[發(fā)明專利]一種航空發(fā)動機(jī)封嚴(yán)間隙測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910686154.3
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110411383B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉貴明;薛秀生;王振華;潘心正;趙迎松;張玉新;謝奉坤;張宇;高佳祺
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)沈陽發(fā)動機(jī)研究所
• 主分類號: G01B15/00
• 分類號: G01B15/00;G06K9/62;G06T5/00;G06T5/40;G06T7/00;G06T7/13
• 代理公司: 北京航信高科知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原;劉傳準(zhǔn)

1.一種航空發(fā)動機(jī)封嚴(yán)間隙測量方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟一、將航空發(fā)動機(jī)安裝至高能X射線平臺上；

步驟二、調(diào)整X射線源位置，使待測部位位于投影圖像中心；

步驟三、對待測部位進(jìn)行掃描，獲取投影圖像；

步驟四、對投影圖像進(jìn)行多幀圖像疊加降噪、增強(qiáng)處理；

步驟五、模板匹配、數(shù)據(jù)分析；具體地，對步驟四中處理完成的投影圖像進(jìn)行模板匹配測量分析，提取各個(gè)區(qū)域的間隙變化情況，從而獲得各個(gè)區(qū)域的運(yùn)動變化規(guī)律，完成封嚴(yán)間隙測量；

其中，高能X射線穿透發(fā)動機(jī)零部件時(shí)被吸收和散射而衰減，衰減程度取決于X射線所經(jīng)過的部位的厚度、結(jié)構(gòu)，這樣在發(fā)動機(jī)后方就形成一幅射線強(qiáng)度分布圖像；在發(fā)動機(jī)后方放置熒光屏，該熒光屏把經(jīng)過發(fā)動機(jī)零部件衰減的X射線轉(zhuǎn)換為光信號，光信號進(jìn)而由CCD相機(jī)捕獲，最終獲得一幅二維數(shù)字圖像；

其中，上述的圖像包含多種噪聲，還不能直接用于測量，需要首先對圖像進(jìn)行降噪處理；X射線圖像中的噪聲是隨機(jī)噪聲，通過多幀圖像疊加消除；發(fā)動機(jī)試車時(shí)的振動造成的圖像抖動通過多幀圖像疊加消除；在多幀圖像疊加去除隨機(jī)噪聲時(shí)，將疊加幀數(shù)設(shè)定為10；

經(jīng)過多幀圖像疊加處理后，進(jìn)行直方圖均衡化增強(qiáng)處理，增加圖像全局對比度，具體算法如下：

其中，round為四舍五入取整函數(shù)；cdf為累積分布函數(shù)，表示灰度圖像中灰度值出現(xiàn)的次數(shù)；cdf_min為累積分布函數(shù)最小值，表示像素灰度值出現(xiàn)次數(shù)的最小值；M和N分別代表了圖像的長寬像素個(gè)數(shù)；L是灰度級數(shù)；p代表像素；

其中，對步驟四中完成處理的圖像進(jìn)行模板匹配測量分析；具體如下：

(1)選擇匹配模板，模板包含待測部位間隙的明顯特征，所述明顯特征包括各封嚴(yán)篦齒的“齒”、測量葉尖間隙時(shí)選取的葉根及外環(huán)機(jī)匣相對固定部位，考慮匹配精度，模板選取時(shí)上述明顯特征在模板中的面積占比應(yīng)不低于40％，同時(shí)考慮計(jì)算速度，記錄模板中心坐標(biāo)位置；

(2)選擇匹配區(qū)域，匹配區(qū)域包含模板區(qū)域，綜合考慮匹配效果及處理速度，匹配區(qū)域面積為模板面積5～10倍；

(3)進(jìn)行模板匹配計(jì)算并輸出結(jié)果，輸出結(jié)果為每副圖片模板中心點(diǎn)坐標(biāo)位置，其中，對于發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子部件，僅對單個(gè)部件進(jìn)行模板匹配時(shí)，獲得該部件隨發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速變化的運(yùn)動情況；

對兩個(gè)部件進(jìn)行模板匹配時(shí)，獲得兩個(gè)部件隨轉(zhuǎn)速變化的相對位置變化情況，所述變化情況包括發(fā)動機(jī)盤間封嚴(yán)篦齒相對位置變化，對于量值很小的葉尖間隙部位，測得兩個(gè)葉尖相對位置變化情況；

(4)進(jìn)行求差運(yùn)算，得到模板的位置變化情況，進(jìn)而得到各個(gè)區(qū)域封嚴(yán)間隙的變化情況；

具體地，對于A、B兩個(gè)部件間的封嚴(yán)間隙測量，經(jīng)過步驟(3)處理計(jì)算后，輸出結(jié)果為兩個(gè)模板的中心位置坐標(biāo)P_A(x_i,y_i)、P_B(x_i,y_i)，與模板初始中心位置坐標(biāo)P_A(x₀,y₀)、P_B(x₀,y₀)分別進(jìn)行求差運(yùn)算，得到模板的位置變化情況PA(xi-x0,yi-y0)、PB(xi-x0,yi-y0)，進(jìn)而得到各個(gè)區(qū)域封嚴(yán)間隙的變化情況。