[發明專利]基于區域分割探測的燃氣輪機葉片缺陷提取與分析方法

有效

• 申請號: 201510068469.3
• 申請日: 2015-02-10
• 公開（公告）號: CN104730091B
• 公開（公告）日: 2018-01-16
• 發明（設計）人: 李兵;王曰根;方宇;陳磊;劉學云
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01N23/04
• 分類號: G01N23/04
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所61215
• 代理人: 賀建斌

1.基于區域分割探測的燃氣輪機葉片缺陷提取與分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)按照葉片的尺寸大小、厚度曲率變化利用鉛絲將葉片分成兩個以上的區域，利用數字射線設備(DR)對燃氣輪機葉片進行分區內部探傷，對探傷得到的圖像以白色鉛絲為特征進行圖像拼接，得到包含有鉛絲的葉片整體灰度圖像A；

2)將鉛絲移動，避開首次分區時鉛絲所在的位置，做二次分區，同樣地將葉片分成同步驟1)相同數目的區域，利用數字射線對燃氣輪機葉片進行分區內部探傷，對探傷得到的圖像以白色鉛絲為特征進行圖像拼接，得到包含有鉛絲的葉片整體灰度圖像B；

3)將圖像A與圖像B以葉片整體共同邊緣特征為基準，進行圖像融合得到整體不含鉛絲的X射線灰度原圖像；

4)對X射線灰度原圖像進行預處理，得到葉片的X射線檢測圖像；

5)對X射線檢測圖像進行處理得到缺陷突出的二值化圖像，在二值化圖像上建立兩維坐標系，對存在的內部缺陷進行定位分析；

6)計算二值化圖像中缺陷的周長像素總數以及面積像素總數，通過換算得到實際的缺陷尺寸，對存在的內部缺陷進行定量分析，通過對缺陷提取相關的特征——長短軸比、周長面積比，基于所提取的特征對缺陷進行分類，從而實現對葉片內部缺陷的定性分析；

所述的步驟1)圖像A獲得的具體步驟為：

1.1)利用X光機對葉片的第Ⅰ分區按照第Ⅰ分區的曝光參數進行6次探傷,曝光參數包括電流、電壓、曝光時間，得到6幅第Ⅰ分區的X射線檢測原圖像；

1.2)通過控制旋轉載物臺將葉片旋轉一定的角度，控制XYZ導軌運動將X光機以及DDA探測器移動，使得X射線源的中心點正對著葉片第Ⅲ分區的中心點，對葉片的第Ⅲ分區按照第Ⅲ分區的曝光參數進行6次探傷，得到6幅第Ⅲ分區的X射線檢測原圖像；

1.3)同樣地操作，得到第Ⅴ、Ⅵ、Ⅳ、Ⅱ分區的X射線檢測原圖像；

1.4)對每一分區得到的6幅原圖像作6次平均消除隨機噪聲影響；

1.5)對1.4)處理后得到的圖像提取白色鉛絲有關的特征點，根據公式(1)計算得到圖像兩兩之間相對的平移旋轉變換坐標，實現圖像配準，即：

假設相鄰兩幅圖像之間共同點分別為(x₁₁,y₁₁)、(x₁₂,y₁₂)、(x₂₁,y₂₁)、(x₂₂,y₂₂)由下列變換公式(1)即可求得變換參數cosθ、sinθ、t_x、t_y，

x21y2110x22y2210y21-x2101y22-x2201cosθsinθtxty=x11x12y11y12---(1)]]>

1.6)基于配準后的結果對6幅圖像進行拼接處理，根據式(2)-式(6)確定拼接后圖像的大小：其中w₁、h₁、w₂、h₂為待拼接兩幅圖像的寬度、高度；

cosθsinθtx-sinθcosθty001×11w2w211h2h21111=Aa+b---(2)]]>

x_min＝min(A_a+b(1,:)0)(3)

x_max＝max(A_a+b(1,:)w₁)(4)

y_min＝min(A_a+b(2,:)0)(5)

y_max＝max(A_a+b(2,:)h₁)(6)

1.7)將待拼接圖像旋轉平移變換配準之后，采用式(7)雙線性插值法對待拼接圖像進行內插重取樣，得到初步拼接后的圖像；

v(x,y)＝ax+by+cxy+d(7)

其中4個系數a、b、c、d由4個(x,y)鄰點寫出的未知方程確定，v(x,y)為重采樣灰度值；

1.8)對拼接后的圖像進行后期平滑處理，采用式(8)的3×3的模板平滑灰度變化突出的拼接線，得到包含有鉛絲的葉片整體灰度圖像A；

111111111×19---(8).]]>