遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)。更具體而言，一種目視檢查系統(tǒng)[100]包括利用柔性推桿[400]移動(dòng)通過(guò)導(dǎo)管[1]的遠(yuǎn)端[110]。遠(yuǎn)端[110]具有帶有指示在導(dǎo)管[1]內(nèi)行進(jìn)的距離的編碼器[140]的至少一個(gè)支架組件[130]。目視檢查裝置[100]具有用于識(shí)別沿導(dǎo)管[1]的長(zhǎng)度向下的視圖的縱向攝像機(jī)[150]，而且具有適合目視檢查導(dǎo)管[1]的內(nèi)表面[3]的至少一個(gè)橫向攝像機(jī)[160]。此外，橫向攝像機(jī)[160]可用來(lái)檢查連接到導(dǎo)管[1]的其它導(dǎo)管。
【專(zhuān)利說(shuō)明】遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開(kāi)大體上涉及用于目視(visually)檢查導(dǎo)管的內(nèi)部的系統(tǒng)，并且更具體而言涉及用于目視檢查管道和鍋爐集管(header)的內(nèi)部的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]存在用于檢查管道和通常輸送流體的其它導(dǎo)管的內(nèi)部的各種設(shè)備。由于這些導(dǎo)管可能腐蝕或產(chǎn)生裂縫和其它瑕疵，能夠檢查它們是重要的。目視檢查使得可快速識(shí)別大部分的導(dǎo)管以識(shí)別潛在的問(wèn)題區(qū)域?？梢源_定，導(dǎo)管的目視檢查是一種識(shí)別潛在問(wèn)題的快速方式。然后可以使用另外的檢查裝置來(lái)檢查這些問(wèn)題區(qū)域。因此，目視檢查被用作初步檢查以大體檢測(cè)可能出現(xiàn)瑕疵的地方。
[0003]在諸如采用輸送加壓水和蒸汽的管道的鍋爐的一些裝備中，在裝備失效之前識(shí)別瑕疵是非常重要的。在這些加壓導(dǎo)管之一中的裂縫或瑕疵可造成傷害或死亡以及對(duì)其它裝備的顯著損壞。
[0004]集管和相關(guān)聯(lián)的水冷壁管道的內(nèi)部腐蝕并且必須進(jìn)行檢查。集管通常為水平的，其中豎直的水冷壁管道從水平的集管管道延伸。在具有圓形橫截面的導(dǎo)管中，由于不存在參考系，所以所有方向都看起來(lái)類(lèi)似。因此，難以僅從攝像機(jī)圖像識(shí)別出裝置觀察的方向。對(duì)于對(duì)稱(chēng)的接口來(lái)說(shuō)尤其如此，例如從導(dǎo)管的相對(duì)側(cè)對(duì)稱(chēng)地進(jìn)入的兩個(gè)管道。因此，有時(shí)難以確定瑕疵在管道中的位置。
[0005]另外，由于一些導(dǎo)管的幾何形狀，難以全面地觀察各個(gè)導(dǎo)管的內(nèi)部。即使可移動(dòng)的攝像機(jī)也具有對(duì)它們的運(yùn)動(dòng)范圍的限制，并且難以觀察裝置的前方和側(cè)面。
[0006]目前需要一種能容易地定位和識(shí)別管道內(nèi)部的問(wèn)題區(qū)域的用途更廣泛的目視檢
查裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明可體現(xiàn)為用于目視檢查細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)管的內(nèi)表面的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有:
a.遠(yuǎn)端,其包括:
1.主體，其具有前部、后部、腹側(cè)、背側(cè)、以及兩個(gè)橫向側(cè)；
i1.至少一個(gè)支架組件，其從主體的橫向(later)側(cè)中的至少一個(gè)延伸以用于接合所述導(dǎo)管的所述內(nèi)表面；
ii1.縱向攝像機(jī)，其在主體的前部上，旨在觀察主體的前部的前方；
iv.橫向攝像機(jī)，其在主體的腹側(cè)上，定位成觀察導(dǎo)管的所述內(nèi)表面；以及 V.編碼器，其用于測(cè)量在所述導(dǎo)管內(nèi)部行進(jìn)的距離；
b.柔性推桿，其附連到遠(yuǎn)端，從而允許遠(yuǎn)端沿所述導(dǎo)管移動(dòng)；以及
c.控制單元，其適合接收、處理、存檔和分析來(lái)自遠(yuǎn)端的圖像，以及控制目視檢查系統(tǒng)；以及 d.線纜，其連接遠(yuǎn)端與控制單元。
[0008]本發(fā)明還可體現(xiàn)為一種目視檢查遠(yuǎn)程導(dǎo)管的內(nèi)表面的方法，該方法包括下列步驟:
a.提供具有至少一個(gè)裝彈簧的支架組件的遠(yuǎn)端，該支架組件沿所述內(nèi)表面行駛(ride),以穩(wěn)定遠(yuǎn)端；
b.測(cè)量在導(dǎo)管內(nèi)的位置；
c.在導(dǎo)管內(nèi)的各個(gè)位置處采集導(dǎo)管內(nèi)部的縱向圖像；
d.在導(dǎo)管內(nèi)的各個(gè)位置處采集導(dǎo)管內(nèi)部的橫向圖像；
e.將導(dǎo)管內(nèi)部的縱向圖像或橫向圖像中的至少一個(gè)與其相應(yīng)的位置相聯(lián)系；以及
f.顯示對(duì)于導(dǎo)管內(nèi)的給定位置的縱向圖像和橫向圖像中的至少一個(gè)。
[0009]通過(guò)參照本公開(kāi)的各種特征的以下詳細(xì)描述和其中所包括的示例，可更容易地理解本公開(kāi)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]現(xiàn)在參看附圖，其中類(lèi)似的元件編號(hào)類(lèi)似:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的目視檢查系統(tǒng)的透視圖。
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從圖1的目視檢查系統(tǒng)的前面的端視正視圖。
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1和圖2的目視檢查系統(tǒng)的側(cè)正視圖。
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1至圖3的目視檢查系統(tǒng)的腹側(cè)的平面圖。
[0014]圖5是如在檢查兩個(gè)相交的導(dǎo)管的應(yīng)用中時(shí)其將顯現(xiàn)的圖1至圖4的目視檢查系統(tǒng)的正視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]理論
當(dāng)目視檢查導(dǎo)管的內(nèi)部時(shí)，在觀察顯示器時(shí)，難以識(shí)別遠(yuǎn)程攝像機(jī)所觀察的位置。當(dāng)遠(yuǎn)程攝像機(jī)在沒(méi)有參考系的對(duì)稱(chēng)導(dǎo)管中時(shí)，尤其困難。通常，遠(yuǎn)程攝像機(jī)提供沿著具有遠(yuǎn)程攝像機(jī)的遠(yuǎn)程裝置的縱向長(zhǎng)度順著導(dǎo)管向下的視圖，遠(yuǎn)程攝像機(jī)在該導(dǎo)管中行進(jìn)?？梢晥D像不僅用于大體檢查導(dǎo)管，而且可用于確定沿導(dǎo)管的進(jìn)度。它可用來(lái)觀察由于碎屑、腐蝕或異物的積聚所導(dǎo)致的導(dǎo)管的障礙物、堵塞和變窄。
[0016]如果第二導(dǎo)管以90度的角度與第一導(dǎo)管相交，則攝像機(jī)必須能夠移動(dòng)，或以其它方式提供且以遠(yuǎn)離初始視角90度的角度錄制影像，以沿著第二導(dǎo)管的長(zhǎng)度向下進(jìn)行觀察。
[0017]如果攝像機(jī)從其縱向方向傾斜90度，(考慮橫向方向)，例如以檢查從遠(yuǎn)程裝置在其中行進(jìn)的導(dǎo)管垂直地延伸的導(dǎo)管，遠(yuǎn)程攝像機(jī)不再能提供沿著沿導(dǎo)管行進(jìn)的方向的縱向方向的圖像，它不能指示任何潛在的障礙物等。
[0018]此外，重要的是確定遠(yuǎn)程裝置的定向，并且具有調(diào)整裝置的定向的手段。
[0019]本發(fā)明涉及在目視檢查系統(tǒng)中的某些新的且有用的改善，該系統(tǒng)可快速且準(zhǔn)確地識(shí)別被檢查的導(dǎo)管內(nèi)部的瑕疵或缺陷的位置。該系統(tǒng)還能目視檢查連接到該系統(tǒng)在其中行進(jìn)的導(dǎo)管的導(dǎo)管并調(diào)整其定向以觀察在這些導(dǎo)管內(nèi)的各種位置。
[0020]現(xiàn)在參看圖1至圖4，示出了設(shè)計(jì)用于目視檢查諸如集管或?qū)Ч躀的細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)管的內(nèi)表面的目視檢查系統(tǒng)100。
[0021]該系統(tǒng)具有遠(yuǎn)側(cè)段110，遠(yuǎn)側(cè)段110具有主體111，主體111具有前部113、后部115、背側(cè)117、腹側(cè)119和兩個(gè)橫向側(cè)121。縱向軸線延伸通過(guò)主體111的長(zhǎng)度。橫向軸線163穿過(guò)背側(cè)117和腹側(cè)119。
[0022]存在從主體111的側(cè)面121中的至少一個(gè)延伸以用于接合所述導(dǎo)管的所述內(nèi)表面的至少一個(gè)支架組件130。優(yōu)選地，輪子131從支架組件130延伸并傾斜以沿導(dǎo)管I的內(nèi)表面3滾動(dòng)。
[0023]編碼器140聯(lián)接到輪子131，從而使編碼器能確定輪子131已沿導(dǎo)管I行進(jìn)了多遠(yuǎn)。該信息穿過(guò)線纜200傳送至基部單元300，基部單元計(jì)算遠(yuǎn)側(cè)段110沿導(dǎo)管I的瞬時(shí)位置。
[0024]縱向攝像機(jī)150附連到主體111的前部并且定向成在大體平行于縱向軸線150的方向上順著導(dǎo)管I的長(zhǎng)度向下觀察。縱向攝像機(jī)150旨在觀察主體111的前部113的前方。該攝像機(jī)設(shè)計(jì)成尋找遠(yuǎn)側(cè)段110前方的障礙物，并提供遠(yuǎn)端110前方的導(dǎo)管的可視圖像。
[0025]橫向攝像機(jī)160附連到腹側(cè)119，定位成在大體沿橫向軸線的方向上觀察，以觀察鄰近主體111的腹側(cè)119的區(qū)域。
[0026]柔性推桿400附連到遠(yuǎn)側(cè)段110，以用于沿導(dǎo)管I的內(nèi)部推/拉遠(yuǎn)側(cè)段110。
[0027]除其它部件之外，基部300還采用處理單元310，處理單元310適合接收、處理、存檔和分析來(lái)自導(dǎo)管I內(nèi)部的遠(yuǎn)側(cè)段110的攝像機(jī)150、160的圖像。
[0028]基部300還具有聯(lián)接到遠(yuǎn)側(cè)段110的控制單元500?？刂茊卧煽刂瓶v向攝像機(jī)150和橫向攝像機(jī)160的攝像機(jī)設(shè)置，并且也能控制促動(dòng)器，例如縮放、聚焦以及定位裝置以沿不同方向觀看?？刂茊卧?00也可控制諸如縱向LED 151的燈的操作，該燈旨在照亮由縱向攝像機(jī)150觀察的區(qū)域。類(lèi)似地，橫向LED 161定位成照亮由橫向攝像機(jī)160觀察的區(qū)域。
[0029]圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的從圖1的目視檢查系統(tǒng)的前面的端視正視圖。
[0030]此處縱向攝像機(jī)150和縱向光源151為可見(jiàn)的。導(dǎo)管I在該視圖中未示出；然而，輪子131顯示在支架組件130上，就像當(dāng)輪子131沿導(dǎo)管內(nèi)表面行駛時(shí)其顯現(xiàn)的那樣。支架組件具有彈簧135或其它推動(dòng)裝置，該裝置允許支架130向外延伸到內(nèi)表面以穩(wěn)定遠(yuǎn)端110。這使遠(yuǎn)端110可配合到各種尺寸的導(dǎo)管I中并保持穩(wěn)定，以最小化圖像的移動(dòng)。這使遠(yuǎn)端110可以以極小的晃動(dòng)采集更容易分析的穩(wěn)定的可視圖像。
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1和圖2的目視檢查系統(tǒng)的側(cè)正視圖。此處支架組件130為可見(jiàn)的。此外，橫向攝像機(jī)160示出為沿橫向軸線163瞄準(zhǔn)。
[0032]圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖1至圖3的目視檢查系統(tǒng)的腹側(cè)的平面圖。在該實(shí)施例中，彈簧135被用作推動(dòng)裝置，其對(duì)導(dǎo)管I的內(nèi)表面3按壓支架組件130和輪子131。
[0033]圖5是在使用中檢查兩個(gè)相交的導(dǎo)管時(shí)將看到的圖1至圖4的目視檢查系統(tǒng)的正視圖。
[0034]圖5示出與另一個(gè)導(dǎo)管5以直角相交的導(dǎo)管I。該導(dǎo)管類(lèi)似于與下降管相交的水平蒸汽集管的幾何形狀。該導(dǎo)管需要檢查和維護(hù)。本發(fā)明專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)成檢查導(dǎo)管I (蒸汽集管)，同時(shí)也能目視檢查導(dǎo)管5(下降管)。它可在采集遠(yuǎn)端110前部的前方的圖像的同時(shí)進(jìn)行檢查，以確認(rèn)在導(dǎo)管I中不存在障礙物。
[0035]備選實(shí)施例
在系統(tǒng)的備選實(shí)施例中，滑墊133作為輪子131的補(bǔ)充或代替其使用。這些滑墊由諸如特氟綸或尼龍的低摩擦材料制成，并沿導(dǎo)管I的內(nèi)表面滑動(dòng)。
[0036]在本發(fā)明的另一個(gè)備選實(shí)施例中，常規(guī)的噴水噴嘴和/或擦拭裝置可用來(lái)清潔透鏡。
[0037]在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，可采用能相對(duì)于推桿400旋轉(zhuǎn)遠(yuǎn)端110以改變遠(yuǎn)端110的定向的馬達(dá)430。
[0038]有利地，本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)中指出的問(wèn)題。
[0039]除非另外指明，否則本文所公開(kāi)的所有范圍包含端點(diǎn)以及其中的所有中間點(diǎn)并且是可在端點(diǎn)以及其中的所有中間點(diǎn)組合的。本文中的術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等不代表任何順序、數(shù)量或重要性，而是用來(lái)區(qū)分一元素與另一元素。本文中的術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”和“一種”不表示數(shù)量上的限制，而是表示存在所引用項(xiàng)目中的至少一個(gè)。除非另外指明，否則由“約”修飾的所有數(shù)字包括精確的數(shù)值。
[0040]本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)包括最佳方式的本發(fā)明，并且還使得本領(lǐng)域中的技術(shù)人員能夠制作和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求所限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員所想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言沒(méi)有不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言無(wú)實(shí)質(zhì)差別的等同結(jié)構(gòu)元件，則這樣的其它示例意圖在權(quán)利要求的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于目視檢查細(xì)長(zhǎng)導(dǎo)管的內(nèi)表面的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，具有: a.遠(yuǎn)端,其包括: 1.主體，其具有前部、后部、腹側(cè)、背側(cè)、以及兩個(gè)橫向側(cè)； ?.至少一個(gè)支架組件，其從所述主體的橫向側(cè)中的至少一個(gè)延伸以用于接合所述導(dǎo)管的所述內(nèi)表面； ii1.縱向攝像機(jī)，其在所述主體的前部上，旨在觀察所述主體的前部的前方； iv.橫向攝像機(jī)，其在所述主體的腹側(cè)上，定位成觀察導(dǎo)管的所述內(nèi)表面；以及 V.編碼器，其用于測(cè)量在所述導(dǎo)管內(nèi)部行進(jìn)的距離； b.柔性推桿，其附連到所述遠(yuǎn)端，從而允許所述遠(yuǎn)端沿所述導(dǎo)管移動(dòng)；以及 c.控制單元，其適合接收、處理、存檔和分析來(lái)自所述遠(yuǎn)端的圖像，以及控制所述目視檢查系統(tǒng)；以及 d.線纜，其連接所述遠(yuǎn)端與所述控制單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 至少一個(gè)橫向光源，其定位成照亮所述導(dǎo)管的所述內(nèi)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 至少一個(gè)縱向光源，其定位成照亮所述主體前方的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 定向感測(cè)裝置，其用于識(shí)別所述遠(yuǎn)端相對(duì)于豎直方向的定向。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述推桿還包括: 用于在所述推桿上施加旋轉(zhuǎn)力從而使所述遠(yuǎn)端相對(duì)于所述導(dǎo)管旋轉(zhuǎn)的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述縱向攝像機(jī)和所述橫向攝像機(jī)提供圖像到所述控制單元，所述控制單元形成所述導(dǎo)管內(nèi)的縱向方向和橫向方向兩者的同時(shí)視圖。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 定向感測(cè)裝置，其確定所述遠(yuǎn)端相對(duì)于豎直方向的定向并將信息提供至所述控制單J Li ο
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 定向調(diào)整裝置，其能夠使所述遠(yuǎn)端旋轉(zhuǎn)以調(diào)整其相對(duì)于豎直方向的定向。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的遠(yuǎn)程目視檢查系統(tǒng)，其特征在于，所述定向調(diào)整裝置為固定到所述推桿的柄部，當(dāng)所述柄部旋轉(zhuǎn)時(shí)，所述推桿能夠改變所述遠(yuǎn)端的定向。
10.一種目視檢查導(dǎo)管(I)的內(nèi)表面的方法，包括下列步驟: a.提供具有至少一個(gè)裝彈簧的支架組件的遠(yuǎn)端，所述至少一個(gè)裝彈簧的支架組件沿所述內(nèi)表面行駛，以穩(wěn)定所述遠(yuǎn)端； b.測(cè)量在所述導(dǎo)管內(nèi)的位置； c.在所述導(dǎo)管內(nèi)的各個(gè)位置處采集所述導(dǎo)管內(nèi)部的縱向圖像； d.在所述導(dǎo)管內(nèi)的各個(gè)位置處采集所述導(dǎo)管內(nèi)部的橫向圖像； e.將所述導(dǎo)管內(nèi)部的縱向圖像或橫向圖像中的至少一個(gè)與其相應(yīng)的位置相聯(lián)系；以及 f.顯示對(duì)于所述導(dǎo)管內(nèi)的給定位置的縱向圖像和橫向圖像中的至少一個(gè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟之一:a.在其采集縱向圖像時(shí)采集所述遠(yuǎn)端的定向信息；b.將所述定向與所述采集的縱向圖像相聯(lián)系；以及c.調(diào)整所述顯示的縱向圖像以做所述遠(yuǎn)端的定向的校正。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括下列步驟之一:a.在采集橫向圖像時(shí)采集所述遠(yuǎn)端的定向信息；b.將所述定向與所述采集的橫向圖像相聯(lián)系；以及c.當(dāng)所述橫向圖像被顯示時(shí)，提供所述顯示的橫向圖像的遠(yuǎn)端的定向的指示。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述顯示步驟包括:同時(shí)顯示對(duì)于所述導(dǎo)管內(nèi) 的給定位置的縱向圖像和橫向圖像。
【文檔編號(hào)】G01N21/88GK103543159SQ201310299421
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年7月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月17日
【發(fā)明者】J.L.布里納克, R.E.盧卡斯, G.羅蘭德 申請(qǐng)人:阿爾斯通技術(shù)有限公司