用于在非破壞性測試系統(tǒng)中分析數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文公開的主題涉及非破壞性測試(NDT)系統(tǒng)，尤其涉及用于在各方之間共享NDT數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]某些設(shè)備和設(shè)施，例如發(fā)電設(shè)備和設(shè)施、油氣設(shè)備和設(shè)施、航空裝備和設(shè)施、制造設(shè)備和設(shè)施等，包括多個(gè)相互關(guān)連的系統(tǒng)和過程。例如，發(fā)電廠可以包括渦輪系統(tǒng)和用于操作和維護(hù)渦輪系統(tǒng)的過程。類似地，油氣操作可以包括經(jīng)由管道互連的碳質(zhì)燃料獲取系統(tǒng)和處理設(shè)備。類似地，航空系統(tǒng)可以包括飛機(jī)和用于維護(hù)適航性和提供維護(hù)支持的維修機(jī)庫。在設(shè)備工作期間，設(shè)備可能會劣化，遇到不希望的狀況，例如腐蝕、磨損等，這些可能會影響設(shè)備的整體有效性。可以使用某些檢查技術(shù)，例如非破壞性檢查技術(shù)或非破壞性測試(NDT)技術(shù)，來檢測不希望有的設(shè)備狀況。
[0003]在常規(guī)的NDT系統(tǒng)中，可以使用便攜式存儲裝置、尋呼機(jī)或通過電話與其他NDT操作員或人員共享數(shù)據(jù)。這樣一來，在NDT人員之間共享數(shù)據(jù)的時(shí)間量可能很大程度上取決于將物理便攜式存儲裝置物理地派發(fā)到其目標(biāo)的速度。因此，改善NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)共享能力，例如，以更有效率地測試和檢查各種系統(tǒng)和設(shè)備，會是有益的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]下面總結(jié)了在范圍上與最初請求保護(hù)的發(fā)明等價(jià)的某些實(shí)施例。這些實(shí)施例并非要限制所請求發(fā)明的范圍，而是這些實(shí)施例僅僅意在提供發(fā)明可能形式的概要。實(shí)際上，本發(fā)明可以涵蓋可類似于或不同于下文闡述實(shí)施例的各種形式。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，一種協(xié)作系統(tǒng)可以包括非破壞性測試(NDT)檢查裝置，所述非破壞性測試檢查裝置可以經(jīng)由計(jì)算網(wǎng)絡(luò)與至少一個(gè)其他計(jì)算裝置通信。計(jì)算網(wǎng)絡(luò)可以可通信地耦合多個(gè)計(jì)算裝置，NDT檢查裝置可以采集檢查數(shù)據(jù)，建立通往至少一個(gè)其他計(jì)算裝置的通信連接，并向至少一個(gè)其他計(jì)算裝置發(fā)送數(shù)據(jù)。其中，至少一個(gè)其他計(jì)算裝置可以分析數(shù)據(jù)。在分析數(shù)據(jù)之后，NDT檢查裝置可以從至少一個(gè)其他計(jì)算裝置接收分析的數(shù)據(jù)。
[0006]在另一實(shí)施例中，一種計(jì)算裝置可以包括程序指令，所述程序指令可以接收已經(jīng)利用一個(gè)或多個(gè)非破壞性測試(NDT)檢查裝置采集的數(shù)據(jù)并識別與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)。元數(shù)據(jù)可以包括對應(yīng)于利用一個(gè)或多個(gè)NDT檢查裝置檢查的資產(chǎn)的信息。在識別元數(shù)據(jù)之后，計(jì)算裝置可以基于元數(shù)據(jù)組織數(shù)據(jù)并在存儲器中存儲組織的數(shù)據(jù)。
[0007]在又一實(shí)施例中，一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括指令，所述指令可以從一個(gè)或多個(gè)檢查傳感器接收信號作為原始數(shù)據(jù)，在第一時(shí)間向一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置發(fā)送原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并在第二時(shí)間從一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置接收數(shù)據(jù)分析。
【附圖說明】
[0008]在參考附圖閱讀以下詳細(xì)說明時(shí)，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)，在所有附圖中，相似的字符代表相似的部分，其中:
[0009]圖1是方框圖，示出了包括移動(dòng)裝置的分布式非破壞性測試(NDT)系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0010]圖2是方框圖，示出了圖1的分布式NDT系統(tǒng)實(shí)施例的更多細(xì)節(jié)；
[0011]圖3是前視圖，示出了可通信地耦合到圖1的移動(dòng)裝置和“云端”的管道探測鏡系統(tǒng)14的實(shí)施例；
[0012]圖4是可通信地耦合到圖1的移動(dòng)裝置的搖攝-傾斜-變焦(PTZ)攝像機(jī)系統(tǒng)的實(shí)施例圖示；
[0013]圖5是流程圖，示出了在使用分布式NDT系統(tǒng)規(guī)劃、檢查、分析、報(bào)告和共享數(shù)據(jù)，例如檢查數(shù)據(jù)時(shí)有用的過程的實(shí)施例；
[0014]圖6是通過無線管道的信息流實(shí)施例的方框圖；
[0015]圖7是根據(jù)本公開各方面，對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的用于共享數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0016]圖8是根據(jù)本公開各方面，用于呈現(xiàn)針對對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的共享數(shù)據(jù)的接收方列表過程實(shí)施例的流程圖；
[0017]圖9是根據(jù)本公開各方面，用于實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)地共享對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0018]圖10是根據(jù)本公開各方面，用于自動(dòng)共享對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0019]圖11是根據(jù)本公開各方面，對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的協(xié)作系統(tǒng)的方框圖；
[0020]圖12是根據(jù)本公開各方面，利用圖11的協(xié)作系統(tǒng)共享計(jì)算裝置的顯示器和控制器的過程實(shí)施例的流程圖；
[0021]圖13示出了根據(jù)本公開各方面，利用圖11的協(xié)作系統(tǒng)禁用圖1的NDT系統(tǒng)中裝置某些功能的過程實(shí)施例的流程圖；
[0022]圖14示出了根據(jù)本公開各方面，在利用圖11的協(xié)作系統(tǒng)檢查圖1的NDT系統(tǒng)中裝置時(shí)提供位置意識數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0023]圖15示出了根據(jù)本公開各方面，向圖11的協(xié)作系統(tǒng)中的云計(jì)算裝置發(fā)送對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0024]圖16示出了根據(jù)本公開各方面，利用圖11的協(xié)作系統(tǒng)中的云計(jì)算裝置分析對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0025]圖17示出了根據(jù)本公開各方面，向圖11的協(xié)作系統(tǒng)中的云計(jì)算裝置發(fā)送對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0026]圖18示出了根據(jù)本公開各方面，利用圖11的協(xié)作系統(tǒng)中的云計(jì)算裝置組織并分析對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的過程實(shí)施例的流程圖；
[0027]圖19示出了根據(jù)本公開各方面，用于實(shí)施用于審查和/或分析對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)的工作流程的過程實(shí)施例的流程圖；
[0028]圖20示出了根據(jù)本公開各方面，通過圖11的協(xié)作系統(tǒng)準(zhǔn)備對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以分析的過程實(shí)施例的流程圖；以及
[0029]圖21示出了根據(jù)本公開各方面，通過圖11的協(xié)作系統(tǒng)分析對應(yīng)于圖1的NDT系統(tǒng)的數(shù)據(jù)加以分析的過程實(shí)施例的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]下文將描述一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡明描述，在說明書中未描述實(shí)際實(shí)施方式的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，在任何這種實(shí)際實(shí)施方式的發(fā)展中，如同在任何工程設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中那樣，必須要做出很多實(shí)施特有的決策以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的具體目標(biāo)，例如遵從系統(tǒng)相關(guān)和商業(yè)相關(guān)的約束，所述約束可能在一種實(shí)施方式和另一種實(shí)施方式之間有所變化。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，這樣的開發(fā)工作可能復(fù)雜且耗時(shí)很長，但對于受益于本公開的普通技術(shù)人員而言仍然是一種例行的設(shè)計(jì)、制作和制造任務(wù)。
[0031 ] 在介紹本發(fā)明的各實(shí)施例要素時(shí)，冠詞“一”、“該”和“所述”意在表示有一個(gè)或多個(gè)要素。術(shù)語“包括”、“包含”和“具有”意在是包含性的，表示除了所列要素還可以有另外的要素。
[0032]本公開的實(shí)施例可以適用于各種檢查和測試技術(shù)，包括非破壞性測試(NDT)或檢查系統(tǒng)。在所述NDT系統(tǒng)中，可以使用某些技術(shù)，例如管道探測檢查、焊接檢查、遠(yuǎn)程目測檢查、X射線檢查、超聲波檢查、渦流探傷等，來分析和檢測各種狀況，包括但不限于腐蝕、設(shè)備磨損、裂縫、泄漏等。本文描述的技術(shù)實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的NDT系統(tǒng)，所述NDT系統(tǒng)適合進(jìn)行管道探測檢查、遠(yuǎn)程目測檢查、X射線檢查、超聲波檢查和/或渦流探傷，能夠?qū)崿F(xiàn)增強(qiáng)的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、檢查/測試過程和NDT協(xié)作技術(shù)。
[0033]本文中描述的改進(jìn)型NDT系統(tǒng)可以包括使用無線管道的檢查設(shè)備，所述無線管道適于將檢查設(shè)備可通信耦合到移動(dòng)裝置，例如平板計(jì)算機(jī)、智能電話和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡；可通信耦合到計(jì)算裝置，例如筆記本、膝上計(jì)算機(jī)、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)；以及可通信耦合到“云”計(jì)算系統(tǒng)，例如基于云的NDT生態(tài)系統(tǒng)、云分析、基于云的協(xié)作和工作流程系統(tǒng)、分布式計(jì)算系統(tǒng)、專家系統(tǒng)和/或基于知識的系統(tǒng)。實(shí)際上，本文描述的技術(shù)可用于增強(qiáng)的NDT數(shù)據(jù)采集、分析和數(shù)據(jù)分布，從而改善不希望狀況的檢測，增強(qiáng)維修活動(dòng)，并提高設(shè)施設(shè)備的投資回報(bào)(ROI)。
[0034]在一個(gè)實(shí)施例中，可以將平板計(jì)算機(jī)可通信地耦合到NDT檢查裝置(例如，管道探測鏡、可迀移的搖攝-傾斜-變焦攝像機(jī)、渦流裝置、X射線檢查裝置、超聲波檢查裝置)，例如，可從紐約Schenectady的General Electric，C0.獲得的MENTOR? NDT檢查裝置，并用于向NDT檢查裝置提供例如增強(qiáng)的無線顯示能力、遙控、數(shù)據(jù)分析和/或數(shù)據(jù)通信。盡管可以使用其他移動(dòng)裝置，但使用平板計(jì)算機(jī)是恰當(dāng)?shù)模驗(yàn)槠桨逵?jì)算機(jī)可以提供更大更高分辨率的顯示器，更強(qiáng)大的處理內(nèi)核、增大的存儲器和改善的電池壽命。因此，平板計(jì)算機(jī)可以解決某些問題，例如實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的改進(jìn)可視化，改善檢查裝置的操作控制，以及向多個(gè)外部系統(tǒng)和實(shí)體擴(kuò)展協(xié)作共享。
[0035]考慮到以上情況，本公開目的在于共享從NDT系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)和/或應(yīng)用的控制和/或NDT系統(tǒng)中的裝置。通常，可以利用本文公開的技術(shù)自動(dòng)向各個(gè)人員或人員組分發(fā)從NDT系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。此外，可以在個(gè)人之間共享用于監(jiān)測和/或控制NDT系統(tǒng)中裝置的應(yīng)用顯示的內(nèi)容，以創(chuàng)建虛擬協(xié)作環(huán)境，用于監(jiān)測和控制NDT系統(tǒng)中的裝置。
[0036]作為引言，現(xiàn)在參考圖1，圖1是分布式NDT系統(tǒng)10的實(shí)施例方框圖。在圖示的實(shí)施例中，分布式NDT系統(tǒng)10可以包括一個(gè)或多個(gè)NDT檢查裝置12。NDT檢查裝置12可以分成至少兩類。在圖1中所示的一種類別中，NDT檢查裝置12可以包括適于目測檢查各種設(shè)備和環(huán)境的裝置。在下文參考圖2更詳細(xì)描述的另一個(gè)類別中，NDT裝置12可以包括為目測檢查形態(tài)提供替代的裝置，例如X射線檢查形態(tài)、渦流探傷形態(tài)和/或超聲波檢查形
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[0037]在圖1所示的第一范例類別中，NDT檢查裝置12可以包括具有一個(gè)或多個(gè)處理器15和存儲器17的管道探測鏡14，以及具有一個(gè)或多個(gè)處理器19和存儲器21的可迀移搖攝-傾斜-變焦(PTZ)攝像機(jī)16。在這種第一類別的目測檢查裝置中，管道探測鏡14和PTZ攝像機(jī)16可用于檢查，例如增壓渦輪機(jī)18和設(shè)施或場所20。如圖所示，管道探測鏡14和PTZ攝像機(jī)16可以可通信地耦合到也具有一個(gè)或多個(gè)處理器23和存儲器25的移動(dòng)裝置22。移動(dòng)裝置22可以包括，例如平板計(jì)算機(jī)、手機(jī)(例如智能電話)、筆記本、膝上計(jì)算機(jī)或任何其他移動(dòng)計(jì)算裝置。不過，只要平板計(jì)算機(jī)在屏幕尺寸、重量、計(jì)算能力和電池壽命之間提供良好的平衡，使用平板計(jì)算機(jī)就是恰當(dāng)?shù)摹Ｒ虼?，在一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)裝置22可以是上述平板計(jì)算機(jī)，所述平板計(jì)算機(jī)提供了觸摸屏輸入。移動(dòng)裝置22可以通過多種無線或有線管道，可通信地耦合到NDT檢查裝置12，例如管道探測鏡14和/或PTZ攝像機(jī)16。例如，無線管道可以包括WiFi(例如，電氣和電子工程師協(xié)會[ΙΕΕΕ]802.11Χ)、蜂窩管道(例如，高速分組接入[HSPA]、HSPA+、長期演進(jìn)[LTE]、WiMax)、近場通信(NFC)、藍(lán)牙、個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)等。無線管道可以使用各種通信協(xié)議，例如TCP/IP、UDP、SCTP、套接字層等。在某些實(shí)施例中，無線或有線管道可以包括安全層，例如安全套接字層(SSL)、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)層、加密層、詢問密鑰認(rèn)證層、令牌認(rèn)證層等。有線管道可以包括有專利權(quán)的電纜線路、RJ45電纜、同軸電纜、光纜等。
[0038]此外或替代地，移動(dòng)裝置22可以通過“云端”24可通信地耦合到NDT檢查裝置12，例如管道探測鏡14和/或PTZ攝像機(jī)16。實(shí)際上，移動(dòng)裝置22可以使用云端24計(jì)算和通信技術(shù)(例如，云計(jì)算網(wǎng)絡(luò))，包括但不限于HTTP、HTTPS、TCP/IP、面向服務(wù)的架構(gòu)(SOA)協(xié)議(例如，簡單對象接入?yún)f(xié)議[SOAP]、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)描述語言(WSDL))以從任何地理位置與NDT檢查裝置12接口連接，所述任何地理位置包括遠(yuǎn)離要檢查的物理位置的地理位置。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，移動(dòng)裝置22可以提供“熱點(diǎn)”功能，其中，移動(dòng)裝置22可以提供無線接入點(diǎn)(WAP)功能，所述無線接入點(diǎn)功能適于將NDT檢查裝置12連接到其他系統(tǒng)(在云端24中，或連接到云端24的)，例如計(jì)算系統(tǒng)29 (例如，計(jì)算機(jī)、膝上計(jì)算機(jī)、一個(gè)或多個(gè)虛擬機(jī)[VM]、臺式機(jī)、工作站)。因此，可以通過提供多方工作流程、數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析來增強(qiáng)協(xié)作。
[0039]例如，管道探測鏡操作員26可以在一個(gè)位置物理地操控管道探測鏡14，而移動(dòng)裝置操作員28可以使用移動(dòng)裝置22通過遙控技術(shù)在第二位置與管道探測鏡14接口連接并物理地操控管道探測鏡14。第二位置可鄰近第一位置，或者在地理上遠(yuǎn)離第一位置。同樣地，攝像機(jī)操作員30可以在第三位置物理地操作PTZ攝像機(jī)16，移動(dòng)裝置操作員28可以利用移動(dòng)裝置22在第四位置遙控PTZ攝像機(jī)16。第四位置可鄰近第三位置，或者在地理上遠(yuǎn)離第三位置?？梢杂刹僮鲉T28通過移動(dòng)裝置22另外執(zhí)行由操作員26和30執(zhí)行的任何和所有控制動(dòng)作。此外，操作員28可以利用裝置14、16和22，通過諸如IP語音(VOIP)、虛擬白板、文本消息等技術(shù)，與操作員26和/或30通信。通過在操作員28操作員26和操作員30之間提供遠(yuǎn)程協(xié)作技術(shù)，本文描述的技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)的工作流程并提高資源效率。實(shí)際上，非破壞性測試過程可以利用云端24與移動(dòng)裝置22、NDT檢查裝置12和耦合到云端24的外部系統(tǒng)的通信耦合。
[0040]在一種操作模式中，可以由管道探測鏡操作員26和/或攝像機(jī)操作員30操作移動(dòng)裝置22以利用，例如更大的屏幕顯示、更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理以及移動(dòng)裝置22提供的各種接口技術(shù)，如下文更詳細(xì)所述。實(shí)際上，可以由相應(yīng)的操作員26和30與裝置14和16并行或串行地操作移動(dòng)裝置22。這種增強(qiáng)的靈活性實(shí)現(xiàn)了更好的包括人力資源的資源利用和改進(jìn)的檢查結(jié)果。
[0041]無論是否由操作員28、26和/或30控制，管道探測鏡14和/或PTZ攝像機(jī)16都可以用于目測檢查多種設(shè)備和設(shè)施。例如，可以將管道探測鏡14插入渦輪機(jī)械18的多個(gè)管道探測鏡端口和其他位置中，以實(shí)現(xiàn)對渦輪機(jī)械18若干部件的照明和目測觀察。在圖示的實(shí)施例中，增壓渦輪機(jī)械18被示為適于將碳質(zhì)燃料轉(zhuǎn)換成機(jī)械動(dòng)力的燃?xì)廨啓C(jī)。不過，可以檢查其他設(shè)備類型，包括壓縮機(jī)、泵、增壓渦輪致冷發(fā)動(dòng)機(jī)、風(fēng)輪機(jī)、水渦輪、工業(yè)設(shè)備和/或住宅設(shè)備。渦輪機(jī)械18 (例如，燃?xì)廨啓C(jī))可以包括可以由本文所述NDT檢查裝置12檢查的各種部件。
[0042]考慮到以上情況，可能有益的是論述可以利用本文公開的實(shí)施例檢查的某些渦輪機(jī)械18部件。例如，可以檢查圖1中所示的渦輪機(jī)械18的某些部件，以發(fā)現(xiàn)腐蝕、侵蝕、裂縫、泄漏、焊接檢查等。諸如渦輪機(jī)械18的機(jī)械系統(tǒng)在運(yùn)行條件期間會經(jīng)受機(jī)械和熱應(yīng)力，這可能需要周期性檢查某些部件。在渦輪機(jī)械18工作期間，可以通過一個(gè)或多個(gè)燃料噴嘴32向渦輪機(jī)械18引導(dǎo)燃料，例如天然氣或煤氣，進(jìn)入燃燒室36?？諝饪梢酝ㄟ^進(jìn)氣段38進(jìn)入渦輪機(jī)械18，并可以被壓縮機(jī)34壓縮。壓縮機(jī)34可以包括一系列壓縮空氣的級40、42和44。每一級可以包括一組或多組靜葉片46和輪葉48，輪葉48旋轉(zhuǎn)以逐漸提高壓力，以提供壓縮空氣。輪葉48可以附著于連接到軸52的轉(zhuǎn)輪50。來自壓縮機(jī)34的壓縮排放空氣可以通過擴(kuò)散器段56離開壓縮機(jī)34，并可以被引導(dǎo)到燃燒室36中與燃料混合。例如，燃料噴嘴32可以向燃燒室36中以適當(dāng)比例注入燃料-空氣混合物，以實(shí)現(xiàn)最佳的燃燒、發(fā)射、燃料消耗和動(dòng)力輸出。在某些實(shí)施例中，渦輪機(jī)械18可以包括設(shè)置成環(huán)形布置的多個(gè)燃燒室36。每個(gè)燃燒室36可以向渦輪機(jī)54中引導(dǎo)灼熱的燃燒氣體。
[0043]如圖所示，渦輪機(jī)54包括由外殼76圍繞的三個(gè)獨(dú)立的級60、62和64。每個(gè)級60、62和64包括一組耦合到相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)輪68、70和72的輪葉或活塞66，所述轉(zhuǎn)動(dòng)輪68、70和72附著于軸74。在熱燃燒氣體導(dǎo)致渦輪機(jī)葉片66旋轉(zhuǎn)時(shí)，軸74旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)34和任何其他適當(dāng)?shù)呢?fù)載，例如發(fā)電機(jī)。最后，渦輪機(jī)械18通過排氣段80擴(kuò)散并排放燃燒氣體。渦輪機(jī)部件，例如