用于在非破坏性测试系统中分析数据的系统和方法_2

文档序号:9221621阅读:来源:国知局
喷嘴32、入口 38、压缩机34、叶片46、轮叶48、轮50、轴52、扩散器56、级60,62和64、轮叶66、轴74、外壳76和排气口 80,可以使用公开的实施例,例如NDT检查装置12以检查和维护所述部件。
[0044]此外或替代地,PTZ摄像机16可以设置于增压涡轮机械18周围或内部的各个位置处,并用于实现这些位置的目测观察。PTZ摄像机16还可以包括一个或多个灯,适于对期望位置照明,并且还可以包括下文结合图4更详细描述的变焦、摇摄和倾斜技术,可用于导出各种难以到达区域附近的观测结果。管道探测镜14和/或摄像机16还可以用于检查设施20,例如油气设施20。可以利用管道探测镜14和/或PTZ摄像机16目测检查各种设备,例如油气设备84。有利地,可以利用移动装置22,通过管道探测镜14和/或PTZ摄像机16,目测检查诸如管路或管道86内部、水下(或流体下)位置88的位置,和难以观测的位置,例如具有曲线或弯曲90的位置。因此,移动装置操作员28可以更安全和有效率地检查设备18、84和位置86、88和90,并与地理上远离检查区域的位置实时或接近实时地共享观测结果。要理解的是,其他NDT检查装置12可以使用本文描述的实施例,例如纤维镜(例如,折叠式纤维镜、非折叠式纤维镜)和远程操纵潜水器(ROV),包括机器人管路检查器和机器人爬行曳引车。
[0045]现在参考图2,图2是分布式NDT系统10的实施例方框图,示出了能够提供目测检查数据的替代检查数据的第二类NDT检查装置12。例如,第二类NDT检查装置12可以包括涡流探伤装置92、超声波检查装置,例如超声波探伤器94和X射线检查装置,例如数字射线摄影装置96。涡流探伤装置92可以包括一个或多个处理器93和存储器95。同样地,超声波探伤器94可以包括一个或多个处理器97和存储器104。类似地,数字射线摄影装置96可以包括一个或多个处理器101和存储器103。在工作中,涡流探伤装置92可以由涡流操作员98操作,超声波探伤器94可以由超声波装置操作员100操作,数字射线摄影装置96可以由射线摄影操作员102操作。
[0046]如图所示,涡流探伤装置92、超声波探伤器94和数字射线摄影检查装置96可以利用有线或无线管道,包括上文结合图1所述的管道,可通信地耦合到移动装置22。此外或替代地,可以利用云端24将装置92、94和96耦合到移动装置22,例如,可以将管道探测镜14连接到蜂窝“热点”并使用热点连接到管道探测检查和分析的一个或多个专家。因此,移动装置操作员28可以利用移动装置22远程控制装置92、94和96的操作的各方面,并可以通过语音(例如,IP语音[V0IP])、数据共享(例如白板)、提供数据分析、专家支持等,与操作员98、100和102协作,如本文中更详细所述。
[0047]因此,可以利用X射线观测形态、超声波观测形态和/或涡流观测形态增强各种设备,例如飞机系统104和设施106的目测观察。例如,可以检查管路108的内部和管壁以发现腐蚀和/或侵蚀。同样地,可以利用装置92、94和/或96检测管路108内部的阻塞或不希望的生长。类似地,可以观测到设置于某种含铁或不含铁材料112内部的裂缝或裂纹110。此外,可以验证部件116内部插入的部分114的设置和生存性。实际上,利用本文所述的技术,可以提供对设备和部件104、108、112和116的改进检查。例如,移动装置22可用于与装置14、16、92、94和96接口连接并提供远程控制。
[0048]图3是耦合到移动装置22和云端24的管道探测镜14的前视图。因此,管道探测镜14可以向连接到云端24或云端24内部的任意数量装置提供数据。如上所述,移动装置22可用于从管道探测镜14接收数据,遥控管道探测镜14,或者是两者的组合。实际上,本文描述的技术例如能够实现从管道探测镜14向移动装置22传输各种数据,包括但不限于图像、视频和传感器测量值,例如温度、压力、流量、净空(例如静止部件和转动部件之间的测量值)和距离测量值。同样地,移动装置22可以传输控制指令、重新编程指令、配置指令等,如下文更详细所述。
[0049]如图所示,管道探测镜14包括适于插入各种位置中的插入管118,所述各种位置例如在涡轮机械18、设备84、管路或管道86内部,水下位置88,曲线或弯曲90,飞机系统104内部或外部各种位置,管路108内部等。插入管118可以包括头端段120、折叠段122和管道段124。在图示的实施例中,头端段120可以包括摄像机126、一个或多个灯128(例如LED)和传感器130。如上所述,管道探测镜的摄像机126可以提供适于检查的图像和视频。灯128可用于在头端120设置于光很暗或没有光的位置时提供照明。
[0050]在使用期间,例如,可以通过移动装置22和/或设置于管道探测镜14上的物理操纵杆131控制折叠段122。折叠段122可以在各种维度中操纵或“弯曲”。例如,折叠段122可以使头端120能够在图示的XYZ轴133的X-Y平面X-Z平面和/或Y-Z平面中运动。实际上,物理操纵杆131和/或移动装置22都可以独立或组合使用,以提供适于在各种角度,例如图示的角度α设置头端120的控制动作。通过这种方式,可以定位管道探测镜头端120以目测检查期望位置。摄像机126然后可以拍摄,例如视频134,所述视频134可以显示于管道探测镜14的屏幕135和移动装置22的屏幕137中,并可以由管道探测镜14和/或移动装置22记录。在一个实施例中,屏幕135和137可以是利用电容技术、电阻技术、红外线栅格技术等的多触摸屏,以检测触针和/或一个或多个人手指的触摸。此外或替代地,可以将图像和视频134传输到云端24中。
[0051]此外,可以由管道探测镜14传输和/或记录其他数据,包括但不限于传感器130数据。传感器130数据可以包括温度数据、距离数据、净空数据(例如,旋转和静止部件之间的距离)、流量数据等。在某些实施例中,管道探测镜14可以包括多个替换尖端136。例如,替换尖?而136可以包括取回尖?而,例如陷讲、磁性尖?而、紧握尖?而等。替换尖纟而136还可以包括清洁和阻塞清除工具,例如金属丝刷、剪线钳等。尖端136还可以包括具有不同光学特性的尖端,例如焦距、立体视图、3维(3D)相位视图、阴影视图等。此外或替代地,头端120可以包括可移除可替换头端120。因此,可以以各种直径提供多个头端120,插入管118可以设置于若干开口大约为一毫米到十毫米或更大的位置中。实际上,可以检查各种各样的设备和设施,并可以通过移动装置22和/或云端24共享数据。
[0052]图4是可通信地耦合到移动装置22和云端24的可迀移PTZ摄像机16的实施例透视图。如上所述,移动装置22和/或云端24可以远程操控PTZ摄像机16以定位PTZ摄像机16,从而观察期望的设备和位置。在图示的范例中,可以绕Y轴倾斜和旋转PTZ摄像机16。例如,可以将PTZ摄像机16绕Y轴旋转介于大约0°到180°、0°到270°、0°到360°之间或更大的角度β。同样地,例如,可以相对于Y轴,绕Y-X平面以大约0°到100°、0°到120°、0°到150°或更大的角度γ倾斜PTZ摄像机16。例如,可以类似地控制光138以使其活动或去活,并将照明水平(例如勒克司)增大或减小到期望值。还可以向PTZ摄像机16上安装诸如激光测距仪的传感器140,所述传感器140适于测量到某些物体的距离。可以使用其他传感器140,包括长距离温度传感器(例如,红外温度传感器)、压力传感器、流量传感器、净空传感器等。
[0053]可以利用例如轴142将PTZ摄像机16迀移到期望位置。轴142使摄像机操作员30例如能够在位置86、108内部、在水下88、向危险(例如有害)位置中等移动摄像机并定位摄像机。此外,可以使用轴142,通过将轴142安装到持久或半持久底座上来更持久地固定PTZ摄像机16。通过这种方式,可以迀移和/或在期望位置固定PTZ摄像机16。PTZ摄像机16然后可以利用例如无线技术向移动装置22和/或云端24发送图像数据、视频数据、传感器140数据等。因此,可以远程分析从PTZ摄像机16接收的数据并用于为期望设备和设施确定运行条件和适合性。实际上,本文描述的技术可提供全面的检查与维修过程,所述过程适于利用上述装置12、14、16、22、92、94、96和云端24规划、检查、分析和/或共享各种数据,如下文关于图5更详细所述。
[0054]图5是过程150的实施例流程图,所述过程150适于利用上述装置12、14、16、22、92、94、96和云端24规划、检查、分析和/或共享各种数据。实际上,本文描述的技术可以使用装置12、14、16、22、92、94、96以使诸如图示过程150的过程能够更有效率地支持和维护各种设备。在某些实施例中,过程150或过程150的部分可以包括在诸如存储器17、21、25、95、99、103的存储器中存储的非暂态计算机可读介质中,并可以由诸如处理器15、19、23、93、97、101的一个或多个处理器执行。
[0055]在一个范例中,过程150可以规划(方框152)检查与维修活动。可以使用利用装置12、14、16、22、42、44、46等采集的数据,例如从涡轮机械18机群、从设备用户(例如,飞机104服务公司)和/或设备制造商采集的机群数据,来规划(方框152)维修和检查活动,针对机器的更有效率的检查调度,标记用于更详细检查的某些区域等。过程150然后可以使得能够使用期望设施和设备(例如涡轮机械18)的单模或多模检查(方框154)。如上所述,检查(方框154)可以使用NDT检查装置12(例如管道探测镜14、PTZ摄像机16、涡流探伤装置92、超声波探伤器94、数字射线摄影装置96)中的任一个或多个,从而提供一个或多个模式的检查(例如,目测、超声波、涡流、X射线)。在图示的实施例中,移动装置22可用于远程控制NDT检查装置12以分析NDT检查装置12传输的数据,提供如本文更详细描述的NDT检查装置12中未包括的另外的功能,记录来自NDT检查装置12的数据,并利用例如菜单驱动的检查(MDI)技术等指导检查(方框154)。
[0056]然后可以例如利用NDT装置12,通过向云端24发送检查数据,利用移动装置22或其组合,分析(方框156)检查(方框154)的结果。分析可以包括可用于确定设施和/或设备剩余使用寿命、磨损、腐蚀、侵蚀等的工程分析。分析还可以包括用于提供更有效率的部件更换调度、维修调度、设备利用调度、人员使用调度、新检查调度等的操作研宄(OR)分析。然后可以报告(方框158)分析(方框156),从而获得一个或多个报告159,包括在云端24中或利用云端24创建的报告,细化了所执行的检查和分析与获得的结果。然后可以利用例如云端24、移动装置22和其他技术,例如工作流程共享技术,共享(方框160)报告159。在一个实施例中,过程150可以是迭代的,于是,过程150可以在共享(方框160)报告159之后迭代回到规划(方框152)。通过提供在使用本文描述的装置(例如12、14、16、22、92、94、96)时有用的实施例来规划、检查、分析、报告和共享数据,本文描述的技术可以实现设施20、106和设备18、104的更有效率的检查与维修。实际上,可以提供多种类别数据的传输,如下文关于图6更详细所述。
[0057]图6是数据流图,示出了从NDT检查装置12(例如,装置14、16、92、94、96)发源并被发送到移动装置22和/或云端24的各种数据类别流动的实施例。如上所述,NDT检查装置12可以使用无线管道162发送数据。在一个实施例中,无线管道112可以包括WiFi (例如,802.11X)、蜂窝管道(例如 HSPA、HSPA+、LTE、WiMax)、NFC、蓝牙、PAN 等。无线管道 162可以使用各种通信协议,例如TCP/IP、UDP、SCTP、套接字层等。在某些实施例中,无线管道162可以包括安全层,例如SSL、VPN层、加密层、询问密钥认证层、令牌认证层等。因此,可以使用授权数据164提供任意数量的授权或登录信息,所述授权或登录信息适于将NDT检查装置12配对或通过其他方式认证到移动装置22和/或云端24。此外,无线管道162可以根据例如当前可用的带宽和等待时间动态压缩数据。移动装置22然后可以对数据解压和显示。压缩/解压技术可以包括H.261、H.263、H.264、运动图像专家组(MPEG)、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3、MPEG-4、DivX 等。
[0058]在某些形态(例如,目测形态)中,可以利用NDT检查装置12中的某个传输图像和视频。其他形态也可以发送与其相应屏幕相关或包括在其相应屏幕中的视频、传感器数据等。除了拍摄图像之外,NDT检查装置12可以向图像上覆盖某些数据,从而获得更富含信息的视图。例如,可以在视频上覆盖管道探测镜尖端图,从而示出在插入期间管道探测镜尖端设置的近似值,以便指导操作员26更准确定位管道探测镜摄像机126。覆盖尖端图可以包括具有四个象限的栅格,尖端136的设置可以被显示为四个象限内部的任意部分或位置的点。可以提供多种覆盖物,如下文更详细所述,包括测量覆盖物、菜单覆盖物、注释覆盖物和对象识别覆盖物。然后可以显示图像和视频数据,例如视频84,覆盖物一般显示于图像和视频数据上方。
[0059]在一个实施例中,可以从屏幕135将覆盖物、图像和视频数据“屏幕擦除”掉,并作为屏幕擦除数据166传输。然后可以在可通信地耦合到云端24的移动装置22和其他显示装置上显示屏幕擦除数据166。有利地,可以更容易地显示屏幕擦除数据166。实际上,因为像素可以包括在同一帧中的图像或视频和覆盖物,移动装置22可以简单地显示上述像素。不过,提供屏幕擦除数据可以将图像与覆盖物合并,这可有益于分离两个(或更多个)数据流。例如,可以大致同时传输独立的数据流(例如,图像或视频流、覆盖物流),从而实现更快的数据通信。此外,可以独立地分析数据流,从而改善数据检查和分析。
[0060]因此,在一个实施例中,可以将图像数据和覆盖物分离成两个或更多个数据流168和170。数据流168可以仅包括覆盖物,而数据流170可以包括图像或视频。在一个实施例中,可以利用同步信号172使图像或视频170与覆盖物168同步。例如,同步信号可以包括适于使一帧数据流170与覆盖物流168中包括的一个或多个数据项匹配的定时数据。在又一实施例中,可以不使用同步数据172。相反,每个帧或图像170可以包括唯一的ID,可以将这一唯一的ID匹配到一条或多条覆盖物数据168,并用于将覆盖物数据168和图像数据170 一起显示。
[0061]覆盖物数据168可以包括尖端图覆盖物。例如,可以显示具有四个正方形的栅格(例如,象限栅格),连同代表尖端136位置的点或圆。这种尖端图于是可以代表如何在对象内部插入尖端136。第一象限(右上)可以代表尖端136插入沿轴向向下看到对象中的右上角中,第二象限(左上)可以代表尖端136插入沿轴向向下看的左上角中,第三象限(左下)可以代表尖端136插入左下角中,第四象限(右下)可以代表尖端136插入右下角中。因此,管道探测镜操作员26可以更容易地引导尖端136的插入。
[0062]覆盖物数据168还可以包括测量覆盖物。例如,可以通过使用户能够在图像上覆盖一个或多个光标十字(例如“ + ”),提供测量值,例如长度、点到线、深度、面积、多段线、距离、歪斜和圆量规。在一个实施例中,可以提供适于测量对象内部的立体探针测量尖端136或阴影探针测量尖端136,所述测量包括立体测量和/或向对象上投射阴影。通过在图像上放置多个光标图标(例如光标十字),可以利用立体观测技术导出测量结果。例如,放置两个光标图标可以实现线性点到点测量(例如长度)。放置三个光标图标可以提供从点到线(例如点到线)的垂直距
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