内通道阻塞的热像检测的制作方法
【专利摘要】一种对界定至少一条内通道（110、120）的组件（100）进行热检查的方法。所述方法包括在由所述至少一条内通道在所述组件的表面（102）界定的至少一个出口孔（122）接收热图像（712）的连续序列。所述方法还包括传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道，基于所接收的热图像，根据时间接收温度响应信号（1000、1000a、1000b、1000c），确定所述温度响应信号的一阶导数（1001、1001a、1001b、1005），以及基于所述温度响应信号的一阶导数确定所述至少一条内通道的阻塞级别。
【专利说明】内通道阻塞的热像检测
【技术领域】
[0001]本公开涉及物体内通道阻塞的热像检测。
【背景技术】
[0002]为了改进燃气轮机的热力学效率，发动机的高压涡轮节可以在其可能的最高温度运转。不过，涡轮的运转温度上升了，涡轮桨叶组件比如轮叶和叶片上的热应力也上升。这些应力可能导致组件寿命缩短以及运转期间的潜在故障。现代航空器涡轮发动机以及发电用地基涡轮已经以设计、材料和制造技术的显著进步，致力于更高的运转温度和保护和维护涡轮桨叶这些看起来相背离的需求。
[0003]现代涡轮桨叶一般以超耐热合金构造，与常规金属和合金相比，它们提供高温下优越的机械强度、抵抗蠕变、氧化和腐蚀以及长疲劳寿命。通过允许冷却流体(典型情况下是空气)穿过桨叶循环的内冷却通道的网络，能够进一步增强高温性能。桨叶表面上的排气管道和孔把空气从内通道排出。这些孔可以设计为沿着桨叶的外表面引导冷却流体膜以进一步增强冷却。
[0004]各种使用红外热像的方法能够用于检测组件的孔中的阻塞，比如桨叶的冷却孔。一般来说，这些方法典型情况下包括泵压流体(或者热的、冷的或者冷热交替的)穿过组件然后观察组件表面的最终红外图像以判断流体是否正常地从组件的全部孔排出。在某些情况下，选择在红外光谱中可见的气体。在其他方法中，以若干传感器密切监视气体的输入和排气压力，这些压力之间的关系中的偏离被视为阻塞的指示。这些方法在检测完全阻塞或接近完全阻塞时一般是成功的，但是它们往往不能检测部分阻塞。
【发明内容】
[0005]为了在机载和地基涡轮中存在的高温环境中运转，诸如轮叶和叶片的组件典型情况下由流体(如空气或蒸汽)冷却，它流经内通道阵列并通过所述组件表面的排气小孔排出。涡轮运转期间或者通道或孔的阻塞导致局部温度上升，这会引起所述组件的危急故障。本公开提供若干方法，用于检测被分析物体比如桨叶(如涡轮轮叶或叶片)的这些阻塞和其他瑕疵、缺陷和/或特征。
[0006]目前，检测这些阻塞的方法原始而耗时。例如，常见的检查方法要求检查人员以金属丝手工地探询每个孔。另一种方法包括泵压流体穿过所述组件，以及定性地观察从每个孔流出的涌动。这些方法不精确，并且往往不能检测部分阻塞。
[0007]本公开的一方面提供对界定至少一条内通道的组件进行热检查的方法。所述方法包括在由所述至少一条内通道在所述组件的表面界定的至少一个出口孔处接收热图像的连续序列。所述方法还包括传递加压的气流脉冲(如室温空气)进入所述至少一条内通道，基于所接收的热图像，根据时间接收温度响应信号，确定所述温度响应信号的一阶导数，以及基于所述温度响应信号的一阶导数确定所述至少一条内通道的阻塞级别。
[0008]本公开的实施可以包括一个或多个以下特征。尽管所述方法包括传递空气脉冲，但是实行所述方法的方式也能够为向所述组件连续地传递空气流并且调整所述空气流传递，比如由使用阶跃函数或其他脉冲效应。在某些实施中，所述方法包括以至少150Hz的帧速率捕获所述热图像。所述方法可以包括将所测试组件的温度响应信号的一阶导数与未阻塞的至少一条内通道所对应的参考组件的温度响应信号的一阶导数进行比较。在某些实例中，所述方法包括评估所接收的热图像的像素时间历史以识别气流运动时间段和气流切断时间段。所述温度响应信号的一阶导数的峰值可以被识别以确定所述运动时间段和所述切断时间段。所述方法可以包括将具有时间上正导数峰值后紧跟着负导数峰值的图像像素识别为对应于所述运动时间段。不仅如此，所述方法可以包括将具有时间上负导数峰值后紧跟着正导数峰值的图像像素识别为对应于所述切断时间段。
[0009]在某些实施中，所述方法包括识别具有时间上正导数峰值后紧跟着负导数峰值的图像像素，其中两个导数峰值都具有大于第一阈值峰值的振幅。所述方法也可以包括识别具有时间上负导数峰值后紧跟着正导数峰值的图像像素，其中两个导数峰值都具有大于第二阈值峰值的振幅。所述第一和第二阈值峰值能够相等。在某些实例中，所述方法包括识别其中对于所述运动和切断时间段，所识别的正导数峰值与负导数峰值之间的差大于第三阈值的图像像素。为了确定所述测试组件返回到平衡状态，所述方法可以包括识别具有温度响应信号的一阶导数的图像像素，该温度响应信号的一阶导数在图像捕获帧的阈值数内返回零的平衡范围内。
[0010]在某些实施中，所述方法包括使未阻塞的阻塞级别与被评估为具有以下性质的图像像素相关联:1)时间上正导数峰值后紧跟着负导数峰值，其中两个导数峰值都具有大于第一阈值峰值的振幅，2)时间上负导数峰值后紧跟着正导数峰值，其中两个导数峰值都具有大于第二阈值峰值的振幅，以及3)对于所述运动和切断时间段，所识别的正导数峰值与负导数峰值之间的差大于第三阈值。所述第一和第二阈值峰值能够相等或不同。不仅如此，确定所述阈值峰值的方式还可以为评估统计上大量的已经由其他方法确定为阻塞的或未阻塞的组件(如桨叶)。
[0011]所测试组件对应的图像能够以电子方式显示。所述图像的像素可以指明通道阻塞的级别(如根据导数振幅)。所述图像可以是所测试组件的热图像。
[0012]所述方法可以包括传递分开的离散加压气流脉冲的序列进入所述至少一条内通道。可以忽略所述空气脉冲序列的第一个空气脉冲对应的所述温度响应信号的部分(如因为所述组件在接收所述第一个空气脉冲后可能移动到变为坐落在测试夹具中)。
[0013]本公开的另一方面提供对界定至少一条内通道的组件进行热检查的方法。所述方法包括在由所述至少一条内通道在所述组件的表面界定的至少一个出口孔处接收热图像的连续序列以及传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道。所述出口孔被安排或构造为排出空气膜跨越所述组件的表面以增强所述表面的对流冷却。所述方法进一步包括基于至少一幅热图像确定所述空气膜的形状，以及比较所确定的空气膜形状与参考形状以判断所述出口孔是否满足规格(如维度、性能等)。在某些实施中，所述方法包括对于所接收的热图像的每个对应像素根据时间接收温度响应信号，以及基于所述温度响应信号确定所述空气膜的形状。
[0014]在又一方面，对界定至少一条内通道的组件进行热检查的方法包括接收所述组件表面的红外图像的连续序列，传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道，以及可选地停止所述气流脉冲的传递。所述方法还包括基于所接收的热图像，根据时间接收温度响应信号，接收所述组件的热扩散率，对所接收的温度响应信号拟合数学表达式，以及确定所述组件的壁厚度。
[0015]在某些实施中，所述数学表达式包括透过受热板的一维扩散的表达式，以板厚度作为自由参数。所述方法可以包括对所述温度响应信号单调上升部分拟合数学表达式。所述热图像可以以至少150Hz的帧速率捕获。
[0016]所述方法可以包括对于所接收的热图像的每个对应像素确定温度响应信号。不仅如此，所述方法还可以包括识别所述至少一条内通道在所述热图像上的位置以及确定所述至少一条内通道与所述组件表面之间的壁厚度。
[0017]本公开的另一方面提供对界定至少一条内通道的组件进行热检查的又一种方法。所述方法包括接收所述组件表面的红外图像的连续序列，传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道，以及可选地停止所述气流脉冲的传递。所述方法还包括基于所接收的热图像，根据时间接收温度响应信号，以及对在所述空气脉冲传递运动时开始和在所述温度响应信号达到最高温度时结束的时间间隔出现的所述温度响应信号的单调上升部分执行热像信号重建。所述方法包括将至少一个重建的温度响应信号的一阶导数与重建的参考温度响应信号的一阶导数进行比较以判断所述组件是否满足规格。所述方法也可以或作为替代包括将所述重建的温度响应信号的二阶导数与重建的参考温度响应信号的二阶导数进行比较以判断所述组件是否满足规格。
[0018]在某些实施中，所述热像信号重建包括从所述温度响应信号减去预激信号部分，平滑所述温度响应信号，缩放平滑后温度响应信号，在确定所述温度响应信号所用的原始数据点之间插值，对所插值后的数据拟合低阶多项式，以及执行所述数据的逆缩放以提供重建的数据集。所述方法可以包括确定所述重建的温度响应信号的一阶导数。在某些实例中，所述方法包括识别所述至少一条内通道在所述至少一个红外图像上的位置以及将在与所述至少一条内通道的所识别的位置一致的一个或多个点处的重建的温度响应信号的所述一阶导数与重建的参考温度响应信号的一阶导数进行比较以判断所述组件是否满足规格。在附加的实例中，所述方法包括识别所述至少一条内通道在所述至少一个红外图像上的位置以及将在与所述至少一条内通道的所识别的位置一致的一个或多个点处的重建的温度响应信号的二阶导数与重建的参考温度响应信号的二阶导数进行比较以判断所述组件是否满足规格。
[0019]在另一方面，对界定至少一条内通道的组件进行热检查的方法包括接收所述组件表面的红外图像的连续序列，传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道，以及基于所接收的热图像，根据时间接收温度响应信号。所述方法还包括识别在所述空气脉冲传递运动时开始和在所述温度响应信号达到最高温度时结束的时间间隔出现的所述温度响应信号的单调上升部分以及识别在所述空气脉冲传递运动停止时开始和在所述温度响应信号达到最低温度时结束的时间间隔出现的所述温度响应信号的单调下降部分。
[0020]在某些实施中，所述方法包括对所述温度响应信号的识别的单调部分中的至少一个拟合数学表达式以及/或者包括将所述温度响应信号与确认的组件对应的参考信号进行比较。
[0021]在又一方面，热像测试系统包括压缩空气源，被配置为与具有至少一条内通道的组件相通地接收流体；红外摄像头，被布置为捕获所接收的组件的图像；以及与所述红外摄像头通信的计算设备。所述计算设备在由所述至少一条内通道在所述组件的表面界定的至少一个出口孔处接收热图像的连续序列。所述计算设备也使所述空气源传递加压的气流脉冲进入所述组件的所述至少一条内通道以及可选地停止所述气流脉冲的传递。所述计算设备基于所接收的热图像根据时间确定温度响应信号、所述温度响应信号的一阶导数以及基于所述温度响应信号的一阶导数的所述至少一条内通道的阻塞级别。
[0022]在某些实施中，所述红外摄像头以至少150 Hz的帧速率操作。所述计算设备将所测试组件的温度响应信号的一阶导数与未阻塞的至少一条内通道所对应的参考组件的温度响应信号的一阶导数进行比较。在某些实例中，所述计算设备评估所接收的热图像的像素时间历史以识别气流运动时间段和气流切断时间段。所述计算设备可以识别所述温度响应信号的一阶导数的峰值以确定所述运动时间段和所述切断时间段。例如，所述计算设备能够将具有时间上正导数峰值后紧跟着负导数峰值的图像像素识别为对应于所述运动时间段。不仅如此，所述计算设备可以将具有时间上负导数峰值后紧跟着正导数峰值的图像像素识别为对应于所述切断时间段。
[0023]在某些实施中，所述计算设备识别具有时间上正导数峰值后紧跟着负导数峰值的图像像素，其中两个导数峰值都具有大于第一阈值峰值的振幅。所述计算设备也可以识别具有时间上负导数峰值后紧跟着正导数峰值的图像像素，其中两个导数峰值都具有大于第二阈值峰值的振幅。所述第一和第二阈值峰值能够相等。在某些实例中，所述计算设备识别其中对于所述运动和切断时间段，所识别的正导数峰值与负导数峰值之间的差大于第三阈值的图像像素。所述计算设备可以识别具有温度响应信号的一阶导数的图像像素，该温度响应信号的一阶导数在图像捕获帧的阈值数内返回零的平衡范围内。
[0024]所述计算设备可以使未阻塞的阻塞级别与被评估为具有以下性质的图像像素相关联:1)时间上正导数峰值后紧跟着负导数峰值，其中两个导数峰值都具有大于第一阈值峰值的振幅，2)时间上负导数峰值后紧跟着正导数峰值，其中两个导数峰值都具有大于第二阈值峰值的振幅，以及3)对于所述运动和切断时间段，所识别的正导数峰值与负导数峰值之间的差大于第三阈值。所述计算设备可以以电子方式显示所测试组件对应的图像(如在与所述计算设备通信的监视器或显示器上)。所述图像的像素能够指明通道阻塞的级别(如通过颜色编码等)。不仅如此，所述图像还能够是所测试组件的热图像。
[0025]本公开的一个或多个实施的细节在以下的附图和说明中阐述。按照说明和附图以及按照权利要求书，其他方面、特征和优点将显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是涡轮桨叶制造过程的示意图；
[0027]图2和图3是涡轮桨叶制造过程的质量保证测试步骤的示意图；
[0028]图4是示范涡轮桨叶的通道阻塞检测的大头针/金属丝测试的示意图；
[0029]图5是示范涡轮桨叶的通道阻塞检测的水测试的示意图；
[0030]图6是示范涡轮桨叶壁的剖面图；
[0031]图7是热像检测系统的示意图，用于检测物体的特征和/或阻塞的内通道；
[0032]图8A和图8B提供以热像方式测试物体时示范操作方案；[0033]图9A是示范涡轮桨叶与其周围环境平衡时的示意图；
[0034]图9B是图9A所示涡轮桨叶开始接收加压气流时的示意图；
[0035]图9C是由于涡轮桨叶内通道中的先前静态空气的迅速压缩使涡轮桨叶经历内加热的不意图；
[0036]图9D是图9C所示涡轮桨叶内的压缩空气穿过由桨叶界定的出口通道漏出的示意图；
[0037]图9E是停止传递压缩空气后，图9D所示涡轮桨叶中的空气膨胀的示意图；
[0038]图1OA和图1OB是未阻塞通道或孔的示范温度响应信号的图形；
[0039]图1OC是未阻塞孔和阻塞孔的示范温度响应信号的图形；
[0040]图1OD是具有标记的已识别阻塞孔的示范涡轮桨叶图像的侧视图；
[0041]图11是示范涡轮桨叶的剖面图，展示了流出不同类型孔的气流路径；
[0042]图12是示范涡轮桨叶的剖面图，展示了不同的摄像头角度如何能够得到桨叶内表面的热图像；
[0043]图13是示范涡轮桨叶的剖面图，经历着从热的内部空气穿过桨叶壁的热传导；
[0044]图14是具有外表面膜的示范涡轮桨叶的剖面图，由于热空气通过带角度的出口通道离开而经历了膜加热；
[0045]图15A是剖面图，展示了穿过示范涡轮桨叶的不同的热传递路径；
[0046]图15B是图15A所示热传递路径所对应的温度响应信号的图形；
[0047]图16A是示意图，展示了桨叶外表面上从桨叶孔的示范薄膜加热路径；
[0048]图16B是示范涡轮桨叶的剖面图，展示了图15A所示薄膜加热路径所对应的从桨叶孔的气流出口路径；
[0049]图17A是对于进入涡轮桨叶中的多个顺序空气脉冲，热像测试系统的示范温度响应信号的图形；
[0050]图17B是图17A所示温度响应信号的一阶导数图形；
[0051]图18A是具有阻塞孔、未阻塞孔和固体表面的涡轮桨叶以热像方式测试的示范温度响应信号的图形；
[0052]图18B是图18A所不温度响应信号一部分的图形,展不了未阻塞孔的温度响应信号的单调上升信号部分；
[0053]图19提供示范操作方案，用于确定具有内通道物体的局部壁厚度；
[0054]图20提供热像信号重建(TSR)的示范操作方案；
[0055]图21A和图21B是热衰减图，展示了线性域(图21A)和对数域(图21B)中成像样本的温度-时间衰减特征；
[0056]图22A是控制样本正视图的图像(形成自重建数据)，其中控制样本包含多个底部平坦的孔，从样本背面以多个深度钻孔；
[0057]图22B是控制样本正视图的图像(形成自原始数据，即尚未使用本发明的重建技术调整的数据);
[0058]图22C和图22D是分别采用形成图22A中图像所用的重建数据的一阶和二阶导数所创建的图像；
[0059]图23提供检测物体内通道碎片的组合示意图形，使用了应用到物体热图像的路径段；
[0060]图24提供检测物体的内通道碎片的示范操作方案；
[0061 ] 多幅图中相同附图标记指明相同的要素。
【具体实施方式】
[0062]组件制造可能需要许多步骤，其中某些可以包括质量检查。尽管本公开介绍了多种方法和装置，用于涡轮桨叶制造和检查，但是这些方法和装置也可以被用于其他类型的组件，以及该组件已经在使用中之后的后续检查。
[0063]参考图1至图3，涡轮桨叶100的制造可以包括几个步骤，比如桨叶100的铸造、加工和涂层。铸造工艺可以包括将熔化的超耐热合金注入模腔中，其中具有界定内部冷却通道网的陶瓷芯子。铸造桨叶100后，通过化学浸析工艺能够除去陶瓷芯子。在每个制造步骤或操作都能够执行多项检查。例如，铸造桨叶100后，质量检查可以包括测量桨叶100的构造特征，比如整体尺寸和/或壁厚度，内通道和结构的正确形成和布局，以及检查裂缝或缺陷。加工操作可能需要在桨叶100中形成多个特征，比如冷却管道、通道和/或孔。加工操作之后，能够检查桨叶100的特征尺寸容差以及/或者管道、通道和/或孔的至少部分阻塞。在涂层操作期间，可以对桨叶涂布热障涂层(TBC)以增强性能。涂层操作之后，可以检查桨叶100的涂层附着力(如脱层)、涂层厚度和/或该管道、通道和/或孔的至少部分阻塞。
[0064]影响桨叶操作性能的许多问题可能发生在制造过程期间。例如，在铸造中使用的陶瓷芯子脱落的残余和碎片可能保留到浸析工艺之后，并且在内冷却管道中产生阻塞。不仅如此，陶瓷芯子在铸造工艺期间可能移动位置，使得铸造的桨叶100与规格不一致。其他问题可能包括冷却孔加工不完全，引起孔的完全或部分阻塞，损害了冷却性能。孔可能不正确地定位或以不符说明书的角度钻孔。在激光加工时，穿过桨叶壁的孔的直径可能不一致。不仅如此，加工过程期间产生的碎片可能进入内冷却通道并产生阻塞。涂层工艺可能阻塞冷却孔或产生碎片进入内冷却通道并产生阻塞。
[0065]每项制造操作的检查可以包括不同的检查方法和装备，用于分析桨叶100的多个方面或用于确定多个质量度量。这些检查方法可以包括超声波测试(υτ)、χ射线、中子射线摄影术(N射线)、液体渗透检查、贯通水流、管道镜、大头针/金属丝孔检查、涡流分析以及红外热像。例如，铸造操作后，红外热像、超声波测试和/或X射线测试能够用于判断桨叶100的结构完整性(如特征尺寸、壁厚度等)。加工操作后，红外热像、液体渗透检查、贯通水流、管道镜以及/或者大头针/金属丝孔检查能够用于判断桨叶100是否有任何裂缝或被阻塞通道。图4展示了将金属丝200手工插入到桨叶100的出口通道120，以判断出口通道120是否被阻塞。手工金属丝检查对于大量的出口通道120可能很耗时，受每位操作员主观影响，并且不能检测出内通道复杂路径中的部分阻塞。图5展示了流水进入桨叶100的入口通道110，它与一个或多个出口通道120流体相通。通过每个出口通道120的向外相对流速能够检测出阻塞的冷却通道；不过，该方法可能是主观的并且可能难以检测小阻塞。涂层操作后，红外热像和/或超声波测试(UT)能够用于判断附着质量(如通过识别脱层的任何区域)。不仅如此，涡流测试也可以用于确定桨叶100的涂层厚度。
[0066]图6提供示范桨叶100的一部分剖面图，具有的入口通道110与出口通道120流体相通。在所示的实例中，碎片300可能在通道110、120的壁上积聚，使横断面流动面积失去，并且在某些事例中，整体地阻塞一条或多条通道110、120。碎片300可以从任何数量的来源进入桨叶100，比如加工碎片、涂层材料、流过那里的冷却剂中的外来物、来自铸造工艺的残留芯子等。在每个制造步骤后以及在商业运行中的桨叶维护期间，红外热像可以用于检查桨叶100。
[0067]红外热像检查的方法能够用于检测桨叶冷却孔中的阻塞和内管道中的残留芯子碎片，以及确认桨叶表面上膜冷却的正确运行。膜冷却可以发生在内通道和出口孔未被阻塞并且出口孔朝向排出空气覆盖桨叶表面时。该检查方法不要求测试前大量的桨叶准备，或者检查期间空气温度的调整。不仅如此，该检查方法允许在几秒的阶段中检查整个桨叶100。虽然通过使用已经核实的内通道和出口孔未阻塞的参考桨叶能够增强本检查方法的若干方面，但是使用其他先验信息和/或基于结果数据中的简单指标，本检查方法也能够识别出阻塞。
[0068]参考图7，在某些实施中，用于以热像方式测试具有至少一条内通道的组件705比如涡轮桨叶100的系统700包括红外摄像头710、与红外摄像头710通信的计算设备720(如具有处理器和/或存储器的设备)以及被配置为与该组件相通地接收流体的压缩空气源730。与计算设备720通信的阀740可以控制从压缩空气源730到组件705的气流(如在室温或任何温度)。例如，通过控制阀740，计算设备720能够控制气流传递的压力级别、脉冲持续时间、脉冲序列等。红外摄像头710被布置为监视组件705的至少某部位。在所示的实例中，红外摄像头710被布置为从一个观点观察整个桨叶100作为组件705。可以使用镜子观察组件705的多个面。红外摄像头710提供至少一幅热图像712 (如热图像712的序列)，由像素714组成。计算设备720接收来自红外摄像头710的成像信号，并且可以从每个像素714确定温度响应信号(根据时间的温度)。例如，计算设备720可以具有数字图像捕获或模拟帧抓取的功能，将从红外摄像头710收到的信号或数据转换为能够被计算设备720分析和以数学方式运算的格式。计算设备720不一定需要与摄像头710分离，并且计算设备720中的功能能够被合并到摄像头710自身之中，例如作为板上集成电路。不仅如此，计算设备720可以包括可选的捕获模块，当摄像头710得到多个空间上不同的图像712时用于产生成像样本的完整马赛克图像，尤其在样本大到不能在单一图像帧中安置时。
[0069]图8A和图SB提供以热像方式测试某组件至少一条内通道的示范操作方案800。一般来说，本方法包括在室温或任何其他稳定温度将气体(如空气或其他适合气体)的短暂脉冲传递穿过该组件以检测阻塞的内通道。不同于大多数强加空气方式，本方法可以既不依赖于也不需要有关输入或输出空气温度的任何信息。相反，本方法可以包括当首先引入然后切断气流时，监视该组件的动态温度响应。
[0070]在图9A至图9E所示的实例中，对涡轮桨叶100应用了热像测试操作。计算设备720能够执行或控制一个或多个测试操作。系统700能够检测到紧靠出口通道120的未阻塞孔122中的接近瞬时的加热和冷却温度响应，以自动检测出阻塞和未阻塞孔122。另外参考图7，这些操作包括开始802红外摄像头710的图像捕获。在初始状态下，如图9A所示，桨叶100未从系统700 (如从与阀740交流的空气传递管线750)收到气流，并且桨叶100与其周围环境处于热平衡。红外摄像头710可以收集桨叶100的数字图像712的连续序列。摄像头的操作帧速率可以快得足以采样桨叶100的瞬时上升和下降温度响应。在某些实施中，摄像头以至少150Hz的帧速率操作，并且在某些实例中以大约300Hz操作。虽然更高的速率可接受，但是在低于150Hz的频率结果变得逐渐降级。
[0071]参考图8A和图9B至图9D，这些操作包括传递804强制气流脉冲或加压气流进入桨叶100。空气填充桨叶100的入口通道110和出口通道120。本质上在气流开始进入桨叶100后，桨叶100和传递管线750中的静态空气立即压缩并使桨叶100入口通道110和出口通道120的内表面温度升高，正如图9C展示。压缩加热的持续时间典型情况下相当短暂(如几十毫秒的数量级)，并且由桨叶100和传递管线750中的静态空气体积、通道110、120和出口孔122的尺寸和分布以及进入空气的压力确定。通过改变传递管线750的长度或直径可以调整压缩加热的持续时间。尽管这些操作包括传递空气脉冲，但是执行检查的方式也可以为连续地传递空气流并且调整空气流传递，比如由使用阶跃函数或其他脉冲效应。压缩空气经由出口通道120漏出，正如图9D展示。
[0072]将相对高压的气流突然引入到与其室温的环境平衡的桨叶100中通道110、120的固定体积中，使一开始在通道110、120中存在的静态空气本质上瞬时压缩，因此加热了空气。当加热的空气体经由桨叶100的出口通道120被排出之时，靠近出口通道120的出口孔122的桨叶外表面102能够由于对流接触而受热(图9D)。一旦原始静态空气体已经被排出，它便由相对更冷的压缩空气的稳定流所替换，它以稳定的速率经由出口通道120被排出。作为气体压缩的结果而发生的初始温度上升被平息，原因为在桨叶外表面102产生的热量传导进相关联的桨叶100的桨叶壁104的内部以及随后的稳态气流对流冷却的结合。
[0073]参考图7、8A和9E，这些操作进一步包括停止806将气流传递到桨叶100，然后停止808红外摄像头710的图像捕获。当强制气流本质上被瞬间切断时，桨叶100经历了内部空气压力的突然降低，它引起空气和/或桨叶100的突然温度下降。桨叶100中的空气可以膨胀到传递管线750中，引起桨叶内压的下降。
[0074]再次参考图7，在某些实例中，计算设备720在由至少一条内通道120在桨叶100的表面102界定的至少一个出口孔122接收热图像712的连续序列。计算设备也使空气源730传递加压的气流脉冲进入桨叶100的至少一条内通道110、120，以及停止气流脉冲的传递。计算设备720确定基于收到的热图像712的根据时间的温度响应信号、温度响应信号1000的一阶导数1001以及基于温度响应信号1000的一阶导数1001的至少一条内通道110、120的阻塞级别。
[0075]参考图7和图1OA至图10C，红外摄像头710在空气脉冲的传递之前、期间和之后，可以捕获桨叶100的图像712。空气传递过程对紧靠出口通道孔122的桨叶100的表面温度的净效应是突然的温度升高(如由于原始静态气体的排出)，随之逐渐的温度降低(如由于传导和对流)，然后是突然的温度下降(如由于切断时的降压)。整个过程产生了红外摄像头710可检测到的可预测的温度响应信号1000，正如图1OA至图1OC中的展示，提供根据时间的温度响应信号1000的示范图形。在所有空气传递到桨叶100之前的热像测试的第一周期1002期间，桨叶外表面102上出口通道孔122周围的表面温度处于与其环境平衡的温度。在第二周期1004期间，由于桨叶100内部静态空气的压缩和压缩空气脉冲传递到桨叶100中，紧靠受监视的出口通道孔122的桨叶100的表面温度突然升高。突然的温度升高在温度响应信号1000上具有对应的温度峰值1012。压缩空气然后经由对应的出口通道120被排出。在第三周期1006期间，由于桨叶通道110、120内部空气的初始压缩所产生热的传导和对流，桨叶100经历了逐渐的温度降低。结果，温度响应信号1000的部分1014对应于逐渐的温度下降即负的斜率。在停止了传递空气流进入桨叶100后，由于桨叶100内部空气的降压和膨胀，在第四周期1008期间桨叶100经历了突然的温度下降。突然的温度降低在温度响应信号1000上具有对应的温度急降1016。在第五周期1010期间，桨叶100和桨叶100的内部空气的温度返回到与周围环境平衡。
[0076]参考图7至图10C，测试操作进一步包括根据时间确定810温度响应信号1000的时间导数，并且评估812摄像头710每个像素714的像素时间历史，以识别出突然温度升高和随后的突然降低所对应的正负导数峰值。另外参考图17A和图17B，这些操作可以包括识别正导数峰值1007后紧跟着负导数峰值1009所对应的图像像素714，用于识别强制气流脉冲开始所对应的温度峰值1012，其中两个导数峰值1007、1009都大于阈值峰值A。阈值峰值A能够对于每个测试组件分别地确定也能够使用标准值。这些操作也能够包括识别负导数峰值1009后紧跟着正导数峰值1007所对应的图像像素714，用于识别强制气流脉冲切断所对应的温度急降1016，其中两个导数峰值1007、1009都大于阈值峰值B。这个阈值峰值B可以与用于识别温度峰值1012的阈值峰值A相同或不同。不仅如此，确定阈值峰值A、B的方式还可以为评估统计上大量的已经由其他方法确定为阻塞的或未阻塞的组件(如桨叶100)。在某些实施中，这些操作包括识别若干像素714，其中对于开始和切断，正负导数峰值之间的差大于阈值峰值差异C。
[0077]这些操作可以可选地包括:确定图像像素714的导数信号1001在帧的阈值数内返回至平衡(如在零的平衡阈值范围内)，用于识别温度响应信号的第五周期1010。
[0078]虽然桨叶外表面102上靠近出口通道孔122或靠近给定出口的实际或即使相对温度可能取决于许多因素，包括静态或强制气流温度、桨叶温度、强制气流的压力，但是根据时间的温度响应信号1000的整体图形形状在很大程度上与这些因素无关。在未阻塞出口通道孔122周围中和紧邻的桨叶区域106(图9E)本质上紧接着空气脉冲的传递开始后将显现强烈的正温度峰值1012，以及本质上紧接着空气流的传递停止后的对应负峰值1016，本质上温度逐渐降低的部分1014在其间。相反，与阻塞孔122相关联的温度响应信号IOOOb上的若干相同点将呈现相对更缓进的加热和冷却曲线，正如图1OC所示实例中的展示。
[0079]参考图10D，这些操作可以包括将具有满足像素时间历史评估的温度响应信号1000的已识别图像像素714与未阻塞孔122相关联，并且可选地在来自红外摄像头710的数字图像712上标记对应像素位置。操作员可以观察数字图像712和/或温度响应信号以确定那些出口通道120是开放的，那些通道120被阻塞或部分阻塞。
[0080]再次参考图10C，在某些实施中，确定内通道110、120阻塞级别的方法包括分析热图像712上每个像素714的温度响应信号1000(即从红外摄像头710捕获的热图像712序列的对应像素714的温度-时间历史导出的信号)的形状。在显示的实例中，温度响应信号1000包括具有相对快的上升时间(即在相对短的时段上温度迅速升高)的第一峰值1012。本方法可以包括在采样时段上在空气脉冲开始与对应像素714达到最高温度的时间之间出现的时段期间识别出具有单调上升形状或部分1020以及/或者温度中阈值改变的第一峰值1012。同样，本方法可以包括在采样时段上在空气脉冲切断时间与对应像素714达到最低温度的时间之间出现的时段期间识别出具有单调下降形状或部分1030以及/或者温度中阈值改变的第二峰值1016。本方法也可以包括对温度响应信号1000的已识别单调部分1020、1030中的至少一个拟合多项式，以及/或者将温度响应信号1000与已确认组件所对应的参考信号1000进行比较。
[0081]图11展示了示范桨叶100，具有的壁104界定不同类型的出口孔122。在显示的实例中，桨叶壁104界定直通出口孔122a，其中对应出口通道120的壁124本质上正交(如垂直)于桨叶外表面102。在某些实例中，桨叶壁104界定倾角出口孔122b，其中对应出口通道120的壁124被布置为关于桨叶外表面102成某角度。这种布局使离开的空气在桨叶外表面102上通过，促进了表面冷却。例如，倾角孔122b能够引导桨叶表面102上的空气膜126，经由空气膜126与桨叶表面102之间的对流进行桨叶100的膜冷却。结果，倾角孔122b可以对桨叶100提供比直通孔122a相对更高效的冷却。在更进一步的实例中，桨叶壁104界定复杂的出口孔122c，其中对应出口通道120的壁124被布置为关于桨叶外表面102成不同的角度。复杂孔122c能够被配置为使离开的空气以多个方向在桨叶外表面102上通过，从而沿着多个方向产生空气膜126，覆盖比其他两种类型的孔122a、122b相对更大的表面积。取决于红外摄像头710的位置，系统700能够测量从桨叶表面102、出口通道120的壁124以及其他内通道110、120的壁114、124发出的红外辐射，正如图12所示。
[0082]参考图13，将相对高压的气流突然引入到桨叶100的通道110、120的固定体积中，使在通道110、120中一开始存在的静态空气本质上瞬时压缩，因此加热了空气。加热的气加热了内通道110、120至少某些的壁114、124。内壁114、124可以因此通过桨叶壁104将来自内通道110、120的热量传导至桨叶100的外表面120。热传导的传播时间可以取决于桨叶壁104的厚度和/或成分(如热扩散率)。
[0083]参考图14，在某些实施中，桨叶100的外表面102 (以及/或者其上的热障涂层130)接收了例如从倾角出口孔122b排出的空气膜126。当排出的空气膜126受热时，能够通过对流(或热障涂层130，它将热量传导至桨叶壁104)加热桨叶表面102。例如，在桨叶外表面102上靠近出口孔122、122b的点F处以及气流的路径上，排出的气流能够产生空气膜126跨越桨叶外表面102 (如跨越热障涂层130)，它通过与收到的气流对流加热桨叶外表面102。不仅如此，通过桨叶壁104的热传导能够进一步加热桨叶外表面102。
[0084]参考图15A和图15B，由于受热的内部空气，桨叶100可以经历不同的表面加热模式或路径。在显示的实例中，桨叶100能够经历经由桨叶壁104的传导加热、通过传导的内核加热、由出口孔122出来并覆盖热障涂层130的收到气流对流的膜加热，以及出口孔122附近局部膜加热与桨叶壁传导的结合。在压缩空气引入到桨叶100后的短暂周期，桨叶外表面102 (如导孔)的膜加热可以为桨叶100的表面加热模式的主导。在这个短暂周期之后，表面加热的其他模式可以占主导。
[0085]在图16A和图16B展示的实例中，桨叶外表面102上受热空气膜126的形状能够在对应桨叶100 (图16B)的热图像712 (图16A)上被捕获。受热内部空气的初始漏出可以使在对应出口孔122周围的桨叶外表面102受热。不仅如此，相对更冷空气的后期稳态流动可以引起这些桨叶外表面102的冷却。经由出口孔120漏出的空气能够被出口孔120 (如倾角出口孔122b或复杂出口孔122c)引导在桨叶表面102上。出口孔122能够被布置为或配置为(如以特定形状构造为)在桨叶表面102上产生一定形状的空气膜126，比如椭圆形、扇形或其他适合形状。桨叶100的热像检查可以包括分析热检测的空气膜126的形状(如热图像712中的空气膜形状)，以判断对应的出口孔122是否满足规格。例如，热检测的空气膜126的形状能够对照正常形成的出口孔122所对应的空气膜的参考形状进行比较。所述检查可以包括对于从红外摄像头710接收的热图像712的每个对应像素714，根据时间接收或测定温度响应信号1000，并且根据温度响应信号1000确定空气膜126的形状。在桨叶100的运行期间，排出的空气膜126用作冷却热桨叶表面102。由于对室温的桨叶100进行所述检查，所以排出的空气加热了桨叶表面102，从而允许空气膜形状的热像检测和检查。
[0086]在某些实施中，以热像方式测试桨叶100 (或另一个组件)的操作包括传递几个空气脉冲(如2-3个)的序列以确认测试结果的可重复性。第一个空气脉冲能够用于帮助桨叶100坐落在测试夹具中并可以被丢弃，因为初始应用强制气流时桨叶100可能产生某种移动。红外摄像头710可以直接地或使用镜子对桨叶100成像，所以可以同时测试桨叶100的顶、底、边和/或边缘的表面。图17A提供对于未阻塞通道110、120的第一个温度响应信号IOOOa和对于阻塞通道110、120的第二个温度响应信号IOOOb的示范图形。图17B提供图17A所示温度响应信号1000a、IOOOb的示范一阶导数1001a、1001b。在这个实例中，测试系统700将两个顺序的空气脉冲传递到桨叶100，同时使用红外摄像头710捕获桨叶100的热图像712。两个空气脉冲都产生了可重复的温度响应信号1000a、1000b。
[0087]通过将对于测试桨叶100的温度响应信号的峰值振幅与对于参考桨叶100的对应温度响应信号的峰值振幅进行比较，能够确定通道110、120的阻塞程度。在图17A所示的实例中，第一个温度响应信号1000a属于已经知道或者以其他方式证实了未阻塞通道110、120的参考桨叶100，而第二个温度响应信号1000b属于测试桨叶100。分析图17B所示的对应一阶导数信号1001a、1001b揭示出所述测试桨叶100的一阶导数信号1001b具有单极的开始信号部分1702和切断信号部分1704 (即仅仅具有正峰值1007或负峰值1009)，表示阻塞通道110、120。相反，参考桨叶100的一阶导数信号1001a具有双极的开始信号部分1702 (即具有正峰值1007和随后的负峰值1009)和与开始信号部分的极性相反的双极的切断信号部分1704 (即具有负峰值1009和随后的正峰值1007)。不仅如此，测试桨叶100的一阶导数信号1001b的开始信号部分1702具有振幅小于阈值峰值A (如25)的正峰值1007并且没有负峰值1009 (如具有小于阈值峰值A的振幅)。正和/或负峰值振幅能够用于确定通道阻塞的级别，例如，根据振幅与阻塞的一对一对应关系或其他关系。开始信号部分1702和切断信号部分1704发生在对应的第二个周期1004和第四个周期1008期间。
[0088]为了评估812像素时间历史，可以使用参考桨叶100或具有已证实未阻塞通道110、120的组件建立阈值A、B、N。不仅如此，使用自动化系统能够自动地执行这些操作。这些测试操作能够提供桨叶100的定量分析，以便识别、评估和量化局部阻塞。不是查看净气流以确定存在阻塞，以及未必是阻塞位置不允许阻塞的桨叶100容易的再工作即修复。因为测试方法不要求控制或监视入口或出口的温度或压力，所以测试系统700几乎能够在任何环境下运行并不需要确定净能量平衡或精确地控制和监视环境或空气参数。不仅如此，本测试方法不要求精确的辐射度量温度测量。相反，本测试方法分析每个图像像素714的温度-时间历史的形态，未必是振幅。因此，桨叶的辐射率可以变化即不是理想的。
[0089]在某些实施中，测试系统700能够用于确定内部结构的阻塞级别以及/或者检查在桨叶表面上没有出口孔并在桨叶100之内终止的内部空腔。虽然许多压缩加热的空气经由具有出口孔122的通道120漏出，但是加热空气可以对流地加热桨叶100的其他内结构。正如图16B展示，来自桨叶100的受热内壁114、124的热量可以通过热扩散过程朝向桨叶100的更冷的外表面102传播。热量通过桨叶100的壁扩散所需要的时间，能够由桨叶100的材料(如金属或超耐热合金)的热扩散率和桨叶壁104的局部厚度T确定。
[0090]压缩空气加热的过程使热量经由桨叶壁104扩散，并且最终桨叶100的外表面102处的温度上升，从而允许确定桨叶壁厚度T的变化。在桨叶100包括均匀超耐热合金结构的实例中，在桨叶100从头到尾热扩散率可以相对不变。不仅如此，热量经由桨叶壁104扩散的传播时间以及/或者桨叶表面温度的最大振幅的变化可以与沿着桨叶100的桨叶壁的厚度T的变化相关联。
[0091]图18A分别提供对于未阻塞孔122、阻塞孔122和固态桨叶外表面102的示范温度响应信号1000a、1000b。1000c。对应的数据捕获自红外摄像头710，它以大约500Hz的帧速率操作，捕获时间约I秒，气流持续时间约500毫秒，气流开始压力约128psi。图18B展示了图18A所示的温度响应信号1000a、1000b、IOOOc的第二个周期1004，它发生在压缩占主导的时段期间。在第二个周期1004压缩加热周期期间以及紧随其后，桨叶100的表面温度单调上升。在显示的实例中，在压缩加热周期即第二个周期1004期间，单调温度上升发生在约14毫秒的周期上。温度响应信号1000的单调上升部分1020能够由热像信号重建(TSR)增强，该过程允 许观察温度响应信号1000的无噪声时间导数并显著地增强了温度响应信号1000对小变化的敏感性。TST过程的细节以及与本公开可结合的其他特征能够发现于2004年5月18日提交的美国专利申请序列号10/848，274(发布为美国专利7，724,925)，其全部内容在此引用作为参考。第二个周期1004之后，由于通过内通道110、120的稳态气流和外部环境(可以为室温)对桨叶外表面102的对流冷却，表面温度在第三个周期1006期间下降。整个过程能够被红外摄像头710 (图7)观测并记录，它运行的帧速率足够快以捕获瞬时加热周期(如以至少150Hz的帧速率)。
[0092]为了确定桨叶壁厚度T的变化，可以分析在热像测试期间捕获的桨叶100的红外图像712。有效地改变壁厚度的、连接到内冷却通道的附属物，比如全部设计为控制冷却通道中对流气流的导柱、支柱或湍流器，可以出现在这个周期期间的红外图像712中。可以执行图像712的检查以确认这些结构被正确地铸造。
[0093]图19提供对具有内通道的物体比如桨叶100确定局部壁厚度T的示范操作方案1900。这些操作包括接收1902a物体的热扩散率或接收1902b物体的非局部壁厚度。这些操作还包括接收1904物体的温度响应信号1000 (根据时间的温度变化)，以及对温度响应信号1000拟合1906透过瞬间均匀受热板的一维扩散的数学表达式，以板厚度作为自由参数。该数学表达式式可以对温度响应信号1000的单调上升部分1020拟合。这些操作包括确定1908被测试物体的壁厚度T。在某些实例中，这些操作包括对收到的热图像712的序列中每个对应像素714确定温度响应信号1000，识别至少一条内通道在热图像712上的位置，以及确定至少一条内通道与物体表面之间的壁厚度。
[0094]作为替代，本方法可以包括测量物体表面(如桨叶表面104)上的每个点达到其最高温度一半的时间，并且根据以下公式确定局部壁厚度T:
[0095]
【权利要求】
1.一种对界定至少一条内通道(110、120)的组件(100)进行热检查的方法，所述方法包括: 在由所述至少一条内通道(110、120)在所述组件(100)的表面(102)界定的至少一个出口孔(122)接收热图像(712)的连续序列； 传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道(110、120 ); 基于所接收的热图像，根据时间接收温度响应信号(1000、1000a、1000b、1000c)； 确定所述温度响应信号(1000、1000a、1000b、1000c)的一阶导数(1001、1001a、1001b、1005);以及 基于所述温度响应信号(1000、1000a、1000b、1000c)的所述一阶导数(1001、1001a、1001b、1005)确定所述至少一条内通道(110、120)的阻塞级别。
2.根据权利要求1的方法，进一步包括以至少150Hz的帧速率，优选情况下以至少300Hz的帧速率捕获所述热图像(712)。
3.根据任何一个前面的权利要求的方法，进一步包括将所测试组件(100)的所述温度响应信号(1000、1000b)的所述一阶导数(lOOlUOOlb)与未阻塞的至少一条内通道(110、120)所对应的参考组件(100)的温度响应信号(1000、1000a)的一阶导数(1001、1001a)进行比较。
4.根据任何一个前面的权利要求的方法，进一步包括评估所接收的热图像(712)的像素时间历史以识别气流运动时间段(1004)和气流切断时间段(1008)，优选情况下方式为识别所述温度响应信号(100 0、1000a、1000b)的所述一阶导数(1001、1001a、1001b)的峰值(1007、1009)。
5.根据权利要求4的方法，进一步包括将具有时间上正导数峰值(1009)后紧跟着负导数峰值(1007)的图像像素(714)识别为对应于所述运动时间段(1004)，优选情况下其中两个导数峰值(1007、1009)都具有大于第一阈值峰值(A)的振幅，以及/或者将具有时间上负导数峰值(1007)后紧跟着正导数峰值(1009)的图像像素(714)识别为对应于所述切断时间段(1008)，优选情况下其中两个导数峰值(1007、1009)都具有大于第二阈值峰值(B)的振幅，所述第一和第二阈值峰值(A、B)可以相等。
6.根据权利要求5的方法，进一步包括识别若干图像像素(714)，其中对于所述运动时间段(1004)和所述切断时间段(1008)，所述被识别的正导数峰值(1007)与所述负导数峰值(1009)之间的差大于第三阈值(C)。
7.根据权利要求6的方法，进一步包括识别若干图像像素(714)，具有的所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)的一阶导数(1001、1001a、1001b)在图像捕获帧的阈值数内返回零的平衡范围内。
8.根据任何一个前面的权利要求的方法，进一步包括以电子方式显示所测试组件(100)对应的图像(712)，优选情况下为热图像，所述图像(712)的像素(714)表明通道阻塞的级别。
9.根据任何一个前面的权利要求的方法，进一步包括传递分开的离散加压气流脉冲的序列进入所述至少一条内通道(110、120)，优选情况下忽略所述空气脉冲序列的第一个空气脉冲对应的所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)的部分。
10.一种对界定至少一条内通道(110、120)的组件(100)进行热检查的方法，所述方法包括: 在由所述至少一条内通道(110、120)在所述组件(100)的表面(102)界定的至少一个出口孔(122)接收热图像(712)的连续序列； 传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道(110、120)，所述出口孔(122)被安排或构造为排出空气膜(126)跨越所述组件(100)的所述表面(102)； 基于至少一幅热图像(712)确定所述空气膜(126)的形状；以及 比较所确定的空气膜形状与参考形状以判断所述出口孔(122)是否满足规格。
11.根据权利要求10的方法，进一步包括对于所接收的热图像(712)的每个对应像素(714)根据时间接收温度响应信号(1000、1000a、1000b)，以及基于所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)确定所述空气膜(126)的所述形状。
12.—种对界定至少一条内通道(110、120)的组件(100)进行热检查的方法，所述方法包括: 接收所述组件(100)的表面(102)的红外图像(712)的连续序列； 传递加压的气流脉 冲进入所述至少一条内通道(110、120 ); 基于所接收的热图像(712)根据时间接收温度响应信号(1000、1000a、1000b)； 接收所述组件(100)的热扩散率； 对所接收的温度响应信号(1000、1000a、1000b)拟合数学表达式；以及 确定所述组件(100)的壁厚度(T)。
13.根据权利要求12的方法，其中，所述数学表达式包括透过受热板的一维扩散的表达式，以板厚度作为自由参数。
14.根据权利要求12或13的方法，进一步包括对所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)单调上升部分(1020)拟合数学表达式。
15.根据权利要求12-14中任何一个的方法，进一步包括以至少150Hz的帧速率，优选情况下以至少300Hz的帧速率捕获所述热图像(712)。
16.根据权利要求12-15中任何一个的方法，进一步包括对于所接收的热图像(712)的每个对应像素(714)确定温度响应信号(1000、1000a、1000b)。
17.根据权利要求12-16中任何一个的方法，进一步包括识别所述至少一条内通道(110,120)在所述热图像(712)上的位置以及确定所述至少一条内通道(110、120)与所述组件(100)的表面(102)之间的壁厚度(T)。
18.—种对界定至少一条内通道(110、120)的组件(100)进行热检查的方法，所述方法包括: 接收所述组件(100)的表面(102)的红外图像(712)的连续序列； 传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道(110、120 ); 基于所接收的热图像(712)根据时间接收温度响应信号(1000、1000a、1000b)； 对在所述空气脉冲传递运动时开始和在所述温度响应信号(1000)达到最高温度时结束的时间间隔出现的所述温度响应信号(1000)的单调上升部分(1020)执行热像信号重建；以及将所述重建的温度响应信号(1000)的一阶导数(1001)与重建的参考温度响应信号(1000)的对应一阶导数(1005)以及所述重建的温度响应信号(1000)的二阶导数(1001)与所述重建的参考温度响应信号(1000)的对应二阶导数中的至少一个进行比较以判断所述组件是否满足规格。
19.根据权利要求18的方法，其中，所述热像信号重建包括: 从所述温度响应信号(1000)减去预激信号部分； 缩放平滑后温度响应信号(1000)； 在确定所述温度响应信号(1000)所用的原始数据点之间插值； 对所插值后的数据拟合低阶多项式；以及 执行所述数据的逆缩放以提供重建的数据集。
20.根据权利要求18或19的方法，进一步包括确定所述重建的温度响应信号(1000)的所述一阶导数(1001)。
21.根据权利要求18-20中任何一个的方法，进一步包括: 识别所述至少一条内通道(110、120)在所述至少一个红外图像(712)上的位置；以及将在所述至少一条内通道(110、120)的所识别的位置相符的一个或多个点处的重建的温度响应信号(1000)的所述一阶导数(1001)与重建的参考温度响应信号(1000)的所述一阶导数(1005)进行比较以判断所述组件是否满足规格，以及/或者 将在所述至少一条内通道(110、120)的所识别的位置相符的一个或多个点处的重建的温度响应信号(1000)的二阶导数与重建的参考温度响应信号(1000)的二阶导数进行比较以判断所述组件是否满足规 格。
22.—种对界定至少一条内通道(110、120)的组件(100)进行热检查的方法，所述方法包括: 接收所述组件(100)的表面(102)的红外图像(712)的连续序列； 传递加压的气流脉冲进入所述至少一条内通道(110、120 ); 基于所接收的热图像(712)根据时间接收温度响应信号(1000、1000a、1000b)； 识别在所述空气脉冲传递运动时开始和在所述温度响应信号达到最高温度时结束的时间间隔出现的所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)的单调上升部分(1020)；以及识别在所述空气脉冲传递运动停止时开始和在所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)达到最低温度时结束的时间间隔出现的所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)的单调下降部分(1030)。
23.根据权利要求22的方法，进一步包括对所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)的所识别的单调部分(1020、1030)中的至少一个拟合多项式表达。
24.根据权利要求22或23的方法，进一步包括将所述温度响应信号(1000、1000b)与确认的组件(100)对应的参考温度响应信号(1000、1000a)进行比较。
25.一种热像测试系统(700)，包括: 压缩空气源(730)，被配置为与具有至少一条内通道(110、120)的组件(100)相通地接收流体； 红外摄像头(710)，被布置为捕获所接收的组件(100)的图像(712);以及与所述红外摄像头(710)通信的计算设备(720)，所述计算设备在由所述至少一条内通道(110、120)在所述组件(100)的表面(102)界定的至少一个出口孔(122)接收热图像(712)的连续序列；使所述空气源(730)传递加压的气流脉冲进入所述组件(100)的所述至少一条内通道(110,120)； 基于所接收的热图像(712)根据时间确定温度响应信号(1000、1000a、1000b)； 确定所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)的一阶导数(1001、1001a、1001b);以及 确定基于所述温度响应信号(1000、1000a、1000b )的所述一阶导数(1001、1001a、1001b)的所述至少一条内通道(110、120)的阻塞级别。
26.根据权利要求25的热像测试系统，其中，所述红外摄像头(710)以至少150Hz的帧速率，优选情况下以至少300Hz的帧速率操作。
27.根据权利要求25或26的热像测试系统，其中，所述计算设备(720)将所测试组件(100)的所述温度响应信号(1000、1000b)的所述一阶导数(lOOlUOOlb)与未阻塞的至少一条内通道(110、120)所对应的参考组件(100)的温度响应信号(1000、1000a)的一阶导数(lOOlUOOla)进行比较。
28.根据权利要求25-27中任何一个的热像测试系统，其中，所述计算设备(720)评估所接收的热图像( 712)的像素时间历史以识别气流运动时间段(1004)和气流切断时间段(1008 )，优选情况下方式为识别所述温度响应信号(1000、1000a、1000b )的所述一阶导数(1001、1001a、1001b)的峰值(1007、1009)。
29.根据权利要求28的热像测试系统，其中，所述计算设备(720)将具有时间上正导数峰值(1009)后紧跟着负导数峰值(1007)的图像像素(714)识别为对应于所述运动时间段(1004),优选情况下其中两个导数峰值(1007、1009)都具有大于第一阈值峰值(A)的振幅，以及/或者将具有时间上负导数峰值(1007)后紧跟着正导数峰值(1009)的图像像素(714)识别为对应于所述切断时间段(1008),优选情况下其中两个导数峰值(1007、1009)都具有大于第二阈值峰值(B)的振幅，所述第一和第二阈值峰值(A、B)可以相等。
30.根据权利要求29的热像测试系统，其中，所述计算设备(720)识别若干图像像素(714)，其中对于所述运动时间段(1004)和所述切断时间段(1008)，所述被识别的正导数峰值(1007)与所述负导数峰值(1009)之间的差大于第三阈值(C)。
31.根据权利要求30的热像测试系统，其中，所述计算设备(720)识别若干图像像素(714)，具有的所述温度响应信号(1000、1000a、1000b)的一阶导数(1001、1001a、1001b)在图像捕获帧的阈值数内返回零的平衡范围内。
32.根据权利要求25-31中任何一个的热像测试系统，其中，所述计算设备(720)以电子方式显示所测试组件(100)对应的图像(712)，优选情况下为热图像，所述图像(712)的像素(714)表明通道阻塞的级别。
【文档编号】G01K13/00GK103460000SQ201180014141
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2011年3月17日 优先权日:2010年3月17日
【发明者】S·M·谢帕德, J·R·洛塔, T·阿麦德, B·B·乔德里 申请人:热波成像股份有限公司