[发明专利]包括非球面透镜的涡轮机在线检测的系统和方法

摘要

本发明涉及在线运行发电涡轮机的非破坏性内部检测的光学相机系统，发电涡轮机包括燃气轮机燃烧室和涡轮机段，处于超过600℃(1112°F)范围的高工作温度并且包括燃烧气体污染物。检测系统包括一个或多个能够承受高于600℃连续工作温度的非球面透镜。非球面透镜单独地或与球面透镜组合来建立更宽的视场，并且比仅包括球面透镜的透镜卡口需要更少的组合透镜。并入在检测系统中的冷却系统有利于连续运行，并得以抑制透镜外表面燃烧气体的结垢。

主权项

一种用于在线运行发电燃气轮机燃烧室和涡轮机段的内部检测的相机检测系统，包括：光学管，包含限定出内部的壳体，该壳体具有远侧尖端和与远侧尖端相对的、位于相机外壳和燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口之间的端部，所述远侧尖端用于插入燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口中，所述远侧尖端包含观察端口，所述与远侧尖端相对的、位于相机外壳和燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口之间的端部保留在检测端口外部，所述检测端口适于与安装在燃气轮机发动机外部的相机外壳内的光学相机光学耦合；冷却端口，由所述壳体在观察端口近端限定；传输光学图像的非球面透镜，安装在所述壳体内、处于所述观察端口近端，与燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口以及与远侧尖端相对的、位于相机外壳和燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口之间的端部光学对准，用于将在非球面透镜的视场内产生的光学图像传输到与远侧尖端相对的、位于相机外壳和燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口之间的端部；球面透镜，所述球面透镜安装在所述壳体内与所述非球面透镜和壳体的与远侧尖端相对的、位于相机外壳和燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口之间的端部光学对准；相应透镜结合着在所述壳体内传输感兴趣对象的图像，所述感兴趣对象定向在所述视场内；联接到位于燃气轮机发动机外部的壳体的与远侧尖端相对的、位于相机外壳和燃气轮机燃烧室或涡轮机段检测端口之间的端部的相机，用于捕获经由透镜传输的光学图像；联接到所述冷却端口加压气体源，用于排出所述观察端口近端的加压气体，并且所述相应透镜和壳体内部由能够在高于1112华氏度(600摄氏度)的温度下连续运行的材料构成。