JP2006518032A - 部材の貫通孔構造の検査方法 - Google Patents

部材の貫通孔構造の検査方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2006518032A
JP2006518032A JP2004552454A JP2004552454A JP2006518032A JP 2006518032 A JP2006518032 A JP 2006518032A JP 2004552454 A JP2004552454 A JP 2004552454A JP 2004552454 A JP2004552454 A JP 2004552454A JP 2006518032 A JP2006518032 A JP 2006518032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
camera
medium
hole
irradiation source
holes
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2004552454A
Other languages
English (en)
Inventor
バイヤー、ロマーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of JP2006518032A publication Critical patent/JP2006518032A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • G01M99/004Testing the effects of speed or acceleration
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/08Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters
    • G01B11/12Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring diameters internal diameters
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B13/00Measuring arrangements characterised by the use of fluids
    • G01B13/08Measuring arrangements characterised by the use of fluids for measuring diameters

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

従来技術による部材の貫通孔の検査方法は一般にサーモグラフによる詰まり検出に高温ガスを使用する。本発明による部材(10)の貫通孔構造の検査方法によれば、これは、カメラ(13)の波長範囲に少なくとも1つの吸収端を有する媒体が使用され、この媒体がカメラ画像(13)において不透明にて現われるようにすることによって簡単化される。

Description

本発明は、請求項1の前文による部材の貫通孔構造の検査方法に関する。
部材の貫通孔、例えばガスタービン翼のレーザによって穿孔された特に冷却孔は、しばしば円筒形とは異なる複雑な形状を有する。孔の有効通流直径、部材壁内での孔の姿勢、これらの孔のディフューザ(横断面積が拡張された流出範囲)の位置並びに姿勢および位置ずれが、例えば鋳造、レーザまたは腐食の各プロセスにおける許容誤差もしくはそれぞれの製造条件に基づいて変化する。
タービン翼のブレード輪郭における冷却空気孔の有効性は、これらの上述の寸法の複雑な相互作用からもたらされる。これらの上述の寸法は、今日の時点まで自動化することができず、大きな技術的労力なしに算定もしくは測定することはできなかった。
従来の方法によれば、加熱された部材表面の検出を介して貫通孔の通過性が検査される。つまり、孔が詰まっている場合、貫通孔における材料の加熱が生じない。この方法の欠点は、僅かな開口(孔の部分閉鎖)も空気を通流させ、材料を加熱することにある。サーモグラフ画像においては、部分的に閉鎖された孔と開いた孔とを殆ど区別することができない。
西独特許出願公開第3533186号明細書も独国特許出願公開第19720461号明細書も、加熱されたガスが冷却空気孔を通り抜けさせられるサーモグラフ法を開示している。温かい空気の供給は多大な装置費用を意味する。従来のサーモグラフ法は温かい空気によって加熱される部材表面の温度分布を検出する。しかしながら、得られた情報から、貫通孔の仕上がり状態を逆推論することはできない。
従って、本発明の課題はこの問題を克服することにある。
この課題は、請求項1による部材の貫通孔構造の検査方法によって解決される。
従属請求項にはこの方法の他の有利な実施態様が記載されている。
貫通孔から流出するガス煙の流れを、作成されたカメラ画像および画像解析によって視覚化すると、貫通孔の形成および姿勢に対する多数の情報が提供され、かつプロセスの制御および設計の検証が可能になる。
図1は本発明による方法を実施することのできる装置1を示し、
図2は本発明による方法により撮影されたカメラ画像を示す。
図1による装置1は、とりわけ、画面を備えたコンピュータ3を含み、このコンピュータ3にはカメラ13、例えば赤外線カメラ13が接続され、場合によっては照明源28および他の制御要素19が接続されている。
例えばコンピュータ3には部材10の内部における媒体(ガス、液体)の流れを制御する媒体供給装置7も接続されている。
部材10の表面22における貫通孔25(図2)から、この媒体は、例えば存在するディフューザのところで再び流出する。
部材10すなわち少なくとも1つの貫通孔25が照射源28により照射される。照射源28は特定の波長範囲を有する。照射源28は周囲光であってもよい。照射源28の光線は部材10の表面22に当たり、そこで反射および吸収される。反射された光線はカメラ13によって撮影される。
媒体は、照射源28によって使用された1つ又は複数の波長の範囲に少なくとも1つの吸収線、吸収端または吸収帯を有する。
貫通孔25の範囲では媒体が照射源の光線を吸収するので、貫通孔25の範囲に現われる照射源28の光線は少なくとも弱められ、カメラ13には達しないかまたは弱められて達する。
従って、照射源28の波長または波長範囲はカメラ13によって識別可能である。
部材10の表面22は例えば赤外線カメラ13によって撮影される。表面22全体を測定するために、例えば部材10は、移動可能な、例えば回転可能な位置調整ユニット16上に配置されている。部材10を固定配置し、赤外線カメラ13を部材10の表面22に対して相対的に移動させるようにしてもよい。部材10および位置調整ユニット16が3つの全ての空間方向に移動可能であってもよい。
媒体、例えばガスは、本発明によれば、照射源28の使用された1つ又は複数の波長の範囲に吸収能を有する。
媒体は、例えば、3〜5μmの波長範囲に吸収帯を有する二酸化炭素(CO2)である。従って、照射源28は3〜5μmの波長範囲に少なくとも1つの波長を有する。カメラは照射源28の少なくともこの1つの波長を識別することができる。
従って、カメラ画像において、このガスは不透明な物質として周囲から区別することができる。CO2ガスが特に適している。なぜならば、CO2ガスは例えば冷却媒体として用いられる空気と同じ流体動力学特性を有するからである。
個々の貫通孔25におけるカメラ画像の評価は、貫通孔25から流出する媒体の濃度分布もしくは伝播方向をもたらす。煙状のCO2の順次噴出時における濃度分布および濃度値の積分から、それぞれの貫通孔の量およびそれにともなう貫流容量の算定が可能である。この情報により、例えばレーザプロセスおよび腐食プロセスの製造パラメータを個々の貫通孔25に最適に適合させることができる。
立体透視画による観察もしくはカメラ13および部材10の観察角度の変化は、ディフューザおよびこれに接する外側輪郭範囲にわたる媒体煙の3次元の広がりの算定を可能にする。これにより、例えば貫通孔25およびディフューザにおける流れ分布の数値モデルを検証することができる。
更に、ガス煙の分析によって、孔直径に関する他のメッセージや流出角度等の流出特性への孔形状の影響を的確に捉えることができる。
流れる媒体は、部材10と同一の温度を有することができ、従って従来の公知のサーモグラフ法と違って加熱される必要がない。
しかしながら、加熱によってカメラ13の使用された波長範囲に吸収帯が得られる場合、媒体を加熱してもよい。
温かいガスの流出挙動を検査するために、貫通孔25に温かいガスまたは流体を貫流させてもよい。例えば、室温よりも高い温度を有するガスも運転中にタービン翼の冷却孔を通して流れる。
制御要素19は、例えばカメラ13、照射源28および部材10の運動と媒体流7とを互いに調整する。
図2は、本発明による方法により撮影されたカメラ画像を示す。貫通孔25を備えた部材10の表面22上に、流出する媒体が、例えばはっきりと明るく現われる表面22に対して黒く現われる。
貫通孔25から流出した後のガスの流出範囲も例えば周囲に対して黒く現われる。
本発明による方法を実施することのできる装置の概略構成図 本発明による方法により撮影されたカメラ画像を示す図
符号の説明
1 本発明による方法を実施することのできる装置
3 コンピュータ
7 媒体供給装置
10 部材
13 カメラ
16 位置調整ユニット
19 制御要素
22 表面
25 貫通孔
28 照射源又は照明源

Claims (7)

  1. 媒体が貫通孔(25)を通して流出し、その間にカメラ(13)による部材(10)の視覚的な撮影が行なわれる部材(10)の貫通孔構造の検査方法において、部材(10)が照射源(28)により照射され、媒体が照射源(28)の少なくとも1つの波長に少なくとも1つの吸収線または吸収端または吸収帯を有することを特徴とする部材の貫通孔構造の検査方法。
  2. 部材(10)は、貫通孔として冷却孔を備えたタービン翼であることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 媒体としてガス状の二酸化炭素が使用されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  4. カメラ(13)にとって識別可能な波長は3〜5μmの波長範囲を含んでいることを特徴とする請求項1記載の方法。
  5. 媒体は、媒体の範囲のカメラ画像が不透明に現われるように選ばれることを特徴とする請求項1記載の方法。
  6. カメラ(13)として赤外線カメラが使用されることを特徴とする請求項1記載の方法。
  7. 照射源(28)の少なくとも波長または波長範囲がカメラ(13)によって識別可能であることを特徴とする請求項1記載の方法。
JP2004552454A 2002-11-04 2003-09-12 部材の貫通孔構造の検査方法 Abandoned JP2006518032A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP02024601A EP1416266B1 (de) 2002-11-04 2002-11-04 Verfahren zur Überprüfung der Struktur von Durchgangslöchern eines Bauteils
PCT/EP2003/010172 WO2004046700A1 (de) 2002-11-04 2003-09-12 Verfahren zur überprüfung der struktur von durchgangslöchern eines bauteils

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006518032A true JP2006518032A (ja) 2006-08-03

Family

ID=32088010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004552454A Abandoned JP2006518032A (ja) 2002-11-04 2003-09-12 部材の貫通孔構造の検査方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7075083B2 (ja)
EP (1) EP1416266B1 (ja)
JP (1) JP2006518032A (ja)
DE (1) DE50208275D1 (ja)
WO (1) WO2004046700A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010122218A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 General Electric Co <Ge> 2次元画像上で3次元計測を行なう方法及び装置

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
MX2011000484A (es) * 2008-07-14 2011-02-22 Schlumberger Technology Bv Instrumento de evaluacion de formacion y metodo.
DE102010004673A1 (de) 2010-01-08 2011-07-14 Block Materialprüfungs-Gesellschaft mbH, 13629 Verfahren und Anordnung zum Messen des Gasdurchflussverhaltens eines Hohlkörpers
US9080453B2 (en) 2010-03-17 2015-07-14 Thermal Wave Imaging, Inc. Thermographic detection of internal passageway blockages
CN103460000B (zh) * 2010-03-17 2016-01-27 热波成像股份有限公司 内通道阻塞的热像检测
US8810644B2 (en) * 2010-12-15 2014-08-19 General Electric Company Thermal inspection and machining systems and methods of use
DE102011122759A1 (de) * 2011-11-02 2013-05-02 Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg Verfahren zur Inspektion einer Gasturbine
WO2014143300A1 (en) 2013-03-12 2014-09-18 Rolls-Royce Corporation Nondestructive testing of a component by thermography with one hot flash lamp excitation on the outside and one excitation by flowing fluid through the inside of the component
WO2015058045A1 (en) 2013-10-18 2015-04-23 United Technologies Corporation Method and assembly for inspecting engine component
DE102015206984B4 (de) * 2015-04-17 2019-05-09 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zur optischen Kontrolle von Kühlluftausnehmungen von Turbomaschinen
US9760986B2 (en) 2015-11-11 2017-09-12 General Electric Company Method and system for automated shaped cooling hole measurement
US10551327B2 (en) 2018-04-11 2020-02-04 General Electric Company Cooling hole inspection system
US11885688B2 (en) 2020-07-21 2024-01-30 General Electric Company Method and system for inspecting cooling holes of a turbine engine component
US11492913B2 (en) * 2020-07-21 2022-11-08 General Electric Company Cooling hole inspection system

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4702808A (en) * 1957-06-27 1987-10-27 Lemelson Jerome H Chemical reaction apparatus and method
US3795133A (en) * 1972-02-15 1974-03-05 Int Liquid Xtal Co Thickness measuring method and apparatus
US4792698A (en) * 1983-01-27 1988-12-20 Diffracto Ltd. Sensing location of an object with line image projection and rotation
US4644162A (en) * 1984-09-20 1987-02-17 General Electric Company Cooling hole inspection
US4873414A (en) * 1988-06-13 1989-10-10 Rolls Royce Inc. Laser drilling of components
FR2636423B1 (fr) * 1988-09-15 1990-11-30 Snecma Controle optique de micropercages d'aubes de turbine
GB2227965B (en) * 1988-10-12 1993-02-10 Rolls Royce Plc Apparatus for drilling a shaped hole in a workpiece
JPH03151501A (ja) * 1989-11-07 1991-06-27 Mitsubishi Heavy Ind Ltd ガスタービン翼冷却穴の検査方法
US5125035A (en) * 1989-12-18 1992-06-23 Chromalloy Gas Turbine Corporation Five axis generated hole inspection system
GB2249279B (en) * 1990-10-17 1994-01-05 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to drilling turbine blades
US5111046A (en) * 1991-03-18 1992-05-05 General Electric Company Apparatus and method for inspecting cooling holes
GB2262712B (en) * 1991-12-19 1995-04-26 Butler Newall Ltd Method of producing a multi-apertured component
US5426506A (en) * 1993-03-22 1995-06-20 The University Of Chicago Optical method and apparatus for detection of surface and near-subsurface defects in dense ceramics
US5376793A (en) * 1993-09-15 1994-12-27 Stress Photonics, Inc. Forced-diffusion thermal imaging apparatus and method
DE19720461A1 (de) 1996-07-31 1998-02-05 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der inneren Kühlstruktur von Turbinenschaufeln, insbesondere von stationären Gasturbinen
US5773790A (en) * 1997-01-21 1998-06-30 General Electric Company Beam blocking material and method for beam drilling and inspecting cooling holes
GB2328894B (en) * 1997-09-03 1999-07-14 Oxford Lasers Ltd Laser drilling
US6455850B1 (en) * 1998-08-14 2002-09-24 Global Technovations, Inc. On-site analyzer having spark emission spectrometer with even-wearing electrodes
US6285449B1 (en) * 1999-06-11 2001-09-04 University Of Chicago Optical method and apparatus for detection of defects and microstructural changes in ceramics and ceramic coatings
US6339208B1 (en) * 2000-01-19 2002-01-15 General Electric Company Method of forming cooling holes

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010122218A (ja) * 2008-11-20 2010-06-03 General Electric Co <Ge> 2次元画像上で3次元計測を行なう方法及び装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7075083B2 (en) 2006-07-11
US20050173636A1 (en) 2005-08-11
EP1416266A1 (de) 2004-05-06
DE50208275D1 (de) 2006-11-09
EP1416266B1 (de) 2006-09-27
WO2004046700A1 (de) 2004-06-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2006518032A (ja) 部材の貫通孔構造の検査方法
US10094794B2 (en) Characterization of wrinkles and periodic variations in material using infrared thermography
JP4504117B2 (ja) 欠陥の深さを判定する方法
US8119986B1 (en) Infrared imaging for evaluating performance characteristics
JP5898942B2 (ja) 熱検査・機械加工システムおよび使用方法
JP4097756B2 (ja) 冷却孔のビームドリル加工及び検査用ビーム阻止材料及び方法
JP2020516867A (ja) 定量赤外線サーモグラフィを使用して複合構造物を検査するための装置、システム、および方法
KR20200019187A (ko) 유리섬유 및 비금속의 파이프를 비파괴적으로 검사하는 장치 및 방법
EP2354783B1 (en) Thermal inspection system and method incorporating external flow
US7651261B2 (en) System and method for thermal inspection of parts
US7044634B2 (en) Thermography method
JPH0619260B2 (ja) 冷却孔検査法
KR102355963B1 (ko) 레이저 서모그래피
Drissi-Daoudi et al. Acoustic emission for the prediction of processing regimes in laser powder bed fusion, and the generation of processing maps
WO2018085178A1 (en) Flash thermography photobox
JP3670869B2 (ja) コーティング層熱抵抗測定法
RU2659617C1 (ru) Термографический способ контроля объектов и устройство для его осуществления
Allan‐Wojtas et al. Structure and gas transmission characteristics of microperforations in plastic films
CN115077713A (zh) 通孔的检测方法及用于通孔的检测系统
Woo et al. Application of infrared imaging for quality inspection in resistance spot welds
Hedayatnejad et al. Evaluation of the Application of Non-Destructive Tests in Investigating the Defects of Gas Turbine Blades and Using Thermography Method as an Alternative Method
JP2004191258A (ja) 建築物の漏水路検知方法
Johnson et al. Experimental examination of welding nozzle jet flow at cold flow conditions
Contreras et al. The Search for'Defects' by Non-invasive Techniques: Development and Application of Pulsed-Transmissive and Reflective Thermography in Fiberglass Material
Happoldt et al. Defect detection in multilayered, plasma-sprayed zirconia by time-resolved infrared radiometry: a comparison between analytical and experimental methods

Legal Events

Date Code Title Description
A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20071115