[发明专利]燃气轮机燃烧室段内的在线光学监测系统与方法

权利要求书

1.一种工业燃气轮机燃烧室段的在线光学运转监测方法，其特征在于，所述方法包括：

把具有光学窗口的人孔盖耦合到燃烧室段的检修人孔上；

使位于人孔外的光学摄像头的视野(FOV)处于透过光学窗口的朝向，以便视野能够捕获燃烧室段内的被研究区域的图像；

把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置，并在每个位置捕获相应的图像；和

把各个捕获的图像合成为合成图像，

其中，所述方法包括：在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件移动摄像头的视野，以形成合成图像；遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的可视图像；监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的相对运动并把运动与振动频率关联起来，从而遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的振动，

其中，通过监测一基准标记在燃烧室段过渡部件的外表面上的位置变化来监测相对运动，其中，沿燃烧室段过渡部件监测燃烧室段过渡部件的振动。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：把捕获图像的红外辐射强度与温度关联起来，从而遥控监测红外摄像头的视野内的被研究区域的温度。

3.如权利要求2所述的方法，其中，把捕获图像的红外辐射强度与温度关联起来的步骤是通过把捕获的视野图像强度与黑体辐射强度校准数据对比并使用独立获得的与视野内的被研究区域相关的温度信息微调校准数据来执行的。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述校准数据是通过从燃烧室段内的热电偶或具有已知发射率的物体的温度信息而获得的。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：使用耦合至共享公共光路分束镜的红外摄像头和可见光谱摄像头同时监测视野。

6.如权利要求1所述的方法，其中，设定视野的朝向的步骤是使用耦合至光学摄像头的自动化运动控制系统执行的，该系统沿燃烧室段内的选定路径自动定位摄像头并捕获图像。

7.如权利要求6所述的方法，包括：使用所述自动化运动控制系统在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件自动定位摄像头的视野，并捕获影像，以形成合成图像。

8.如权利要求1所述的方法，包括：把摄像头和配套的监测系统部件隔离在人孔外的外罩内，并在外罩内循环冷却液，从而对摄像头和配套的监测系统部件进行冷却。

9.一种工业燃气轮机燃烧室段的在线光学运转监测系统，其特征在于，所述系统包括：

人孔盖，具有光学窗口，并适合于耦合至燃烧室段检修人孔；

光学摄像头，位于人孔外，并且视野(FOV)处于透过光学窗口的朝向，从而视野能够捕获燃烧室段内的被研究区域的图像；

运动控制驱动系统，耦合至摄像头，用于把摄像头的视野移动至燃烧室段内的多个位置；

控制系统，耦合至运动控制系统和摄像头，用于使运动控制驱动系统定位摄像头，并在每个位置捕获相应的图像；和

图像处理系统，用于把各个捕获图像合成为合成图像，

其中，所述在线光学运转监测系统构造成在燃烧室段的入口和出口之间沿一定长度的燃烧室段过渡部件移动摄像头的视野，以形成合成图像；遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的可视图像；监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的相对运动并把运动与振动频率关联起来，从而遥控监测可见光谱摄像头的视野内的被研究区域的振动，

其中，通过监测一基准标记在燃烧室段过渡部件的外表面上的位置变化来监测相对运动，其中，沿燃烧室段过渡部件监测燃烧室段过渡部件的振动。

10.如权利要求9所述的系统，包括：能够捕获视野图像强度的红外摄像头，以及能够把捕获的图像强度与温度关联起来的图像处理系统。