KR20190085031A

KR20190085031A - 플래시 서모그래피 보어스코프

Info

Publication number: KR20190085031A
Application number: KR1020197016902A
Authority: KR
Inventors: 더스틴 씨. 부댕; 클리포드 주니어 해처; 아난드 에이. 쿨카르니
Original assignee: 지멘스 에너지, 인코포레이티드
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2017-10-06
Publication date: 2019-07-17
Also published as: CN109906363A; KR102256543B1; WO2018093474A1; MX2019005699A; EP3542137A1; CN109906363B

Abstract

본 발명은 터빈 내부에 로케이팅된 복수의 회전 터빈 컴포넌트들 각각의 적외선 이미지를 생성하기 위한 플래시 서모그래피 디바이스에 관한 것이다. 디바이스는 각각의 컴포넌트에 의해 방사되는 열 에너지를 검출하기 위한 적외선 센서를 포함한다. 디바이스는 또한 보어스코프를 포함하며, 보어스코프는 보어스코프의 길이방향 축 상에 로케이팅된 뷰잉 단부를 갖는다. 보어스코프는, 적어도 하나의 컴포넌트가 뷰잉 단부의 시야 내에 있도록 뷰잉 단부를 터빈 내부에 로케이팅시키기 위해 검사 포트 내에 포지셔닝된다. 게다가, 디바이스는 회전자의 단일 회전 동안에 회전하는 컴포넌트들의 개수에 대응하는 복수의 광 펄스들을 생성하는 플래시 소스를 포함하며, 광 펄스들은 길이방향을 실질적으로 가로질러 배향된다. 각각의 컴포넌트로부터 방사되는 열 에너지는 보어스코프를 통해 적외선 센서에 전달되어 적외선 이미지들의 생성을 가능하게 한다.

Description

플래시 서모그래피 보어스코프

[0001] 본 출원은, "SYSTEM TO PROGNOSE GAS TURBINE REMAINING USEFUL LIFE"라는 발명의 명칭으로 2015년 4월 13일자로 출원된 공동계류중인 미국 특허 출원, 즉, 미국 특허 출원 번호 제14/684,471호의 35 U.S.C. §120 하에서의 일부 계속 출원이고, 이 미국 특허 출원은 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함되며 본원은 이 출원을 우선권으로 주장한다.

[0002] 본 발명은 터빈(turbine)들과 관련하여 사용되는 플래시 서모그래피 디바이스(flash thermography device)들에 관한 것으로, 더 구체적으로는 적외선 센서(infrared sensor) 및 보어스코프(borescope)를 갖는 플래시 서모그래피 디바이스에 관한 것으로, 보어스코프는 터빈의 적어도 하나의 회전 컴포넌트(rotating component)가 보어스코프의 뷰잉 단부(viewing end)의 시야(field of view) 내에 있도록 터빈 내부에 보어스코프의 뷰잉 단부를 로케이팅(locate)시키기 위해 검사 포트(inspection port) 내에 포지셔닝되고(positioned), 보어스코프는 플래시 소스(flash source)를 포함하며, 플래시 소스는 각각의 컴포넌트의 적외선 이미지(infrared image)의 생성을 가능하게 하기 위해, 회전자의 단일 회전 동안에 회전하는 컴포넌트들의 개수에 대응하는 복수의 광 펄스(light pulse)들을 생성한다.

[0003] 에너지 전환(energy conversion)을 위해 사용되는 다양한 멀티스테이지 터보머신(multistage turbomachine)들, 이를테면, 가스 터빈(gas turbine)들에서, 회전 운동을 생성하는 데 유체가 사용된다. 도 1을 참조하면, 축방향 유동 가스 터빈(10)은 수평 중심 축(18)을 따라 배열된 압축기 섹션(compressor section)(12), 연소 섹션(14) 및 터빈 섹션(16)을 포함한다. 압축기 섹션(12)은 압축 공기 유동을 연소 섹션(14)에 제공하며, 연소 섹션(14)에서, 공기가 연료, 이를테면, 천연 가스와 혼합되고 점화되어, 고온 작동 가스가 생성된다. 터빈 섹션(16)은 복수의 행(row)들로 배열된 복수의 터빈 블레이드(turbine blade)들(20)을 포함한다. 고온 가스는 터빈 섹션(16)을 통해 팽창되며, 터빈 섹션(16)에서, 고온 가스는 연관된 고정형 베인(stationary vane)들(22)에 의해 블레이드들(20)의 행들을 가로질러 지향된다. 블레이드들(20) 각각은, 중심 축(18)을 중심으로 회전가능한 샤프트(shaft)에 부착되는 블레이드 어셈블리(blade assembly)로서 구성된다. 고온 가스가 터빈 섹션(16)을 통과함에 따라, 가스는, 블레이드들(20) 및 그에 따른 샤프트가 회전하여 기계적 일(mechanical work)을 제공하게 한다. 블레이드들(20) 및 연관된 베인들(22)의 각각의 행은 스테이지(stage)를 형성한다. 특히, 터빈 섹션(16)은, 4개의 스테이지들을 형성하기 위해, 블레이드들(20) 및 연관된 베인들(22)의 4개의 행들을 포함할 수 있다. 가스 터빈(10)은, 터빈 섹션(16) 근처에 로케이팅된(located) 배기 실린더 섹션(exhaust cylinder section)(24), 및 배기 실린더 섹션(24) 근처에 로케이팅된 외부 확산기 섹션(26)을 더 포함한다.

[0004] 터빈(10)의 고온 가스 경로를 따라 고온 가스들이 이동함에 따라 고온 가스들에 노출되는 터빈(10)의 섹션들은, 컴포넌트의 모재(base metal), 이를테면, 에어포일 모재(airfoil base metal)의 산화로 이어질 수 있는 고온들에 대한 모재의 노출을 최소화하는 역할을 하는 세라믹계 코팅(ceramic-based coating)을 포함할 수 있다. 그러한 코팅은, 모재 상에 형성된 본드 코팅(BC; bond coating) 상에 적용되는 알려진 열 장벽 코팅(TBC; thermal barrier coating)일 수 있다.

[0005] 터빈(10)은 통상적으로, 연장된 기간들 동안 동작된다. TBC 층, 또는 TBC 층과 BC 층 둘 모두는, 터빈(10)의 동작 동안 바람직하지 않게 열화되거나 또는 박리될 수 있다. 이는 모재를 고온들에 노출시키며, 이는 모재의 산화로 이어질 수 있다. 다양한 내부 컴포넌트들에 대해 발생했을 수 있는 마모, 손상 및 다른 바람직하지 않은 컨디션(condition)들에 대해 체크(check)하기 위해 주기적인 간격들로 터빈이 검사된다. 게다가, TBC/BC 층들의 열화 정도(즉, 층들의 남아 있는 두께) 및 다른 바람직하지 않은 컨디션들을 결정하기 위해 TBC/BC 층들이 검사된다. 터빈(10) 내의 컴포넌트들을 검사하기 위해, 터빈(10)은 셧다운(shut down)되고, 냉각되게 되며, 이는 상당한 시간량이 걸린다. 이어서, 검사/평가 팀(team)은, 원하는 내부 터빈 컴포넌트에 접근(gain access)하기 위해, 터빈(10)의 실질적인 부분들, 이를테면, 외부 케이싱(outer casing)(34) 및 연관된 컴포넌트들을 분해해야 하며, 이어서, 그 원하는 내부 터빈 컴포넌트는 터빈 컴포넌트의 어세스먼트(assessment) 또는 검사를 수행하기 위해 제거되어 실험실로 보내진다. 그러나, 검사를 위한 현재의 절차는 노동 집약적이고, 시간 소모적이며, 고비용이다. 또한, 현재의 절차는 터빈(10)의 비파괴 어세스먼트 또는 검사를 수행하기 위해 이용가능한 기회들의 횟수를 제한한다.

[0006] 회전자에 부착된 복수의 터빈 컴포넌트들 각각의 적외선 이미지를 생성하기 위한 플래시 서모그래피 디바이스가 개시되며, 회전자의 회전은 컴포넌트들의 회전을 야기하고, 터빈은 적어도 하나의 검사 포트를 포함한다. 디바이스는 각각의 컴포넌트에 의해 방사되는 열 에너지를 검출하기 위한 적외선 센서를 포함한다. 디바이스는 또한, 센서 단부와 뷰잉 단부 사이에 포지셔닝된 적어도 하나의 렌즈(lens)를 갖는 보어스코프를 포함하며, 적어도 하나의 렌즈 및 센서 단부 및 뷰잉 단부는 보어스코프의 길이방향 축 상에 로케이팅된다. 센서 단부는 적외선 센서 근처에 로케이팅되고, 보어스코프는 적어도 하나의 컴포넌트가 뷰잉 단부의 시야 내에 있도록 뷰잉 단부를 터빈 내부에 로케이팅시키기 위해 검사 포트 내에 포지셔닝된다. 또한, 디바이스는 회전자의 단일 회전 동안에 회전하는 컴포넌트들의 개수에 대응하는 복수의 광 펄스들을 생성하는 플래시 소스를 포함하며, 광 펄스들은 길이방향 축을 실질적으로 가로질러 배향된다. 각각의 광 펄스는 대응하는 컴포넌트를 가열하며, 각각의 컴포넌트로부터 방사되는 열 에너지는 보어스코프를 통해 적외선 센서에 전달되어 각각의 컴포넌트의 적외선 이미지의 생성을 가능하게 한다.

[0007] 본 개시내용의 교시들은, 첨부 도면들과 함께 다음의 상세한 설명을 고려함으로써 용이하게 이해될 수 있으며, 도면들에서:
[0008] 도 1은 축방향 유동 가스 터빈의 부분도이다.
[0009] 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 플래시 서모그래피 디바이스를 도시한다.
[0010] 도 3은 디바이스의 보어스코프의 측단면도이다.
[0011] 도 4는 도 3의 뷰 라인(view line)(4-4)을 따르는 보어스코프의 뷰잉 단부를 도시한다.
[0012] 도 5는 예시적인 검사 포트의 부분 단면도이다.
[0013] 도 6은 블레이드의 내부 냉각 채널(cooling channel)들을 도시하는 스테이지 2 터빈 블레이드의 적외선 이미지를 도시한다.
[0014] 도 7은 스테이지 1 베인에 대한 열 장벽 코팅 층의 적외선 이미지를 도시한다.
[0015] 도 8은 컴퓨터(computer)의 블록도(block diagram)이다.
[0016] 도 9는 플래시 서모그래피 디바이스의 대안적인 실시예를 도시한다.
[0017] 도 10은 도 9의 뷰 라인(10-10)을 따르는 튜브(tube)의 단면도이다.
[0018] 도 11은 터빈의 부분 단면도이다.
[0019] 도 12는 예시적인 검사 포트 내의 대안적인 실시예의 도면이다.
[0020] 이해를 용이하게 하기 위해, 도면들에 대해 공통적인 동일한 엘리먼트(element)들을 가리키기 위하여 가능한 경우 동일한 도면부호들이 사용되었다.

[0021] 본 개시내용의 교시들을 포함하는 다양한 실시예들이 본원에서 상세히 도시되고 설명되었지만, 당업자들은, 이러한 교시들을 여전히 포함하는 많은 다른 변화된 실시예들을 용이하게 고안할 수 있다. 본 개시내용의 범위는 그 적용에 있어서, 도면들에서 예시되거나 또는 상세한 설명에서 제시된 컴포넌트들의 어레인지먼트(arrangement) 및 구성의 예시적인 실시예 세부사항들로 제한되지 않는다. 본 개시내용은 다른 실시예들을 포괄하며, 다양한 방식들로 수행되거나 또는 실시된다. 또한, 본원에서 사용된 표현 및 용어는 설명의 목적을 위한 것이고, 제한하는 것으로서 간주되지 않아야 한다는 것이 이해되어야 한다. 본원에서 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)", 또는 "갖는(having)" 그리고 이들의 변형들의 사용은, 그 앞에 열거된 항목들 및 이들의 등가물들뿐만 아니라 부가적인 항목들을 포괄하도록 의도된다. 달리 특정되거나 또는 제한되지 않는 한, "장착된", "연결된", "지지된", 및 "커플링된(coupled)"이라는 용어들, 및 이들의 변형들은 광범위하게 사용되고, 직접적인 그리고 간접적인 장착들, 연결들, 지지들, 및 커플링(coupling)들을 포괄한다. 또한, "연결된" 및 "커플링된"은, 물리적인 또는 기계적인 연결들 또는 커플링들로 제한되지 않는다.

[0022] Clifford Hatcher 등에 "SYSTEM AND METHOD FOR AUTOMATED OPTICAL INSPECTION OF INDUSTRIAL GAS TURBINES AND OTHER POWER GENERATION MACHINERY"라는 발명의 명칭으로 2015년 6월 16일자로 허여되고 SIEMENS ENERGY, INC.에 양도된 미국 특허 번호 제9,057,710호; Clifford Hatcher 등에 "SYSTEM AND METHOD FOR OPTICAL INSPECTION OF OFF-LINE INDUSTRIAL GAS TURBINES AND OTHER POWER GENERATION MACHINERY WHILE IN TURNING GEAR MODE"라는 발명의 명칭으로 2015년 10월 6일자로 허여되고 SIEMENS ENERGY, INC.에 양도된 미국 특허 번호 제9,154,743호; Joshua DeAscanis 등에 "METHOD AND SYSTEM FOR SURFACE PROFILE INSPECTION OF OFF-LINE INDUSTRIAL GAS TURBINES AND OTHER POWER GENERATION MACHINERY"라는 발명의 명칭으로 2015년 10월 22일자로 공개되고 SIEMENS ENERGY, INC.에 양도된 미국 특허 공개 번호 제20150300920호; 및 Joshua DeAscanis 등에 "GAS TURBINE INSPECTION APPARATUS AND METHOD AND SYSTEM FOR INSPECTING A GAS TURBINE"이라는 발명의 명칭으로 2016년 1월 21일자로 공개되고 SIEMENS ENERGY, INC.에 양도된 미국 특허 공개 번호 제20160018292호의 개시내용들은 각각 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.

[0023] 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 플래시 서모그래피 디바이스(28)가 도시된다. 디바이스(28)는, 전자기 스펙트럼(electromagnetic spectrum)의 적외선(IR; infrared) 영역의 열 에너지를 검출하기 위한 적외선(IR) 센서(30)를 포함한다. 실시예에서, IR 센서(30)는 IR 카메라(camera), 이를테면, 디지털 단일 렌즈 리플렉스(D-SLR; digital single lens reflex) 카메라이지만, 다른 유형들의 IR 센서들이 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 예로서, IR 센서(30)는 IR 카메라, 이를테면, 미국, MA, 보스턴(Boston)의 FLIR Systems로부터 입수가능한 IR 카메라일 수 있다. 디바이스(28)는 터빈(10)의 내부 부분들의 IR 이미지들을 캡처(capture)하도록 구성된다.

[0024] 디바이스(28)는 또한, IR 센서(30)에 부착되는 센서 단부(34) 및 IR 센서(30)에 대한 시야(38)를 제공하는 뷰잉 단부(36)를 갖는 보어스코프(32)를 포함한다. 도 3을 참조하면, 보어스코프(32)의 측단면도가 도시된다. 보어스코프(32)는 길이방향 축(25)을 갖는 강성 튜브(40), 및 센서 단부(34)와 뷰잉 단부(36) 사이에서 튜브(40)를 통해 연장되는 내부 중공 부분(45)을 포함한다. 제1 렌즈(42)는 뷰잉 단부(36)에 로케이팅되고, 제2 렌즈(44)는 IR 센서(30) 근처에 있는 센서 단부(34)에 로케이팅된다. 실시예에서, 제1 렌즈(42) 및 제2 렌즈(44)는 각각 대물 렌즈들이지만, 다른 유형들의 렌즈들이 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 제1 렌즈(42)는 제2 렌즈(44)와는 상이한 유형의 렌즈일 수 있다. 게다가, 보어스코프(32)는, 워크피스(workpiece)에 의해 방사되는 열 에너지가 뷰잉 단부(36)로부터 IR 센서(30)로 전달되는 것을 보장하기 위해, 추가의 렌즈들, 이를테면, 적어도 하나의 릴레이 렌즈(relay lens)(55) 또는 다른 적절한 렌즈 또는 광학 디바이스(즉, 프리즘(prism), 미러(mirror)) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 실시예에서, 렌즈들(42, 44, 55)은 게르마늄으로 제조될 수 있지만, 다른 재료들 또는 재료들의 조합이 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 대안적인 실시예에서, 튜브(40)는 가요성이다.

[0025] 도 2를 다시 참조하면, 고강도 광 펄스를 제공하는 플래시 소스(46)는 보어스코프(32)의 뷰잉 단부(36) 상에 로케이팅된다. 실시예에서, 플래시 소스(46)는 플래시 튜브(flash tube)이지만, 다른 유형들의 플래시 소스들이 사용될 수 있다는 것이 이해된다. 플래시 소스(46)는, 와이어(wire)들 또는 케이블(cable)들을 포함할 수 있는 전기 연결(50)을 통해 플래시 전력 공급부(48)에 의해 에너지를 공급받는다(energized). 실시예에서, 플래시 전력 공급부(48)는 대략 1000 내지 5000 줄(Joule)의 정격 전력을 갖는다. 에너지가 공급될 때, 플래시 소스(46)는 워크피스를 가열하도록 작용하는 고강도 광 펄스를 워크피스를 가로질러 방출한다. 이어서, 워크피스에 의해 방사되는 열 에너지의 일부는 제1 렌즈(42), 중공 부분(45) 및 제2 렌즈(44)를 통해 전달되어 IR 센서(30)에 의해 검출된다. 보어스코프(32)는, 전자기 스펙트럼의 중간 적외선 영역에 있는 열 에너지의, IR 센서(30)에 의한 검출을 가능하게 하기 위해 뷰잉 단부(36) 상에 로케이팅된 IR 필터(filter)(52)를 포함한다. IR 센서(30)는 방사되는 열 에너지에 기반하여 워크피스의 IR 이미지들을 생성하도록 구성된다. IR 센서(30)는 또한, 전자기 스펙트럼의 적외선 영역 이외에 또는 적외선 영역 대신에 다른 주파수들의 이미지 데이터(image data)를 획득하도록 구성될 수 있다. 또한, 보어스코프(32)는 광 펄스를 워크피스를 향해 원하는 방향으로 지향시키고 집중시키기 위해 뷰잉 단부(36) 상에 로케이팅된 리플렉터(reflector)(54)를 포함할 수 있다.

[0026] 도 4를 참조하면, 도 3의 뷰 라인(4-4)을 따르는 보어스코프(32)의 뷰잉 단부(36)의 도면이 도시된다. 플래시 소스(46)는 뷰잉 단부(36)를 수용하는 중앙 애퍼처(central aperture)(56)를 포함하는 환형 형상을 가질 수 있다. 대안적인 구성에서, 플래시 소스(46)는 복수의 환형 섹터(annular sector)들(58)로 구성될 수 있다. 다른 유형들의 플래시 소스들, 이를테면, 백색 발광 다이오드(white light emitting diode)들이 사용될 수 있다는 것이 이해된다.

[0027] 터빈은 터빈 주변부 또는 외측 케이싱 둘레에 로케이팅된 복수의 검사 포트들을 포함한다. 검사 포트들은, 터빈의 외측 케이싱 또는 커버링(covering)의 제거 없이 터빈의 다양한 내부 컴포넌트들 및 영역들의 검사를 가능하게 하도록 포지셔닝된다. 예로서, 검사 포트들은 터빈의 연소기들, 트랜지션(transition)들, 트랜지션 엑시트 마우스(transition exit mouth), 행 1 베인들 및 블레이드들, 및 행 2 블레이드들의 검사를 가능하게 하도록 로케이팅된다. 도 5를 참조하면, 예시적인 검사 포트(60)의 부분 단면도가 도시된다. 포트(60)는 터빈(10)의 외측 케이싱(62)에 형성된 새로운 포트 또는 기존의 포트일 수 있다. 포트(60)는 터빈(10)의 내부(66)에 대한 접근(access)을 제공하는 스루 홀(through hole)(64)을 포함한다. 대안적인 실시예에서, 복수의 검사 포트들(60)이 사용될 수 있다. 예컨대, 검사 포트들(60)은 외측 케이싱(62) 둘레에 원주방향 및/또는 스태거형(staggered) 어레인지먼트로 로케이팅될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 보어스코프(32)는, 컴포넌트(68)가 시야(38) 내에 있도록 검사 포트(60) 내로 삽입된다. 컴포넌트(68), 이를테면, 에어포일(20)의 IR 이미지를 획득하기 위해, 플래시 소스(46)가 플래시 전력 공급부(48)에 의해 에너지를 공급받아서, 플래시 소스(46)로 하여금, 컴포넌트(68)를 가열하는 광 펄스를 방출하게 한다. 이어서, 컴포넌트(68)에 의해 방사되는 열 에너지의 일부가 IR 센서(30)에 의해 검출된다. IR 센서(30)는 컴포넌트(68)에 의해 방사되는 열 에너지에 기반하여 컴포넌트(68)의 IR 이미지들을 생성한다. 따라서, IR 이미지들은, 컴포넌트(68)에 접근하기 위해 외측 케이싱(62)의 제거 또는 터빈(10)의 다른 분해 없이 캡처될(captured) 수 있다. 또한, IR 이미지들은 인-시튜(in situ)로, 즉, 이미징될(imaged) 컴포넌트(68)를 터빈(10)으로부터 제거할 필요 없이 획득될 수 있으며, 이는 상당한 시간 절약들을 가져온다. 실시예에서, 컴포넌트(68)는 고온 가스 경로 컴포넌트, 이를테면, 연소기, 트랜지션, 베인(22), 블레이드(20) 또는 연관된 컴포넌트일 수 있다.

[0029] 본원에서, 디바이스(28)에 의해 획득되는 컴포넌트(68)의 IR 이미지들이 컴포넌트(68)의 내부 피처(feature)들의 충분한 세부사항을 제공하여, 컴포넌트(68)를 절개(sectioning)할 필요 없이 검사/평가 팀에 의한 평가를 가능하게 한다는 것이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 또한, 디바이스(28)는 컴포넌트(68) 상에 형성된 BC(70) 또는 TBC(72) 층의 두께의 결정을 가능하게 하기 위한 충분한 세부사항을 갖는 IR 이미지들을 생성한다. 따라서, 본 발명은 터빈 컴포넌트들의 비파괴 평가(NDE; nondestructive evaluation)를 가능하게 한다.

[0030] 터빈(10)은 통상적으로, 주기적인 간격들로 검사되며, 그 시간에 터빈은 셧다운된다. 디바이스(28)는, 컴포넌트들(68)이 냉각되기 전에 컴포넌트들(68)의 IR 이미지들을 캡처(capturing)하는 것을 가능하게 하며, 이는 추가의 시간 절약들을 가져온다. 특히, 플래시 소스(46)는, 컴포넌트(68)가 여전히 비교적 고온인 동안 IR 센서(30)에 의한 방사되는 열 에너지의 검출을 가능하게 하기 위해, 원하는 컴포넌트(68)를 충분히 가열한다. 실시예에서, IR 이미지들은, 터빈이 셧다운된 대략 5분 이내에 촬영될 수 있다. 또한, IR 이미지를 캡처하는 것은 비교적 짧은 시간, 예컨대 대략 5초가 걸린다.

[0031] 예로서, 도 6은 블레이드(74)의 내부 냉각 채널들(76)을 나타내는 스테이지 2 블레이드(74)의 IR 이미지를 도시한다. 게다가, 스테이지 1 및 스테이지 2 블레이드들 및/또는 스테이지 1 및 스테이지 2 베인들 상의 TBC 층(72)의 IR 이미지가 캡처될 수 있으며, 이는 TBC 층(72)의 파쇄(spallation) 및/또는 박리의 정도를 결정하는 것을 가능하게 한다. 도 7을 참조하면, 스테이지 1 베인(78)에 대한 TBC 층(72)의 IR 이미지가 도시된다. 영역(80)은 냉각 홀(cooling hole)들(82) 근처에서 발생한 TBC 층(72)의 박리를 도시한다. 도 7은 TBC 층(72)의 깊이를 도시하는 단층촬영 이미지(tomographic image)로서의 역할을 한다. 디바이스(28)는, 발생했을 수 있는 BC 층(70)/TBC 층(72)의 임의의 치핑(chipping)의 정도를 어세스(assess)하기 위한, 검사/평가 팀에 의한 BC 층(70)/TBC 층(72)의 두께의 결정을 가능하게 한다. 특히, 미국 특허 번호 제7,769,201호의 개시내용은 이로써 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.

[0032] BC 층(70)/TBC 층(72)이 허용가능한 경우, 터빈(10)은, 터빈(10)의 시간소모적인 냉각 기간 및 분해를 기다리지 않고서 서비스/동작(service/operation)으로 복귀된다. BC 층(70)/TBC 층(72)에 대한 상당한 손상이 존재하면, BC 층(70)/TBC 층(72)의 손실에 기인하는 터빈 컴포넌트의 손상을 방지하기 위해, 검사/평가 팀은 유지보수를 요청하는 결정을 신속하게 내릴 수 있다.

[0033] 예컨대, 플래시 소스(46)에 의해 방출되는 광 펄스의 지속기간은 BC 층(70) 또는 TBC 층(72)의 두께에 따라 대략 2 내지 15 밀리초(millisecond)이다. 방사되는 열 에너지를 검출하기 위해 사용되는 시간(즉, 신호 수집 시간)의 길이는, 이미징되고 있는 컴포넌트(68)의 특성들에 따라 좌우된다. 예컨대, BC 층(70)/TBC 층(72)과 관련하여, 두꺼운 코팅(즉, 대략 600μm 내지 2mm의 두께)에 대한 신호 수집 시간은 얇은 코팅(즉, 대략 150μm 내지 600μm의 두께)에 대한 신호 수집 시간보다 더 길다. 실시예에서, 대략 2 밀리초 지속기간 광 펄스를 사용할 때의 얇은 코팅에 대한 신호 수집 시간은 대략 2초이다. 대략 15 밀리초 지속기간 광 펄스를 사용할 때의 두꺼운 코팅에 대한 신호 수집 시간은 대략 15초이다.

[0034] 다른 양상에서, 본 발명은 또한, BC 층(70)/TBC 층(72) 아래의 모재 또는 금속성 기판의 IR 이미지를 획득하는 데 사용될 수 있다. 금속성 기판의 IR 이미지를 획득하기 위해, 금속성 기판에서 추가적인 양의 열이 생성될 필요가 있다. 실시예에서, IR 이미지를 획득하기 위해 금속성 기판에서 충분한 양의 열을 생성하기 위해, 실질적으로 더 긴 지속기간을 갖는 광 펄스가 사용된다. 예컨대, 비교적 연속적인 플래시를 형성하기 위한 광 펄스의 지속기간은 대략 1 내지 2분일 수 있다. 특히, 금속성 기판에서의 대략 20℃의 온도 증가는 IR 이미지를 위한 충분한 양의 열을 생성하는 것으로 결정되었다.

[0035] 본원에서, 금속성 기판의 IR 이미지들은 금속성 기판의 컨디션을 평가하는 데 사용될 수 있는 금속성 기판에 관한 상당한 양의 데이터를 제공한다는 것이 본 발명자들에 의해 발견되었다. 유사하게, BC 층(70)/TBC 층(72)을 포함하지 않는 금속성 컴포넌트들, 이를테면, 나중의 스테이지의 금속성 컴포넌트들의 IR 이미지들이 또한, 금속성 컴포넌트들의 컨디션을 평가하는 데 사용될 수 있다.

[0036] 디바이스(28)는 또한, 에어포일(20) 또는 베인(22)의 냉각 홀들의 IR 이미지들을 캡처하는 데 사용될 수 있다. 동작 동안, 에어포일(20)의 냉각 홀들은, 다운스트림(downstream)으로 터빈(10) 내로 끌려 들어가는 압축기 유입구 잔해(compressor inlet debris)로 인해 막힐 수 있다. 냉각 홀들의 IR 이미지를 뷰잉(viewing)함으로써, 검사/평가 팀은 냉각 홀들의 임의의 막힘의 정도(즉, 냉각 홀들이 부분적으로 막혔는지 또는 완전히 막혔는지), 및 터빈의 계속되는 동작 시에 막힘이 미칠 임의의 영향을 신속하게 어세스할 수 있다. 게다가, IR 이미지들은 냉각 홀의 3차원 뷰(view)들을 생성하는 데 사용될 수 있다.

[0037] 고정형 터빈 컴포넌트들의 IR 이미지들이 또한 캡처될 수 있다. 예컨대, 고온 가스 경로 컴포넌트들, 이를테면, 스테이지 1 또는 스테이지 2 베인들, 트랜지션 피스(transition piece) 등을 포함하는 코팅된(coated) 고정형 터빈 컴포넌트들의 IR 이미지가 획득될 수 있다. 이는, 터빈 특징들, 이를테면, 역류 마진(back flow margin) 및 냉각 흐름들의 변조의 평가 또는 추정을 가능하게 한다. 특히, 터빈(10)은, 냉각 흐름의 초기 레벨(level)이 충분한 냉각을 위해 필요한 레벨을 초과하도록, 어림잡아(conservatively) 설계될 수 있다. 이어서, 본 발명은, 냉각 흐름의 조정을 가능하게 하고 그리고 향후의 터빈 동작을 위한 터빈 성능을 개선하기 위해, 냉각 기간을 기다리지 않고서 셧다운 직후에 역류 마진을 추정하는 데 사용될 수 있다. 또한, 터빈 셧다운 직후에 그리고 냉각 기간을 기다리지 않고서, 코팅된 회전 컴포넌트들, 이를테면, 고온 스테이지 1 또는 스테이지 2 블레이드들의 IR 이미지가 획득될 수 있다. 중요 터빈 컴포넌트들, 이를테면, 고온 가스 경로 컴포넌트들의 모재 온도 변화들을 표시하는 충돌 압력 비율(impingement pressure ratio)들이 또한, 터빈 셧다운 직후에 그리고 냉각 기간을 기다리지 않고서 추정될 수 있다. 이는, 터빈 컴포넌트의 열화의 정도가 예상된 것보다 작으면, 터빈(10)에 대한 적어도 하나의 서비스 간격(service interval)을 연장할 기회를 제공한다. 더욱이, 본 발명에 기인하여 터빈(10)의 동작이 공칭 또는 예상된 한계들을 초과하여 연장될 수 있으며, 그에 따라, 고객들과의 서비스 간격들의 연장을 가능하게 한다. 게다가, 본 발명은, 냉각 기간을 기다리지 않고서 그리고 터빈 셸 커버(turbine shell cover)와 같은 터빈(10)의 일부의 분해 없이, 터빈 컴포넌트들 및 TBC/BC 층들의 잔여 유효 수명의 예측 또는 추정을 가능하게 한다. 또한, 터빈 컴포넌트들의 IR 이미지들의 검사에 기반하여 터빈(10)의 동작 동안에 터빈(10)에 대한 점화 온도(firing temperature)가 증가되어 효율 및 전력 출력이 개선될 수 있다. 본 발명은 또한, TBC/BC 두께/박리 레벨들의 모니터링(monitoring)을 가능하게 하며, 이는 결국, 모재 온도의 추정에 의해 발생할 수 있는 TBC/BC 층들의 치핑의 레벨을 터빈(10)이 견딜 수 있는지 여부의 예측을 가능하게 한다. 현재의 터빈 냉각 설계의 평가를 가능하게 하고 그리고 터빈의 효율 및 성능을 개선하기 위한 가능한 설계 변경들을 조사하기 위해, 역류 측정, 압력 비율 등과 같은 정보가 설계 팀에 실시간으로 전송될 수 있다. 또한, 터빈 컴포넌트들의 IR 이미지들은 터빈의 동작 동안에 캡처될 수 있다.

[0038] 도 2를 다시 참조하면, IR 센서(30) 및 플래시 전력 공급부(48)는 유선 연결(83) 또는 무선 연결에 의해 컴퓨터(84)에 통신가능하게 커플링된다. 컴퓨터(84)는 IR 센서(30), 플래시 전력 공급부(48) 및 플래시 소스(46)의 동작을 제어하기 위한 드라이버(driver)들 및 소프트웨어(software)를 포함한다. 컴퓨터(84)는 잘-알려진 컴퓨터 프로세서(processor)들, 메모리 유닛(memory unit)들, 저장 디바이스들, 컴퓨터 소프트웨어, 및 다른 컴포넌트들을 사용할 수 있다. 그러한 컴퓨터의 하이 레벨 블록도(high level block diagram)가 도 8에 예시된다. 컴퓨터(84)는 중앙 프로세싱 유닛(CPU; central processing unit)(86), 메모리(88) 및 입력/출력(I/O; input/output) 인터페이스(interface)(90)를 포함할 수 있다. 컴퓨터(84)는 일반적으로, 시각화를 위한 디스플레이(display)(92), 그리고 컴퓨터(84)와의 사용자 상호작용을 가능하게 하는 다양한 입력 디바이스들(94), 이를테면, 키보드(keyboard), 키패드(keypad), 터치패드(touchpad), 터치스크린(touchscreen), 마우스(mouse), 스피커(speaker)들, 버튼(button)들 또는 이들의 임의의 결합에 I/O 인터페이스(90)를 통해 커플링된다. 지원 회로들은 캐시(cache), 전력 공급부들, 클록 회로(clock circuit)들, 및 통신 버스(bus)와 같은 회로들을 포함할 수 있다. 메모리(88)는 랜덤 액세스 메모리(RAM; random access memory), 판독 전용 메모리(ROM; read only memory), 디스크 드라이브(disk drive), 테이프 드라이브(tape drive) 등 또는 이들의 결합을 포함할 수 있다. 본 개시내용의 실시예들은, 메모리(88)에 저장되고 그리고 신호 소스(98)로부터의 신호를 프로세싱(process)하기 위해 CPU(86)에 의해 실행되는 루틴(routine)(96)으로서 구현될 수 있다. 따라서, 컴퓨터(84)는, 루틴(96)을 실행할 때 특수 목적 컴퓨터 시스템(specific purpose computer system)이 되는 범용 컴퓨터 시스템이다. 컴퓨터(84)는, 네트워크 어댑터(network adapter)를 통해 하나 이상의 네트워크들, 이를테면, 로컬 영역 네트워크(LAN; local area network), 일반적인 광역 네트워크(WAN; wide area network), 및/또는 공용 네트워크(예컨대, 인터넷(Internet))와 통신할 수 있다. 당업자는, 실제 컴퓨터의 구현이 다른 컴포넌트들도 또한 포함할 수 있다는 것과 도 8이 예시적인 목적들을 위한 그러한 컴퓨터의 컴포넌트들 중 일부에 대한 하이 레벨 표현이라는 것을 인식할 것이다.

[0039] 컴퓨터(84)는 또한, 운영체제 및 마이크로-명령 코드(micro-instruction code)를 포함한다. 본원에서 설명된 다양한 프로세스(process)들 및 기능들은, 마이크로-명령 코드의 일부 또는 운영체제를 통해 실행되는 애플리케이션 프로그램(application program)의 일부(또는 이들의 결합)일 수 있다. 게다가, 다양한 다른 주변 디바이스들, 이를테면, 부가적인 데이터 저장 디바이스 및 프린팅 디바이스(printing device)가 컴퓨터 플랫폼(computer platform)에 연결될 수 있다. 컴퓨터(84)에 사용하기에 적절할 수 있는 잘-알려진 컴퓨팅 시스템(computing system)들, 환경들, 및/또는 구성들의 예들은, 개인용 컴퓨터 시스템들, 서버 컴퓨터 시스템(server computer system)들, 신 클라이언트(thin client)들, 시크 클라이언트(thick client)들, 핸드-헬드(hand-held) 또는 랩톱(laptop) 디바이스들, 멀티프로세서 시스템(multiprocessor system)들, 마이크로프로세서-기반 시스템(microprocessor-based system)들, 셋 톱 박스(set top box)들, 프로그램가능 컨슈머 전자장치(programmable consumer electronics), 네트워크 PC들, 미니컴퓨터 시스템(minicomputer system)들, 메인프레임 컴퓨터 시스템(mainframe computer system)들, 그리고 위의 시스템들 또는 디바이스들 중 임의의 것을 포함하는 분산형 클라우드 컴퓨팅 환경(distributed cloud computing environment)들 등을 포함한다(그러나 이에 제한되지 않음).

[0040] 일부 예들에서, 컴퓨터(84)는 디스플레이(92) 또는 IR 센서(30) 내에 배치되고, 디스플레이(92) 또는 IR 센서(30)의 일부인 것으로 간주된다. 또 다른 예들에서, 컴퓨터(84)는, IR 센서(30) 및 디스플레이(92) 둘 모두에 코-로케이팅될(co-located) 수 있다. 일부 예들에서, 자격 있는 NDE 검사자/운용자에 의한 후속 검사를 위해 IR 센서(30)에 의해 획득된 복수의 개별적인 이미지들 또는 노출들로부터, 컴포넌트(68)의 풀(full) 2D 이미지들, 즉, 컴포넌트(68)의 외부 표면들의 모든 360도 또는 어떤 다른 원하는 부분을 포함하는 합성 2D 이미지들이 컴파일링된다(compiled). 게다가, 일부 예들에서, 컴퓨터(84)는, IR 센서(30)에 의해 캡처된, 컴포넌트(68)의 복수의 이미지들을 결합하고 그 복수의 이미지들 각각의 이미지 데이터를 반영하는 합성 이미지를 형성하도록 구성된다.

[0041] 디바이스(28)는 터빈(10)의 컴포넌트, 이를테면, 파일럿 노즐 어레인지먼트(pilot nozzle arrangement)의 제거에 의해 형성된 개구 내로 삽입될 수 있다. 이전에 설명된 바와 같이, 터빈(10)은 또한, 터빈 주변부 또는 외측 케이싱(62) 둘레에 로케이팅된 복수의 검사 포트들(60)을 포함한다. 검사 포트들(60)은, 터빈(10)의 외측 케이싱(62) 또는 커버링의 제거 없이 터빈(10)의 다양한 내부 컴포넌트들 및 영역들의 검사를 가능하게 하도록 포지셔닝된다. 예로서, 검사 포트들(60)은 터빈의 연소기들, 트랜지션들, 트랜지션 엑시트 마우스, 행 1 베인들 및 블레이드들, 및 행 2 블레이드들의 검사를 가능하게 하도록 로케이팅된다. 검사 포트들(60)은 외측 케이싱(62) 둘레에 원주방향 및/또는 스태거형 어레인지먼트로 로케이팅될 수 있다.

[0042] 많은 검사 포트들(60)은 파일럿 노즐 어레인지먼트와 같은 컴포넌트의 제거에 의해 형성되는 개구보다 크기가 실질적으로 더 작다. 예컨대, 검사 포트(60)는 직경이 10 mm 이거나 또는 그보다 더 작을 수 있다. 도 9를 참조하면, 작은 검사 포트(60) 내로 삽입하기에 적절한 플래시 서모그래피 디바이스(100)의 대안적인 실시예가 도시된다. 이러한 실시예에서, 튜브(40)는 작은 검사 포트(60) 내로의 삽입을 가능하게 하기에 크기가 충분히 작다. 또한, 감소된 튜브 크기는 블레이드(20)에서의 균열들 또는 다른 결함들의 IR 이미지를 생성하기에 적절한 좁은 시야(35)를 초래한다. 도 10은 도 9의 뷰 라인(10-10)을 따르는 튜브(40)의 단면도이다. 도 10과 함께 도 9를 참조하면, 디바이스(100)는 또한, 뷰잉 단부(36) 근처에서 튜브(40)의 컷아웃 부분(cutout portion)(104) 내부에 피팅(fit)되도록 배향된 실질적으로 세장형의 형상을 갖는 플래시 소스(102)를 포함한다. 플래시 소스(102)는 검사 포트(60) 내에 튜브(40)를 삽입하는 것을 가능하게 하기 위해 튜브(40)에 대한 크기를 초과하지 않도록 구성된다. 실시예에서, 플래시 소스(102)는 제1 렌즈(42) 아래에 로케이팅되지만, 플래시 소스(102)가 제1 렌즈(42)에 대해 다른 위치들, 이를테면, 제1 렌즈(42)의 측부에 또는 위에 포지셔닝될 수 있다는 것이 이해된다. 또한, 플래시 소스는, 길이방향 축(25)을 따라 또는 길이방향 축(25)을 실질적으로 가로질러 배향되는 광 펄스를 방출할 수 있다.

[0043] 블레이드들이 회전하고 있는 동안 블레이드들의 IR 이미지들을 획득하는 것이 바람직하다. 예컨대, 터빈(10)의 셧다운 단계 동안, 터빈 회전자 회전 속도는, "터닝 기어 모드(turning gear mode)"의 부분으로서 동작 속도로부터 터닝 기어 속도로 감소된다. 이러한 모드에서, 회전자는 회전자 뒤틀림의 가능성을 감소시키기 위해 보조 구동 모터(auxiliary drive motor)에 의해 외부적으로 구동된다. 도 11을 참조하면, 터빈(10)의 부분 단면도가 도시된다. 블레이드들(20)은 회전자 디스크(rotor disk)(106)에 부착되고, 회전자 디스크(106)는 차례로 샤프트 또는 회전자(108)에 장착된다. 회전자(108)는 기준 센서(112)와 함께 동작하는 돌출부 또는 노치(notch)와 같은 회전자 표시부(rotor indicia)(110)를 포함하며, 기준 센서(112)는 중심 축(18)을 중심으로 한 회전자(108)의 회전 동안에 회전자 표시부(110)의 존재를 검출할 수 있다. 이는 회전자(108)의 각각의 회전에 대해 한번 생성되는 페이저 신호(phasor signal)(116)의 생성을 야기한다. 이와 관련하여, Michael Twerdochlib에 "NON-SYNCHRONOUS VIBRATIONAL EXCITATION OF TURBINE BLADES USING A ROTATING EXCITATION STRUCTURE"라는 발명의 명칭으로 2010년 2월 2일자로 허여되고 SIEMENS ENERGY, INC.에 양도된 미국 특허 번호 제7,654,145호; Michael Twerdochlib에 "BLADE SHROUD VIBRATION MONITOR"라는 발명의 명칭으로 2011년 1월 4일자로 허여되고 SIEMENS ENERGY, INC.에 양도된 미국 특허 번호 제7,861,592호; 및 Michael Twerdochlib에 "IN SITU COMBUSTION TURBINE ENGINE AIRFOIL INSPECTION"이라는 발명의 명칭으로 2006년 1월 31일자로 허여되고 SIEMENS ENERGY, INC.에 양도된 미국 특허 번호 제6,992,315호의 개시내용들은 각각 인용에 의해 그 전체가 본원에 포함된다.

[0044] 도 9 및 도 11을 참조하면, 페이저 신호(116)는 컴퓨터(84)와 통신하는 데이터 포착 시스템(DAS; data acquisition system)(114)에 제공된다. 본 발명의 양상에 따르면, 플래시 소스(102)는, 회전자(108)의 일 회전 동안에 블레이드들(20)이 연속적으로 회전함에 따라, 선택된 블레이드(20) 또는 모든 블레이드들(20)의 IR 이미지를 획득하기 위해, 회전 속도에 따라 적합한 시간에 트리거된다(triggered). 특히, 터빈 블레이드들의 선택된 행의 블레이드들(20)의 개수가 DAS(114)에 입력된다. 게다가, 플래시 소스(102)는 페이저 신호(116)와 동기화된다. 이어서, 플래시 소스(102)는, 각각의 블레이드(20)를 가열하기 위해 회전 속도에 따라 적합한 시간에 그리고 선택된 행의 각각의 블레이드(20)에 광 펄스를 제공하도록 트리거된다. 예컨대, 터빈의 행 1에 72개의 블레이드들이 있는 경우, 플래시 소스는, 회전자(108)의 일 회전 동안에 블레이드들(20)이 회전함에 따라 각각의 블레이드(20)를 가열하고 각각의 블레이드(20)의 IR 이미지를 획득하기 위해, 적합한 시간에 72회 트리거된다. 블레이드(20)가, 대응하는 IR 이미지에서 원하는 위치에 포지셔닝되지 않은 경우(예컨대, 블레이드(20)가 IR 이미지에서 중심을 벗어나 있음), IR 이미지에서 원하는 블레이드 위치를 획득하기 위해 플래시 소스 트리거링(triggering)의 타이밍(timing)은 지연되거나(delayed) 또는 앞당겨질(advanced) 수 있다. 대안적으로, 각각의 블레이드(20) 또는 선택된 블레이드(20)의 IR 이미지는, 블레이드들(20)을 개별적으로 회전시킴으로써(즉, 연속적인 회전 없이) 획득될 수 있다.

[0045] 도 12를 참조하면, 예시적인 검사 포트(60) 및 블레이드(20)의 부분 단면도가 도시된다. 포트(60)는 터빈(10)의 내부(66)에 대한 접근을 제공하는 스루 홀(64)을 포함한다. 본 발명의 실시예들에 따르면, 플래시 소스(102)를 포함하는 보어스코프(32)는 검사 포트(60)의 홀(64) 내로 터빈(10) 내의 원하는 깊이까지 삽입된다. 이어서, 이전에 설명된 바와 같이, 플래시 소스(102)는 각각의 블레이드(20)의 IR 이미지를 획득하기 위해, 이전에 설명된 바와 같이 회전 속도에 따라 적합한 시간에 그리고 선택된 행의 각각의 블레이드(20)에 대해 트리거된다. 또한, 보어스코프(32)는 검사 포트(60) 내에서 터빈(10)의 중심을 향해 반경방향 안쪽으로 또는 중심으로부터 바깥쪽으로 이동되어, 블레이드 플랫폼(blade platform)(120)과 블레이드 팁(blade tip)(122) 사이에서 IR 이미지들을 캡처하는 것을 가능하게 할 수 있다. 튜브(40)는 블레이드(20)에서의 균열들 또는 다른 결함들에 대한 적절한 IR 이미지들을 생성하기 위해 충분히 국부화되고 적절한 좁은 시야를 제공한다. 실시예에서, 플래시 소스는 길이방향 축(25)을 실질적으로 가로질러 배향되는 광 펄스(124)를 방출한다.

[0046] 따라서, IR 이미지들은, 블레이드(20)에 접근하기 위해 외측 케이싱(62)의 제거 또는 터빈(10)의 다른 분해 없이 캡처될 수 있다. 또한, IR 이미지들은 인-시튜로, 즉, 이미징될 블레이드(20)를 터빈(10)으로부터 제거할 필요 없이 획득될 수 있으며, 이는 상당한 시간 절약들을 가져온다.

[0047] 본 개시내용의 특정 실시예들이 예시 및 설명되었지만, 본 개시내용의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 다른 변화들 및 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다. 따라서, 첨부된 청구항들에서, 본 개시내용의 범위 내에 있는 모든 그러한 변화들 및 수정들을 커버(cover)하는 것이 의도된다.

Claims

터빈(turbine)(10) 내부에 로케이팅된(located) 터빈 컴포넌트(turbine component)(68)의 적외선 이미지(infrared image)를 생성하기 위한 플래시 서모그래피 디바이스(flash thermography device)(28)로서,
상기 터빈(10)은 적어도 하나의 검사 포트(inspection port)(60)를 포함하며,
상기 플래시 서모그래피 디바이스(28)는,
상기 컴포넌트(68)에 의해 방사되는 열 에너지(thermal energy)를 검출하기 위한 적외선 센서(infrared sensor)(30);
보어스코프(borescope)(32) ― 상기 보어스코프(32)는 상기 보어스코프(32)의 길이방향 축(18) 상에 로케이팅된 센서 단부(34) 및 뷰잉 단부(viewing end)(36)를 갖고, 상기 센서 단부(34)는 상기 적외선 센서(30) 근처에 있고, 그리고 상기 보어스코프(32)는, 상기 컴포넌트(68)가 상기 뷰잉 단부(36)의 시야(field of view)(38) 내에 있도록 상기 터빈(10) 내부에 상기 뷰잉 단부(36)를 로케이팅(locate)시키기 위해 상기 검사 포트(60) 내에 포지셔닝됨(positioned) ―; 및
상기 컴포넌트를 가열하는 광 펄스(light pulse)를 생성하는 플래시 소스(flash source)(46)를 포함하며,
상기 광 펄스는 상기 길이방향 축(18)을 실질적으로 가로질러 배향되고, 그리고 상기 컴포넌트로부터 방사되는 열 에너지는 상기 보어스코프(32)를 통해 상기 적외선 센서(30)로 전달되어 상기 적외선 이미지의 생성을 가능하게 하는,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
제1 항에 있어서,
상기 플래시 소스(46)는 상기 뷰잉 단부(36) 근처에 로케이팅되는,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
제2 항에 있어서,
상기 플래시 소스(46)는 상기 뷰잉 단부(36) 아래에 로케이팅되는,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
제1 항에 있어서,
상기 보어스코프(32)는 적어도 하나의 렌즈(lens)(42, 44)를 포함하는,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
제4 항에 있어서,
상기 보어스코프(32)는 적어도 하나의 릴레이 렌즈(relay lens)를 포함하는,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
제1 항에 있어서,
상기 적외선 센서(30)는 적외선 카메라(infrared camera)인,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
제1 항에 있어서,
상기 컴포넌트(68)는 터빈 블레이드(turbine blade)(20)인,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
제1 항에 있어서,
상기 광 펄스의 지속기간은 대략 2 내지 15 밀리초(millisecond)인,
플래시 서모그래피 디바이스(28).
회전자에 부착된 복수의 터빈 컴포넌트들(20, 22, 68) 각각의 적외선 이미지를 생성하기 위한 방법으로서,
상기 회전자의 회전은 상기 컴포넌트들의 회전을 야기하고, 그리고 상기 터빈(10)은 적어도 하나의 검사 포트(60)를 포함하고,
상기 방법은,
각각의 컴포넌트(20, 22, 68)에 의해 방사되는 열 에너지를 검출하기 위한 적외선 센서(30)를 제공하는 단계;
보어스코프(32)를 제공하는 단계 ― 상기 보어스코프(32)는 상기 보어스코프(32)의 길이방향 축(18) 상에 로케이팅된 센서 단부(34) 및 뷰잉 단부(36)를 갖고, 상기 센서 단부는 상기 적외선 센서(30) 근처에 있음 ―;
적어도 하나의 컴포넌트(20, 22, 68)가 상기 뷰잉 단부(36)의 시야(38) 내에 있도록 상기 뷰잉 단부(36)를 상기 터빈(10) 내부에 로케이팅시키기 위해 상기 보어스코프(32)를 상기 검사 포트(60) 내에 삽입하는 단계;
상기 회전자의 단일 회전을 표시하는 페이저 신호(phasor signal)를 생성하는 단계; 및
상기 회전자의 단일 회전 동안에 회전하는 컴포넌트들(20, 22, 68)의 개수에 대응하는 복수의 광 펄스들을 생성하는 단계를 포함하며,
상기 광 펄스들은 상기 길이방향 축(18)을 실질적으로 가로질러 배향되고, 그리고 각각의 광 펄스는 대응하는 컴포넌트(20, 22, 68)를 가열하고, 각각의 컴포넌트(20, 22, 68)로부터 방사되는 열 에너지는 상기 보어스코프(32)를 통해 상기 적외선 센서(30)로 전달되어 각각의 컴포넌트(20, 22, 68)의 적외선 이미지의 생성을 가능하게 하는,
방법.
제17 항에 있어서,
상기 적외선 이미지에서 원하는 블레이드 위치를 획득하기 위해 적어도 하나의 광 펄스의 생성을 지연시키거나(delaying) 또는 앞당기는(advancing) 단계를 더 포함하는,
방법.