TW201728505A - 超音波清洗系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明揭示一種清洗系統及方法，該清洗系統及方法使用一超音波探針、一耦合機構及一控制器來清洗一載具系統之設備。該超音波探針進入一引擎中。該超音波探針發射超音波脈衝且該耦合機構在該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間提供一超音波耦合介質。該控制器驅動該超音波探針透過該耦合介質將超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面。該超音波探針輸送超音波脈衝以自該引擎之該一或多個組件移除沈積物。

Description

超音波清洗系統及方法
本文所揭示之標的之實施例係關於用於清洗諸如引擎及引擎之零件之設備之系統及方法。
諸如引擎之設備可隨時間而累積沈積物。例如，與飛行器之機翼耦合之引擎可在外表面及/或內表面上累積沈積物(由砂、灰塵及/或其他材料形成之沈積物)。此等及其他類型之沈積物可降低引擎性能。最終，沈積物必須自引擎及引擎之零件清除。 當前清洗系統及方法自較大渦輪機系統(例如，飛行器)移除引擎及/或引擎零件使得可清洗引擎及/或引擎零件。此類型之清洗可使渦輪機系統不運作達一顯著時間段。因此，在此時間段期間可不使用該系統。另外，將引擎自系統去耦合、拆卸引擎之一或多個零件以清洗、在清洗之後重新裝配引擎及將引擎與系統重新連接所涉及之人力可較為顯著。需要諸如載具之引擎之設備之一更容易及/或更有效清洗。
在一實施例中，一種清洗系統包含一超音波探針、一耦合機構、一掃描機構及一控制器。該超音波探針經結構設計以進入一引擎中而該引擎係與一載具耦合或安置於一載具內之一或多者。該超音波探針亦經結構設計以發射一超音波脈衝。該耦合機構經結構設計以在該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間提供一超音波耦合介質。該超音波探針經結構設計依手動、自動或組合手動掃描及自動掃描兩者之一方式掃描以覆蓋待清洗之沈積物之區域。該控制器經結構設計以驅動該超音波探針透過該耦合介質將該超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面。該超音波探針經結構設計以輸送該超音波脈衝以自該引擎之該一或多個組件移除沈積物而該引擎係與該載具耦合或安置於該載具內之一或多者。 在另一實施例中，一種方法(例如，用於清洗一系統之設備)包含：將一超音波探針插入一引擎中而該引擎係與一載具耦合或安置於一載具內之一或多者；輸送一超音波耦合介質於該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間；及自該超音波探針發射一超音波脈衝且透過該耦合介質將該超音波脈衝發射至該引擎之該一或多個組件之一表面。該超音波脈衝自該引擎之該一或多個組件移除沈積物而該引擎係與該載具耦合或安置於該載具內之一或多者。 在另一實施例中，一種系統(例如，一清洗系統)包含一超音波探針及一控制器。該超音波探針經結構設計以進入設備中而該引擎與一載具系統耦合或安置於一載具系統內。該超音波探針亦經結構設計以發射一超音波脈衝。該控制器經結構設計以驅動該超音波探針將該超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面。該超音波探針亦經結構設計以輸送該超音波脈衝以自該引擎之該一或多個組件移除沈積物而該引擎係與該載具耦合或安置於該載具內之一或多者。
本文所描述之發明標的之一或多個實施例提供用於清洗系統之設備(諸如載具之引擎)之系統及方法。系統及方法可清洗引擎及/或引擎之零件而引擎保持與載具連接。引擎及引擎零件可經清洗以移除引擎零件上之砂累積或其他沈積物，諸如渦輪機葉片(例如，高壓渦輪機葉片)及噴嘴、燃燒器內襯或壓縮器葉片等等。 在一實施例中，清洗系統及方法使用輸送機構以當引擎與載具耦合(例如，而引擎位於一飛行器之一機翼上)時將本文所描述之末端效應器施加於現場之引擎零件。替代地，系統及方法可當引擎卸下機翼時(諸如在一維修部門中)清洗引擎。本文所描述之技術可應用於其中需要清洗之其他基於地面之設備(例如，渦輪機)。一聚焦超音波探針可用以發射自引擎移除沈積物之超音波。被移除之沈積物可包含砂或非引擎之零件之其他材料。探針可發射具有至少50 kHz至不超過100 MHz之頻率但替代地可具有其他頻率之超音波。探針可具有一圓形或矩形幾何形狀，且可由安置於引擎上之一流體聲學地與引擎耦合(例如，藉由使一葉片之內部部分滿溢水或另一流體、藉由將水或另一流體噴射於引擎上等等)。至少部分地充滿水或另一流體之一隔膜(例如，一氣球)可安置於沈積物與超音波探針之間及與沈積物接合以使探針與沈積物聲學地耦合。 由探針發射之超音波可聚焦於沈積物(例如，砂)上而不聚焦於形成引擎或引擎之塗層之材料上。例如，一些引擎及/或引擎零件可塗有一熱阻障塗層(TBC)。探針可聚焦超音波使得波之一焦點位於沈積物上或沈積物內部，但不位於引擎之外表面上之熱阻障塗層內部、熱阻障塗層上或熱阻障塗層下方。超音波產生氣泡振盪及崩裂，其繼而產生破壞及/或使沈積物脫膠之爆震波。超音波探針之大小及幾何形狀經選定以允許將探針輸送至待透過引擎接達通道清洗之組件，引擎接取通道可相對較小(例如，跨越若干毫米或公分)。探針之幾何焦距經選定以增加超音波束之焦點增益或使超音波束之焦點增益最大化，同時避免超音波束之任何部分之總反射。例如，當接取通道係0.5英寸直徑之一圓形管道鏡接取孔時，超音波探針可經選定以具有0.5英寸直徑之一圓形孔隙及1.0英寸之一幾何焦距。焦距將增加焦點增益或使聚焦增益最大化，同時避免超音波束之任何部分之總反射。 圖1繪示一超音波設備清洗系統100之一實施例。清洗系統100可用以清洗設備102 (諸如引擎)，而該設備與使用該引擎之一渦輪機系統104 (諸如一載具(例如，一飛行器)耦合。雖然本文之描述聚焦於當一飛行器之一引擎與該飛行器之一機翼耦合時使用清洗系統100來清洗該引擎，但替代地，清洗系統100可用以清洗另一類型之設備(未與一載具耦合之設備及/或用於另一類型之載具或系統之設備)。圖2繪示圖1中所展示之設備102之一組件200之一實例。圖2中所展示之組件200係高壓渦輪增壓器之葉片之一部分。組件200在組件200之外表面126上具有材料之沈積物202 (諸如砂)。 返回至圖1中所展示之清洗系統100之描述，清洗系統100包含插入渦輪機系統104中用於清洗設備102之一探針106。探針106可足夠小以允許探針106 (諸如透過設備102之一管道鏡檢驗孔或若干檢驗孔)進入渦輪機系統104及/或設備102之小位置中。例如，一些開口(探針106可延伸穿過開口以清洗設備102)可如八分之一英寸(或不大於3.175毫米)般小。在一實施例中，探針106表示發射聚焦超音波脈衝以清洗設備102之一超音波傳感器。探針106可偵測用於調查及/或診斷之超音波脈衝之回波，如本文所描述。 清洗系統100之一耦合機構108在探針106與設備102之一或多個組件之間提供一耦合介質110。在所繪示之實施例中，耦合機構108包含藉由將一流體噴射或以其他方式將一流體引導至設備102上及/或設備102中而輸送該流體作為耦合介質110之一噴嘴130。例如，噴嘴130可將水、油或其類似者噴射於設備102之外表面及/或內表面上。替代地，耦合機構108可包含至少部分地填充耦合介質110之一隔膜，如下文所描述。耦合機構108可包含耦合介質110之一源128，諸如一水箱或固持水或另一流體之容器。 探針106連接至足夠小以當清洗系統100之一電源116及/或控制器118安置於渦輪機系統104及/或設備102外部時允許將探針106插入渦輪機系統104及/或設備102中以移除設備102上及/或設備102中之沈積物之一長形連接器112 (諸如一纜線)。電源116可表示供應電流以對清洗系統100供電之一或多個電池及/或與電流之一外部源(諸如一公用事業電網)連接以對清洗系統100供電之連接器。控制器118表示包含控制清洗系統100之操作之一或多個處理器(例如，微處理器、積體電路、現場可程式閘陣列或其他基於電子邏輯之裝置)及/或與控制清洗系統100之操作之一或多個處理器連接之硬體電路。控制器118可基於自一手動操作員及/或自儲存在清洗系統100之一記憶體120上之軟體所接收之指令來操作。記憶體120可表示儲存在其中之電腦可讀媒體及/或軟體指令，諸如一電腦硬碟機、快閃記憶體或其類似者。清洗系統100之一輸入裝置122自外部源(例如，清洗系統100之一操作員)接收輸入，且可包含一觸控螢幕、鍵盤、電子滑鼠、尖筆等等。清洗系統100之一輸出裝置124將輸出提供至一操作員，且可包含一觸控螢幕(例如，相同於或不同於輸入裝置122之觸控螢幕)、監視器、擴音器等等。 控制器118驅動探針106透過耦合介質110將超音波脈衝輸送至設備102之一或多個組件之一表面126。探針106可包含經電子供電以發射超音波脈衝及/或可偵測脈衝之回波之壓電元件或壓電體。表面126可包含設備102之一外表面或內表面，如本文所描述。探針106之遠端或尖端可放置成與設備102上之耦合介質110接觸且發射超音波。耦合介質110可將超音波自探針106聲學地引導至設備102上之沈積物。當設備102與渦輪機系統104 (例如，載具)耦合及/或安置於渦輪機系統104內時探針106輸送超音波脈衝以自設備102移除沈積物。在一些實施例中，當將設備102安裝至一飛行器之一機翼時探針106輸送超音波脈衝以移除沈積物。探針106可聚焦脈衝以清洗設備102之一或多個組件，諸如一引擎之一或多個高壓渦輪增壓器葉片、噴嘴、燃燒器內襯或壓縮器葉片等等。 在一實施例中，清洗系統100之輸入裝置122包含一光學感測器114 (諸如一攝影機)及/或與一光學感測器114連接。光學感測器114可插入至設備102中以產生表示設備102之光學資料。例如，一攝影機可插入至設備中以判定設備102上之沈積物之量及/或位置，其可呈現至清洗系統100之一操作員以判定設備102之一先前清洗是否移除沈積物、判定沈積物被定位於何處等等。 清洗系統100可視情況包含移動探針106及/或感測器114之一或多者之一掃描機構132。掃描機構132可表示將自電源接收之能量轉移為探針106及/或感測器114相對於設備102之移動之一或多個馬達、齒輪或其類似者。掃描機構132可與探針106及/或感測器114連接以允許控制器118自動移動設備102中之探針106及/或感測器114、允許一操作員經由輸入裝置122輸入指令以手動移動設備102 (例如，在其中該操作員不能夠手動到達之位置)中之探針106及/或感測器114及/或允許探針106及/或感測器114之手動移動及/或自動移動兩者。 圖3繪示根據一實例之在自設備102之一外表面126移除沈積物202期間之圖1中所展示之清洗系統100之探針106。探針106之一遠端或尖端300放置成與該耦合介質110接觸。該耦合介質110延伸於設備102之探針106及表面126之間且與設備102之探針106及表面126接觸。設備102可包含一外部金屬層302及表面302下方之一熱阻障塗層(TBC) 304。沈積物202可位於金屬層302上且控制器118 (圖1中所展示)可聚焦由探針106發射之超音波脈衝使得脈衝聚焦於金屬層302及/或沈積物202上以移除沈積物202，但不會損壞TBC 304且未聚焦於TBC 304上。因此，保護TBC 304免受損壞或避免由超音波脈衝移除。探針106可相對於設備102移動或掃描以自設備102之不同區域移除沈積物202。例如，探針106可不固定在一位置中且依手動、自動或組合手動掃描及自動掃描兩者之一方式掃描。 圖4繪示一耦合機構400之另一實施例。耦合機構400可包含至少部分地填充一耦合流體之一隔膜或其他可撓性葉片402。隔膜402可與探針106之遠端300連接。探針106可朝向設備102移動使得隔膜402壓縮於探針06與設備102之間，如圖4中所展示。接著，隔膜402中之耦合流體可使探針106與設備102聲學地耦合使得由探針106發射之超音波脈衝可透過隔膜402及耦合流體傳播至設備102以移除沈積物202，如上文所描述。 探針106之遠端300可視情況包含一低衰減、高聲阻抗材料(諸如鎵或鎵銦合金)作為耦合介質或耦合機構。例如，一層鎵、鎵銦合金或另一材料或鎵、鎵銦合金或另一材料之本體可安置於探針106上且可透過該層或本體將超音波脈衝自探針106引導至設備102中。 圖5繪示根據一實施例之圖1中所展示之設備102之另一組件500之一橫截面圖。組件500可表示設備102之一高壓渦輪機葉片或另一組件。組件500包含外表面502及相對內表面504。圖1中所展示之清洗系統100可自外表面502 (如上文連同圖4所描述)且亦自內表面504移除沈積物202 (圖2中所展示)。內表面504至少部分地圍繞設備102之一或多個內部腔室或內部腔穴506延伸且界定設備102之一或多個內腔室或內部腔穴506。 在一實施例中，清洗系統100可自內表面504移除沈積物202而探針106無需位於組件500內部(例如，探針106無需位於內部腔室506內部)。探針106可位於內部腔室506外部，其中探針106之遠端300與耦合介質110接觸，遠端300亦與組件500之外表面502接觸。控制器118 (圖1中所展示)可改變超音波脈衝之頻率以改變超音波脈衝聚焦之位置。脈衝可透過與外表面502接觸之耦合介質110、透過形成組件500之材料傳播且可聚焦於內表面504上(或聚焦於內表面504與內表面504上之沈積物202之間的界面處)。 耦合介質110可視情況安置於組件500之內部腔室506內部。例如，噴嘴130 (圖1中所展示)可將耦合介質110噴射於內部腔室506上以使用耦合介質110填充及/或部分地填充內部腔室506。探針106可放置成與外表面502接觸(及/或介於探針106與外表面502之間的耦合介質110接觸)。接著，探針106可朝向內部腔室506引導超音波脈衝以在內部腔室506周圍引起聲波效應(例如，空化)。聲波效應可包含空化、振盪及/或振動，且可自內表面504移除沈積物202。聲波效應(例如，空化)可涉耦合介質110中之氣泡(例如，真空或填充氣體之腔穴)之產生及振盪。氣泡可作用於沈積物202上且自設備之表面移除沈積物202。在一態樣中，超音波脈衝之頻率可受限以確保氣泡足夠小以移除沈積物。例如，可產生具有至少50 kHz (或另一值)之一頻率之超音波脈衝。 在一實施例中，控制器118改變由探針106輸送之超音波脈衝之頻率使得組件500之一厚度尺寸508係超音波脈衝之半個波長之一奇數整數倍。替代地，厚度尺寸508可為超音波脈衝之波長之一奇數整數倍。厚度尺寸508表示外表面502與內表面504之間的距離。使超音波脈衝之波長匹配於組件500之厚度尺寸508可增加透過組件500傳輸之超音波能量或使透過組件500傳輸之超音波能量最大化且產生移除內表面504上之沈積物202所需之振盪強度。入射於組件500上之脈衝之傳播可引起由超音波脈衝產生之壓力之一顯著減小，諸如壓力增益減小達至少九倍。但是，藉由發射脈衝使得厚度尺寸508係脈衝之一半波長之一奇數整數倍，由脈衝產生之壓力減小，但減小達一較小因數。例如，若厚度尺寸508係三毫米，則超音波脈衝可具有六毫米之一波長以清洗內表面504而探針106無需進入設備102之內部腔室506中。使用一低衰減、高阻抗耦合介質(諸如鎵或鎵銦合金)減少透射係數對設備壁厚度中之變動之相依性，此係歸因於製造誤差、操作期間之磨損或其他因數。例如，若超音波脈衝可具有6毫米之一波長且設備壁厚度係2.7毫米 (其係10%不同於3毫米之預期設計值)，則相較於一水耦合介質(透射係數將為20%)，對於用作為一耦合介質之鎵銦合金，透射係數將為93%。超音波脈衝之能量可足夠低以防止損壞界面、塗層及其類似者，如本文所描述。 控制器118可引導探針106將一或多個調查或診斷超音波脈衝發射至設備102。此等脈衝係用於診斷及/或調查之超音波脈衝。例如，可將脈衝引導至設備102以識別及/或定位設備102之外表面502及/或內表面504上之沈積物202之存在。該探針106可發射脈衝至該設備102且偵測該脈衝之回波。基於回波，控制器118可判定沈積物202位於何處。例如，沈積物202之存在可改變回波使得對於一清洗組件500，回波呈現為不同於在外表面502及/或內表面504上具有沈積物之一組件500反射之回波。控制器118可視情況使用回波來判定組件500之厚度尺寸508。不同回波可表示不同厚度尺寸508且控制器118可基於所接收之回波而判定厚度尺寸508。接著，控制器118可引導探針106發射超音波脈衝以使用沈積物202之位置及/或使用調查脈衝判定之組件500之厚度尺寸508移除沈積物202。診斷超音波脈衝可視情況具有不同於清洗超音波探針之頻率，頻率可更適合於定位及量測沈積物之厚度。診斷超音波脈衝亦可由與清洗超音波探針同心之一較小探針發射且依所要診斷頻率操作。該較小診斷探針可放置於與清洗超音波探針同心之一切口內部。 圖6繪示用於清洗一系統之設備之一方法600之一實施例之一流程圖。方法600可用以清洗設備102 (例如，一引擎)同時設備102保持與一系統(諸如一載具(例如，一飛行器))耦合。在602中，將一超音波探針插入設備中同時該設備保持與該設備操作以供電或提供工作之一系統連接。例如，可將探針106插入一引擎中同時該引擎保持與一飛行器之一機翼連接或與另一載具連接。在604中，將一耦合介質輸送至該設備上及/或該設備中。例如，可將一流體噴射於被清洗之設備之一外表面上、可將一流體插入被清洗之設備之一內部腔室中、至少部分地填充一流體之一隔膜可定位於探針與設備之間等等。 在606中，由探針透過耦合介質將超音波脈衝發射至設備以移除沈積物。脈衝之頻率及波長可經控制以自設備之外表面或內表面移除沈積物，如上文所描述。在一實施例中，可發射一或多個脈衝且可檢查脈衝之回波以判定是否存在沈積物、判定沈積物位於何處及/或判定設備之一厚度尺寸。如上文所描述，超音波脈衝之波長可基於厚度尺寸使得探針可自內表面移除沈積物而探針無需位於設備之內部腔室中。 在608中，判定是否已自設備移除沈積物。在一實施例中，清洗系統之一操作員可藉助或不藉助一光學感測器來目視檢驗設備以判定是否已移除一沈積物。超音波探針可視情況朝向一沈積物之位置發射調查超音波脈衝且可檢查脈衝之回波以判定是否已移除該沈積物。在另一實例中，可使用另一類型之感測器。例如，一距離感測器(例如，一渦流非接觸性位移位置感測器)可用以量測至表面之距離。若存在沈積物，則所量測之距離將比不具有沈積物之表面小(歸因於沈積物之存在)。若已移除沈積物，則方法600之流程可朝向610進行。若尚未移除沈積物，則清洗設備以移除沈積物可藉由使方法600之流程返回至606而繼續。在610中，將探針移動至另一位置以清洗設備之一或多個額外區域。方法600之流程可返回至606以清洗該一或多個額外區域。替代地，方法600之流程可在608之後終止。 圖7繪示根據一實施例之一組合超音波探針706之一正視圖。圖8繪示根據一實施例之沿圖7中所展示之線8-8展示之超音波探針706之一橫截面圖。探針706可表示圖1中所展示之探針106之一實施例。探針706包含不同傳感器部分700、702。部分700、702表示不同超音波傳感器或可經單獨激發以發射超音波且單獨接收超音波回波之傳感器之群組。內部分700可比外部分702小(例如，就圖7中所展示之表面積而言)。內部分700可安置於外部分702內部，其中外部分702延伸或包圍內部分700之外周邊或圓周。內部分700可經激發以自探針706之一共同面或表面800發射診斷超音波脈衝且外部分702可經激發以以自探針706之一共同面或表面800發射清洗超音波脈衝。診斷超音波脈衝可具有不同於清洗超音波脈衝之頻率，且可更適合於定位及量測沈積物之厚度。如圖7中所展示，較小部分700繼而放置於與較大部分702同心之一切口或空隙內部。 在一實施例中，一種清洗系統包含一超音波探針、一耦合機構、一掃描機構及一控制器。該超音波探針經結構設計以進入一引擎中而該引擎係與一載具耦合或安置於一載具內之一或多者。該超音波探針亦經結構設計以發射一超音波脈衝。該耦合機構經結構設計以在該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間提供一超音波耦合介質。該超音波探針經結構設計依手動、自動或組合手動掃描及自動掃描兩者之一方式掃描以覆蓋待清洗之沈積物之區域。該控制器經結構設計以驅動該超音波探針透過該耦合介質將該超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面。該超音波探針經結構設計以輸送該超音波脈衝以自該引擎之該一或多個組件移除沈積物而該引擎係與該載具耦合或安置於該載具內之一或多者。 在一態樣中，該超音波探針經結構設計以進入至飛行器之機翼耦合之引擎中。 在一態樣中，該耦合機構經結構設計以在該超音波探針與該引擎之一或多個葉片、噴嘴、燃燒器內襯或壓縮器葉片之間提供該耦合介質。 在一態樣中，該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面。該超音波探針可為經結構設計以將該超音波脈衝朝向該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦之一聚焦超音波探針。 在一態樣中，該耦合機構包含經結構設計以將該耦合介質供應至該引擎之該一或多個組件上之一噴嘴。 在一態樣中，該耦合機構包含一隔膜，其至少部分地填充該超音波耦合介質且經結構設計以將該引擎之該一或多個組件接合於該超音波探針與該一或多個組件之間。 在一態樣中，該超音波探針經結構設計以將該超音波脈衝朝向該引擎之該一或多個組件之該表面聚焦以移除該等沈積物同時防止該引擎之該一或多個組件上之一熱阻障塗層之移除。 在一態樣中，該超音波探針經結構設計以相對於該引擎之該一或多個組件移動以自該一或多個組件之不同區域移除該等沈積物。 在一態樣中，該系統亦包含一光學感測器，其經結構設計以在由該超音波探針移除該等沈積物期間產生表示該引擎之該一或多個組件之光學資料。 在一態樣中，該引擎之該一或多個組件之該表面係一內表面且該一或多個組件包含一相對外表面。該耦合機構可經結構設計以將該耦合介質自該超音波探針提供至該外表面且該控制器經結構設計以引導該超音波探針將該超音波脈衝聚焦於該引擎之該一或多個組件之該外表面上以自該外表面移除該等沈積物。 在一態樣中，該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面且該一或多個組件包含一相對內表面。該耦合機構可經結構設計以將該耦合介質自該超音波探針提供至該外表面且該控制器經結構設計以引導該超音波探針透過該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦該超音波脈衝且將該超音波脈衝聚焦於該內表面上以自該內表面移除該等沈積物。 在一態樣中，該一或多個組件包含至少部分地由該內表面定界之一內部腔穴。該耦合機構亦可經結構設計以至少部分地使用該超音波耦合介質或一不同流體來填充該內部腔穴。 在一態樣中，該超音波探針經結構設計以朝向該內部腔穴引導該超音波脈衝及在該內部腔穴周圍產生用於自該內表面移除該等沈積物之聲波效應(例如，空化)。 在一態樣中，該控制器經結構設計以基於該內表面與該外表面之間的該一或多個組件之一厚度而改變由該超音波探針輸送之該超音波脈衝之一頻率。 在一態樣中，該控制器經結構設計以改變由該超音波探針輸送之該超音波脈衝之該頻率使得該內表面與該外表面之間的該一或多個組件之該厚度係該超音波脈衝中之一超音波半個波長之一奇數整數倍。 在一態樣中，該控制器經結構設計以引導該超音波探針朝向該引擎之該一或多個組件發射一調查脈衝且該超音波探針經結構設計以感測該引擎之該一或多個組件之該調查脈衝之一或多個回波。 在一態樣中，該控制器經結構設計以基於該一或多個回波而判定該一或多個組件之一厚度或判定該一或多個組件上之該等沈積物之存在或缺失之一或多者。 在一態樣中，該控制器經結構設計以基於該一或多個回波而判定該超音波脈衝之一頻率。 在另一實施例中，一種方法(例如，用於清洗一系統之設備)包含：將一超音波探針插入一引擎中而該引擎係與一載具耦合或安置於一載具內之一或多者；輸送一超音波耦合介質於該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間；及自該超音波探針發射一超音波脈衝且透過該耦合介質將該超音波脈衝發射至該引擎之該一或多個組件之一表面。該超音波脈衝自該引擎之該一或多個組件移除沈積物而該引擎係與該載具耦合或安置於該載具內之一或多者。 在一態樣中，該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面且發射該超音波脈衝包含朝向該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦該超音波脈衝。 在一態樣中，輸送該超音波耦合介質包含將該耦合介質噴射於該引擎之該一或多個組件上。 在一態樣中，輸送該超音波耦合介質包含使該引擎之該一或多個組件之該表面與至少部分地填充該超音波耦合介質之一隔膜接合。 在一態樣中，發射該超音波脈衝自該引擎之該一或多個組件之該表面移除該等沈積物同時防止該引擎之該一或多個組件上之一熱阻障塗層之移除。 在一態樣中，該方法亦包含使該超音波探針相對於該引擎之該一或多個組件移動以自該一或多個組件之不同區域移除該等沈積物。 在一態樣中，該方法亦包含在由該超音波探針移除該等沈積物期間自一光學感測器獲得表示該引擎之該一或多個組件之光學資料。 在一態樣中，該引擎之該一或多個組件之該表面係一內表面且該一或多個組件包含一相對外表面。可將該耦合介質輸送至該外表面上且朝向該引擎之該一或多個組件之該外表面發射該超音波脈衝以自該外表面移除該等沈積物。 在一態樣中，該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面且該一或多個組件包含一相對內表面。可將該耦合介質輸送至該外表面上。發射該超音波脈衝可包含透過該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦該超音波脈衝且將該超音波脈衝聚焦於該內表面上以自該內表面移除該等沈積物。 在一態樣中，該一或多個組件包含至少部分地由該內表面定界之一內部腔穴。該方法亦可包含至少部分地使用該超音波耦合介質或一不同流體來填充該內部腔穴。 在一態樣中，發射該超音波脈衝包含朝向該內部腔穴引導該超音波脈衝及在該內部腔穴周圍產生用於自該內表面移除該等沈積物之聲波效應(例如，空化)。 在一態樣中，該方法亦包含基於該內表面與該外表面之間的該一或多個組件之一厚度而改變由該超音波探針輸送之該超音波脈衝之一頻率。 在一態樣中，該方法亦包含改變由該超音波探針輸送之該超音波脈衝之該頻率使得該內表面與該外表面之間的該一或多個組件之該厚度係該超音波脈衝中之一超音波半個波長之一奇數整數倍。 在一態樣中，該方法亦包含使用該超音波探針朝向該引擎之該一或多個組件發射一調查脈衝及感測該引擎之該一或多個組件之該調查脈衝之一或多個回波。 在一態樣中，該方法包含基於該一或多個回波而判定該一或多個組件之一厚度或判定該一或多個組件上之該等沈積物之存在或缺失之一或多者。 在一態樣中，該方法亦包含基於該一或多個回波而判定該超音波脈衝之一頻率。 在另一實施例中，一種系統(例如，一清洗系統)包含一超音波探針及一控制器。該超音波探針經結構設計以進入設備中而該引擎與一載具系統耦合或安置於一載具系統內。該超音波探針亦經結構設計以發射一超音波脈衝。該控制器經結構設計以驅動該超音波探針將該超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面。該超音波探針亦經結構設計以輸送該超音波脈衝以自該引擎之該一或多個組件移除沈積物而該引擎係與該載具耦合或安置於該載具內之一或多者。 在一態樣中，該系統亦包含經結構設計以在該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間提供一超音波耦合介質之一耦合機構。 在一態樣中，該超音波探針經結構設計以朝向該引擎之該一或多個組件之該表面聚焦該超音波脈衝以移除該等沈積物同時防止該引擎之該一或多個組件上之一熱阻障塗層之移除。 在一態樣中，該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面且該一或多個組件包含一相對內表面。該控制器經結構設計以引導該超音波探針以透過該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦該超音波脈衝且將該超音波脈衝聚焦於該內表面上以自該內表面移除該等沈積物。 應瞭解上述描述意欲具繪示性而非限制性。例如，上述實施例(及/或上述實施例之態樣)可彼此組合使用。此外，可在不會背離本發明標的之範疇之情況下實行諸多修改以使一特定情況或材料適應於本發明標的之教示。雖然本文所描述之材料之尺寸及類型意欲界定本發明標的之參數，但材料之尺寸及類型未具限制性且係例示性實施例。熟習一般技術者在審查以上描述之後當明白諸多其他實施例。因此，本發明標的之範疇應參考隨附申請專利範圍連同此申請專利範圍所享有之等效例之全範疇而判定。在隨附申請專利範圍中，術語「包含」及「其中」用作為各自術語「包括」及「其中」之通俗英語等效物。再者，在以下申請專利範圍中，術語「第一」、「第二」及「第三」等等僅用作為標籤，且不意欲對申請專利範圍之目的施加數值要求。此外，以下申請專利範圍之限制不以「方法加功能」格式書寫且不意欲基於 35 U.S.C. § 112(f)來解釋，除非且直至此申請專利範圍限制明確使用片語「...之方法」隨後接著没有進一步結構之功能之一語句。 此書面描述使用實例來揭示本發明標的之若干實施例且亦使一熟習一般技術者能夠實踐本發明標的之實施例，包含製造及使用任何裝置或系統且執行任何併入方法。本發明標的之專利範疇可包含熟習一般技術者想起之其他實例。若此等其他實例具有不同於申請專利範圍之字面語言之結構元件，或若此等其他實例包含具有與申請專利範圍之字面語言之非實質差異之等效結構元件，則此等其他實例意欲落入申請專利範圍之範疇內。 連同附圖一起閱讀時將更佳地理解本發明標的之某些實施例之前述描述。就圖式繪示各種實施例之功能方塊之圖而言，功能方塊不必要指示硬體電路之間的劃分。因此，例如，功能方塊之一或多者(例如，處理器或記憶體)可在一單件式硬體(例如，一通用信號處理器、微控制器、隨機存取記憶體、硬碟及其類似者)中實施。類似地，程式可為分立程式、可合併為一作業系統中之子常式、可為一安裝軟體包裝中之功能及其類似者。各種實施例不受限於圖式中所展示之配置及工具。 如本文所使用，以單數列舉且具有單詞「一」之一元件或步驟應被理解為不排除該元件或步驟之複數，除非此除外項目被明確說明。另外，參考本發明標的之「一實施例」不意欲被解釋為排除亦併入所列舉之特徵之額外實施例之存在。再者，除非明確相反說明，否則「包括」、「包含」或「具有」具有一特定性質之一元件或複數個元件之實施例可包含不具有該性質之此等額外元件。 由於可在不會背離本文所涉及之本發明標的之精神及範疇之情況下在上述系統及方法中實行某些改變，所以意欲以上所述或附圖中所展示之所有標的應僅解釋為繪示本文之發明概念之實例且不應被視為限制本發明標的。 如本文所使用，「經結構設計以」執行一任務或操作之一結構、限制或元件依對應於該任務或操作之一方式以特定結構形成、構造、程式化或調適。為簡潔及避免疑問起見，僅能夠經修改以執行該任務或操作之一目的不「經結構設計以」執行如本文所使用之任務或操作。相反，使用「經結構設計以」(如本文所使用)表示結構適應或特性、依不同於未經程式化以執行任務或操作之一「現有」結構或元件之一方式程式化用以執行對應任務或操作之結構或元件及/或表示被描述為「經結構設計以」執行任務或操作之任何結構、限制或元件之結構要求。
8-8‧‧‧線
100‧‧‧超音波設備清洗系統
102‧‧‧清洗設備
104‧‧‧渦輪機系統
106‧‧‧探針
108‧‧‧耦合機構
110‧‧‧耦合介質
112‧‧‧長形連接器
114‧‧‧光學感測器
116‧‧‧電源
118‧‧‧控制器
120‧‧‧記憶體
122‧‧‧輸入裝置
124‧‧‧輸出裝置
126‧‧‧外表面
128‧‧‧源
130‧‧‧噴嘴
132‧‧‧掃描機構
200‧‧‧組件
202‧‧‧沈積物
300‧‧‧遠端/尖端
302‧‧‧外部金屬層/表面
304‧‧‧熱阻障塗層(TBC)
400‧‧‧耦合機構
500‧‧‧組件
502‧‧‧外表面
504‧‧‧內表面
506‧‧‧內部腔穴/內部腔室
508‧‧‧厚度尺寸
600‧‧‧方法
700‧‧‧傳感器部分/內部分/較小部分
702‧‧‧傳感器部分/外部分/較大部分
706‧‧‧組合超音波探針
800‧‧‧表面
參考附圖，其中本發明之特定實施例及進一步優點繪示為如在下文之「實施方式」中更詳細描述，其中： 圖1繪示一設備清洗系統之一實施例； 圖2繪示圖1中所展示之設備之一組件之一實例； 圖3繪示根據一實例之在自設備之一外表面移除沈積物期間之圖1中所展示之清洗系統之一探針； 圖4繪示一耦合機構之另一實施例； 圖5繪示根據一實施例之圖1中所展示之設備之另一組件之一橫截面圖； 圖6繪示用於清洗一系統之設備之一方法之一實施例之一流程圖； 圖7繪示根據一實施例之一組合超音波探針之一正視圖；及 圖8繪示根據一實施例之沿圖7中所展示之線8-8展示之超音波探針之一橫截面圖。
100‧‧‧超音波設備清洗系統
102‧‧‧清洗設備
104‧‧‧渦輪機系統
106‧‧‧探針
108‧‧‧耦合機構
110‧‧‧耦合介質
112‧‧‧長形連接器
114‧‧‧光學感測器
116‧‧‧電源
118‧‧‧控制器
120‧‧‧記憶體
122‧‧‧輸入裝置
124‧‧‧輸出裝置
128‧‧‧源
130‧‧‧噴嘴
132‧‧‧掃描機構

Claims (21)

  1. 一種系統，其包括： 一超音波探針，其經結構設計以進入一引擎中且發射一超音波脈衝； 一耦合機構，其經結構設計以在該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間提供一超音波耦合介質；及 一控制器，其經結構設計以驅動該超音波探針透過該耦合介質將該超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面，其中該超音波探針經結構設計以輸送該超音波脈衝以自該引擎之該一或多個組件移除沈積物。
  2. 如請求項1之系統，其中該耦合機構經結構設計以在該超音波探針與該引擎之一或多個葉片、噴嘴、燃燒器內襯或壓縮器葉片之間提供該耦合介質。
  3. 如請求項1之系統，其中該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面，且該超音波探針係經結構設計以將該超音波脈衝朝向該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦之一聚焦超音波探針。
  4. 如請求項1之系統，其中該耦合機構包含一隔膜，其至少部分地填充該超音波耦合介質且經結構設計以將該引擎之該一或多個組件接合於該超音波探針與該一或多個組件之間。
  5. 如請求項1之系統，其中該超音波探針經結構設計以將該超音波脈衝朝向該引擎之該一或多個組件之該表面聚焦以移除該等沈積物同時防止該引擎之該一或多個組件上之一熱阻障塗層之移除。
  6. 如請求項1之系統，其進一步包括一光學感測器，該光學感測器經結構設計以在由該超音波探針移除該等沈積物期間產生表示該引擎之該一或多個組件之光學資料。
  7. 如請求項1之系統，其中該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面且該一或多個組件包含一相對內表面，且其中該耦合機構經結構設計以將該耦合介質自該超音波探針提供至該外表面且該控制器經結構設計以引導該超音波探針透過該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦該超音波脈衝且將該超音波脈衝聚焦於該內表面上以自該內表面移除該等沈積物。
  8. 如請求項1之系統，其中該耦合介質包含鎵銦合金。
  9. 一種方法，其包括： 將一超音波探針插入一引擎中； 於該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間輸送一超音波耦合介質；及 自該超音波探針發射一超音波脈衝且透過該耦合介質將該超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面，其中該超音波脈衝自該引擎之該一或多個組件移除沈積物。
  10. 如請求項9之方法，其中輸送該超音波耦合介質包含將該耦合介質噴射於該引擎之該一或多個組件上。
  11. 如請求項9之方法，其中輸送該超音波耦合介質包含使該引擎之該一或多個組件之該表面與至少部分地填充該超音波耦合介質之一隔膜接合。
  12. 如請求項9之方法，其中發射該超音波脈衝自該引擎之該一或多個組件之該表面移除該等沈積物同時防止該引擎之該一或多個組件上之一熱阻障塗層之移除。
  13. 如請求項9之方法，其進一步包括在由該超音波探針移除該等沈積物期間自一光學感測器獲得表示該引擎之該一或多個組件之光學資料。
  14. 如請求項9之方法，其中該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面且該一或多個組件包含一相對內表面，且其中將該耦合介質輸送至該外表面上，且其中發射該超音波脈衝包含透過該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦該超音波脈衝且將該超音波脈衝聚焦於該內表面上以自該內表面移除該等沈積物。
  15. 如請求項14之方法，其中該一或多個組件包含至少部分地由該內表面定界之一內部腔穴，且進一步包括至少部分地使用該超音波耦合介質或一不同流體來填充該內部腔穴。
  16. 如請求項15之方法，其中發射該超音波脈衝包含朝向該內部腔穴引導該超音波脈衝及在該內部腔穴周圍產生用於自該內表面移除該等沈積物之聲波效應。
  17. 如請求項9之方法，其進一步包括基於該內表面與該外表面之間的該一或多個組件之一厚度而改變由該超音波探針輸送之該超音波脈衝之一頻率。
  18. 一種系統，其包括： 一超音波探針，其經結構設計以進入設備中且發射一超音波脈衝；及 一控制器，其經結構設計以驅動該超音波探針將該超音波脈衝輸送至該引擎之該一或多個組件之一表面，其中該超音波探針經結構設計以輸送該超音波脈衝以自該引擎之該一或多個組件移除沈積物。
  19. 如請求項18之系統，其進一步包括經結構設計以在該超音波探針與該引擎之一或多個組件之間提供一超音波耦合介質之一耦合機構。
  20. 如請求項18之系統，其中該超音波探針經結構設計以朝向該引擎之該一或多個組件之該表面聚焦該超音波脈衝以移除該等沈積物同時防止該引擎之該一或多個組件上之一熱阻障塗層之移除。
  21. 如請求項18之系統，其中該引擎之該一或多個組件之該表面係一外表面且該一或多個組件包含一相對內表面，且其中該控制器經結構設計以引導該超音波探針以透過該引擎之該一或多個組件之該外表面聚焦該超音波脈衝且將該超音波脈衝聚焦於該內表面上以自該內表面移除該等沈積物。
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