(57)【要約】  間にギャップを有する２つのオブジェクトが、ガスタービン内で３００Ｆを超える温度の熱い雰囲気内で回転している。ギャップの自動的かつ高精度の非接触方式測定が、ギャップの画像を撮影することにより実行される。画像、好ましくは、赤外画像が、ギャップから得られ、プロセッサが、ギャップの画像から２つのエッジを抽出する。プロセッサは、また、ピクセルにハフ変換を適用することによって、エッジのピクセルを取る直線を決定する。これらのエッジは、実質的に平行である。直線に実質的に垂直な直線もまた決定される。実質的に平行な直線、この実質的に平行な直線に垂直な直線を用いて、プロセッサが、ギャップの幅を求める。
2015534054.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械装置内の、２つの移動するパーツ間のギャップの幅を測定する方法であって、
前記方法は、
赤外線カメラを用いて前記ギャップの画像を記録し、前記画像を画像データとして記憶するステップと、
前記ギャップに関連する第１のエッジおよび第２のエッジを、プロセッサが前記画像データから抽出するステップと、
前記プロセッサが、前記第１のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して、第１の直線を決定し、前記第２のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して、前記第１の直線に実質的に平行な第２の直線を決定するステップと、
前記プロセッサが、前記第１の直線および前記第２の直線に交差する直線を適用するステップと、
前記第１の直線および前記第２の直線と、前記第１の直線および第２の直線に交差する直線とを適用することによって、前記プロセッサが前記ギャップの幅を求めるステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記画像データ内のノイズによって引き起こされる直線パラメータを除去するために、前記ハフ変換が、前記第１のエッジの前記複数のピクセルに関連する投票を適用する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の直線および第２の直線に交差する直線の位置がユーザによって決定される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記機械装置は、移動するタービンブレードを有するタービンである、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ギャップは、タービンの隣り合う２つのブレードの間に存在する、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記ギャップの幅は、少なくとも６時間の間に、複数回求められる、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記ギャップの幅は、少なくとも０．１ｍｍの精度で測定される、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記ギャップに関連する前記第１のエッジおよび前記第２のエッジが、キャニーエッジ検出器によって、前記画像データから抽出される、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記移動するパーツは、１分当たり３００旋回を超える回転速度を有する回転パーツである、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記２つの隣り合うブレードは、少なくとも３００°Ｆの温度で１気圧において、１分当たり少なくとも３００旋回の回転速度で回転する、請求項５記載の方法。
【請求項１１】
機械装置内の、２つの移動するパーツ間のギャップの幅を測定するシステムであって、
前記システムは、
前記ギャップの画像を記録する赤外線カメラと、
前記ギャップの前記画像を、画像データとして記憶するメモリと、
以下のステップを行うように命令を実行するプロセッサと
を備えており、
前記ステップは、
前記画像データから、前記ギャップに関連する第１のエッジおよび第２のエッジを抽出するステップと、
前記第１のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して第１の直線を決定し、および、前記第２のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して第２の直線を決定するステップと、
前記第１の直線および前記第２の直線に交差する直線を適用するステップと、
前記第１の直線および前記第２の直線と、前記第１の直線および第２の直線に交差する直線とを適用することによって、前記ギャップの幅を求めるステップと
を含む、システム。
【請求項１２】
前記画像データ内のノイズによって引き起こされる直線パラメータを除去するために、前記ハフ変換が、前記第１のエッジの前記複数のピクセルに関連する投票を適用する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１３】
前記第１の直線および第２の直線に交差する直線の位置がユーザによって決定される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１４】
前記機械装置は、移動するタービンブレードを有するタービンである、請求項１１記載のシステム。
【請求項１５】
前記ギャップは、タービンの隣り合う２つのブレードの間に存在する、請求項１１記載のシステム。
【請求項１６】
前記ギャップの幅は、少なくとも６時間の間に、複数回求められる、請求項１１記載のシステム。
【請求項１７】
前記ギャップの幅は、少なくとも０．１ｍｍの精度で測定される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１８】
前記ギャップに関連する前記第１のエッジおよび前記第２のエッジが、キャニーエッジ検出器によって、前記画像データから抽出される、請求項１１記載のシステム。
【請求項１９】
前記移動するパーツは、１分当たり３００旋回を超える回転速度を有する回転パーツである、請求項１１記載のシステム。
【請求項２０】
前記２つの隣り合うブレードは、少なくとも３００°Ｆの温度で１気圧において、１分当たり少なくとも３００旋回の回転速度で回転する、請求項１５記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
技術分野
本発明は、３００Ｆ以上の温度で動作中のタービンにおける、ブレード間のギャップの、画像に基づいた非接触式測定に関する。
【背景技術】
【０００２】
背景
ガスタービンなどの機械装置の異なるブレード間のギャップを測定するためにカメラが使用される。機械装置が動作中である場合、異なる動作の段階の間に、例えば、温度変化の結果として、圧力または作動応力の変化の結果として、隣り合うブレード間のギャップは、その幅が変化する。これらのギャップを検出し、精度良く測定することによって、動作条件および機械装置性能についての関連情報がもたらされる。精度良く、かつ、自動的に、ギャップを測定することは、パーツの向きの主軸が既知であった場合でも困難である。例えば、赤外線カメラが、タービンの熱い環境において、ギャップを測定するために使用される。赤外線カメラでギャップを精度良く検出し、測定することは、赤外線画像が低コントラスト比を有し、かつ、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が小さいので困難である。さらに、十分な期間の連続した動作にわたり、このようなギャップをモニタリングすることが好ましい。熱い動作環境において、連続して、ギャップを自動的に測定するための、単純かつ効果的な方法および装置は、現在のところ、存在しないものと考えられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従って、熱い動作環境において機械装置内のパーツの間のギャップを、非接触式に、精度良く、かつ、自動的に、測定およびモニタリングするための、新規かつ改良された装置および方法が必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
要旨
機械装置内の移動するパーツ間のギャップの幅を、そのギャップの画像から、自動的に測定する方法が提供される。
【０００５】
本発明の観点に従って、機械装置内の、２つの移動するパーツ間のギャップの幅を測定する方法が提供され、この方法は、赤外線カメラを用いてギャップの画像を記録し、前記画像を画像データとして記憶するステップと、前記ギャップに関連する第１のエッジおよび第２のエッジを、プロセッサが前記画像データから抽出するステップと、前記プロセッサが、前記第１のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して、第１の直線を決定し、前記第２のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して、前記第１の直線に実質的に平行な第２の直線を決定するステップと、前記第１の直線および前記第２の直線に交差する直線を適用するステップと、前記第１の直線および前記第２の直線と、前記第１の直線および第２の直線に交差する直線とを適用することによって前記ギャップの幅を求めるステップとを含む。
【０００６】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、画像データ内のノイズによって引き起こされる直線パラメータを除去するために、前記ハフ変換が、第１のエッジの複数のピクセルに関連する投票を適用する。
【０００７】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記第１の直線および第２の直線に交差する直線の位置がユーザによって決定される。
【０００８】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記機械装置は、移動するタービンブレードを有するタービンである。
【０００９】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記ギャップは、タービンの隣り合う２つのブレードの間にある。
【００１０】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記ギャップの幅は、少なくとも６時間の間に、複数回求められる。
【００１１】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記ギャップの幅は、少なくとも０．１ｍｍの精度で測定される。
【００１２】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記ギャップに関連する第１のエッジおよび第２のエッジが、キャニーエッジ検出器によって、画像データから抽出される。
【００１３】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記移動するパーツは、１分当たり３００旋回を超える回転速度を有する回転パーツである。
【００１４】
本発明の観点に従って方法が提供され、この方法では、前記２つの隣り合うブレードは、少なくとも３００°Ｆの温度で１気圧において、１分当たり少なくとも３００旋回の回転速度で回転する。
【００１５】
本発明のさらなる観点に従って、機械装置内の、２つの移動するパーツ間のギャップの幅を測定するシステムが提供され、このシステムは、前記ギャップの画像を記録する赤外線カメラと、前記ギャップの画像を画像データとして記憶するメモリと、以下のステップを行うように命令を実行するプロセッサとを備えており、前記ステップとは、前記画像データから、前記ギャップに関連する第１のエッジおよび第２のエッジを抽出するステップと、前記第１のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して、第１の直線を決定し、前記第２のエッジの複数のピクセルにハフ変換を適用して、第１の直線に実質的に平行な第２の直線を決定するステップと、前記第１の直線および前記第２の直線に交差する直線を適用するステップと、前記第１の直線および前記第２の直線と、前記第１の直線および第２の直線に交差する直線とを適用することによって前記ギャップの幅を求めるステップとを含む。
【００１６】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、画像データ内のノイズによって引き起こされる直線パラメータを除去するために、ハフ変換は、第１のエッジの複数のピクセルに関連する投票を適用する。
【００１７】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記第１の直線および第２の直線に交差する直線の位置がユーザによって決定される。
【００１８】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記機械装置は、移動するタービンブレードを有するタービンである。
【００１９】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記ギャップは、タービンの隣り合う２つのブレードの間にある。
【００２０】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記ギャップの幅は、少なくとも６時間の間に、複数回求められる。
【００２１】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記ギャップの幅は、少なくとも０．１ｍｍの精度で測定される。
【００２２】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記ギャップに関連する第１のエッジおよび第２のエッジが、キャニーエッジ検出器によって、画像データから抽出される。
【００２３】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記移動するパーツは、１分当たり３００旋回を超える回転速度を有する回転パーツである。
【００２４】
本発明のさらに別の観点に従ってシステムが提供され、このシステムでは、前記２つの隣り合うブレードは、少なくとも３００°Ｆの温度で１気圧において、１分当たり少なくとも３００旋回の回転速度で回転する。
【００２５】
本発明の別の観点に従って、本明細書で説明されるステップを行うシステムも提供される。このシステムは、命令を含むデータを記憶することを可能にしたメモリと、本明細書で説明されるステップを行うように命令を実行することを可能にしたプロセッサとを含む。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】図１は、本発明の観点に従って、２つの移動する機械装置のパーツ、および、それらの間のギャップの、赤外線カメラによる異なる品質の画像を提供する。
【図２】図２は、ハフ変換を例示している。
【図３】図３は、ハフ変換を例示している。
【図４】図４は、ハフ変換を例示している。
【図５】図５は、本発明の観点に従う、ギャップの幅の測定を例示している。
【図６】図６は、本発明の観点に従う、プロセッサベースのシステムを例示している。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明の観点に従って、（少なくとも３００Ｆを超える）熱い動作環境において、２つのパーツ間のギャップの幅が、赤外線カメラによって測定およびモニタリングされる。本発明の一実施形態において、２つのパーツは、ガスタービン内のタービンブレードであり、このギャップは、タービンの動作中に測定される。ギャップの画像は、赤外線カメラを用いて捕捉され、この画像は、画像データとしてプロセッサによって記憶され、この画像データが、本発明の様々な観点に従って、プロセッサによってさらに処理される。動作中に、ガスタービン内の２つのブレード間のギャップの幅が、計測できる程度まで変化することは既に知られている。しかしながら、このようなギャップの幅を精度良く検出および測定することは、赤外線画像が低コントラスト比を有し、かつ、信号対ノイズ比（ＳＮＲ）が小さいために困難である。
【００２８】
検査のために、ガスタービンの熱いパーツに、赤外線カメラを設置および適用することは、２００６年４月２７日に公開された、Ｂｒｕｍｍｅｌに対する米国特許出願公開第２００６００８８７９３号に説明されている。
【００２９】
図１は、タービンブレードのＩＲおよびＩＲ関連画像の例を例示している。図１は、赤外線カメラを用いて、３つの異なる時刻に撮影した画像１０１、１０２および１０３を含む。（１）画像１０１のＳＮＲが小さいこと、（２）ギャップの大きさが時間と共に変化していること、（３）画像がいつ撮影されたかに依存して、ギャップが画像内の異なる場所に現れていることがわかる。
【００３０】
解決すべき問題は、一貫性のある自動的な方法で、抽出されたギャップ特徴から、ギャップを測定することができるようにＩＲ画像内のギャップを抽出し、検出し、識別することである。
【００３１】
ギャップ測定に対するハフ変換アプローチ
いくつかの画像においてはＳＮＲが小さいため、ギャップを測定することが困難である。本発明の観点に従うと、ハフ変換がギャップ測定に使用される。ハフ変換は、投票手順によって、特定のクラスの形状内におけるオブジェクトの不完全なインスタンスを見出す、特徴抽出手法である。通常、調査中の形状のパラメータ空間において投票手順が実行される。
【００３２】
本発明の観点に従うと、ギャップを形成するブレードのエッジが真っ直ぐなエッジであるので、直線を検出するための線形変換として、ハフ変換が使用される。画像空間において、直線は、ｙ＝ｍｘ＋ｂと記載され、かつ、各対の画像の点（ｘ，ｙ）に対して、図表的にプロットされる。ハフ変換においては、直線の特徴を、画像の点（ｘ１，ｙ１）（ｘ２，ｙ２）などとして考慮するのではなく、代わりに、直線のパラメータ、すなわち、傾きパラメータｍおよび切片パラメータｂとして考慮することが主要なアイデアである。この事実に基づいて、直線ｙ＝ｍｘ＋ｂは、パラメータ空間では、点（ｂ，ｍ）で表される。しかしながら、鉛直線の場合、パラメータｍおよびｂが無限値をとるという問題に直面する。それゆえ、計算上の理由から、ハフ変換における直線に対して、ｒおよびθ（シータ）で表される異なる対のパラメータを使用するほうが良い。これは、（０，ｙ）および（ｘ，０）を通る直線について、図２に例示されている。
【００３３】
パラメータｒは、直線と原点との間の距離を表し、一方で、θは、原点からこの最近接点までのベクトルの角度である。このパラメータ化を用いることによって、直線の式は、
【数１】
2015534054.tif 000003
と書くことができる。この式は、ｒ＝ｘｃｏｓθ＋ｙｓｉｎθと書き換えられる。
【００３４】
結果として、画像の各直線と、対（ｒ，θ）とを関係付けることが可能であり、この対（ｒ，θ）は、θ∈［０，π）かつｒ∈□、または、θ∈［０，π）かつｒ≧０の場合に一意的である。（ｒ，θ）の面は、２次元において直線の集合に対し、ハフ空間とも言われる。この表現によって、ハフ変換は、２次元ラドン変換に概念として非常に近接したものになる。
【００３５】
座標を有する画像面上の任意の点（例えば、（ｘ０，ｙ０））について、この点を通過する直線は、ｒ（θ）＝ｘ０・ｃｏｓθ＋ｙ０・ｓｉｎθで決定され、ここで、ｒ（直線と原点との間の距離）は、θによって決定される。
【００３６】
上記の式は、（ｒ，θ）面における正弦曲線に対応し、そのことは、この点に対して一意的である。２つの点に対応する各曲線が重ね合わせられる場合、これらの曲線が交差する（ハフ空間における）位置が、両方の点を通過する（元の画面空間における）直線に対応する。より一般的には、直線を形成する点の集合が、その直線に対するそのパラメータで交差する正弦曲線群を生成する。
【００３７】
画像内のピクセルの集合に対するハフ変換の適用の一観点は、要素（またはピクセル）を通る可能性のある全ての直線の構築であり、ここでは、直線は、その（ｒ，θ）パラメータによって決定される。各要素またはピクセルは、各要素またはピクセルを通る複数の直線をサポートし、これらの直線は、各々が異なる（ｒ，θ）パラメータを有する。各画像の点が、その点を通る全ての直線（または、直線に関連する（ｒ，θ）パラメータの集合）に対して「投票」するとも言う。ビンが生成され、各ビンは、（ｒ，θ）パラメータの集合に関連しており、画像内の（例えば、抽出されたエッジ上の）複数の点またはピクセルを含み、画像内の複数の点またはピクセルは、この点またはピクセルを通る特定の（ｒ，θ）パラメータと関連する直線を有する。各ビンは、投票（または特定の直線をサポートする複数の点／ピクセル）を累積している。最大の投票数を有するビンは、「勝者」であり、複数の点のほとんどを通る直線を表すことが決定される。「投票」の概念は、「Richard Duda and Peter Hart, Use of the Hough Transformation to Detect Lines and Curves in Pictures, Technical Note 36, April 1971 , Stanford Research Institute, Menlo Park, CA, Artificial Intelligence Center, published in the Comm. ACM, Vol 15, No. 1, pp. 1 1-15, Jan 1972, New York, NY」に開示されるように、（ｒ，θ）パラメータのヒストグラムの適用である。
【００３８】
画像のピクセルから、（ｒ，θ）パラメータの集合を決定するプロセスが、中実の三角形で例示されるピクセルの集合を有する画像３００において、図３にさらに例示される。各三角形またはピクセルを通って、（ｒ，θ）パラメータによって決定される可能性のある全ての直線が構築される。
【００３９】
このことが、１つのピクセル３０４に対して例示されており、この１つのピクセル３０４を、直線３０１（パラメータ（ｒ１，θ１））、直線３０２（パラメータ（ｒ２，θ２））、および、直線３０３（パラメータ（ｒ３，θ３））が通る。直線３０３が、ピクセル３０５を除く全てのピクセルを含む唯一の直線であることが容易にわかる。ピクセル３０５は、パラメータ（ｒ４，θ３）を有するアウトライアーである。パラメータ（ｒ，θ）の各集合に関連するヒストグラムまたはビンを収集することによって、あるいは、各パラメータの集合に関連する投票を収集することによって、（ｒ３，θ３）が最大数の投票を集め、直線３０３が最大投票を有する直線として選択される。
【００４０】
図４に示されるプロット４００内に全てのパラメータの集合のプロットを作成可能であり、プロット４００は、各点、各要素、または各ピクセルに関連する正弦曲線を例示する。直線３０３上のピクセルの各正弦曲線は、点４０１を共有する。３０３上にない、点またはピクセル３０５は、ｒ４＞ｒ３であるパラメータ（ｒ４，θ３）を有する、３０３に平行な直線を有する。４０５を通る正弦曲線の一部は、図４に例示的目的のために正確ではない方法で示され、この曲線が、直線３０３上のピクセルに関連する他の曲線と共通している点４０１を有していないことを示している。従って、点３０５は、パラメータ（ｒ３，θ３）のビンには存在せず、少数投票しか有しない。多数投票は、ハフ変換を用いることによって直線を決定する。
【００４１】
本発明の観点に従って、ハフ変換に基づく自動ギャップ測定システムが実装される。新たな画像のそれぞれについて、かつ、本発明の観点に従って、エッジ検出が適用される。本発明の一実施形態においては、キャニーエッジ検出方法が適用される。
【００４２】
プロセッサは、画像データから、ギャップの一方の側を表す第１のエッジと、エッジのもう一方の側を表す第２のエッジとを検出し、抽出する。
【００４３】
次のステップにおいて、ギャップを画定する、実質的に平行な２つの直線を検出するために、エッジ画像またはエッジ上のピクセルに、ハフ変換が適用される。その後、２つの境界線の間の距離が、直交する方向に沿って計算される。本発明の一実施形態において、このような直線は、例えば、シーケンス開始前に、ユーザによって予め規定される。一つの仮定として、このギャップは、時間の経過とともに視野におけるその向きを基本的に変えない。
【００４４】
本発明の観点に従って、パラメータ化された画像オブジェクトの集合に対するハフ変換法の投票手順が、抽出されたエッジ上のピクセルに適用される。ノイズのあるＩＲ画像から得られるこれらのエッジは、いくつかのアウトライアーを有する。ハフ投票手順はノイズによって引き起こされたアウトライアーを放棄するように適用され、赤外線画像から抽出されたエッジにハフ変換を適用することによって、明瞭な直線が決定される。
【００４５】
本発明の一実施形態において、２つのエッジは実質的に平行である。ノイズおよび他の効果が、抽出されたエッジおよびエッジのピクセルを通る計算された直線に影響するが、エッジは、実質的に平行であると仮定される。本発明の一実施形態において、２つのエッジは、５度以下の角度を有し、好ましくは、２度以下の角度で、もっとも好ましくは、１度以下の角度で、平行である。エッジが実質的に平行であるというこのような仮定が合理的でないということを画像が示している。このことは、エッジまたは関連する直線に実質的に垂直な直線を、少なくとも５度、好ましくは、少なくとも１度以内、最も好ましくは１度以内で構築することによって、ギャップの距離を特定できることを意味している。
【００４６】
このギャップを規定する前記２つの抽出された直線の間で測定すべき距離に沿った直線をユーザが決めても良い。この直線を、ハフ変換によって決定された少なくとも１つの直線に垂直であるように、プロセッサによって生成しても良い。ギャップが、カメラのトリガに基づいて画像上の複数の異なる場所に現れる場合、ユーザは、また、測定すべきギャップのある、画像内の１つの位置または１つの領域を決定しても良い。例えば、ギャップの第１の画像が生成され、エッジが検出され、抽出される。いくつかのエッジが現れる場合、一実施形態において、プロセッサが、ギャップのエッジを検出し、ギャップの直線を特定するためにハフ変換を用いてエッジまたはエッジのピクセルを処理すべき画像内の１つの領域を、ユーザが決定する。他のエッジが無視されるように、考慮すべき１つの直線に対する一般的な方向性を提供しても良い。プロセッサは、ギャップを規定する２つの直線を生成する。ユーザは、２つの生成された直線がギャップを表すことを確認する。ユーザが、少なくとも１つの点を決定し、この点を通る、ギャップに垂直な直線が、プロセッサによって描かれるようにしても良い。
【００４７】
プロセッサは、その後、計算されたギャップの直線に基づいて、ギャップのエッジに実質的に垂直な直線を生成する。プロセッサは、検出されたギャップのエッジ、計算されたギャップの直線、および、エッジに垂直な直線を、ディスプレイ上に描く。前記垂直な直線およびギャップの直線に基づいて、プロセッサは、ギャップの直線間の距離を計算する。ギャップの直線同士が、例えば、反射、ノイズ、または他の効果に起因して平行でない場合には、１つの直線が、ハフ変換によって決定された直線のうちの１つと垂直に描かれ、この垂直な直線が、決定された他の１つの直線と交差する点が、距離を求めるために使用される。
【００４８】
図５は、ギャップが測定される赤外線画像の一つのサンプルを示している。この画像は、計算された直線５０１および５０２を示しており、この直線５０１および５０２は、抽出されたエッジに対応しており、かつ、少なくとも５０１または５０２に垂直な線５０３に接触または交差している。ギャップの測定を促進するために使用されるギャップの主軸５０４もまた示されている。直線５０３を、例えばユーザが予め規定していても良い。ギャップの大きさは、５０１と５０２との間の５０３の長さによって決定される。直線５０３上に存在しなければならない少なくとも１つの点を決定しても良い。この場合、直線５０３は、少なくとも５０１または５０２または５０４に垂直でなければならない。
【００４９】
本発明の様々な観点と共に、本明細書で提供される方法を、Ｓｉｅｍｅｎｓタービン上で、それぞれ数時間にわたって、翼列２および翼列３ブレード上で、広範囲に試験した。画像シーケンスを実時間で捕捉した（１秒当たり３０フレーム）。例えば、６時間以上にわたる長期間の間、ブレードの翼列間のギャップを自動的かつ精度良く測定可能であることが証明された。ギャップは、高い精度で、例えば、０．１ｍｍの精度で測定される。
【００５０】
ギャップ距離が測定されるブレードは、回転ロータの一部である。本発明の一実施形態において、ＩＲカメラは、一旋回につき一回作動する（ｏｎｃｅ  ｐｅｒ  ｒｅｖｏｌｕｔｉｏｎ（ＯＰＲ））センサおよびプロセッサによってトリガされる。ギャップを、ＯＰＲトリガに対して所定の位相またはオフセットで見られるように、プロセッサは、特定の瞬間においてカメラをトリガする。本発明の一実施形態において、カメラを外部トリガによってトリガして、高速回転中のタービンの、ブレードギャップの画像を記録することも可能である。
【００５１】
本発明の一実施形態において、回転ブレードは、華氏３００度よりも高い温度の環境または雰囲気において、１分当たり３００回転または３００旋回を超える回転速度で回転するブレードをホットモードで作動させるタービンにおいて回転している。本発明の一実施形態において、プロセッサは、１秒当たり少なくとも１つの、ブレードの画像を撮影するようにＩＲカメラをトリガし、プロセッサは、少なくとも１秒ごとにブレード間のギャップを計算する。
【００５２】
ブレード間の測定されたギャップは、タービンの性能を示すインジケータとして使用できる。本発明の一実施形態において、ギャップに対する特定の範囲を、タービンの少なくとも十分な性能のインジケータとして適用する。ギャップがこの範囲を超える場合、プロセッサによって警告がトリガされる。本発明の一実施形態において、ギャップサイズの変化は、性能を示すインジケータとして使用される。本発明の一実施形態において、ギャップのサイズに大きな変化がないことは、タービンの安定状態動作の指針として使用できる。
【００５３】
本明細書において提供される方法は、本発明の一実施形態において、システムまたはコンピュータ装置に実装される。図６に例示され、本明細書において提供されるシステムは、データを受信し、処理し、生成することを可能にする。このシステムは、メモリ１７０１に記憶可能なデータを提供される。データは、カメラ（例えば、ＩＲ高速カメラ）などのセンサから、または、任意の他のデータ関連供給源から得られる。データは、入力部１７０６上に提供される。このようなデータは、画像データまたは本明細書で提供されるシステムにおいて有用な他の任意のデータである。プロセッサは、また、本発明の方法を実行する、メモリ１７０２に記憶された命令セットまたはプログラムを提供され、または、当該命令セットまたはプログラムでプログラムされ、当該命令セットまたはプログラムは、プロセッサ１７０３に提供され、プロセッサ１７０３は、１７０２で示した命令を実行して、１７０１からのデータを処理する。プロセッサによってトリガされたまたは引き起こされた画像データまたは任意の他のデータは、出力装置１７０４に出力され、出力装置１７０４は、画像を表示するディスプレイであるか、または、データ記憶装置である。プロセッサはまた、通信装置から外部データを受信し、データを外部装置に送信する通信チャネル１７０７を有する。本発明の一実施形態において、システムは、入力装置１７０５を有し、この入力装置１７０５は、プロセッサ１７０３に提供されるデータを生成可能な、キーボード、マウス、ポインティングデバイス、１つ以上のカメラ、あるいは、任意の他の装置を含む。
【００５４】
プロセッサは、専用のハードウェアまたは回路あるいは特定用途向けのハードウェアまたは回路である。しかしながら、プロセッサは、汎用ＣＰＵ、コントローラ、または、１７０２で示した命令を実行し得る任意の計算装置である。従って、図６に例示されたシステムは、カメラまたは他の任意のデータ供給源から生じたデータを処理するためのシステムを提供し、本発明の一つ以上の観点として、本明細書に提供されるような方法のステップを実行することを可能にする。
【００５５】
本発明の一つ以上の観点に従って、タービンなどの機械装置の移動するパーツにおけるギャップを、カメラによって生成された画像データから、自動的にモニタリングおよび測定するための方法およびシステムが提供される。
【００５６】
従って、新規のシステムおよび方法ならびにその方法を実施するステップが本明細書において説明および提供されてきた。
【００５７】
本発明が、様々な形式のハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定目的のプロセッサまたはこれらの組み合わせにおいて実装されることが理解されるべきである。一実施形態において、本発明は、プログラム記憶装置において具体的に実現されるアプリケーションプログラムとして、ソフトウェアに実装される。アプリケーションプログラムは、任意の適切なアーキテクチャを含む機械装置にアップロードされ、当該機械装置によって実行される。
【００５８】
添付の図面に描かれた、システムを構成する構成要素および方法のステップのうちいくつかは、ソフトウェアに実装されるので、システムの構成要素（またはプロセスステップ）間の実際の接続は、本発明がプログラムされる方式に依存して変更されることが理解されるべきである。本明細書に提供される本発明の教示を考慮すると、当業者は、本発明のこれらまたは類似の実装または構成を企図することが可能である。
【００５９】
本発明の基本的な新規の特徴が、本発明の好ましい実施形態に適用されるように、示され、説明され、指摘されてきたが、例示された方法およびシステムならびにその動作の形式および詳細において、様々な省略および置換および変更が、本発明の精神から逸脱することなしに、当業者によってなされることが理解される。それゆえ、特許請求の範囲に示されるようにのみ限定されることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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