[發明專利]模型未知燃氣輪機葉片數字射線分區透照方向的優化方法

有效

• 申請號: 201810254256.3
• 申請日: 2018-03-26
• 公開（公告）號: CN108229080B
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發明（設計）人: 李兵;李章兵;陳磊;周浩;李應飛;魏翔
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.模型未知燃氣輪機葉片數字射線分區透照方向的優化方法，其特征在于，對平板探測器進行透照，確定平板探測器的灰度線性響應區間，采用鉛絲對葉片進行分區，對葉片各個分區從不同角度進行透照，繪制葉片各個分區灰度最低值與角度變化的關系曲線確定各個分區最優透照方向，將各個分區變換后的透照圖像拼接得到葉片的透照圖像，對各個分區重疊區域圖像進行處理，根據缺陷灰度與缺陷厚度關系曲線確定缺陷體積，采用近似算法計算出跨分區缺陷重疊體積，將從各個分區獲得的缺陷體積之和減去重疊區域的缺陷體積，即得到葉片缺陷真實體積大小，實現透照方向的優化處理；

以葉片第1分區的透照方向為基準對葉片進行透照，獲得葉片第2、3、4、5、6分區在第1分區透照方向下的寬度，然后將葉片第2、3、4、5、6分區在各自最優透照方向下透照所獲得的透照圖像寬度調節到在第1分區透照方向下的寬度，然后以第1分區為基準，對葉片進行拼接；

改變管電壓從最低值至最高值，對平板探測器進行透照，根據各個電壓下所獲得的透照圖像的平均灰度值，繪制出平均灰度值與電壓平方的關系曲線，根據平均灰度值與電壓平方關系曲線的線性區域確定平板探測器的線性響應區間所對應的灰度范圍，根據平板探測器的輸出灰度值與輸入的射線強度成線性關系確定平板探測器的輸出灰度值與管電壓的平方成線性關系，距離X射線管焦點距離F處的射線強度I_F計算如下：

I_F＝α·Z·i·V²/F²

其中，α為比例系數，Z為靶材的原子序數，i為管電流，V為管電壓

通過測量葉片上葉冠和葉根部分的基準面與平板探測器在水平面內所成的角度，對葉片的透照方向進行量化，找出灰度范圍在平板探測器線性范圍內的透照圖像，繪制葉片各個分區灰度最低值與角度變化的關系曲線，確定每個葉片分區的最佳透照角度范圍，改變葉片擺放角度，在最佳透照角度范圍內從最低值到最高值每次增加0.5°，改變葉片葉冠部分基準面與平板探測器在水平面內所成夾角對葉片進行透照，完成對葉片透照方向的量化，以透照區域內葉片厚度最高的區域為基準，確定區域透照厚度最低時的透照角度為最優透照方向，透照圖像為射線強度越高，灰度值越大的負像。

2.根據權利要求1所述的一種模型未知燃氣輪機葉片數字射線分區透照方向的優化方法，其特征在于，葉片第1分區的最佳透照角度為30°～60°。

3.根據權利要求1所述的一種模型未知燃氣輪機葉片數字射線分區透照方向的優化方法，其特征在于，制作一塊與葉片同材質的楔塊，進行透照獲得缺陷灰度與缺陷厚度關系曲線，各個分區重疊區域近似為三角形，由兩個分區的透照圖像分區界限處的灰度值換算得到三角形兩邊的長度，其夾角為兩個分區的透照角度之差，進而得到三角形的面積，基于有限元原理將三角形的面積乘以像素點寬度，得到該像素點位置重疊體積，然后求出分區界線上缺陷每個像素點位置的重疊面積，進行求和得出所獲得的重疊區域的缺陷總體積。

4.根據權利要求3所述的一種模型未知燃氣輪機葉片數字射線分區透照方向的優化方法，其特征在于，第1分區和第2分區重疊區域的缺陷體積v₁₂計算如下：

其中，a為平板探測器像素點邊長，θ₁為第1分區最佳透照角度，θ₂為第2分區最佳透照角度，h_1k為在第1分區圖像中分界線處像素的灰度值對應的厚度，h_2k為在第2分區圖像中分界線處像素的灰度值對應的厚度，i為第1、2分區分界線上缺陷的像素個數。