[發明專利]渦輪葉片CT檢測裝置及其檢測方法

有效

• 申請號: 200810232864.0
• 申請日: 2008-10-14
• 公開（公告）號: CN101435784A
• 公開（公告）日: 2009-05-20
• 發明（設計）人: 曾理;李林升;悅秀娟
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01N23/18
• 分類號: G01N23/18;G01N23/04
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司
• 代理人: 謝殿武

技術領域

本發明涉及一種渦輪葉片裂紋探傷檢測裝置和方法，特別涉及渦輪葉片CT 檢測裝置及其檢測方法。

背景技術

渦輪葉片檢測在航空航天和船舶工業等行業是比較重要的維護程序，關系 到安全運行，是避免出現安全事故的重要手段。

現有技術中，基于工業CT的裂紋檢測方法主要有四類，第一類是根據CT的 物理原理，得到試件密度損傷與體應變的關系，得到裂紋寬度的普適性計算公 式，但是此方法沒有把裂紋分割出來，沒有得到裂紋的形態，不能確定裂紋的 準確位置；第二類是超聲波探測技術的裂紋檢測，根據發射超聲波后收到的回 波信號來獲知缺陷的位置及當量大小等信息，此方法檢測不到正好與超聲波發 射方向平行的裂紋且測量精度較低；第三類是根據差影法和模板匹配來檢測缺 陷，此方法要有標準的模板圖像作為前提；第四類是基于傳統邊緣檢測和圖像 分割的裂紋檢測方法，使用此方法得到的邊緣比較模糊，測量精度不高。

為解決以上問題，出現采用基于脊波算法的工業CT圖像缺陷檢測方法，該 方法主要采用脊波變換的方法來提取裂紋的骨架，但脊波不能適應裂紋的形狀 變化，對比較彎的裂紋提取結果不準確。

由于線陣探測器前便于安裝后準直器，能有效屏蔽射線串擾和散射的影響， 所以工業CT普遍采用基于線陣探測器的扇束射線掃描。但普通工業CT的夾具， 不能調整射線扇面與被掃描工件的夾角，當裂紋與射線束平面垂直時，裂紋在 CT斷面圖像中表現為一個點或很小的區域，容易被漏檢。

因此，需要一種渦輪葉片CT檢測裝置，能夠適應裂紋的形狀變化，對比較 彎的裂紋以及與X射線面垂直的裂紋提取結果準確，不漏檢裂紋，測量精度高。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是提供一種渦輪葉片CT檢測裝置及其檢測方法， 能夠適應裂紋的形狀變化，對比較彎的裂紋以及與X射線面垂直或平行的裂紋 提取結果準確，不漏檢裂紋，測量精度高。

本發明的渦輪葉片CT檢測裝置，包括工作臺、射線發生裝置、數據采集裝 置和控制及圖像處理系統，所述射線發生裝置和數據采集裝置與控制及圖像處 理系統相連，還包括開合式旋轉夾具，所述開合式旋轉夾具包括旋轉臺、旋轉 臺驅動裝置、拉桿、拉桿驅動裝置和分布在拉桿周圍的至少一個擺桿以及夾持 體，所述旋轉臺轉動配合設置在工作臺上，可由旋轉臺驅動裝置驅動相對工作 臺轉動；所述夾持體包括U形塊、夾緊彈簧和夾緊桿，所述夾緊桿間隙配合穿 過U形塊一側邊，端部設置環形凸臺，夾緊彈簧套在夾緊桿上一端靠在夾緊桿 穿過U形塊的側邊內側，另一端緊靠環形凸臺并對其施加預緊力，使待檢渦輪 葉片夾在環形凸臺端部和U形塊另一側邊之間，所述夾持體用于夾持待檢渦輪 葉片，夾持體可相對于旋轉臺繞一圓心徑向擺動；所述拉桿可由拉桿驅動裝置 驅動沿軸向往復運動；

所述擺桿一端間隙配合穿過夾持體，另一端與拉桿鉸接構成平面搖桿機構； 所述射線發生裝置和數據采集裝置固定設置在工作臺上，且射線發生裝置和數 據采集裝置位于旋轉臺兩側并沿旋轉臺徑向相對。

進一步，所述拉桿驅動裝置為氣壓或液壓驅動裝置，包括缸體和活塞，所 述拉桿與活塞以軸向固定圓周方向可轉動的方式配合；

進一步，所述旋轉臺上固定設置基座，所述夾持體通過銷軸結構鉸接在基 座上，可相對于旋轉臺徑向擺動；

進一步，所述拉桿與活塞之間通過一個推力軸承和一個角接觸軸承以軸向 固定圓周方向可轉動的方式配合；

進一步，所述夾緊桿上固定設置有手柄，所述手柄設置在U形塊外側；

進一步，所述數據采集裝置為圓弧形面陣探測器，所述工作臺位于圓弧形 面陣探測器的內側；

進一步，所述旋轉臺驅動裝置為伺服電機。

本發明還公開了一種利用渦輪葉片CT檢測裝置檢測渦輪葉片的方法，其特 征在于：包括以下步驟：

a.裝夾待檢測渦輪葉片，啟動射線發生裝置、數據采集裝置、控制及圖像 處理系統；

b.射線發生裝置扇形束掃描待檢測渦輪葉片，旋轉臺旋轉一周，得到扇形 束所對截面的投影數據，并存入計算機；

c.根據b步驟所得的灰度投影數據通過濾波反向投影法重建待檢測渦輪 葉片的CT圖像f_ij，其中i＝1，2…，B，i代表圖像的行坐標，B代表圖像的行 數，j＝1，2…，C，j代表圖像的列坐標，C代表圖像的列數；