RU2738312C1 - Лазерная термография - Google Patents

Лазерная термография Download PDF

Info

Publication number
RU2738312C1
RU2738312C1 RU2019137967A RU2019137967A RU2738312C1 RU 2738312 C1 RU2738312 C1 RU 2738312C1 RU 2019137967 A RU2019137967 A RU 2019137967A RU 2019137967 A RU2019137967 A RU 2019137967A RU 2738312 C1 RU2738312 C1 RU 2738312C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
turbine component
laser
image
subsurface
predetermined wavelength
Prior art date
Application number
RU2019137967A
Other languages
English (en)
Inventor
Дастин К. БОУДИН
Ананд А. КУЛКАРНИ
Original Assignee
Сименс Энерджи, Инк.
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 Сименс Энерджи, Инк. filed Critical Сименс Энерджи, Инк.
Application granted granted Critical
Publication of RU2738312C1 publication Critical patent/RU2738312C1/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/0088—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry in turbines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J5/00—Radiation pyrometry, e.g. infrared or optical thermometry
    • G01J5/02—Constructional details
    • G01J5/08—Optical arrangements
    • G01J5/0896—Optical arrangements using a light source, e.g. for illuminating a surface
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/14—Testing gas-turbine engines or jet-propulsion engines
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8806—Specially adapted optical and illumination features
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/88—Investigating the presence of flaws or contamination
    • G01N21/8851—Scan or image signal processing specially adapted therefor, e.g. for scan signal adjustment, for detecting different kinds of defects, for compensating for structures, markings, edges
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2201/00—Features of devices classified in G01N21/00
    • G01N2201/06—Illumination; Optics
    • G01N2201/061—Sources
    • G01N2201/06113—Coherent sources; lasers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области измерительной техники и касается неразрушающего способа оценки состояния компонента турбины. Способ включает в себя генерирование лазером световых импульсов для нагрева компонента турбины, захват инфракрасных изображений и анализ характеристики компонента турбины на полученных изображениях. При этом способ включает в себя фокусировку лазера для импульсного освещения заданной зоны поверхности компонента турбины при первой длине волны и первой длительности импульса, захват изображения заданной зоны поверхности компонента, фокусировку лазера для импульсного освещения заданной зоны подповерхности компонента турбины при второй длине волны и второй длительности импульса и захват второго изображения заданной зоны подповерхности компонента турбины. Технический результат заключается в ускорении анализа данных при оценке состояния компонента турбины. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

1. Область техники, к которой относится изобретение
[0001] Настоящее раскрытие изобретения относится в целом к способу и системе для неразрушающего контроля компонентов и, более конкретно, к способу и системе для неразрушающего контроля компонентов турбины с использованием лазерной термографии.
2. Описание предшествующего уровня техники
[0002] Во многих промышленных применениях способы неразрушающего контроля используются для оценки компонентов, не вызывая повреждений. Одно такое применение неразрушающего контроля предусматривает использование импульсной термографии для проверки компонентов газотурбинного двигателя, таких как лопатки или лопасти турбин, ограждения камер сгорания или переходный компонент. Эти компоненты часто состоят из основы, покрытой термобарьерным покрытием, которое защищает основу от высоких температур и коррозионной среды. Например, компоненты газовой турбины, имеющие покрытия, могут потребовать проверки для определения толщины термобарьерного покрытия или того, имеет ли покрытие какие–либо трещины или зоны отслаивания, то есть части, в которых слой покрытия отделился от основы. Серьезная трещина или отделившийся слой могут вызвать отказ компонента во время нормальной эксплуатации турбины.
[0003] В настоящее время контроль и проверка компонентов турбины, имеющих покрытие, могут выполняться при использовании импульсной термографии, широко используемого метода неразрушающего контроля, при котором поверхность компонента нагревают световым импульсом с длительностью, составляющей, как правило, только несколько миллисекунд. При нормальном состоянии деталь охлаждается после импульсного нагрева, поскольку тепло, попадающее на поверхность, проходит в более холодную внутреннюю часть. Однако внутренние аномалии в проверяемой детали, такие как пустоты, включения, отслаивание, влага или изменения толщины или плотности, вызывают изменения в скорости охлаждения на поверхности. При этом используется инфракрасная камера для захвата инфракрасного излучения, излучаемого компонентом, для формирования термографического изображения. Внутренние аномалии, упомянутые выше, будут видны на термографическом изображении.
[0004] Несмотря на то, что импульсная термография обеспечивает возможность неразрушающего контроля компонентов, имеется ряд недостатков, связанных с использованием импульсных ламп в качестве источника света/тепла. Например, импульсные лампы являются громоздкими и вызывают подвергание воздействию светом/теплом большей зоны компонента, чем та, которая может представлять интерес в качестве образца для испытаний. Выделенное тепло с течением времени исчезает и создает значительное количество фоновых помех, так что приходится использовать фильтры для ослабления сигнала для фильтрации этих фоновых помех. Кроме того, импульсные лампы требуют значительного количества времени для нагрева компонента до заданной температуры. Напротив, лазер обеспечивает быстрое достижение заданной температуры. Кроме того, при использовании импульсной термографии легче получить информацию, относящуюся к поверхностному слою или термобарьерному покрытию компонента турбины, чем к подповерхностному слою. При использовании импульсной термографии получение информации, относящейся к подповерхностному слою, возможно, однако во время контроля получают много данных, что требует значительного количества времени для анализа полученных данных.
[0005] Следовательно, желателен способ неразрушающего контроля, который обеспечит преодоление данных недостатков.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[0006] При кратком описании следует указать, что аспекты настоящего раскрытия изобретения относятся к неразрушающему способу и системе для оценки состояния компонента турбины.
[0007] Предложен неразрушающий способ оценки состояния компонента турбины. Способ включает предоставление лазера, генерирующего световой импульс, который нагревает компонент турбины. После этого осуществляется захват инфракрасного изображения нагретого компонента турбины. После этого можно проанализировать компонент турбины в отношении определенной характеристики компонента турбины.
[0008] Предложена система для неразрушающей оценки состояния компонента турбины. Система включает в себя источник лазерного излучения, который генерирует световой импульс, который нагревает компонент турбины. Инфракрасная камера, включающая в себя инфракрасный датчик для обнаружения тепловой энергии, излучаемой компонентом турбины, используется для захвата, по меньшей мере, одного изображения компонента турбины. Излучаемая тепловая энергия передается инфракрасному датчику для обеспечения возможности генерирования инфракрасного изображения.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[0009] Фиг.1 иллюстрирует вид сбоку с частичным разрезом газовой турбины с осевым потоком;
[0010] фиг.2 иллюстрирует систему лазерной термографии для формирования изображения компонента системы;
[0011] фиг.3 иллюстрирует компонент турбины, имеющий покрытие и оцениваемый неразрушающим способом с использованием лазерной термографии; и
[0012]
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[0013] Для облегчения понимания вариантов осуществления, принципов и элементов настоящего раскрытия изобретения они разъяснены в дальнейшем со ссылкой на реализацию в иллюстративных вариантах осуществления. Однако варианты осуществления настоящего раскрытия изобретения не ограничены применением в описанных системах или способах.
[0014] Предусмотрено, что компоненты и материалы, описанные в дальнейшем как образующие различные варианты осуществления, являются иллюстративными, а не ограничивающими. Предусмотрено, что многие подходящие компоненты и материалы, которые выполняли бы такую же функцию или функцию, аналогичную той, которую выполняют материалы, описанные в данном документе, охватываются объемом вариантов осуществления настоящего раскрытия изобретения.
[0015] Лазеры могут обеспечить сильную энергию при использовании коротких импульсов в основном благодаря двухпозиционному переключателю. Это существенно уменьшает фоновую интенсивность, которая вызывается обычными импульсными источниками, подобными импульсным лампам. Таким образом, лазеры могут быть использованы для очень быстрого нагрева поверхности материалов. Кроме того, луч лазера является в высокой степени управляемым и имеет очень локализованную зону фокусировки. Таким образом, представлен способ использования лазера в качестве источника тепла для термографического неразрушающего контроля компонентов газовой турбины, имеющих покрытие.
[0016] Доступно множество длин волн лазера, обеспечивающих возможность визуализации характеристик поверхности компонента, а также характеристик подповерхности при использовании одной и того же установки для контроля. Поскольку покровный слой, также упоминаемый как поверхностный слой, такой как термобарьерное покрытие компонента с покрытием, пропускает волны определенной длин, информация об испытательном образце может быть адаптирована так, что при данных длинах волн в компоненте может быть обеспечено повышение температуры подповерхности. Этот сигнал температуры подповерхностного слоя может быть записан в цифровом виде посредством формирования инфракрасных изображений или активной термографии.
[0017] На фиг.1 показан промышленный газотурбинный двигатель 10. Двигатель 10 включает в себя компрессорную часть 12, часть 14 с камерами сгорания и турбинную часть 16, расположенные вдоль горизонтальной центральной оси 18. Часть 14 с камерами сгорания включает в себя множество камер 28 сгорания. Горячий рабочий газ проходит из части 14 с камерами сгорания до турбинной части 16.
[0018] Части турбины 10, которые подвергаются воздействию горячих газов при прохождении газов вдоль канала для горячих газов в турбине 10, могут включать в себя покрытие на керамической основе, которое служит для минимизации подвергания основного металла компонента, такого как основной металл деталей с аэродинамическим профилем, воздействию высоких температур, которые могут привести к окислению основного металла. Такое покрытие может представлять собой известное термобарьерное покрытие (TBC), которое нанесено на соединительный покрывающий слой, образованный на основном металле.
[0019] Турбина 10, как правило, эксплуатируется в течение длительных периодов. Слой термобарьерного покрытия или как слой термобарьерного покрытия, так и соединительный покрывающий слой могут разрушаться или отслаиваться нежелательным образом во время эксплуатации турбины 10. Это приводит к подверганию основного металла воздействию высоких температур, что может привести к окислению основного металла. Турбину 10 проверяют с периодическими интервалами для проверки на повреждение, вызванное износом, и другие нежелательные состояния, которые могут возникнуть в различных внутренних компонентах. Кроме того, слой термобарьерного покрытия и соединительный покрывающий слой регулярно проверяют для определения степени ухудшения состояния слоя термобарьерного покрытия и соединительного покрывающего слоя (то есть, остающейся толщины слоев) и других нежелательных состояний, когда газотурбинный двигатель выключен или перед сборкой.
[0020] На фиг.2 показана система 100 для неразрушающей оценки состояния компонента 120 турбины в соответствии с вариантом осуществления. Источник 180 лазерного излучения генерирует световой импульс 130, который нагревает компонент 120 турбины. Система включает в себя инфракрасную (ИК) камеру 160, имеющую инфракрасный датчик 150 для обнаружения тепловой энергии в инфракрасной области спектра электромагнитных волн. Обнаруживаемая тепловая энергия излучается компонентом 120 турбины и передается инфракрасному датчику 150. ИК–камера 160 выполнена с возможностью захвата ИК изображений компонента 120 турбины. Зеркало 140 может быть использовано для фокусировки светового импульса 130 от источника 180 лазерного излучения на компонент 120 турбины. В проиллюстрированном варианте осуществления в качестве компонента 120 турбины показана лопатка турбины, однако специалисту в данной области техники будет понятно, что также могут быть использованы другие компоненты турбины. ИК–датчик 150 соединен с компьютером 170 с возможностью передачи данных посредством электрического соединения или беспроводного соединения.
[0021] Компьютер 170 может включать в себя центральной процессор, память и интерфейс ввода–вывода. Компьютер, как правило, соединен посредством интерфейса ввода–вывода с дисплеем для визуализации и с различными устройствами ввода, которые обеспечивают возможность взаимодействия пользователя с компьютером 170, такими как клавиатура. Например, посредством интерфейса ввода–вывода пользователь может загрузить в компьютер 170 данные по компоненту 120 посредством идентификации типа компонента, подлежащего контролю. Используя идентифицированный тип компонента, компьютер 170 может обеспечить автоматическую установку камер 160 в соответствии с предварительно запрограммированными положениями, хранящимися в памяти, для захвата заданного изображения.
[0022] Как рассмотрено ранее, компонент 120 турбины, в частность, лопатка или лопасть турбины, может содержать базовый слой, также называемый основой, поверх которого нанесен соединительный покрывающий слой, на который нанесено термобарьерное покрытие. Фиг.3 иллюстрирует сечение такого компонента 120 турбины, имеющего покрытие. На основу 200 нанесен соединительный покрывающий слой 210, на который нанесено термобарьерное покрытие 220, а именно TBC. Основа 200 может содержать жаропрочный сплав.
[0023] Как показано на фиг.1–3, также предложен неразрушающий способ оценки состояния компонента турбины. Может быть предусмотрен источник 180 лазерного излучения, который генерирует световой импульс 130, который нагревает компонент 120 турбины. Может быть обеспечен захват инфракрасного изображения заданной части компонента 120 турбины. После этого на инфракрасном изображении может быть проанализирована характеристика компонента 120 турбины. Фиг.3 иллюстрирует вариант осуществления фокусировки светового импульса, генерируемого источником света, на компоненте турбины, имеющем покрытие. ИК–камера улавливает ИК–излучение, излучаемое компонентом турбины, имеющим покрытие, и получает данные в виде ИК–изображения.
[0024] Для получения данных, относящихся к термобарьерному покрытию 220 на поверхности компонента 120 турбины, а также данных, относящихся к подповерхности, которая может включать в себя основу 200 и/или соединительный покрывающий слой 210, способ может быть использован посредством изменения длины волны источника 180 лазерного излучения. Например, источник 180 лазерного излучения может быть включен при первой заданной длине волны для получения данных, относящихся к термобарьерному покрытию 220. При этом источник 180 лазерного излучения будет сфокусирован для импульсного освещения заданной зоны поверхности компонента 120 турбины при первой длительности импульса. ИК–камера 160 может быть использована для захвата заданной зоны поверхности компонента 120 турбины. После этого источник 180 лазерного излучения может быть выключен при первой заданной длине волны. Далее, для получения данных, относящихся к подповерхности, которая может включать в себя соединительный покрывающий слой 210 и/или основу 200, источник 180 лазерного излучения может быть включен при второй заданной длине волны. Соединительный покрывающий слой 210 и основа 200, как правило, имеют аналогичные характеристики, так что они нагреваются аналогичным образом. При этом источник 180 лазерного излучения будет сфокусирован для импульсного освещения заданной зоны поверхности компонента 120 турбины при второй длительности импульса. ИК–камера 160 может быть использована для захвата заданной зоны подповерхности компонента 120 турбины. После этого источник 180 лазерного излучения может быть выключен при второй заданной длине волны.
[0025] Источник 180 лазерного излучения может представлять собой лазерную импульсную лампу, которая генерирует импульсы широкополосного света разных длин волн и с высокой интенсивностью излучения, имеющие длительность. Источник 180 лазерного излучения может излучать волны с длиной от 4 до 9 микрон, рассматриваемые как средние волны, и с длиной от 9 до 15 микрон, рассматриваемые как длинные волны. Поверхность или термобарьерное покрытие не пропускает волны с длиной от 4 до 9 микрон, так что характеристики термобарьерного покрытия могут быть получены на тепловом изображении в данном диапазоне. Однако характеристики материала термобарьерного покрытия делают термобарьерное покрытие пропускающим волны лазера с длиной, составляющей приблизительно 9–11 микрон. Таким образом, при длинах волн лазера в диапазоне 9–11 микрон данные, относящиеся к подповерхности или соединительному покрывающему слою 210 и/или основе 200, могут быть получены на тепловом изображении. В варианте осуществления длина волны лазера может быть задана равной 9,5–10,5 микрона. Длительность светового импульса 130 зависит от характеристики турбины, подлежащей анализу, однако длительность светового импульса 130 может находиться в диапазоне 1–30 мс. Для заданной зоны первая длительность импульса и вторая длительность импульса могут быть одинаковыми в случае равномерной толщины керамического материала и металла или разными в случае больших различий в толщине слоев.
[0026] Полученные данные могут быть проанализированы для оценки состояния компонента 120 турбины. Анализ может выполняться посредством выполнения алгоритмов в компьютере 170 для обработки полученных пикселизированных данных. Анализ может включать анализ потерь/исчезновения тепла в заданной зоне с течением времени и может обеспечить преобразование данных о промежутке времени в данные о глубине. Оценка состояния компонента 120 турбины может включать сравнение полученных данных о заданной зоне с известными параметрами для определения дефектов на компоненте, таких как отслаивание. Дефекты или разрывы непрерывности будут проявляться на термографическом изображении в виде изменения температуры, отличающегося изменения температуры при нормальном состоянии поверхности или подповерхности. Кроме того, можно оценить состояние компонента 120 турбины, измеряя толщину термобарьерного покрытия 220 на основе 200 компонента 120 турбины. В варианте осуществления может отслеживаться толщина термобарьерного покрытия 220 на компоненте 120 с разной периодичностью проверок в течение срока службы компонента.
[0001] Преимущества лазерной термографии по сравнению с импульсной термографией включают: лучшее регулирование температуры источника света и более короткий промежуток времени нагрева лазером, что уменьшает количество времени, необходимое для проверки компонента. Кроме того, использование лазера обеспечивает гибкость при изменении длины волны, в результате чего основа может быть проверена легче просто путем переключения длины волны лазера. Таким образом, обе проверки, а именно проверка термобарьерного покрытия, а также проверка основы, могут быть выполнены одновременно в одной и той же установке для контроля. Можно понять, что собранные данные о компоненте турбины могут быть сохранены для использования в будущем и к ним могут обращаться при использовании в будущем, например, таком как статистический анализ для компонента турбины. Статистические данные могут быть использованы компьютером для отслеживания состояния компонента турбины с течением времени.
[0002] Несмотря на то что варианты осуществления настоящего раскрытия изобретения были раскрыты в виде иллюстративных вариантов, для специалистов в данной области техники будет очевидно, что многие модификации, добавления или исключения могут быть выполнены в них без отхода от сущности и объема изобретения и его эквивалентов, приведенных в нижеследующей формуле изобретения.

Claims (35)

1. Неразрушающий способ оценки состояния компонента 120 турбины, включающий:
предоставление лазера 180, генерирующего световой импульс 130, который нагревает компонент 120 турбины;
захват, по меньшей мере, одного инфракрасного изображения нагретого компонента 120 турбины; и
анализ характеристики компонента турбины на данном, по меньшей мере, одном изображении,
причем способ дополнительно включает:
включение лазера 180 при первой заданной длине волны;
фокусировку лазера 180 для импульсного освещения заданной зоны поверхности компонента 120 турбины при первой длительности импульса; и
захват изображения заданной зоны поверхности компонента 120 турбины;
выключение лазера 180 при заданной длине волны;
включение лазера 180 при второй заданной длине волны;
фокусировку лазера 180 для импульсного освещения заданной зоны подповерхности компонента 120 турбины при второй длительности импульса; и
захват второго изображения заданной зоны подповерхности компонента 120 турбины;
при этом первое изображение содержит первый набор данных, относящихся к заданной зоне поверхности компонента 120 турбины, и второе изображение содержит второй набор данных, относящихся к заданной зоне подповерхности компонента 120 турбины, и
при этом первая заданная длина волны и вторая заданная длина волны отличаются друг от друга.
2. Способ по п.1, в котором первая заданная длина волны находится в диапазоне 4–9 микрон.
3. Способ по п.1, в котором вторая заданная длина волны находится в диапазоне 9–11 микрон.
4. Способ по п.3, в котором вторая заданная длина волны находится в диапазоне 9,5–10,5 микрона.
5. Способ по п.1, в котором анализ включает сравнение первого набора данных с известными параметрами материалов для оценки поверхности в отношении повреждений.
6. Способ по п.1, в котором анализ включает сравнение второго набора данных с известными параметрами материалов для оценки подповерхности 210, 220 в отношении повреждений.
7. Способ по п.1, в котором захват выполняется инфракрасной камерой 160, включающей в себя инфракрасный датчик для обнаружения тепловой энергии, излучаемой компонентом 120 турбины, и
при этом излучаемая тепловая энергия передается инфракрасному датчику 150 для обеспечения возможности генерирования инфракрасного изображения.
8. Способ по п.1, в котором длительность импульса лазера 180 находится в диапазоне 1–30 мс.
9. Способ по п.1, в котором поверхность компонента 120 турбины включает в себя термобарьерное покрытие 220, и подповерхность компонента 120 турбины включает в себя соединительный покрывающий слой 210 и/или основу 200.
10. Способ по п.1, в котором лазер 180 представляет собой лазерную импульсную лампу.
11. Система для неразрушающей оценки состояния компонента турбины, содержащая:
источник 180 лазерного излучения, при этом источник 180 лазерного излучения генерирует световой импульс 130, который нагревает компонент 120 турбины;
инфракрасную камеру 160, включающую в себя инфракрасный датчик 150 для обнаружения тепловой энергии, излучаемой компонентом 120 турбины, при этом излучаемая тепловая энергия передается инфракрасному датчику 150 для обеспечения возможности генерирования инфракрасного изображения; и
компонент 120 турбины,
при этом инфракрасный датчик 150 захватывает, по меньшей мере, одно изображение компонента 120 турбины,
при этом источник 180 лазерного излучения выполнен с возможностью включения при первой заданной длине волны и фокусировки для импульсного освещения заданной зоны поверхности компонента 120 турбины при первой длительности импульса для захвата изображения заданной зоны поверхности компонента 120 турбины;
при этом источник 180 лазерного излучения выполнен также с возможностью включения при второй заданной длине волны и фокусировки для импульсного освещения заданной зоны подповерхности компонента 120 турбины при второй длительности импульса для захвата второго изображения заданной зоны подповерхности компонента 120 турбины;
при этом первое изображение содержит первый набор данных, относящихся к заданной зоне поверхности компонента 120 турбины, и второе изображение содержит второй набор данных, относящихся к заданной зоне подповерхности компонента 120 турбины, и
при этом первая заданная длина волны и вторая заданная длина волны отличаются друг от друга.
12. Система по п.11, дополнительно содержащая зеркало 140, которое фокусирует световой импульс 130 на компонент 120 турбины.
13. Система по п.11, в которой компонент 120 турбины содержит термобарьерное покрытие 220 и/или соединительный покрывающий слой 210, расположенный поверх основы 200.
RU2019137967A 2017-05-08 2018-04-03 Лазерная термография RU2738312C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/588,853 US10241036B2 (en) 2017-05-08 2017-05-08 Laser thermography
US15/588,853 2017-05-08
PCT/US2018/025819 WO2018208387A1 (en) 2017-05-08 2018-04-03 Laser thermography

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738312C1 true RU2738312C1 (ru) 2020-12-11

Family

ID=62044990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019137967A RU2738312C1 (ru) 2017-05-08 2018-04-03 Лазерная термография

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10241036B2 (ru)
EP (1) EP3622277A1 (ru)
JP (1) JP6937846B2 (ru)
KR (1) KR102355963B1 (ru)
CN (1) CN110603438B (ru)
RU (1) RU2738312C1 (ru)
WO (1) WO2018208387A1 (ru)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190064119A1 (en) * 2017-08-28 2019-02-28 Siemens Energy, Inc. Laser ultrasonic thermography inspection
US11474059B2 (en) * 2020-04-29 2022-10-18 Thermal Wave Imaging, Inc. Thermographic non-destructive testing using temperature-limited modulation
CN113567492A (zh) * 2021-07-26 2021-10-29 北京航空航天大学 一种基于红外热耗散的涡轮叶片热障涂层无损检测方法和检测装置
CN113340941B (zh) * 2021-08-04 2021-10-29 湖南大学 一种基于红外成像的设备检测系统
KR20240072228A (ko) 2021-11-15 2024-05-23 미츠비시 파워 가부시키가이샤 부품의 검사 방법, 부품의 제조 방법, 및 부품의 검사 장치
DE102022203006A1 (de) 2022-03-28 2023-09-28 Thyssenkrupp Ag Vorrichtung und Verfahren zur Messung inhomogener Flächen mittels aktiver Laserthermographie

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5111048A (en) * 1990-09-27 1992-05-05 General Electric Company Apparatus and method for detecting fatigue cracks using infrared thermography
US20020027941A1 (en) * 2000-08-25 2002-03-07 Jerry Schlagheck Method and apparatus for detection of defects using localized heat injection of narrow laser pulses
US20110043820A1 (en) * 2009-08-19 2011-02-24 Sansom David G Method of Measuring Coating Thickness Using Infrared Light
US20150092814A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-02 Infineon Technologies Ag Method of examining a substrate and corresponding device

Family Cites Families (61)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0424541A (ja) * 1990-05-21 1992-01-28 Mitsui Mining & Smelting Co Ltd 内部欠陥測定方法および装置
US5383024A (en) * 1992-08-12 1995-01-17 Martin Marietta Energy Systems, Inc. Optical wet steam monitor
JPH07294422A (ja) * 1994-04-27 1995-11-10 Mitsubishi Materials Corp 表面近傍結晶欠陥の検出方法およびその装置
US5823474A (en) * 1996-09-05 1998-10-20 Sunlase, Inc. Aircraft ice detection and de-icing using lasers
US5963292A (en) * 1996-10-29 1999-10-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Thermal tuft fluid flow investigation apparatus with a color alterable thermally responsive liquid crystal layer
US6206325B1 (en) * 1998-09-18 2001-03-27 Sunlase, Inc. Onboard aircraft de-icing using lasers
US6653971B1 (en) * 1999-05-14 2003-11-25 David L. Guice Airborne biota monitoring and control system
US6367969B1 (en) * 1999-07-21 2002-04-09 General Electric Company Synthetic reference thermal imaging method
US20020158202A1 (en) * 2001-01-08 2002-10-31 Webber Michael E. Laser-based sensor for measuring combustion parameters
JP2003014675A (ja) * 2001-06-28 2003-01-15 Fuji Xerox Co Ltd 電子写真感光体の欠陥検査装置及び欠陥検査方法
US6469794B1 (en) * 2001-06-28 2002-10-22 Martin S. Piltch High resolution non-contact interior profilometer
US6804622B2 (en) * 2001-09-04 2004-10-12 General Electric Company Method and apparatus for non-destructive thermal inspection
US7009137B2 (en) * 2003-03-27 2006-03-07 Honeywell International, Inc. Laser powder fusion repair of Z-notches with nickel based superalloy powder
US6874932B2 (en) * 2003-06-30 2005-04-05 General Electric Company Methods for determining the depth of defects
DE10338582B4 (de) 2003-08-22 2011-08-11 MTU Aero Engines GmbH, 80995 Verfahren zum Messen eines Parameters einer Beschichtung
USH2197H1 (en) * 2003-12-24 2007-08-07 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Diode-laser-based mid-infrared absorption sensor for carbon monoxide
US7412129B2 (en) * 2004-08-04 2008-08-12 Colorado State University Research Foundation Fiber coupled optical spark delivery system
US7340129B2 (en) * 2004-08-04 2008-03-04 Colorado State University Research Foundation Fiber laser coupled optical spark delivery system
US7419298B2 (en) * 2005-05-24 2008-09-02 United Technologies Corporation Thermal imaging method and apparatus
US8544279B2 (en) * 2005-11-04 2013-10-01 Zolo Technologies, Inc. Method and apparatus for spectroscopic measurements in the combustion zone of a gas turbine engine
US7689003B2 (en) * 2006-03-20 2010-03-30 Siemens Energy, Inc. Combined 2D and 3D nondestructive examination
US8108030B2 (en) * 2006-10-20 2012-01-31 Board Of Regents, The University Of Texas System Method and apparatus to identify vulnerable plaques with thermal wave imaging of heated nanoparticles
US7966883B2 (en) * 2006-12-06 2011-06-28 Lockheed Martin Corporation Non-destructive inspection using laser-ultrasound and infrared thermography
JP5024935B2 (ja) * 2007-01-16 2012-09-12 富士フイルム株式会社 光透過性部材の欠陥検出装置及び方法
FR2921284B1 (fr) * 2007-09-26 2009-12-11 Snecma Procede de recuperation d'elements de turbomachine
BRPI0719944A2 (pt) * 2007-12-06 2014-06-10 Lockheed Corp Inspeção não destrutiva usando termografia a laser - ultrassom e infravermelho
US7535565B1 (en) * 2008-01-08 2009-05-19 General Electric Company System and method for detecting and analyzing compositions
US20100296083A1 (en) * 2008-02-12 2010-11-25 Pranalytica, Inc. Detection and identification of solid matter
WO2009118199A1 (de) * 2008-03-28 2009-10-01 Schott Ag Verfahren zur thermographischen prüfung nichtmetallischer werkstoffe, insbesondere beschichteter nichtmetallischer werkstoffe, sowie verfahren zu deren herstellung und verfahrensgemäss hergestellter körper
US8393784B2 (en) * 2008-03-31 2013-03-12 General Electric Company Characterization of flaws in composites identified by thermography
KR20090131199A (ko) * 2008-06-17 2009-12-28 조선대학교산학협력단 적외선 열화상을 이용한 가스터빈 버킷의 재사용 여부 판별방법
DK2300808T3 (da) * 2008-07-24 2014-06-30 Massachusetts Inst Technology Systemer og fremgangsmåder til billeddannelse ved anvendelse af absorption
US8009939B2 (en) * 2008-09-30 2011-08-30 General Electric Company Fiberoptic clearance detection system and method
JP5856058B2 (ja) * 2009-08-10 2016-02-09 ゾロ テクノロジーズ，インコーポレイティド マルチモード送光ファイバを用いた光信号ノイズの緩和
US8525073B2 (en) * 2010-01-27 2013-09-03 United Technologies Corporation Depth and breakthrough detection for laser machining
US10072971B2 (en) * 2010-04-16 2018-09-11 Metal Improvement Company, Llc Flexible beam delivery system for high power laser systems
US8920023B2 (en) * 2010-08-06 2014-12-30 Victor Sloan Cryogenic non destructive testing (NDT) and material treatment
US8927897B2 (en) * 2010-11-17 2015-01-06 Rolls-Royce Corporation Laser maintenance tool
US8625098B2 (en) * 2010-12-17 2014-01-07 General Electric Company System and method for real-time measurement of equivalence ratio of gas fuel mixture
JP2012202862A (ja) * 2011-03-25 2012-10-22 Toshiba Corp パターン検査装置およびパターン検査方法
US20130003152A1 (en) * 2011-06-29 2013-01-03 United Technologies Corporation Interferometry-based stress analysis
US8553233B2 (en) * 2011-06-30 2013-10-08 John W. Newman Method and apparatus for the remote nondestructive evaluation of an object using shearography image scale calibration
CA2842851A1 (en) * 2011-07-28 2013-01-31 Massachusetts Institute Of Technology Camera configuration for three-dimensional imaging of interior spaces
US20120045330A1 (en) * 2011-07-29 2012-02-23 General Electric Company System and method for monitoring and controlling physical structures
JP5469653B2 (ja) * 2011-12-12 2014-04-16 本田技研工業株式会社 非破壊検査システム
CN103175837B (zh) * 2011-12-20 2015-06-03 法国圣戈班玻璃公司 一种检测基质内缺陷的方法及装置
KR101369212B1 (ko) * 2012-08-01 2014-03-27 한국과학기술원 회전 구조물의 레이저 초음파 영상화 방법 및 장치
CN102998366B (zh) * 2012-12-18 2014-11-19 西安航天化学动力厂 一种有涂层钢板与橡胶粘接质量的超声波检测方法
US9453500B2 (en) * 2013-03-15 2016-09-27 Digital Wind Systems, Inc. Method and apparatus for remote feature measurement in distorted images
FR3007831B1 (fr) * 2013-07-01 2015-06-19 Enovasense Procede de mesure de l'epaisseur d'une couche d'un materiau, procede de galvanisation et dispositif de mesure associes
US9897561B2 (en) * 2014-03-12 2018-02-20 Agency For Science, Technology And Research Method of detecting defects in an object based on active thermography and a system thereof
US10239090B2 (en) * 2014-04-22 2019-03-26 Photofusion Technologies Limited Method and apparatus for coating a substrate utilizing multiple lasers while increasing quantum yield
JP6304880B2 (ja) * 2014-06-17 2018-04-04 株式会社Ihi 非破壊検査装置
US9395301B2 (en) * 2014-10-02 2016-07-19 General Electric Company Methods for monitoring environmental barrier coatings
JP6579570B2 (ja) * 2014-11-27 2019-09-25 一般財団法人電力中央研究所 コーティング層における剥離の非破壊検査方法および非破壊検査装置
CN104502409A (zh) * 2014-12-17 2015-04-08 西安交通大学 基于阵列激光源的结构表面裂纹红外无损检测及成像方法
GB201500304D0 (en) * 2015-01-09 2015-02-25 Rolls Royce Plc A method of surface-treating a cast intermetallic component
US10142565B2 (en) * 2015-04-13 2018-11-27 Siemens Energy, Inc. Flash thermography borescope
CN106324034A (zh) * 2015-06-30 2017-01-11 首都师范大学 热障涂层裂纹红外检测方法
US9645012B2 (en) * 2015-08-17 2017-05-09 The Boeing Company Rapid automated infrared thermography for inspecting large composite structures
CN105571549A (zh) * 2015-12-10 2016-05-11 南京诺威尔光电系统有限公司 一种柱面涂层热波成像无损检测方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5111048A (en) * 1990-09-27 1992-05-05 General Electric Company Apparatus and method for detecting fatigue cracks using infrared thermography
US20020027941A1 (en) * 2000-08-25 2002-03-07 Jerry Schlagheck Method and apparatus for detection of defects using localized heat injection of narrow laser pulses
US20110043820A1 (en) * 2009-08-19 2011-02-24 Sansom David G Method of Measuring Coating Thickness Using Infrared Light
US20150092814A1 (en) * 2013-10-01 2015-04-02 Infineon Technologies Ag Method of examining a substrate and corresponding device

Also Published As

Publication number Publication date
EP3622277A1 (en) 2020-03-18
WO2018208387A1 (en) 2018-11-15
KR102355963B1 (ko) 2022-01-25
KR20200004365A (ko) 2020-01-13
US10241036B2 (en) 2019-03-26
CN110603438A (zh) 2019-12-20
JP6937846B2 (ja) 2021-09-22
US20180321140A1 (en) 2018-11-08
CN110603438B (zh) 2023-02-17
JP2020518827A (ja) 2020-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2738312C1 (ru) Лазерная термография
KR101385402B1 (ko) 적외선 서모그래피를 이용하는 개선된 레이저-초음파 검사
US6874932B2 (en) Methods for determining the depth of defects
AU2007361989B2 (en) Non-destructive inspection using laser- ultrasound and infrared thermography
US7489811B2 (en) Method of visually inspecting turbine blades and optical inspection system therefor
JP2006329982A (ja) 検査装置およびその方法
US9012850B2 (en) Method and apparatus for filter condition inspection
US20140067185A1 (en) In-situ robotic inspection of components
US20190064119A1 (en) Laser ultrasonic thermography inspection
EP3535569B1 (en) Flash thermography photobox
US10101577B2 (en) System to prognose gas turbine remaining useful life
Fukuchi et al. Nondestructive inspection of thermal barrier coating of gas turbine high temperature components
WO2007088552A9 (en) Apparatus and method for imaging integrated circuits and the like
Fukuchi et al. Evaluation of applicability of compact excitation light source to detection of thermally grown oxide layer in thermal barrier coating for gas turbines
JP2008016778A (ja) 半導体検査装置および半導体検査方法
JP4710490B2 (ja) 接点接合部の検査方法
KR102256543B1 (ko) 플래시 서모그래피 보어스코프
KR20090131199A (ko) 적외선 열화상을 이용한 가스터빈 버킷의 재사용 여부 판별방법
KR20190002944A (ko) 수동적 적외선 열화상을 이용한 엘이디 히트싱크 건전성 평가 방법
Zalameda Synchronized electronic shutter system (SESS) for thermal nondestructive evaluation
Fantini et al. Laser thermal shock and fatigue testing system
Fukuchi et al. Development of a portable system for detection of thermally grown oxide layer in thermal barrier coating
Kong et al. Infrared thermometry for diesel exhaust aftertreatment temperature measurement
Joseph N Synchronized Electronic Shutter System (SESS) for Thermal Nondestructive Evaluation