JP6371308B2 - 非破壊試験システムのための基準速度測定 - Google Patents

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Description

本開示は、非破壊試験(NDT)システムに関し、特に非破壊試験システムのための基準速度測定のシステムおよび方法に関する。
特定の機器および設備、例えば、発電機器および設備、石油およびガスの機器および設備、航空機の機器および設備、ならびに製造機器および設備などは、複数の互いに関係するシステムおよび方法を含む。例えば、発電所は、タービンシステムおよびタービンシステムを操作し維持するための方法を含むことができる。同様に、石油およびガスの事業所は、パイプラインを介して相互接続された炭素質燃料回収システムおよび処理機器を含むことができる。同様に、航空機システムは、飛行機および耐空性を維持して保守サポートを提供することに役立つ保守格納庫を含むことができる。機器が動作している間に、機器は劣化し、腐食、摩耗および断裂などの望ましくない状態に遭遇する場合があり、機器の効果全体に影響を及ぼすおそれがある。特定の検査技術(例えば非破壊検査技術または非破壊試験(NDT)技術)は、望ましくない機器の状態を検出するために用いることができる。
従来のNDTシステムでは、携帯メモリ装置、紙、または電話によって、データを他のNDTオペレータまたは要員と共有することができる。したがって、データをNDT要員で共有する時間は、物理携帯メモリ装置がその目標に物理的に送られる速度に主に依存する場合があり得る。したがって、例えば、様々なシステムおよび機器をより効率的に試験し検査するために、NDTシステムのデータ共有能力を向上させることが有益である。
NDTシステムのNDTプローブは、望ましくない装置の状態を検出するために用いる信号を受信する。オペレータは、工作物を検査するために、検査領域上でNDTプローブを手動で移動させることができる。残念なことに、受信される信号は、NDTプローブの位置および方向に影響される場合があり得る。加えて、NDTプローブが移動する速度は、検出の確率およびオペレータの生産性に影響を及ぼす。
欧州特許出願公開第2085155号公報
最初に請求する本発明の範囲に相応する特定の実施形態を、以下に要約する。これらの実施形態は特許請求される発明の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ、これらの実施形態は本発明の可能性がある形式の概要を提供しようとするものにすぎない。実際、本発明は、以下に記載する実施形態に類似してもよく、あるいは異なってもよい様々な形態を含むことができる。
第1の実施形態では、システムは、NDTプローブおよびプロセッサを有する非破壊試験(NDT)システムを含む。NDTプローブは、試験センサおよび運動センサを含む。試験センサは、検査領域からセンサデータを取り込むように構成され、運動センサは、NDTプローブが検査領域に対して移動する測定速度を検出するように構成される。プロセッサは、測定速度と基準速度範囲との間の速度比較を決定するように構成される。
第2の実施形態では、非一時的コンピュータ可読媒体は、非破壊試験(NDT)プローブを用いて、検査領域からセンサデータを取り込み、検査領域に対する、NDTプローブの測定速度およびNDTプローブの測定角度を決定するように構成される命令を含む。命令は、測定速度と基準速度範囲との間の速度比較を決定し、測定角度と基準角度範囲との間の角度比較を決定し、速度比較の第1のグラフィック表現および角度比較の第2のグラフィック表現を表示画面に表示するようにさらに構成される。
第3の実施形態では、方法は、非破壊試験(NDT)装置からプローブデータを受信するステップを含み、プローブデータはサンプル時間に対応するセンサデータおよび運動データを含む。また方法は、運動データを1つまたは複数の運動基準範囲と比較するステップと、サンプル時間の運動データが1つまたは複数の運動基準範囲の外側である場合には、オペレータに通知するステップと、サンプル時間の運動データが1つまたは複数の運動基準範囲内である場合には、サンプル時間のセンサデータを記録するステップと、を含む。
本発明のこれらの、ならびに他の特徴、態様及び利点は、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を読めば、よりよく理解されよう。添付の図面では、図面の全体にわたって、類似する符号は類似する部分を表す。
モバイル装置を含む、分散型非破壊試験(NDT)システムの実施形態を示すブロック図である。 図1の分散型NDTシステムの実施形態のさらなる詳細を示すブロック図である。 図1のモバイル装置および「クラウド」に通信で結合されたボアスコープシステム14の実施形態を示す正面図である。 図1のモバイル装置に通信で結合されるパン−チルト−ズーム(PTZ)カメラシステムの実施形態を示す図である。 検査データなどのデータの計画、検査、解析、報告、および共有のために、分散型NDTシステムを用いる際に役立つ処理の実施形態を示すフローチャートである。 無線コンジットによる情報の流れの実施形態のブロック図である。 図1の分散型NDTシステムのNDTプローブの実施形態の斜視図である。 運動フィードバックを有する図1の分散型NDTシステムの表示画面の実施形態の正面図である。 NDTプローブの運動データを用いる図1の分散型NDTシステムのフィルタリング方法の実施形態を示すフローチャートである。
以下で、1つまたは複数の具体的な実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しているが、実際の実施の全ての特徴を本明細書に記載しているわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトのような実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施ごとに異なる可能性があることが理解されるべきである。更に、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず、この開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることが理解されるべきである。
本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合に、単数の表現および「前記」は1つまたは複数の要素があることを意味するものである。「備える」、「含む」、および「有する」という用語は、包括的なものであって、列挙された要素以外の付加的な要素があり得ることを意味するものである。
本開示の実施形態は、非破壊試験(NDT)または検査システムを含む様々な検査および試験技術に適用することができる。NDTシステムでは、特定の技術、例えばボアスコープ検査、溶接検査、遠隔外観検査、X線検査、超音波検査、渦電流検査などは、腐食、機器の摩耗および断裂、クラック、リークなどを含むがこれらに限定されない様々な状態を解析し検出するために用いることができる。本明細書に記載する技術は、ボアスコープ検査、遠隔外観検査、X線検査、超音波検査、および/または渦電流検査に好適な改良されたNDTシステムを提供し、改良されたデータ収集、データ解析、検査/試験処理、およびNDTコラボレーション技術を可能にする。
本明細書に記載する改良されたNDTシステムは、タブレット、スマートフォン、および拡張現実眼鏡などのモバイル装置、ならびにノートブック、ラップトップ、ワークステーション、パーソナルコンピュータなどのコンピューティング装置、ならびに、クラウドベースのNDTエコシステム、クラウドアナリティックス、クラウドベースのコラボレーションおよびワークフローシステムなどの「クラウド」コンピューティングシステム、分散型コンピューティングシステム、エキスパートシステム、ならびに/または知識ベースシステムに検査機器を通信で結合するのに好適な無線コンジットを用いる検査機器を含むことができる。実際、本明細書に記載する技術は改良されたNDTデータ収集、解析、およびデータ分配を提供することができ、そのようにして、望ましくない状態の検出を改良し、保守活動を改善し、設備および機器の投資収益率(ROI)を増加させる。
一実施形態では、タブレットは、NDT検査装置(例えば、ボアスコープ、移動可能なパン−チルト−ズームカメラ、渦電流装置、X線検査装置、超音波検査装置)、例えばニューヨーク州Schenectadyのジェネラルエレクトリック社から入手可能なMENTOR−NDT検査装置などに、通信で結合すことができ、例えば、改良された無線ディスプレイ能力、遠隔制御、データアナリティックス、および/またはデータ通信を、NDT検査装置に提供するために用いる。他のモバイル装置を用いることができるが、タブレットがより大きく、より高い解像度のディスプレイ、より強力な処理コア、増加したメモリ、および改良された電池寿命を提供することができる限り、タブレットの使用は適切である。したがって、タブレットは、特定の問題、例えばデータの改良された可視化を提供すること、検査装置の操作の制御を改良すること、協働的な共有を複数の外部システムおよびエンティティに拡張することなどに対処することができる。
上述したことを念頭に置いて、本開示は、NDTシステムのNDTプローブから運動データを取得し、NDTプローブからのセンサデータをフィルタ処理するために運動データを用いることを目的とする。通常、安定した速度および望ましい方向で移動するセンサから得られたセンサデータは、一貫した検査結果を提供する。NDTプローブの運動データを取得することにより、NDTシステムがNDTプローブの動きを調整するためにプローブオペレータに対してフィードバックを提供することを可能にし、NDTシステムが記録されたデータセットの内包物からいくつかのセンサデータを除去することを可能にする。
導入として、ここで図1を参照すると、この図は、分散型NDTシステム10の実施形態のブロック図である。図示する実施形態では、分散型NDTシステム10は、1つまたは複数のNDT検査装置12を含むことができる。NDT検査装置12は、少なくとも2つのカテゴリーに分けることができる。1つのカテゴリーでは、図1に示すように、NDT検査装置12は、様々な機器および環境を視覚的に検査するのに好適な装置を含むことができる。別のカテゴリーでは、以下の図2に関してさらに詳細に説明するが、NDT装置12は、外観検査方法の変形例、例えばX線検査、渦電流検査および/または超音波検査などを提供する装置を含むことができる。
図1に示す第1の例示的カテゴリーでは、NDT検査装置12は、1つまたは複数のプロセッサ15およびメモリ17を有するボアスコープ14、ならびに1つまたは複数のプロセッサ19およびメモリ21を有する移動可能なパン−チルト−ズーム(PTZ)カメラ16を含むことができる。外観検査装置のこの第1のカテゴリーでは、ボアスコープ14およびPTZカメラ16は、例えば、ターボ機械18、および設備またはサイト20を検査するために用いることができる。図示するように、ボアスコープ14およびPTZカメラ16は、1つまたは複数のプロセッサ23およびメモリ25を有するモバイル装置22に通信で結合することができる。モバイル装置22は、例えば、タブレット、セル式電話(例えばスマートフォン)、ノートブック、ラップトップ、または他の任意の移動コンピューティング装置を含んでもよい。しかし、タブレットが画面サイズと重量と演算能力と電池寿命との間の良好なバランスを提供する限り、タブレットの使用は適切である。したがって、一実施形態では、モバイル装置22は上述したタブレットであってもよく、それはタッチスクリーン入力を提供する。モバイル装置22は、様々な無線または有線のコンジットを通して、ボアスコープ14および/またはPTZカメラ16などのNDT検査装置12に通信で結合することができる。例えば、無線コンジットとしては、WiFi(例えば、米国電気電子技術者協会[IEEE]802.11X)、セルラーコンジット(例えば、高速パケットアクセス[HSPA]、HSPA+、ロング・ターム・エボリューション[LTE]、WiMax)、近距離場通信(NFC)、ブルートゥース、およびパーソナルエリアネットワーク(PAN)などを挙げることができる。無線コンジットは、TCP/IP、UDP、SCTP、およびソケット層などの様々な通信プロトコルを用いることができる。特定の実施形態では、無線または有線コンジットは、セキュアソケット層(SSL)、仮想私設ネットワーク(VPN)層、暗号化層、チャレンジキー認証層、およびトークン認証層などのセキュア層を含むことができる。有線コンジットは、専用配線、RJ45配線、同軸ケーブル、および光ファイバーケーブルなどを含むことができる。
さらにまたは代わりに、モバイル装置22は、「クラウド」24を通して、ボアスコープ14および/またはPTZカメラ16などのNDT検査装置12に通信で結合することができる。実際、モバイル装置22は、検査を受けようとする物理的位置から遠隔な地理的位置を含む、任意の地理的位置のNDT検査装置12とインターフェースするために、クラウド24コンピューティングおよび通信技術(例えば、クラウド・コンピューティング・ネットワーク)を用いることができ、それは、HTTP、HTTPS、TCP/IP、サービス指向アーキテクチャ(SOA)プロトコル(例えば、シンプル・オブジェクト・アクセス・プロトコル[SOAP]、ウェブサービス記述言語(WSDL))を含むが、これらに限定されない。さらに、一実施形態では、モバイル装置22がNDT検査装置12を、クラウド24の、またはクラウド24に接続された、コンピューティングシステム29(例えば、コンピュータ、ラップトップ、仮想機械[VM]、デスクトップ、ワークステーション)などの他のシステムに接続するために好適な無線アクセスポイント(WAP)機能を設けることができる「ホットスポット」機能を、モバイル装置22が提供することができる。したがって、複数の当事者によるワークフロー、データ収集、およびデータ解析を提供することによって、コラボレーションを向上させることができる。
例えば、ボアスコープオペレータ26は、1つの場所でボアスコープ14を物理的に操作することができるが、一方、モバイル装置オペレータ28は、モバイル装置22を用いて、遠隔制御技術により第2の場所でボアスコープ14とインターフェースし、それを物理的に操作することができる。第2の場所は、第1の場所の近くであってもよく、あるいは第1の場所から地理的に遠くてもよい。同様に、カメラオペレータ30は、第3の場所でPTZカメラ16を物理的に操作することができ、モバイル装置オペレータ28は、モバイル装置22を用いて第4の場所でPTZカメラ16を遠隔制御することができる。第4の場所は、第3の場所の近くであってもよく、あるいは第3の場所から地理的に遠くてもよい。オペレータ26および30によって実行される全ての制御動作は、モバイル装置22を通してオペレータ28によってさらに実行されてもよい。加えて、オペレータ28は、ボイスオーバーIP(VOIP)、仮想ホワイトボード、およびテキストメッセージなどの技術により、装置14、16および22を用いてオペレータ26および/または30と通信することができる。オペレータ28とオペレータ26とオペレータ30との間の遠隔コラボレーション技術を提供することによって、本明細書に記載する技術は、改善されたワークフローを提供し、資源効率を高めることができる。実際、非破壊試験プロセスは、クラウド24に結合されたモバイル装置22、NDT検査装置12、および外部システムとクラウド24との通信結合を利用することができる。
1つの動作モードでは、モバイル装置22は、ボアスコープオペレータ26および/またはカメラオペレータ30によって、例えば、より大きな画面表示およびより強力なデータ処理、ならびに、後で詳しく述べるように、モバイル装置22によって提供される様々なインターフェース技術を活用するように操作することができる。実際、モバイル装置22は、装置14および16と並行して、または協調して、それぞれのオペレータ26および30によって操作することができる。この強化された柔軟性によって、人的資源を含む資源のより良好な利用および改良された検査結果が提供される。
オペレータ28、26および/または30のいずれによって制御されるかにかかわらず、ボアスコープ14および/またはPTZカメラ16は、多種多様な機器および設備を視覚的に検査するために用いることができる。例えば、ボアスコープ14は、ターボ機械18の複数のボアスコープポートおよび他の場所に挿入することができ、ターボ機械18のいくつかの構成要素の照明および目視観察を提供する。図示する実施形態では、ターボ機械18は、炭素質燃料を機械的動力に変換するのに好適なガスタービンとして示してある。しかし、他の機器タイプを検査することができ、それはコンプレッサ、ポンプ、ターボエクスパンダ、風力タービン、水力タービン、産業機器、および/または住宅機器を含む。ターボ機械18(例えばガスタービン)は、本明細書に記載するNDT検査装置12によって検査することができる様々な構成要素を含むことができる。
以上述べたことを念頭において、本明細書に開示する実施形態を用いて検査することができる特定のターボ機械18の構成要素について説明することは、有益であり得る。例えば、図1に示すターボ機械18の特定の構成要素は、腐食、浸食、クラック、リーク、および溶接検査などについて検査することができる。ターボ機械18などの機械システムは、動作状態の間に、機械的応力および熱的応力を経験し、それは特定の構成要素の定期検査を必要とする場合がある。ターボ機械18の動作中に、天然ガスまたは合成ガスなどの燃料を、ターボ機械18の1つまたは複数の燃料ノズル32を通って燃焼器36の中へ送ることができる。空気は、空気取入部38を通ってターボ機械18に入ることができ、コンプレッサ34によって圧縮することができる。コンプレッサ34は、空気を圧縮する一連のステージ40、42および44を含むことができる。各ステージは、静翼46の1つまたは複数の組、および圧縮空気を提供するために累進的に圧力を高めるように回転する動翼48を含むことができる。動翼48は、シャフト52に接続された回転するホイール50に取り付けることができる。コンプレッサ34からの圧縮排気は、ディフューザ部56を通ってコンプレッサ34から出ることができ、燃焼器36に導かれて燃料と混合され得る。例えば、燃料ノズル32は、最適な燃焼、排気、燃料消費量、およびパワー出力のために好適な比率の混合気を燃焼器36に注入することができる。特定の実施形態では、ターボ機械18は、環状に配置された複数の燃焼器36を含むことができる。各燃焼器36は、タービン54に高温の燃焼ガスを導くことができる。
図示するように、タービン54は、ケーシング76によって囲まれた3つの別々のステージ60、62および64を含む。各ステージ60、62および64は、それぞれの回転ホイール68、70および72に結合される一組の動翼またはバケット66を含み、それはシャフト74に取り付けられている。高温の燃焼ガスによってタービン動翼66の回転が生じると、シャフト74が回転して、コンプレッサ34および発電機などの他の任意の好適な負荷を駆動する。最終的に、ターボ機械18は、排気部80を通して燃焼ガスを拡散し、排気する。タービン構成要素、例えばノズル32、空気取入部38、コンプレッサ34、静翼46、動翼48、ホイール50、シャフト52、ディフューザ部56、ステージ60、62および64、動翼66、シャフト74、ケーシング76、ならびに排気部80は、構成要素を検査し、保守するために、NDT検査装置12などの開示された実施形態を用いることができる。
加えて、または代わりに、PTZカメラ16は、ターボ機械18の周辺または内部の様々な場所に配置することができ、これらの場所の目視観察を獲得するために用いることができる。PTZカメラ16は、所望の場所を照明するのに好適な1つまたは複数のライトをさらに含むことができ、図4に関して以下でさらに詳細に説明されるズーム、パンおよびチルト技術をさらに含むことができて、到達することが難しい様々な領域で周囲を観察することに役立つ。ボアスコープ14および/またはカメラ16は、石油およびガス設備20などの設備20を検査するために、さらに用いることができる。石油およびガス機器84などの様々な機器は、ボアスコープ14および/またはPTZカメラ16を用いて視覚的に検査することができる。都合のよいことに、パイプまたは導管86の内部などの場所、水面下(または流体下)の場所88、ならびに曲線部または屈曲部90を有する場所などの観察が困難な場所は、ボアスコープ14および/またはPTZカメラ16により、モバイル装置22を用いて視覚的に検査することができる。したがって、モバイル装置オペレータ28は、機器18、84ならびに場所86、88および90をより安全かつ効率的に検査することができ、検査領域から地理的に遠く離れた場所と、リアルタイムまたはほぼリアルタイムで観察を共有することができる。ファイバースコープ(例えば、関節動作式ファイバースコープ、非関節動作式ファイバースコープ)、ならびにロボットパイプ検査機およびロボットクローラを含む遠隔作業機(ROV)などの他のNDT検査装置12を、本明細書に記載した実施形態で用いてもよいことを理解すべきである。
次に図2を参照すると、この図は、外観検査データに代替的な検査データを提供することができるNDT検査装置12の第2のカテゴリーを示す分散型NDTシステム10の実施形態のブロック図である。例えば、NDT検査装置12の第2のカテゴリーは、渦電流検査装置92、超音波欠陥検出器94などの超音波検査装置、およびデジタルラジオグラフィ装置96などのX線検査装置を含むことができる。渦電流検査装置92は、1つまたは複数のプロセッサ93およびメモリ95を含むことができる。同様に、超音波欠陥検出器94は、1つまたは複数のプロセッサ97およびメモリ99を含むことができる。同様に、デジタルラジオグラフィ装置96は、1つまたは複数のプロセッサ101およびメモリ103を含むことができる。操作については、渦電流検査装置92は、渦電流オペレータ98によって操作することができ、超音波欠陥検出器94は、超音波装置オペレータ100によって操作することができ、デジタルラジオグラフィ装置96は、ラジオグラフィオペレータ102によって操作することができる。
図示するように、渦電流検査装置92、超音波欠陥検出器94、およびデジタルラジオグラフィ検査装置96は、図1に関して上述したコンジットを含む有線または無線コンジットを用いて、モバイル装置22に通信で結合することができる。さらに、または代わりに、装置92、94および96は、クラウド24を用いてモバイル装置22に結合することができ、例えば、ボアスコープ14は、セルラー「ホットスポット」に接続することができて、ボアスコープ検査および解析の1人または複数の専門家に接続するホットスポットを用いることができる。したがって、モバイル装置オペレータ28は、装置92、94および96の動作の様々な態様を、モバイル装置22を用いて遠隔制御することができ、本明細書でより詳細に説明したように、音声(例えば、ボイスオーバーIP[VOIP])、データ共有(例えば、ホワイトボード)、提供するデータアナリティックス、および専門家のサポートなどにより、オペレータ98、100および102と協働することができる。
したがって、X線観察方法、超音波観察方法、および/または渦電流観察方法によって、航空機システム104および設備106などの様々な機器の目視観察を向上させることが可能になり得る。例えば、パイプ108の内部および壁は、腐食および/または浸食について検査することができる。同様に、パイプ108の内部の障害または望ましくない成長は、装置92、94および/または96を用いて検出することができる。同様に、特定の鉄または非鉄材料112の内部に配置されるひび割れまたはクラック110を観察することができる。加えて、構成要素116に挿入された部品114の配置および生存度を検証することができる。実際、本明細書に記載する技術を用いて、機器および構成要素104、108、112および116の改良された検査を提供することができる。例えば、装置14、16、92、94、および96とインターフェースし、それらを遠隔制御するために、モバイル装置22を用いることができる。
図3は、モバイル装置22およびクラウド24に結合されたボアスコープ14の正面図である。したがって、ボアスコープ14は、クラウド24に接続された、またはクラウド24内部の任意の数の装置にデータを提供することができる。上述したように、モバイル装置22は、ボアスコープ14からデータを受信し、ボアスコープ14を遠隔制御し、またはこれらの組み合わせを行うために用いることできる。実際、本明細書に記載する技術は、例えば、ボアスコープ14からモバイル装置22への様々なデータの通信を可能にし、このデータは、画像、ビデオ、ならびに温度、圧力、流量、クリアランス(例えば、静止構成要素と回転構成要素との間の測定値)、および距離測定値などのセンサ測定値を含むが、これらに限定されるものではない。同様に、後で詳しく述べるように、モバイル装置22は、制御命令、再プログラミング命令、および構成命令などを通信することができる。
図示するように、ボアスコープ14は、ターボ機械18、機器84、パイプまたは導管86、水面下の場所88、曲線部または屈曲部90の内部、航空機システム104の内部または外部の様々な場所、ならびにパイプ108の内部などの様々な場所に挿入するのに好適な挿入チューブ118を含む。挿入チューブ118は、ヘッドエンド部120、関節動作部122、および導管部124を含むことができる。図示する実施形態では、ヘッドエンド部120は、カメラ126、1つもしく複数のライト128(例えばLED)およびセンサ130を含むことができる。上述したように、ボアスコープのカメラ126は、検査に好適な画像およびビデオを提供することができる。ヘッドエンド部120が、光が弱いまたは光のない場所に配置される場合には、照明を提供するためにライト128を用いることができる。
使用中は、関節動作部122は、例えば、モバイル装置22および/またはボアスコープ14に配置された物理ジョイスティック131により制御することができる。関節動作部122は、様々な次元で向きを変え、または「屈曲する」ことができる。例えば、関節動作部122は、図示したXYZ軸133のX−Y平面、X−Z平面、および/またはY−Z平面において、ヘッドエンド部120の動きを可能にすることができる。実際、物理ジョイスティック131および/またはモバイル装置22は、単独であるいは併用して、図示する角度αなどの様々な角度でヘッドエンド部120を配置するのに好適な制御動作を提供するために用いることができる。このようにして、ボアスコープのヘッドエンド部120を、所望の場所を視覚的に検査するために配置することができる。それから、カメラ126は、例えばビデオ134を取り込むことができ、それはボアスコープ14の画面135およびモバイル装置22の画面137に表示することができて、ボアスコープ14および/またはモバイル装置22によって記録することができる。一実施形態では、画面135および137は、スタイラスおよび/または1つまたは複数の人間の指の接触を検出するための、静電容量技術、抵抗性技術、および赤外線グリッド技術などを用いたマルチタッチスクリーンであってもよい。加えて、または代わりに、画像およびビデオ134は、クラウド24に送信されてもよい。
他のデータは、センサ130のデータを含むがこれに限定されず、ボアスコープ14によって、さらに通信することができ、および/または記録することができる。センサ130のデータは、気温データ、距離データ、クリアランスデータ(例えば、回転構成要素と静止構成要素との間の距離)、および流量データなどを含むことができる。特定の実施形態では、ボアスコープ14は、複数の交換チップ136を含むことができる。例えば、交換チップ136は、スネアなどの検索チップ、磁気チップ、およびグリッパチップなどを含むことができる。交換チップ136は、ワイヤブラシおよびワイヤカッタなどの洗浄および障害除去ツールをさらに含んでもよい。チップ136は、焦点距離、立体視、3次元(3D)位相視野、および陰影視野などの異なる光学特性を有するチップをさらに含んでもよい。加えて、または代わりに、ヘッドエンド部120は、着脱可能および交換可能なヘッドエンド部120を含んでもよい。したがって、複数のヘッドエンド部120は、様々な直径で提供することができ、挿入チューブ118は、約1ミリメートルから10ミリメートル以上までの開口を有するいくつかの場所に配置することができる。実際、多種多様な機器および設備を検査することができて、データはモバイル装置22および/またはクラウド24を通して共有することができる。
図4は、モバイル装置22およびクラウド24に通信で結合された移動可能なPTZカメラ16の実施形態の斜視図である。上述したように、モバイル装置22および/またはクラウド24は、PTZカメラ16を遠隔操作して、所望の機器および場所が見えるようにPTZカメラ16を配置することができる。図示した例では、PTZカメラ16は、傾けることができ、かつY軸の周りに回転することができる。例えば、PTZカメラ16は、Y軸の周りに、近似的に0°から180°、0°から270°、0°から360°、またはそれ以上の間の角度βで回転することができる。同様に、PTZカメラ16は、例えば、Y−X平面について、Y軸に対して近似的に0°から100°、0°から120°、0°から150°、またはそれ以上の角度γで傾けることができる。ライト138は、例えば、動作状態または非動作状態にし、および照明(例えばルクス)のレベルを所望の値に増加または減少させるように、同様に制御することができる。レーザー距離計などのセンサ140をPTZカメラ16に装着することもできて、それは特定の対象物までの距離を測定するのに適する。長距離温度センサ(例えば赤外線温度センサ)、圧力センサ、流量センサ、およびクリアランスセンサなどを含む他のセンサ140を用いることができる。
PTZカメラ16は、例えば、シャフト142を用いて、所望の場所へ運ぶことができる。シャフト142によって、カメラオペレータ30は、カメラを動かして、場所86、108の内部、水面下88、および危険な(例えば危険物)場所の中などにカメラを配置することが可能になる。加えて、シャフト142を永久的または半永久的なマウントに装着することによって、PTZカメラ16をより恒久的に固定するようにシャフト142を用いることができる。このように、PTZカメラ16は、所望の場所に運ぶことができ、および/または所望の場所に固定することができる。それから、PTZカメラ16は、例えば無線技術を用いて、画像データ、ビデオデータ、およびセンサ140のデータなどを、モバイル装置22および/またはクラウド24に送信することができる。したがって、PTZカメラ16から受信したデータは、遠隔で解析して、所望の機器および設備の動作の状態および適合性を決定するために用いることができる。実際、本明細書に記載する技術は、図5に関して後で詳しく述べるように、上述した装置12、14、16、22、92、94、96、およびクラウド24を用いて様々なデータを計画し、検査し、解析し、および/または共有するために好適な包括的な検査および保守プロセスを提供することができる。
図5は、上述した装置12、14、16、22、92、94、96、およびクラウド24を用いて様々なデータを計画し、検査し、解析し、および/または共有するために好適な処理150の実施形態のフローチャートである。実際、本明細書に記載する技術は、図示する処理150などの処理が様々な機器をより効率的にサポートし保守することを可能にするために、装置12、14、16、22、92、94、96を用いることができる。特定の実施形態では、処理150または処理150の一部は、メモリ17、21、25、95、99、103などのメモリに記憶された非一時的コンピュータ可読媒体に含まれてもよく、プロセッサ15、19、23、93、97、101などの1つまたは複数のプロセッサによって実行可能であってもよい。
一実施形態では、処理150は、検査および保守活動について計画することができる(ブロック152)。装置12、14、16、22、92、94、96、などを用いて得られたデータ、ならびに機器ユーザー(例えば、航空機104のサービス会社)および/または機器製造業者からの、例えばターボ機械18のフリートから得られたフリートデータなどの他のデータは、保守および検査活動、すなわち機械のためのより効率的な検査スケジュール)を計画し(ブロック152)、より詳細な検査のために特定の領域にフラグを立てるために用いることができる。それから、処理150は、所望の設備および機器(例えばターボ機械18)の単一モードまたは複数モードの検査の使用を可能にすることができる(ブロック154)。上述したように、検査(ブロック154)は、NDT検査装置12(例えば、ボアスコープ14、PTZカメラ16、渦電流検査装置92、超音波欠陥検出器94、デジタルラジオグラフィ装置96)の任意の1つまたは複数を用いることができ、このようにして、1つまたは複数のモードの検査(例えば、視覚、超音波、渦電流、X線)を提供することができる。図示する実施形態では、モバイル装置22は、NDT検査装置12を遠隔制御し、NDT検査装置12によって通信されたデータを解析し、本明細書により詳細に記載したようにNDT検査装置12に含まれない付加的な機能を提供し、NDT検査装置12からのデータを記録し、例えば、とりわけメニューによる検査(MDI)技術を用いて、検査(ブロック154)を導くために用いることができる。
それから、検査(ブロック154)の結果は、例えば、NDT装置12を用いて、またはクラウド24に検査データを送信することによって、またはモバイル装置22を用いて、またはこれらの組み合わせによって、解析することができる(ブロック156)。解析は、設備および/または機器の残存寿命、摩耗および断裂、腐食、ならびに浸食などを判定することに役立つ工学的解析を含むことができる。解析は、より効率的な部品交換スケジュール、保守スケジュール、機器利用スケジュール、要員使用スケジュール、および新規検査スケジュールなどを提供するために用いられるオペレーションズリサーチ(OR)解析をさらに含むことができる。それから、解析(ブロック156)は、報告されて(ブロック158)、1つまたは複数の報告書159が作成され、それはクラウド24において、またはクラウド24を用いて作成された報告を含み、実行された検査および解析ならびに得られた結果を詳述する。それから、報告書159は、例えば、クラウド24、モバイル装置22、およびワークフロー共有技術などの他の技術を用いて、共有することができる(ブロック160)。一実施形態では、処理150は反復することができ、したがって、処理150は、報告書159の共有(ブロック160)の後に計画(ブロック152)に戻って繰り返すことができる。計画し、検査し、解析し、報告し、データを共有するために、本明細書に記載した装置(例えば、符号12、14、16、22、92、94、96)を用いることに役立つ実施形態を提供することによって、本明細書に記載する技術は、設備20、106および機器18、104のより効率的な検査および保守を可能にすることができる。実際、図6に関して後で詳しく述べるように、複数のカテゴリーのデータの転送を提供することができる。
図6は、NDT検査装置12(例えば、装置14、16、92、94、96)から生じ、モバイル装置22および/またはクラウド24に送信される様々なデータカテゴリーの流れの実施形態を示すデータ流れ図である。上述したように、NDT検査装置12は、無線コンジット162を用いてデータを送信することができる。一実施形態では、無線コンジット162は、WiFi(例えば、802.11X)、セルラーコンジット(例えば、HSPA、HSPA+、LTE、WiMax)、NFC、ブルートゥース、およびPANなどを含むことができる。無線コンジット162は、TCP/IP、UDP、SCTP、およびソケット層などの様々な通信プロトコルを用いることができる。特定の実施形態では、無線コンジット162は、SSL、VPN層、暗号化層、チャレンジキー認証層、およびトークン認証層などのセキュア層を含むことができる。したがって、認証データ164は、モバイル装置22および/またはクラウド24に対してNDT検査装置12をペアにする、あるいは認証するために好適な任意の数の認証またはログイン情報を提供するために用いることができる。加えて、無線コンジット162は、例えば、現在利用可能なバンド幅および待ち時間に応じて、データを動的に圧縮することができる。それから、モバイル装置22は、データを解凍して表示することができる。圧縮/解凍技術は、H.261、H.263、H.264、動画専門家集団(MPEG)、MPEG−1、MPEG−2、MPEG−3、MPEG−4、およびDivXなどを含むことができる。
特定の方法(例えば視覚的方法)では、画像およびビデオは、NDT検査装置12を用いて通信することができる。他の方法は、それぞれの画面に関連するか、またはそれに含まれるビデオおよびセンサデータなどを送ることもできる。NDT検査装置12は、画像を取り込むことに加えて、画像に特定のデータを重ね合わせることができ、より多くの情報を表示することができる。例えば、ボアスコープのチップマップは、ビデオに重ね合わせることができ、ボアスコープカメラ126をより正確に配置するようにオペレータ26を導くために、挿入中にボアスコープチップの配置の近似を示すことができる。重ね合わせたチップマップは、4つの象限を有するグリッドを含むことができ、チップ136の位置は、4つの象限内の任意の部分のドットまたは位置として表示することができる。後で詳しく述べるように、様々な重ね合わせ(オーバレイ)を提供することができ、それは測定オーバレイ、メニューオーバレイ、注釈オーバレイ、および対象物識別オーバレイを含む。それから、画像データおよびビデオ134などのビデオデータは、画像およびビデオデータ上に一般的に表示されるオーバレイと共に表示することができる。
一実施形態では、オーバレイ、画像、およびビデオデータは、画面135から「スクラップされた画面」であってもよく、画面スクラップデータ166として通信されてもよい。それから、画面スクラップデータ166は、モバイル装置22およびクラウド24に通信で結合された他の表示装置に表示することができる。都合のよいことに、画面スクラップデータ166は、より容易に表示することができる。実際、画素が画像またはビデオおよびオーバレイの両方を同じフレームに含むことができるので、モバイル装置22は上述した画素を単純に表示することができる。しかし、画面スクラップデータを提供することによって、両方の画像をオーバレイにマージすることができ、2つの(またはそれより多くの)データストリームを分離することは有益であり得る。例えば、別々のデータストリーム(例えば、画像またはビデオストリーム、オーバレイストリーム)は、ほぼ同時に送信することができ、したがってより速いデータ通信を提供することができる。加えて、データストリームは別々に解析することができ、したがってデータの検査および解析を改良することができる。
したがって、一実施形態では、画像データおよびオーバレイは、2つ以上のデータストリーム168および170に分離することができる。データストリーム168は、オーバレイだけを含んでもよく、一方、データストリーム170は、画像またはビデオを含んでもよい。一実施形態では、画像またはビデオ170は、同期信号172を用いてオーバレイ168と同期することができる。例えば、同期信号は、データストリーム170のフレームをオーバレイストリーム168に含まれる1つまたは複数のデータ項目に適合させるために好適なタイミングデータを含むことができる。さらに別の実施形態では、同期データ172を用いなくてもよい。その代わりに、各フレームまたは画像170は、固有IDを含むことができて、この固有IDはオーバレイデータ168の1つまたは複数に適合することができ、オーバレイデータ168および画像データ170を共に表示するために用いることができる。
オーバレイデータ168は、チップ・マップ・オーバレイを含むことができる。例えば、4つの正方形(例えば、象限グリッド)を有するグリッドを、チップ136の位置を表すドットまたは円と共に表示することができる。このように、このチップマップは、チップ136がどのように対象物の内部に挿入されているかを表すことができる。第1象限(右上)は、対象物を軸方向に見下ろして、チップ136が右上隅に挿入されていることを表すことができ、第2象限(左上)は、軸方向に見下ろして、チップ136が左上隅に挿入されていることを表すことができ、第3象限(左下)は、チップ136が左下隅に挿入されていることを表すことができ、第4象限(右下)は、チップ136が右下隅に挿入されていることを表すことができる。したがって、ボアスコープオペレータ26は、チップ136の挿入をより容易に導くことができる。
オーバレイデータ168は、測定オーバレイを含むこともできる。例えば、長さ、点から線までの距離、深さ、面積、複数線分、距離、スキュー、および円ゲージなどの測定値は、ユーザーが画像上に1つまたは複数のカーソルクロス(例えば、「+」)を重ね合わせることを可能にすることによって、提供することができる。一実施形態では、ステレオプローブ測定チップ136またはシャドウプローブ測定チップ136を提供することができ、これらは対象物内部の測定に好適であり、立体測定、および/または陰影を対象物に投影することを含む。画像上に複数のカーソルアイコン(例えば、カーソルクロス)を配置することによって、立体視技術を用いて測定値を導出することができる。例えば、2つのカーソルアイコンを配置することにより、直線の点から点までの測定値(例えば、長さ)を提供することができる。3つのカーソルアイコンを配置することにより、点から線までの垂直距離(例えば、点から線までの距離)を提供することができる。4つのカーソルアイコンを配置することにより、表面(3つのカーソルを用いて導出される)と表面の上または下の点(第4のカーソル)との間の垂直距離(例えば、深さ)を提供することができる。それから、特徴または欠陥の周辺に3つ以上のカーソルを配置することにより、カーソル内に含まれる表面の近似的な面積を与えることができる。3つ以上のカーソルを配置することにより、各カーソルに追従する複数線分の長さを可能にすることもできる。
同様に、陰影を投影することによって、照明および結果として生じる陰影に基づいて測定値を導出することができる。したがって、測定領域にわたって陰影を配置し、2つのカーソルを所望の測定の最も遠い点の陰影にできるだけ近く配置することにより、点間の距離を導出することができる。測定領域にわたって陰影を配置し、水平な陰影のほぼ中央に対して所望の測定領域の端(例えば、照明された端)にカーソルを配置することにより、スキュー測定値、あるいは、プローブの画面に対して垂直でない表面上の直線(点間)測定として定義される測定値が得られる。垂直な陰影が得られない場合に、これは有益であり得る。
同様に、測定領域にわたって陰影を配置して、1つのカーソルを凸状表面に配置し、第2のカーソルを凹状表面に配置することにより、深さ、すなわち表面と表面の上または下の点との間の距離を導出することができる。測定領域の近くに陰影を配置して、陰影の近くで欠陥をおおう円(例えば、ユーザーが選択可能な直径を有する円カーソル、円ゲージとも呼ばれる)を配置することにより、欠陥の近似的な直径、周長、および/または面積を導出することができる。
オーバレイデータ168は、注釈オーバレイを含むこともできる。例えば、テキストおよびグラフィクス(例えば、アローポインタ、クロス、幾何学的形状)を、「表面クラック」などの特定の特徴に注釈をつけるために、画像に重ね合わせることができる。加えて、音声がNDT検査装置12によって取り込まれて、音声オーバレイとして提供することができる。例えば、音声注釈、および検査を受けている機器の音などを、音声として画像またはビデオに重ね合わせることができる。それから、モバイル装置22および/またはクラウド24によって受信されたオーバレイデータ168は、様々な技術によって描画することができる。例えば、HTML5または他のマークアップ言語は、オーバレイデータ168を表示するために用いることができる。一実施形態では、モバイル装置22および/またはクラウド24は、NDT装置12によって提供される第2のユーザーインターフェースと異なる第1のユーザーインターフェースを提供することができる。したがって、オーバレイデータ168は、単純化されて、基本情報だけを送ってもよい。例えば、チップマップの場合には、オーバレイデータ168は、チップの場所に相関するXおよびYデータを単純に含むことができ、それから、第1のユーザーインターフェースは、グリッド上にチップを視覚的に表示するためにXおよびYデータを用いることができる。
加えて、センサデータ174を通信することができる。例えば、センサ130、140、ならびにX線センサデータおよび渦電流センサデータなどからのデータを通信することができる。特定の実施形態では、センサデータ174は、オーバレイデータ168と同期することができ、例えば、オーバレイ・チップ・マップを温度情報、圧力情報、流量情報、およびクリアランスなどと共に表示することができる。同様に、センサデータ174を画像またはビデオデータ170と共に表示することができる。
特定の実施形態では、フォースフィードバックまたは触覚フィードバックデータ176を通信することができる。フォース・フィードバック・データ176は、例えば、構造に当接または接触しているボアスコープ14のチップ136に関するデータ、チップ136または振動センサ130によって感知される振動、ならびに流量、温度、クリアランス、および圧力などに関する力を含むことができる。モバイル装置22は、例えば、流体で満たされたマイクロチャネルを有する触覚層を含むことができ、それは、フォース・フィードバック・データ176に基づいて、流体圧力を変えることができ、および/または応答して流体の方向を変えることができる。実際、本明細書に記載する技術は、コンジット162のセンサデータ174および他のデータを力覚として表すために好適な、モバイル装置22によって起動される応答を提供することができる。
NDT装置12は、位置データ178をさらに通信することができる。例えば、位置データ178は、機器18、104および/または設備20、106に対するNDT装置12の場所を含むことができる。例えば、屋内GPS、RFID、三角測量(例えば、WiFi三角測量方式、無線三角測量)などの技術は、装置12の位置178を決定するために用いることができる。対象物データ180は、検査中の対象物に関するデータを含むことができる。例えば、対象物データ180は、識別情報(例えば、シリアルナンバー)、機器状態についての観察、および注釈(テキスト注釈、音声注釈などを含むことができる。データ182の他のタイプを用いることができ、それはメニューによる検査データを含むがこれに限定されず、それが用いられる場合には、テキスト注釈およびメタデータとして適用することができる一組の予め定義された「タグ」を提供する。これらのタグは、検査を受けている対象物に関する位置情報(例えば第1ステージHPコンプレッサ)または表示(例えば異物損傷)を含むことができる。他のデータ182は、リモート・ファイル・システム・データをさらに含むことができ、そこでは、モバイル装置22がNDT検査装置12のメモリ25にあるデータのファイルおよびファイル構成(例えば、フォルダ、サブフォルダ)を閲覧し操作することができる。したがって、ファイルは、モバイル装置22およびクラウド24へ転送して編集することができ、メモリ25に転送して戻すことができる。モバイル装置22およびクラウド24にデータ164〜182を通信することによって、本明細書に記載する技術は、より速くより効率的な処理150を可能にすることができる。
図7は、分散型NDTシステム10のNDTプローブ250の実施形態の斜視図である。NDTプローブ250は、NDT検査装置12(例えば、渦電流検査装置92、超音波欠陥検出器94、デジタルラジオグラフィ装置96)の第2のカテゴリーと関係する1つまたは複数の試験センサ252を含むことができる。したがって、1つまたは複数の試験センサ252は、渦電流センサ、超音波センサ、X線センサ、磁界センサ、または光センサを含むが、これらに限らない。プローブオペレータ253(例えば、渦電流オペレータ98、超音波装置オペレータ100、ラジオグラフィオペレータ102)は、工作物256の検査領域254にわたってNDTプローブ250を移動させる。試験センサ252は、プローブケーブル258を介して、NDT検査装置12、モバイル装置22、および/またはクラウド24にセンサデータ174を提供する。いくつかの実施形態では、検査領域254は、溶接部、ジョイント、ならびに高い応力および/または疲労に影響されやすい領域などである。試験センサ252は、工作物256をボイド、ひび割れ、クラック、腐食などの関心点260について検査するために用いることができる。
図7に示すように、検査領域254(例えば溶接部)は、Y軸に平行である。したがって、プローブオペレータ253は、矢印262で示すように、Y軸に沿ってNDTプローブ250を移動させてセンサデータ174を取得する。様々な空間的要因がセンサデータ174に影響を及ぼすが、この要因としては、工作物256に対するNDTプローブ250の方向および速度、運動方向262に対するNDTプローブ250の方向、工作物256に対するNDTプローブ250の角度264、ならびにNDTプローブ250と工作物256との間の距離266が挙げられる。加えて、工作物256および検査領域254の材料、サンプリング周波数、ならびに/または試験センサ252に供給される駆動信号などの非空間的要因がセンサデータ174に影響を及ぼすことがあり得る。NDT検査装置12は、定義された空間範囲内の空間的要因を用いてセンサデータ174を処理および表示するように較正することができる。例えば、NDT検査装置12は、NDTプローブ250が検査領域254に沿って約2から4cm/sの間で移動する場合に、得られたセンサデータ174を表示するように較正することができる。いくつか実施形態では、NDT検査装置12は、X軸が検査領域254に対して垂直であって、NDTプローブ250のプローブ軸268とX軸との間の角度264が約10度より小さい場合に、得られたセンサデータを表示するように較正することができる。
分散型NDTシステム10およびNDTプローブ250の実施形態は、プローブオペレータ253が一貫したセンサデータ174を取得することを可能にすることができる。NDTプローブ250の特徴および/またはオペレータに提供されるフィードバックは、プローブオペレータ253のNDT検査の生産性を高めることができ、検査領域254の関心点260の検出の確率を高めることができる。いくつかの実施形態では、NDTプローブ250は、プローブオペレータ253が工作物256に対して実質的に同じ方向で繰り返してNDTプローブ250を移動させることを可能にするために、方向特徴270(例えば、矢印、隆起、溝)を有する。例えば、図7は、プローブ軸268に沿ったNDTプローブ250の表面272上の方向特徴270を示す。いくつかの実施形態では、プローブオペレータ253は、運動方向262に平行または垂直な方向特徴270を整列配置することができる。このようにして、方向特徴270によって、プローブオペレータ253は複数のNDT検査についてX軸に関してNDTプローブ250の一貫した方向を維持することができる。
いくつかの実施形態では、プローブオペレータ253がNDTプローブ250と検査領域254との間の一貫した距離266を維持することができるように、スペーサ274(例えば、ホイール、ウエッジ、バンパー、リッジ)が工作物256と連結することができる。方向特徴270およびスペーサ274は、プローブオペレータ253が検査領域254の一貫したNDT検査結果を得ることができる受動構成要素であってもよい。
1つまたは複数の運動センサ276は、分散型NDTシステム10に、NDTプローブ250の運動データを提供する。1つまたは複数の運動センサ276は、プローブケーブル258に沿ってプロセッサ(例えば、モバイル装置プロセッサ23、NDT検査装置プロセッサ93、97、99)に運動データを送信することができる。運動センサ276は、工作物256または座標軸133に対するNDTプローブ250の位置または方向の変化を示すために、運動データ(例えば、位置データ178)を送信することができる。1つまたは複数の運動センサ276は、加速度計、ジャイロスコープ、磁力計、光センサ、例えば回転するようにスペーサ274に結合されたカウンタ、またはこれらの任意の組み合わせを含むが、これらに限らない。例えば、運動センサ276は、ジャイロスコープおよび加速度計を有する慣性測定ユニット(IMU)278であってもよい。いくつかの実施形態では、IMU278は、磁力計を含んでもよい。IMU278は、座標軸133の1つまたは複数に沿った加速運動および/またはその周りの回転に対応する運動データを送信することができる。いくつかの実施形態では、1つまたは複数の運動センサ276は、試験センサ252と一体化される。例えば、プロセッサ93は、センサデータ174からNDTプローブ250の速度を決定することができる。1つまたは複数の運動センサ276は、NDTプローブ250内に(例えば、プローブ軸268に沿って)、および/またはNDTプローブ250の表面272に配置することができる。
運動センサ276は、検査領域254に沿った方向262のNDTプローブ250の動きを検出する。矢印280は、NDTプローブ250が検査領域254に沿って動く異なる速度を示す。破線の矢印282は、基準速度範囲(例えば、約2から4cm/sの間)内の望ましい速度の、検査領域254の第1の領域284に沿ったNDTプローブ250の動きを示す。したがって、NDT検査装置12は、第1の領域284についてNDTプローブ250によって得られたセンサデータ174を記録することができる。実線の矢印286は、基準速度範囲を超える(すなわち、外側にある)速度(例えば、5cm/s)の、検査領域254の第2の領域288に沿ったNDTプローブ250の動きを示す。点線の矢印290は、基準速度範囲より小さい(すなわち、外側にある)速度(例えば、1cm/s)の、検査領域254の第3の領域292に沿ったNDTプローブ250の動きを示す。いくつかの実施形態では、NDT検査装置12は、第2の領域288および第3の領域292からのセンサデータ174を無視する。あるいは、NDT検査装置12は、NDTプローブ250の速度が基準速度範囲の外側であったことを示すインジケータと共に、第2の領域288および第3の領域292からのセンサデータ174を記録する。
分散型NDTシステム10は、プローブオペレータ253へフィードバックを提供するために運動データを用いることができる。フィードバックは、工作物256に対するNDTプローブ250の速度、位置、角度264、方向、および工作物256からのNDTプローブ250の間隔266などの、センサデータ174に影響を及ぼす空間的要因をプローブオペレータ253に通知することができる。フィードバックを用いて、プローブオペレータ253は、空間的要因が1つまたは複数の基準範囲内である間に得られるセンサデータ174などの望ましいセンサデータ174結果が得られるように、次の検査でNDTプローブ250を調整することができる。フィードバックにより、プローブオペレータ253は、NDTプローブ250の位置、運動、および/または方向を調整することによって、センサデータ174の品質および一貫性を改善することができる。いくつかの実施形態では、分散型NDTシステム10は、プローブオペレータ253がNDT検査を行う間に、フィードバックを提供する。いくつかの実施形態では、分散型NDTシステム10は、検査期間の後にフィードバックを提供する。
分散型NDTシステム10は、NDTプローブ250、NDT検査装置12(例えば、表示画面135、)および/またはモバイル装置22(例えば、表示画面137)により、プローブオペレータ253へフィードバックを提供することができる。いくつかの実施形態では、NDTプローブ250は、プローブ軸268からオフセットされたモーター294または他の振動する構成要素を介して、プローブオペレータ253に触覚フィードバックを提供する。NDTプローブ250は、音声フィードバックを提供するスピーカー296または視覚フィードバックを提供するライト298(例えば、発光ダイオード)を有することができる。プロセッサ、例えばNDT検査装置12のプロセッサ15などは、NDTプローブ250からのフィードバックを制御することができる。プロセッサ15は、運動データが1つまたは複数の基準範囲の外側である場合に、フィードバックを提供するように、モーター294、スピーカー296、および/またはライト298を制御することができる。基準範囲は、速度範囲(軸133に沿って)、角度範囲(プローブ軸268とX軸との間)、位置範囲(工作物256に対して)、および方向範囲(軸133について)を含むが、これらに限定されない。
基準範囲は、オペレータの入力、NDT検査装置12のカテゴリーおよびタイプ、工作物256の材料、ならびにNDTプローブ250に提供される電気信号の特性(例えば、電流、電圧、周波数、極性)に少なくとも部分的に基づいて定義することができる。例えば、渦電流センサ252の基準速度範囲は、工作物256の導電率、検出コイルに供給される電流の電流量、および検出コイルに供給される電流の周波数に少なくとも部分的に基づくことができる。プローブオペレータ253は、メモリから基準範囲の定義されたセットをロードすることができ、あるいは、経験または指示に基づいて、ユーザーインターフェース300に基準範囲の境界を入力することができる。例えば、プローブオペレータ253は、一貫した検査結果を得る方法に精通するようになった後に、基準範囲を狭くすることができる。ユーザーインターフェース300は、モバイル装置22および/またはNDT検査装置12を通してアクセスすることができる。
プロセッサ15は、異なる基準範囲に関するフィードバックを提供するために、フィードバックを異ならせることができる。例えば、NDTプローブ250の速度に関しては触覚および音声フィードバックを提供することができるが、NDTプローブ250の角度264に関しては視覚フィードバックを提供する。NDTプローブ250は、運動データが1つまたは複数の基準範囲の外側にある程度に少なくとも部分的に基づいて、フィードバックの持続時間および/または強度を異ならせることができる。さらに、いくつかの実施形態では、NDTプローブ250は、運動データが1つまたは複数の基準範囲の境界の閾値内である場合に、フィードバックを提供する。例えば、速度が速度基準範囲の境界の約10%の閾値内である(例えば、約2.2cm/sより小さい、または約3.8cm/sより大きい)場合には、ライト298は黄色の光を放出することができ、速度が速度基準範囲の境界の外側にある(例えば、約2.0cm/sより小さい、または約4.0cm/sより大きい)場合には、ライト298は赤色の光を放出することができる。
分散型NDTシステム10は、1つまたは複数の表示画面135、137を介して、プローブオペレータ253にフィードバックを提供することができる。図8は、運動フィードバックの第1のグラフィック表現348およびセンサデータ174の第2のグラフィック表現350を有する分散型NDTシステム10の表示画面135、137の実施形態を示す。いくつかの実施形態では、図8に示すように、運動フィードバックの第1のグラフィック表現348は表示画面137の第1の部分352に表示され、センサデータ174の第2のグラフィック表現350は第2の部分352に表示される。加えて、または代わりに、第1のグラフィック表現348は、第2のグラフィック表現350の上に重ね合わせることができる。
位置チャート356のマーカー354は、NDTプローブ250が検査領域254に沿った方向262に移動するにつれて、Y軸およびZ軸に沿ったNDTプローブ250の位置を示す。位置チャート356の5つのマーカー354の各々は、検査領域254における運動データのサンプル時間を示す。マーカー354が位置チャート356に対して移動するレートは、NDTプローブ250の速度の視覚フィードバックを提供する。第1のマーカー358は、NDTプローブ250が空間基準範囲内を移動していることを示す。第2のマーカー360は、プローブ軸268がZ軸に沿った基準位置範囲362の外側にあることを示す。位置フラグ364は、プローブオペレータ253に対して、基準位置範囲362内にNDTプローブ250を移動させるように指示する。第3のマーカー366は基準位置範囲362内にあるが、低速インジケータ368は、プローブオペレータ253に対して、検査領域254に沿ってより速くNDTプローブ250を移動させるように指示する。高速インジケータ372を有する第4のマーカー370は、プローブオペレータ253に対して、検査領域254に沿ってより遅くNDTプローブ250を移動させるように指示する。
角度インジケータ376を有する第5のマーカー374は、角度チャート380に示すように、プローブ軸268が基準角度範囲378の境界の近く、またはその外側にあることを示す。角度チャート380は、X軸に沿ったNDTプローブ250のグラフィック表現を示す。角度インジケータ376は、プローブオペレータ253に対して、基準角度範囲378内にプローブ軸268を移動させるように指示する。表示画面137は、検査期間中に、角度264、速度、および検査距離などのいくつかの運動値380を示すことができる。いくつかの実施形態では、表示画面137は、運動値がそれぞれの基準範囲内にあるか、あるいはその外側にあるかを示すテキスト382(例えば、適正、高い、低いなど)を有することができる。
明らかなように、第1のグラフィック表現348の実施形態は、図8に示す位置チャート356、角度チャート380、マーカー354、インジケータ、およびテキストに限定されない。様々な他のインジケータおよびチャートは、工作物256に対するNDTプローブ250の速度、位置、および方向について、プローブオペレータ253に視覚フィードバックを提供することができる。いくつかの実施形態では、どのようにNDTプローブ250を移動させるかをプローブオペレータ253に指示するように、ガイドマーカー384は、ある速度で位置チャート356に対して移動することができる。したがって、位置チャート356上のマーカー354の相対運動がガイドマーカー384の相対運動とほぼ一致する場合には、プローブオペレータ253は、基準速度範囲内の速度で検査領域254に沿ってNDTプローブ250を移動させる。ガイドされた、および/または対話的な視覚フィードバックは、異なるプローブオペレータ253からのセンサデータ174の一貫性を向上させ、プローブオペレータ253のトレーニング時間を低減させ、および/または、検査領域254における関心点260を検出する際のNDT検査の精度を向上させることができる。
第1のグラフィック表現348は、分散型NDTシステム10の1つまたは複数のプロセッサによって生成される。チャート、インジケータ、およびテキストは、運動データ、基準範囲、またはこれらの比較によって決定される。サンプル時間におけるNDTプローブ250からのプローブデータは、センサデータ174および運動データを含む。1つまたは複数の基準範囲の外側の運動データに対応するサンプル時間においてNDTプローブ250から得られたセンサデータ174は、1つまたは複数の基準範囲内の運動データに対応するサンプル時間においてNDTプローブ250から得られたセンサデータ174よりも、価値がなく、および/または有用でない場合があり得る。したがって、図9に示すフィルタリング方法400は、対応するサンプル時間からの運動データに少なくとも部分的に基づいて、センサデータ174を分類する。
フィルタリング方法400は、様々な機器をより効率的にサポートし保守するために、NDT検査装置12(例えば、NDT検査装置92、94、96の第2のカテゴリー)および/またはモバイル装置22を用いることができる。特定の実施形態では、方法400または方法400の一部は、メモリ17、21、25、95、99、103などのメモリに記憶された非一時的コンピュータ可読媒体に含まれてもよく、プロセッサ15、19、23、93、97、101などの1つまたは複数のプロセッサによって実行可能であってもよい。
方法400の一例では、プロセッサは検査設定を受け取る(ブロック402)。検査設定は、メモリ17、21、25、95、99、103からロードすることができ、あるいはユーザーインターフェース300を介して受け取ることができる。検査設定は、NDT検査装置12のカテゴリーおよびタイプ、工作物256の材料、ならびにNDTプローブ250に提供される電気信号の特性(例えば、電流、電圧、周波数、極性)を含むことができる。プロセッサは、検査設定に少なくとも部分的に基づいて、プローブデータに適用するフィルタのパラメータを決定する(ブロック404)。いくつかの実施形態では、プロセッサは、基準範囲の境界の少なくともいくつかを直接受け取る。プロセッサは、サンプル時間についてセンサデータ174および運動データを含むプローブデータを受け取る(ブロック406)。いくつかの実施形態では、プロセッサは、得られるにつれて別々に各サンプル時間についてのプローブデータを受け取る(ブロック406)。他の実施形態では、プロセッサは、検査期間が過ぎた後に、検査期間の複数のサンプル時間についてのプローブデータを受け取る(ブロック406)。
一旦、プローブデータが受け取られると、プロセッサは、NDTプローブ250が望ましい方法で検査領域254に沿って移動していた間にNDTプローブ250から得られたセンサデータ174を分類するために、フィルタをプローブデータに適用する(ブロック408)。すなわち、1つまたは複数の基準範囲内の運動データに対応するサンプル時間におけるセンサデータ174は、1つまたは複数の基準範囲の外側の運動データに対応するサンプル時間におけるセンサデータ174から分離される。例えば、プロセッサは、ブロック408において、NDTプローブ250が約4cm/sより速く移動したか、X軸から約10度より大きい角度で移動したか、あるいは、検査領域254でないところを移動した場合に対応するサンプル時間からのセンサデータ174を除去する。プロセッサは、触覚、音声、および/または視覚フィードバックにより、プローブオペレータ253にフィルタ結果を通知する(ブロック410)。フィードバックは、次のセンサデータ174が除去されないように、プローブオペレータ253に対して、NDTプローブ250の動きを調整するように指示することができる。いくつかの実施形態では、プロセッサは、除去されたセンサデータ174を無視することができ(ブロック412)、1つまたは複数の基準範囲(例えば、除去されたセンサデータでない)内の運動データに対応するセンサデータ174を記録することができる(ブロック414)。センサデータ174のいくつかを無視することは、検査領域254のセンサデータ174の隙間を生成する。したがって、いくつかの実施形態では、プロセッサは、対応する運動データが1つまたは複数の運動範囲の外側にあることを示すインジケータで、除去されたセンサデータ174にマークをつけて、検査領域254についてのセンサデータを記録する。
本発明の技術的な効果は、NDT装置の使い易さを改善し、検査結果の一貫性を向上させ、検査結果の精度を向上させるシステムおよび方法を提供することを含む。NDTプローブ250の運動データを取得し、運動データに基づいて対応するセンサデータ174をフィルタ処理するシステムおよび方法を含む分散NDTシステムが提供される。検査期間中またはその後にプローブオペレータ253に提供される触覚、音声、および/または視覚フィードバックによって、オペレータがNDTプローブ250の動きを調整して検査結果の品質を向上させることができる。
この明細書は、本発明を開示するために実施例を用いており、最良の形態を含んでいる。また、いかなる当業者も本発明を実施することができるように実施例を用いており、任意のデバイス又はシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含んでいる。本発明の特許され得る範囲は、請求項によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
10 分散型NDTシステム
12 NDT検査装置、NDT装置
14 ボアスコープ
15 プロセッサ
16 移動可能なパン−チルト−ズーム(PTZ)カメラ
17 メモリ
18 ターボ機械
19 プロセッサ
20 設備またはサイト
21 メモリ
22 モバイル装置
23 プロセッサ
24 クラウド
25 メモリ
26 ボアスコープオペレータ
28 モバイル装置オペレータ
29 コンピューティングシステム
30 カメラオペレータ
32 燃料ノズル
34 コンプレッサ
36 燃焼器
38 空気取入部
40 ステージ
42 ステージ
44 ステージ
46 静翼
48 動翼
50 ホイール
52 シャフト
54 タービン
56 ディフューザ部
60 ステージ
62 ステージ
64 ステージ
66 動翼またはバケット
68 回転ホイール
70 回転ホイール
72 回転ホイール
74 シャフト
76 ケーシング
80 排気部
84 石油およびガス機器
86 パイプまたは導管
88 水面下
90 曲線部または屈曲部
92 渦電流検査装置
93 プロセッサ
94 超音波欠陥検出器
95 メモリ
96 デジタルラジオグラフィ装置、デジタルラジオグラフィ検査装置
97 プロセッサ
98 渦電流オペレータ
99 メモリ、NDT検査装置プロセッサ
100 超音波装置オペレータ
101 プロセッサ
102 ラジオグラフィオペレータ
103 メモリ
104 航空機システム、航空機
106 設備
108 パイプ
110 ひび割れまたはクラック
112 特定の鉄または非鉄材料
114 部品
116 構成要素
118 挿入チューブ
120 ヘッドエンド部
122 関節動作部
124 導管部
126 ボアスコープカメラ
128 ライト
130 センサ
131 物理ジョイスティック
133 XYZ軸
134 ビデオ
135 画面
136 ステレオプローブ測定チップまたはシャドウプローブ測定チップ、交換チップ
137 画面
138 ライト
140 センサ
142 シャフト
150 処理
152 ブロック
154 ブロック
156 ブロック
158 ブロック
159 報告書
160 ブロック
162 無線コンジット
164 認証データ
166 画面スクラップデータ
168 オーバレイデータ、オーバレイストリーム、オーバレイ、データストリーム
170 画像またはビデオデータ、フレームまたは画像、画像またはビデオ、データストリーム
172 同期データ、同期信号
174 センサデータ
176 フォースフィードバックまたは触覚フィードバックデータ
178 位置データ
180 対象物データ
182 データ
250 NDTプローブ
252 試験センサ、渦電流センサ
253 プローブオペレータ
254 検査領域
256 工作物
258 プローブケーブル
260 関心点
262 運動方向
264 角度
266 距離
268 プローブ軸
270 方向特徴
272 表面
274 スペーサ
276 運動センサ
278 慣性測定ユニット(IMU)
280 矢印
282 破線の矢印
284 第1の領域
286 実線の矢印
288 第2の領域
290 点線の矢印
292 第3の領域
294 モーター
296 スピーカー
298 ライト
300 ユーザーインターフェース
348 第1のグラフィック表現
350 第2のグラフィック表現
352 第1の部分、第2の部分
354 マーカー
356 位置チャート
358 第1のマーカー
360 第2のマーカー
362 基準位置範囲
364 位置フラグ
366 第3のマーカー
368 低速インジケータ
370 第4のマーカー
372 高速インジケータ
374 第5のマーカー
376 角度インジケータ
378 基準角度範囲
380 角度チャート
382 テキスト
400 フィルタリング方法
402 ブロック
404 ブロック
406 ブロック
408 ブロック
410 ブロック
412 ブロック
414 ブロック

Claims (18)

  1. 非破壊試験(NDT)システム(10)を含み、前記非破壊試験(NDT)システム(10)は、
    試験センサ(252)および運動センサ(276)を含むNDTプローブ(250)であって、前記試験センサ(252)は、検査領域(254)からセンサデータ(174)を取り込むように構成され、前記運動センサ(276)は、前記NDTプローブ(250)が前記検査領域(254)に対して移動する測定速度を検出するように構成される、NDTプローブ(250)と、
    前記測定速度と基準速度範囲との間の速度比較を決定するように構成されるプロセッサ(15、19、23)と、
    を含み、
    前記運動センサ(276)は、前記検査領域(254)と垂直な方向に対する前記NDTプローブ(250)の測定角度を検出するように構成され、
    前記プロセッサ(15、19、23)は、前記測定角度と基準角度範囲との間の角度比較を決定するように構成され、
    前記NDTシステム(10)は、前記NDTプローブ(250)の位置に沿って前記速度比較および前記角度比較のうちの少なくとも一方を視覚的に示す位置チャート(356)を表示するように構成される表示画面を含む、
    システム。
  2. 前記測定速度が前記基準速度範囲の外側である場合には、前記プロセッサ(15、19、23)は、取り込まれた前記センサデータ(174)を無視するように構成される、請求項1に記載のシステム。
  3. 前記NDTプローブ(250)は、前記測定速度が前記基準速度範囲の外側である場合に、オペレータに触覚フィードバックを提供するように構成される触覚装置を含む、請求項1または2に記載のシステム。
  4. 前記NDTプローブ(250)は、前記測定速度が前記基準速度範囲の外側である場合に、オペレータが知覚可能な通知を提供するように構成される音声出力または視覚出力を含む、請求項1から3のいずれかに記載のシステム。
  5. 前記NDTシステム(10)は、前記表示画面を有するモバイル装置(22)を含む、請求項1から4のいずれかに記載のシステム。
  6. 前記試験センサ(252)は、渦電流センサ、X線センサ、超音波センサ、または光センサ、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1から5のいずれかに記載のシステム。
  7. 前記運動センサ(276)は、加速度計、ジャイロスコープ、カウンタ、磁力計、またはこれらの任意の組み合わせを含む、請求項1からのいずれかに記載のシステム。
  8. 前記基準速度範囲は、ユーザー入力、前記検査領域(254)、または前記NDTプローブ(250)の現在の使用、またはこれらの任意の組み合わせに少なくとも部分的に基づく、請求項1からのいずれかに記載のシステム。
  9. 非破壊試験(NDT)プローブを用いて、検査領域(254)からセンサデータ(174)を取り込み、
    前記検査領域(254)に対する前記NDTプローブ(250)の測定速度および前記検査領域(254)と垂直な方向に対する前記NDTプローブ(250)の測定角度を決定し、
    前記測定速度と基準速度範囲との間の速度比較を決定し、
    前記測定角度と基準角度範囲との間の角度比較を決定し、
    前記速度比較の第1のグラフィック表現(348)および前記角度比較の第2のグラフィック表現(350)を前記NDTプローブ(250)の位置に沿って示す位置チャート(356)を表示画面に表示する
    ように構成される命令を含む、非一時的コンピュータ可読媒体。
  10. 前記速度比較が前記基準速度範囲の速度境界の速度閾値内である場合には速度警告を表示し、または、前記角度比較が前記基準角度範囲の角度境界の角度閾値内である場合には角度警告を表示し、またはこれらの任意の組み合わせを表示するように構成される命令を含む、請求項に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  11. ユーザーインターフェース(300)を用いてユーザー入力を受け取り、
    前記ユーザー入力に少なくとも部分的に基づいて、前記基準速度範囲および前記基準角度範囲を決定するように構成される命令を含む、請求項9または10に記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  12. 速度ガイド、角度ガイド、またはこれらの任意の組み合わせを表示するように構成される命令を含む、請求項9から11のいずれかに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  13. 前記センサデータ(174)が取り込まれた時刻に対応する前記速度比較および前記角度比較に基づいて、前記センサデータ(174)を分類し、
    前記センサデータ(174)をメモリ(17、21、25)に記録する
    ように構成される命令を含む、請求項9から12のいずれかに記載の非一時的コンピュータ可読媒体。
  14. センサデータ(174)および運動データを含むプローブデータであって、前記センサデータ(174)および前記運動データがサンプル時間に対応する、プローブデータを非破壊試験(NDT)装置(12)から受信するステップと、
    前記運動データを1つまたは複数の運動基準範囲と比較するステップと、
    前記サンプル時間の前記運動データが前記1つまたは複数の運動基準範囲の外側である場合には、オペレータに通知するステップと、
    前記サンプル時間の前記運動データが前記1つまたは複数の運動基準範囲内である場合には、前記サンプル時間の前記センサデータ(174)を記録するステップと、
    プローブの位置に沿って前記比較の結果を視覚的に示す位置チャート(356)を表示するステップと、
    を含み、
    前記1つまたは複数の基準範囲は、前記検査領域(254)と垂直な方向に対する前記NDT装置の角度範囲を含む、
    方法。
  15. 前記1つまたは複数の基準範囲は、検査領域(254)に対する前記NDT装置の速度範囲を含む、請求項14に記載の方法。
  16. 前記オペレータに通知するステップは、前記オペレータに対して触覚フィードバック、音声フィードバック、または視覚フィードバックを提供するステップを含む、請求項14または15に記載の方法。
  17. 前記サンプル時間の前記運動データが前記1つまたは複数の基準範囲の境界の閾値内である場合には、前記オペレータに通知するステップを含む、請求項14から16のいずれかに記載の方法。
  18. 前記サンプル時間の前記運動データが前記1つまたは複数の運動基準範囲の外側である場合には、前記サンプル時間の前記センサデータ(174)を記録するステップを含み、前記センサデータ(174)は、前記運動データが前記1つまたは複数の運動範囲の外側であるというインジケータを含む、請求項14から17のいずれかに記載の方法。
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