用于技术设备的管道镜检查的装置的制作方法

用于技术设备的管道镜检查的装置
1.本发明涉及一种使用管道镜来检查技术设备(特别是飞行器发动机及其部件，诸如燃烧室)的装置，并且涉及一种包括这种装置的组件。
2.已知在现有技术中依靠管道镜来检查技术设备中不能直接查看的区域。这些管道镜能够通过小开口被引入到所讨论的区域中，并且提供对不能直接经由光学系统或可替代地通过显示由在管道镜顶端处的适当传感器系统记录的视频图像(也被称为视频管道镜)查看的区域的观察。
3.例如，当检查飞行器发动机时，使用管道镜以便看到发动机内部，而不必拆卸发动机。在此，至少对于飞行器发动机的单个区域(诸如，例如燃烧室)，彻底地评估和记录该区域是必要或至少是期望的。
4.为了检查燃烧室的内部，目前使用了具有能够手动地引导通过燃烧室的柔性轴的视频管道镜。为此，柔性管道镜沿着燃烧室的整个内周被引导，然后缓慢地收回。在收回期间记录由管道镜拍摄的图像。在此尝试确保通常是环形的燃烧室的整个周边都被拍摄。如果燃烧室中的潜在问题位置由此被识别，则然后可以使用适合于这个目的的特殊3d管道镜对对应位置进行手动3d拍摄。
5.然而，因为具有柔性轴的管道镜是手动引导的，所以燃烧室的状况的完整且可再现的记录是几乎不可能的。此外，特别是对潜在问题位置的后续3d拍摄是非常昂贵且耗时的。
6.本发明的目的是提供一种使用管道镜进行检查的装置，借助于该装置能够简化并改进对技术设备(诸如，例如飞行器发动机的技术设备)的检查。
7.这个目的是通过根据在第一套权利要求中要求保护的装置和在第二套权利要求中要求保护的包括这种装置的组件来实现的。有利的发展是从属权利要求的主题。
8.本发明因此涉及一种用于使用管道镜来检查技术设备的装置，该装置包括：引导管，该引导管能够被引导通过技术设备上的管道镜开口以使用管道镜进行检查；以及可反复地塑性变形的承载元件，以用于引导布置在该承载元件的一个端部处的管道镜头部，其中，该引导管被设计成在承载元件通过引导管期间使该承载元件变形。
9.此外，本发明涉及一种包括根据本发明的装置并包括柔性管道镜的组件，其中，该装置的承载元件具有管状设计，并且管道镜被引入到该承载元件中。
10.将首先解释与本发明结合使用的一些术语。
[0011]“管道镜头部”是最终确定管道镜的记录区域的管道镜的一部分。在纯光学管道镜的情况下，这例如对应于管道镜镜头或限定最终记录锥的光导的进口表面；在视频管道镜的情况下，这是出于这个目的而提供的图像拍摄传感器的记录区域。可见范围内的2d图像拍摄、不可见范围(例如，红外范围)内的记录和/或例如通过三角测量的3d数据的拍摄是否经由管道镜光学系统实现在此是不相关的。管道镜头部能够布置在刚性或柔性轴上。然而，还可以将不具有其自身结构轴的管道镜头部布置在另一元件(诸如，例如承载元件)上。
[0012]
根据本发明的装置使得管道镜头部能够在技术设备内部被引导，而不与沿着可再现路径(例如圆形路径)的部件发生任何接触。本发明在此已经认识到，借助于一些技术设
备(诸如，例如飞行器发动机)的几何形状和使用管道镜进行检查需要的路径，能够被引入到技术设备中的完全预变形的引导装置是不可能的。
[0013]
本发明因此提出使用可塑性变形的承载元件，当被引入到技术设备中时，该承载元件的最终形状由布置在技术设备上的引导管指定。因此，该引导管被设计成在承载元件通过引导管期间使该承载元件塑性变形。由此，引导管还预先确定了承载元件实际上从该点自由地伸出到技术设备中的点。借助于引导管的适合设计和布置以及承载元件的可能适合的预变形(例如，弯曲变形或扭转变形)，承载元件在技术设备内部的预定路径能够可再现地获得。然后，由承载元件引导的管道镜头部还能够沿着该路径被引导，而不与技术设备直接接触。在此能够选择该路径，使得管道镜在适合距离处被引导经过技术设备内部的待检查的表面。由此，根据本发明的装置不仅能够使用管道镜进行可再现的检查，而且经常能够改进通过使用管道镜检查获得的数据的质量。这些数据能够是图像数据，或者可替代地，例如，通过三角测量获得的3d表面数据。
[0014]
根据本发明，承载元件是可反复地塑性变形的，其中，这个变形性必须是这种类型，使得在承载元件通过引导管期间实际变形是可能的或者也是实际发生的。“可反复地塑性变形”在此是指以下特性：当变形时，承载元件不显示或仅显示非常少的疲劳迹象并且承载元件基本上保持通过变形实现的形状，特别是变形的弹性部件可以小于承载元件的变形的塑性部件。作为期望变形的一部分，在使用根据本发明的装置期间，承载元件能够优选地在多个循环中进行变形，例如至少20个循环，更优选地至少50个循环，而没有任何明显的疲劳迹象。
[0015]
术语“承载元件”的使用还强调以下事实：在变形之后获得的承载元件的形状，并且其中，布置在承载元件上的管道镜头部基本上由因此是自支撑的承载元件保持。从现有技术中已知几种类型的管，它们基本上适合作为根据本发明的装置的承载元件。特别有利的并且因此优选的是承载元件是材料复合管。在此，承载元件能够包括由金属带缠绕制成的芯，其中，该金属带优选地是铝带并且/或者是沿长度方向缠绕的。为了在变形之后保持承载元件的尺寸稳定性，此外，优选地提供了芯的塑料(优选地是聚乙烯)覆盖物。保护性包覆物(优选地是保护膜)能够设置在芯与覆盖物相对的一侧上，使得在这种情况下芯完全被覆盖物和保护性包覆物包围。因此，通常能够实现承载元件在其外侧和内侧上的光滑表面。此外，降低了在与承载元件(无意地)接触的情况下使用管道镜对待检查的技术设备的部件造成损坏的风险。例如，在优先权日之前，可以购得商标名“dekabon”或美国eaton公司的“synflex”商标获得适合的管，并且例如在美国专利4,216,802中详细描述的。
[0016]
管道镜头部能够直接布置在承载元件上，其中，到管道镜的供应线(电缆或光导)能够被引导通过或沿着承载元件。然而，管道镜头部还可以布置在柔性管道镜轴上，该柔性管道镜轴被引导通过承载元件，然后该承载元件出于这个目的具有例如管状形式。
[0017]
装置的引导管能够被设计成在明确且因此可再现地恢复的位置中直接紧固在技术设备上，例如通过引导管本身紧固在管道镜开口处或包围技术设备上的紧固点。然而，还可以提供引导管紧固器件，尽管该引导管紧固器件同样能够在一明确位置中紧固到技术设备，然而允许相对于引导管紧固器件系统地且优选可控地修改引导管的状况。然后，在引导管紧固器件已经紧固到技术设备之后，可以通过对该引导管的状况进行适合修改，来引导该承载元件随后沿着该技术设备内部的不同路径。在此不同的路径是完全可再现的。在此，
管道镜开口可以是出于这个目的而提供的开口，但也可以是例如在飞行器发动机的情况下的火花塞开口、燃料喷嘴开口或维修开口。
[0018]
装置能够优选地包括预变形单元，以用于在承载元件通过引导管之前使承载元件预变形。即使当被引入到飞行器发动机中时，当承载元件的变形受引导管影响时，所获得的承载元件的最终形状和因此管道镜被引导通过飞行器发动机沿着的路径由在通过引导管之前的承载元件的形式共同确定。这特别适用于变形，诸如扭转变形，也适用于弯曲变形。优选的是预变形单元是可控的。飞行器发动机内部的承载元件的不同路径能够通过对预变形单元的适合控制来实现。
[0019]
优选的是装置具有用于承载元件的驱动单元和/或被引导通过该承载元件的柔性管道镜。驱动单元在此能够被设计成使承载元件和/或在该其中被引导的管道镜前进。优选的是该驱动单元另外地被设计成使承载元件和/或在其中被引导的管道镜旋转。
[0020]
作为用于影响承载元件在技术设备内部的最终路径的上述选项的替代或补充，引导管能够被适应性调整，即，能够基本上修改引导管的形状。适应性调整在此能够机械地、热机械地和/或机电地进行。
[0021]
用于确定承载元件的引入端部的位置和/或定向的探头单元能够设置在承载元件的引入到飞行器发动机中的端部处。可以经由对应的探头单元检查承载元件是否遵循预定路径。探头单元能够被设计成用于使用任何已知的测量原理来确定位置，例如由探头单元发射和/或接收的无线电或光信号的渡越时间分析。可以基于图像评估确定位置，出于这个目的，探头单元包括适合的图像拍摄传感器。探头单元还能够与管道镜头部一体地制成。
[0022]
装置优选地包括控制装置，以用于控制引导管紧固器件、预变形单元、引导管的适应性调整和/或驱动单元。在此优选的是考虑经由探头单元或通过由被引导通过承载元件的管道镜获得的管道镜头部的位置和/或定向信息来实施控制。借助于对应的位置和/或定向信息，能够将实际情况和/或定向与预定路径进行比较，并且如果发现偏差，则能够发起适合的对策，其中该位置和/或定向信息或者能够通过探头单元来计算或者取决于被引导通过装置的管道镜的设计也经由被引导的管道镜来计算。
[0023]
除了根据本发明的具有管状配置的承载元件的装置之外，根据本发明的组件还包括被引入到装置的承载元件中的管道镜。为了解释该组件，应当参考以上实施方式。
[0024]
管道镜头部可以是视频管道镜，其中，设置有用于生成图像和/或视频数据的电子图像拍摄单元。它还能够被设计成拍摄3d表面数据，例如通过基于来自彼此相邻布置的两个图像拍摄单元的图像数据的三角测量。
[0025]
使用管道镜来进行检查的技术设备尤其可以是燃气轮机或飞行器发动机。
[0026]
现在将参考附图借助于有利实施方式以实例描述本发明，在附图中：
[0027]
图1示出了在飞行器发动机的燃烧室上使用的根据本发明的装置的示意图；
[0028]
图2示出了图1的截面示意图。
[0029]
根据本发明的的装置1使用图1和图2中示出的管道镜来检查作为技术设备20的飞行器发动机的燃烧室21。为了清楚起见，在此仅示出了飞行器发动机20的燃烧室21。然而，根据本发明的装置特别能够在燃烧室21安装在飞行器发动机20中的情况下使用。
[0030]
装置包括引导管2，该引导管经由引导管紧固器件4紧固到飞行器发动机20并且通过管道镜开口22伸出到燃烧室21中。引导管紧固器件4在此能够由控制装置8控制，使得引
导管2相对于管道镜开口22的情况能够被系统地修改。
[0031]
可反复地塑性变形的承载元件3被引入到引导管2中。承载元件3在此是材料复合管，该材料复合管包括由沿长度方向缠绕的铝带制成的芯、聚乙烯的外部覆盖物以及在内侧上作为保护性包覆物的保护膜。承载元件3是自支撑的，或者可替代地支撑管道镜或管道镜头部3，使得该承载元件在其通过引导管2之后遵循燃烧室21内部的路径(在此期间发生变形)。
[0032]
柔性管道镜(未示出)基本上可以被引导通过管状的承载元件3，以用于使用管道镜的实际检查。然而，在示出的示例性实施方式中，管道镜头部7布置承载元件3的被引入到燃烧室21中的端部3’处，由图像拍摄传感器生成的图像可以经由通过承载元件3布线的数据线通信到控制机构8并且从那里传递。
[0033]
为了确保承载元件3实际上沿着示出的路径10延伸，在这个实例中该承载元件旨在在平面11内延伸，提供了预变形单元5，借助于该预变形单元，承载元件3在其通过导管2之前预变形，特别是就扭转而言，以便由此补偿由于承载元件3的设计而在引导管2中的变形期间能够发生的任何扭转变形。
[0034]
与预变形单元5一体配置的是驱动单元6，借助于该驱动单元实现了承载元件3的前进，即，最终通过引导管2。
[0035]
预变形单元5和驱动单元6同样由控制单元8控制。
[0036]
与管道镜头部7一体配置的是探头单元，借助于该探头单元能够计算承载元件3的引入端部3’或者管道镜头部7的位置和定向。这个信息对于控制单元8是可用的，该控制单元能够检查路径10是否被遵循，并且如果需要，该控制单元能够通过引导管紧固器件4、预变形单元5和/或驱动单元6的适当启动而作用在承载元件3上，使得由探头单元计算的位置和定向对应于沿着路径10的期望位置。
[0037]
探头单元能够依靠任何已知的方法用于确定其位置和定向。然而，探头单元也可以使用管道镜头部的图像拍摄传感器。管道镜头部7或者承载元件3的引入端部3’的位置和定向能够由控制机构8确定和考虑，如所描述的，通过对由管道镜头部7获得的图像和/或3d数据的适合分析。