例如,经由显示装置206)燃气涡轮发动机10的三维模型作准备,该三维模型提供探头末端104在发动机10内的当前位置的虚拟表示。例如,计算机辅助设计(CAD)模型或其他合适的以计算机为基础的三维模型可以存储于计算装置202的存储器210内。在这样的实施例中,计算装置202可以配置成接入(访问)三维模型,并且,将探头末端104在燃气涡轮发动机10内的所确定的实际位置与以计算机为基础的模型比较,以便于识别探头末端104在模型内的对应的虚拟位置。然后,可以为系统200的用户呈现三维模型,探头末端104的虚拟位置显示为模型内的符号或其他视觉指标(例如,点、星、“X”或任何其他合适的识别标记)。
例如,图6图示了可以为系统200的用户呈现的用户界面230的简化图。如图所示,燃气涡轮10的三维模型(如图6中的圆柱232示意地指示)可以呈现于显示装置206上。另外,视觉指标234可以在三维模型232内显示,视觉指标234表示探头末端104在发动机10内的当前位置。这样,通过操纵三维模型232(例如,通过将模型232放大或缩小、通过使模型232旋转、通过使发动机的所建模的构件中的一个或更多个透明等),从而可以允许系统200的用户观察探头末端104相对于比如发动机10的一个或更多个压缩机叶片82或涡轮叶片68之类的发动机10的一个或更多个内部构件的精确位置。然后,用户可以在必要时或根据期望而基于在模型232内显示的虚拟位置,操纵探头末端104在发动机10内的实际位置,以将探头末端104相对于发动机10的(多个)内部构件而精确地定位。
应当意识到,当在燃气涡轮发动机10内调整探头末端104的实际位置时,可以对在三维模型内显示的探头末端104的虚拟位置连续地进行更新。例如,当用户操纵探头末端104在发动机10内的实际位置时,可以由计算装置202确定探头末端104的更新后的位置。然后,可以基于探头末端104的更新后的位置而调整三维模型内的虚拟位置,从而给用户提供探头末端104的当前位置的实时虚拟表示。
还应当意识到,除了探头末端104的虚拟位置之外,计算装置202还可以配置成显示与设置成与探头末端104相邻的(多个)内部发动机构件相关的(多个)名称、(多个)部件编号和/或其他识别信息。例如,如图6中所示,可以在经由显示装置206而为系统200的用户显示的用户界面内,呈现与相邻的(多个)发动机构件236相关联的识别信息。
另外,应当意识到,虽然计算装置202和显示装置206示出为系统 200内的单独的构件,但这样的构件可以集成至探头100中,或以另外的方式形成探头100的部件。例如,在一个实施例中,计算装置202和相关联的显示器206可以作为集成组件而内置于探头100中。
现在,参考图7,根据本主题的方面而图示了方法300的一个实施例的流程图,方法300用于将探头定位于燃气涡轮发动机内。通常,将在本文中关于在上文中参考图1-6而描述的燃气涡轮发动机10和系统 200而讨论方法300。然而,本领域普通技术人员应当意识到,可以大体上利用具有任何其他合适的发动机配置的燃气涡轮发动机和/或具有任何其他合适的系统配置的系统来实施所公开的方法300。另外,虽然图7出于图示和讨论的目的而描绘按照特定的顺序执行的步骤,但本文中所讨论的方法不限于任何特定的顺序或布置。使用在本文中提供的公开的本领域技术人员将意识到,在不背离本公开的范围的情况下,能够将本文中所公开的方法的各种步骤以各种方式省略、重新布置、组合且/或适应。
如图7中所示,在(302),方法300可以包括将多个位置发送器相对于燃气涡轮而定位。例如,如上文中所指示的,在一个实施例中,各位置发送器204可以安装或定位于发动机10的进入孔62内。备选地,位置发送器204可以定位于允许发送器204如本文中所描述地运行的相对于发动机10的任何其他合适的位置。
另外,在(304),方法300可以包括,将探头通过发动机的进入孔而插入。例如,如上文中所指示的,探头100可以通过发动机10的进入孔62之一而插入,以允许获得内部视图或图像,以便对发动机10的内部进行目视检查。另外,一旦插入发动机10的内部内,探头100就可以配置成接收由各种位置发送器204发送的与位置相关的信号(例如,经由探头的位置信号接收器120)。然后,在(306),可以将与位置相关的信号发送至与探头耦合的计算装置,并且,在该计算装置接收到该信号。例如,如上文中所指示的,探头100可以与计算装置202通信地耦合,以允许由探头100获得的内部图像和由探头100接收到的与位置相关的信号两者都发送至计算装置202。
此外,在(308),方法300可以包括基于与位置相关的信号和位置发送器的已知位置,确定探头末端在发动机内的当前位置。例如,在一个实施例中,计算装置202可以配置成利用与位置相关的信号来计算在探头末端104与各位置发送器204之间限定的距离。然后,所计算出的距离连同位置发送器204的已知位置一起可以用于实施三边测量技术,以确定探头末端104在发动机10内的当前位置。在其他实施例中,计算装置202可以配置成利用与位置相关的信号来计算在探头末端104与各位置发送器204之间限定的角度。然后,所计算出的角度连同位置发送器204的已知位置一起,可以用于实施三角测量技术,以确定探头末端104在发动机10内的当前位置。
仍然参考图7,在(310),方法300可以包括识别与探头末端在发动机内的当前位置相对应的探头末端在发动机的三维模型内的虚拟位置。例如,如上文中所指示的,计算装置202可以配置成使探头末端104在发动机10内的实际位置与发动机10的模型内的对应的虚拟位置相关。此后,在(312),计算装置202可以配置成提供三维模型以供显示,其中探头末端104的虚拟位置被显示或表示为模型内的视觉指标。例如,如上文中所指示的,计算装置202可以配置成将模型发送至相关联的显示装置206,以便呈现给系统200的用户。
本书面描述使用示例来公开本发明,包括最佳模式,并且,还允许本领域任何技术人员实践本发明,包括制作并使用任何装置或系统和执行任何结合的方法。本发明的专利范围由权利要求定义,并且,可以包括本领域技术人员所想到的其他示例。如果这样的其他示例包括并非与权利要求的字面语言不同的结构元件,或如果这些示例包括与权利要求的字面语言无实质的差异的等同的结构元件,则这些示例旨在属于权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种用于将探头(100)定位于燃气涡轮发动机(10)内的方法(300),所述方法(300)包括:
将多个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位,各位置发送器(204)具有相对于所述燃气涡轮发动机(10)的已知位置;
将探头(100)通过所述燃气涡轮发动机(10)的进入孔(62)而插入,所述探头包括探头末端(104)和位置信号接收器(120),所述位置信号接收器(120)配置成接收从所述多个位置发送器(204)发送的与位置相关的信号;
在与所述探头(100)通信地耦合的计算装置(202)接收所述与位置相关的信号;
基于所述与位置相关的信号和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,由所述计算装置(202)确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的当前位置;
利用所述计算装置(202)来识别与所述探头末端在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置相对应的所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)的三维模型(232)内的虚拟位置(234);以及
通过所述计算装置(202)而为显示所述燃气涡轮发动机(10)的所述三维模型(232)作准备,其中,所述探头末端(104)的所述虚拟位置(234)显示为所述三维模型(232)内的视觉指标。
2.根据权利要求1所述的方法(300),其中,将多个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位包括,将至少三个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位。
3.根据权利要求1所述的方法(300),其中,将多个位置发送器(204)相对于所述燃气涡轮发动机(10)而定位包括,将所述多个位置发送器(204)定位于所述燃气涡轮发动机(10)的多个进入孔(62)内,所述多个进入孔(62)不同于所述探头(100)所插入穿过的所述进入孔(62)。
4.根据权利要求1所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置包括,基于所述与位置相关的信号而确定在所述探头末端(104)与各位置发送器(204)之间限定的距离。
5.根据权利要求4所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置进一步包括,基于在所述探头末端(104)与所述多个位置发送器(204)之间限定的所述距离和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,使用三边测量技术来确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮(10)内的所述当前位置。
6.根据权利要求1所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置包括,基于所述与位置相关的信号而确定在所述探头末端(104)与各位置发送器(204)之间限定的角度。
7.根据权利要求6所述的方法(300),其中,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置进一步包括,基于在所述探头末端(104)与所述多个位置发送器(204)之间限定的所述角度和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,使用三角测量技术来确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮(10)内的所述当前位置。
8. 根据权利要求1所述的方法(300),进一步包括:
在所述燃气涡轮发动机(10)内移动所述探头(100);和
由所述计算装置(202)确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的更新后的位置。
9.根据权利要求8所述的方法(300),进一步包括由所述计算装置(202)基于所述探头末端(104)的所述更新后的位置而调整所述燃气涡轮发动机(10)的所述三维模型内(332)的所述视觉指标的位置。
10.一种用于将探头(100)定位于燃气涡轮发动机(10)内的系统(200),所述系统(200)包括:
多个位置发送器(204),各位置发送器(204)定位于相对于所述燃气涡轮发动机(10)的已知位置;
探头(100),配置成通过所述燃气涡轮发动机(10)的进入孔(62)而插入,所述探头(100)包括探头末端(104)和位置信号接收器(120),所述位置信号接收器(120)配置成接收从所述多个位置发送器(204)发送的与位置相关的信号;以及
计算装置(202),与所述探头(100)通信地耦合,所述计算装置(202)配置成:
基于由所述位置信号接收器(120)接收到的所述与位置相关的信号和所述多个位置发送器(204)的所述已知位置,确定所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的当前位置;
识别与所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)内的所述当前位置相对应的所述探头末端(104)在所述燃气涡轮发动机(10)的三维模型(232)内的虚拟位置(234);并且,
为显示所述燃气涡轮发动机(10)的所述三维模型(232)作准备,其中,所述探头末端(104)的所述虚拟位置(234)被显示为所述三维模型(232)内的视觉指标。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109798295A (zh) * 2019-03-07 2019-05-24 天津市津宝乐器有限公司 号嘴锁紧装置
CN110529254A (zh) * 2018-05-23 2019-12-03 通用电气公司 检查工具及方法

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10489896B2 (en) 2017-11-14 2019-11-26 General Electric Company High dynamic range video capture using variable lighting
US10488349B2 (en) 2017-11-14 2019-11-26 General Electric Company Automated borescope insertion system
US10775315B2 (en) 2018-03-07 2020-09-15 General Electric Company Probe insertion system
US10712290B2 (en) * 2018-04-30 2020-07-14 General Electric Company Techniques for control of non-destructive testing devices via a probe driver
US10902664B2 (en) 2018-05-04 2021-01-26 Raytheon Technologies Corporation System and method for detecting damage using two-dimensional imagery and three-dimensional model
US11707819B2 (en) 2018-10-15 2023-07-25 General Electric Company Selectively flexible extension tool
US11702955B2 (en) 2019-01-14 2023-07-18 General Electric Company Component repair system and method
US11692650B2 (en) 2020-01-23 2023-07-04 General Electric Company Selectively flexible extension tool
US11752622B2 (en) 2020-01-23 2023-09-12 General Electric Company Extension tool having a plurality of links
US11613003B2 (en) 2020-01-24 2023-03-28 General Electric Company Line assembly for an extension tool having a plurality of links
US11371437B2 (en) 2020-03-10 2022-06-28 Oliver Crispin Robotics Limited Insertion tool
US12091981B2 (en) 2020-06-11 2024-09-17 General Electric Company Insertion tool and method
US20220236197A1 (en) * 2021-01-28 2022-07-28 General Electric Company Inspection assistant for aiding visual inspections of machines
US11654547B2 (en) 2021-03-31 2023-05-23 General Electric Company Extension tool

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4742357A (en) * 1986-09-17 1988-05-03 Rackley Ernie C Stolen object location system
JP2005338551A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Olympus Corp 工業用内視鏡装置
CN101197000A (zh) * 2007-11-30 2008-06-11 江苏天奇物流系统工程股份有限公司 利用射频识别技术的位置识别方法和装置
US7782046B2 (en) * 2007-02-05 2010-08-24 General Electric Company Electromagnetic tracking method and system
US20140139831A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 General Electric Company Actuatable visual inspection device

Family Cites Families (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3713307B2 (ja) 1995-07-17 2005-11-09 オリンパス株式会社 内視鏡形状検出装置
US5850469A (en) * 1996-07-09 1998-12-15 General Electric Company Real time tracking of camera pose
GB9816421D0 (en) * 1998-07-28 1998-09-23 Keymed Medicals & Ind Equip Apparatus for delivering laser energy to a remote location
GB0020461D0 (en) 2000-08-18 2000-10-11 Oliver Crispin Consulting Ltd Improvements in and relating to the robotic positioning of a work tool to a sensor
JP2003028947A (ja) 2001-07-16 2003-01-29 Tamagawa Seiki Co Ltd 位置測定装置
US7158754B2 (en) * 2003-07-01 2007-01-02 Ge Medical Systems Global Technology Company, Llc Electromagnetic tracking system and method using a single-coil transmitter
EP1691666B1 (en) 2003-12-12 2012-05-30 University of Washington Catheterscope 3d guidance and interface system
US6992315B2 (en) * 2004-03-10 2006-01-31 Siemens Westinghouse Power Corporation In situ combustion turbine engine airfoil inspection
US7064811B2 (en) * 2004-05-20 2006-06-20 Siemens Power Generation, Inc. Imaging rotating turbine blades in a gas turbine engine
US20060025668A1 (en) * 2004-08-02 2006-02-02 Peterson Thomas H Operating table with embedded tracking technology
JP5180088B2 (ja) * 2005-11-04 2013-04-10 ゾロ テクノロジーズ,インコーポレイティド ガスタービンエンジンの燃焼器内における分光測定の方法及び装置
JP4869699B2 (ja) 2005-12-13 2012-02-08 オリンパス株式会社 内視鏡装置
US9636188B2 (en) 2006-03-24 2017-05-02 Stryker Corporation System and method for 3-D tracking of surgical instrument in relation to patient body
US8368749B2 (en) 2006-03-27 2013-02-05 Ge Inspection Technologies Lp Article inspection apparatus
US8311738B2 (en) 2006-04-27 2012-11-13 Caterpillar Inc. Boom-mounted machine locating system
US7902817B2 (en) * 2007-03-26 2011-03-08 General Electric Company Electromagnetic tracking method and system
US7834621B2 (en) * 2007-09-25 2010-11-16 General Electric Company Electromagnetic tracking employing scalar-magnetometer
US8391952B2 (en) * 2007-10-11 2013-03-05 General Electric Company Coil arrangement for an electromagnetic tracking system
US20090118620A1 (en) * 2007-11-06 2009-05-07 General Electric Company System and method for tracking an ultrasound catheter
US8485038B2 (en) 2007-12-18 2013-07-16 General Electric Company System and method for augmented reality inspection and data visualization
US20100113917A1 (en) * 2008-10-31 2010-05-06 General Electric Company System and method for tracking object
US9149929B2 (en) 2010-05-26 2015-10-06 The Boeing Company Methods and systems for inspection sensor placement
EP2670291A4 (en) 2011-02-04 2015-02-25 Penn State Res Found METHOD AND DEVICE FOR DETERMINING THE LOCATION OF AN ENDOSCOPE
US9026247B2 (en) 2011-03-30 2015-05-05 University of Washington through its Center for Communication Motion and video capture for tracking and evaluating robotic surgery and associated systems and methods
JP5791976B2 (ja) 2011-06-16 2015-10-07 オリンパス株式会社 画像処理装置、画像処理方法、およびプログラム
US9471057B2 (en) 2011-11-09 2016-10-18 United Technologies Corporation Method and system for position control based on automated defect detection feedback
US9036892B2 (en) 2012-12-31 2015-05-19 General Electric Company Systems and methods for data entry in a non-destructive testing system
US8950004B2 (en) 2012-12-31 2015-02-03 General Electric Company Systems and methods for licensing non-destructive testing content
US9710573B2 (en) * 2013-01-22 2017-07-18 General Electric Company Inspection data graphical filter
JP6180221B2 (ja) 2013-08-01 2017-08-16 オリンパス株式会社 ブレード検査装置
JP6223049B2 (ja) 2013-08-01 2017-11-01 オリンパス株式会社 ブレード検査システム
US10033945B2 (en) 2013-12-12 2018-07-24 Flir Systems Ab Orientation-adapted image remote inspection systems and methods
US9681107B2 (en) * 2014-05-22 2017-06-13 Siemens Energy, Inc. Flexible tether position tracking camera inspection system for visual inspection of off line industrial gas turbines and other power generation machinery

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4742357A (en) * 1986-09-17 1988-05-03 Rackley Ernie C Stolen object location system
JP2005338551A (ja) * 2004-05-28 2005-12-08 Olympus Corp 工業用内視鏡装置
US7782046B2 (en) * 2007-02-05 2010-08-24 General Electric Company Electromagnetic tracking method and system
CN101197000A (zh) * 2007-11-30 2008-06-11 江苏天奇物流系统工程股份有限公司 利用射频识别技术的位置识别方法和装置
US20140139831A1 (en) * 2012-11-19 2014-05-22 General Electric Company Actuatable visual inspection device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110529254A (zh) * 2018-05-23 2019-12-03 通用电气公司 检查工具及方法
CN109798295A (zh) * 2019-03-07 2019-05-24 天津市津宝乐器有限公司 号嘴锁紧装置

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Publication number Publication date
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