[發明專利]一種航空發動機封嚴間隙測量方法

有效

• 申請號: 201910686154.3
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110411383B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）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）人: 中國航發沈陽發動機研究所
• 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權代理事務所(普通合伙) 11526
• 代理人: 高原;劉傳準

本申請屬于航空發動機封嚴測量技術領域，特別涉及一種航空發動機封嚴間隙測量方法，包括如下步驟：將發動機安裝至高能X射線平臺上；調整射線源位置，使待測部位位于投影圖像中心；對待測部位進行掃描，獲取投影圖像；對投影圖像進行疊加降噪、增強處理；對步驟四中處理完成的投影圖像進行模板匹配測量分析，完成封嚴間隙測量。本申請的航空發動機封嚴間隙測量方法，采用基于高能X射線數字圖像模板匹配方法，屬于無損測量，能夠對發動機內部任意部位進行測量，尤其是發動機運轉狀態下的測量，效率高，解決了傳統間隙測量方法必須進行測試改裝且測量部位局限性大的問題。

技術領域

本申請屬于航空發動機封嚴測量技術領域，特別涉及一種航空發動機封嚴間隙測量方法。

背景技術

隨著我國航空事業的發展，作為“飛機心臟”的航空發動機，如何提高其性能也受到了研究人員越來越多的關注。其中，封嚴技術是航空發動機領域至關重要的一項技術。封嚴技術是指對轉動部件和非轉動部件間的泄露進行控制，研究表明，封嚴泄露量減少1％，可使發動機推力增加1％，單位耗油率降低0.1％；在發動機轉速和渦輪轉子進口溫度不變的情況下，高壓渦輪封嚴泄露量減少1％，則推力增加8％，單位耗油率減少0.5％；另外，發動機渦輪的徑向間隙每增大0.13mm，發動機單位耗油率約增加0.5％，反之，減少0.25mm，渦輪效率提高1％。

由此可見，封嚴技術直接影響發動機的性能。航空發動機上使用封嚴結構的地方很多，例如壓氣機和渦輪各級轉靜子徑向封嚴和軸向封嚴、高壓渦輪盤前后封嚴環(盤)、其他各處篦齒封嚴等。目前技術人員還不能在發動機各個工況下通過計算精確地獲得這些至關重要的參數和信息，僅通過在發動機機匣壁面開孔安裝相應的葉尖間隙測量探頭來了解發動機運行時的葉尖間隙變化情況。然而這不僅費時、費力，還干擾了發動機的內部流場，同時還有很大的局限性，許多部位不允許或者根本無法安裝測量探頭。對于發動機旋轉狀態下的轉靜子軸向間隙、高壓渦輪盤前后封嚴環(盤)封嚴間隙、軸承篦齒封嚴間隙等，目前尚無測量手段。為解決上述問題，發明一種航空發動機封嚴間隙測量方法，以實現對航空發動機各處封嚴間隙的測量。

發明內容

為了解決上述技術問題至少之一，本申請提供了一種航空發動機封嚴間隙測量方法。

本申請公開了一種航空發動機封嚴間隙測量方法，包括如下步驟：

步驟一、將發動機安裝至高能X射線平臺上；

步驟二、調整射線源位置，使待測部位位于投影圖像中心；

步驟三、對待測部位進行掃描，獲取投影圖像；

步驟四、對投影圖像進行疊加降噪、增強處理；

步驟五、對步驟四中處理完成的投影圖像進行模板匹配測量分析，完成封嚴間隙測量。

根據本申請的至少一個實施方式，在所述步驟四中，通過多幀圖像疊加方式對投影圖像進行疊加降噪處理。

根據本申請的至少一個實施方式，在所述多幀圖像疊加方式中疊加幀數為10。

根據本申請的至少一個實施方式，在所述步驟四中，通過直方圖均衡化對投影圖像進行增強處理，以增加投影圖像全局對比度，具體算法如下：

其中，round為四舍五入取整函數；cdf為累積分布函數，表示灰度圖像中灰度值出現的次數；cdf_min為累積分布函數最小值，表示像素灰度值出現次數的最小值；M和N分別代表了圖像的長寬像素個數；L是灰度級數；P代表像素。

根據本申請的至少一個實施方式，在所述步驟五中，對步驟四中處理完成的投影圖像進行模板匹配測量分析，完成封嚴間隙測量具體包括：

步驟5.1、選擇匹配模板，其中，匹配模板包含待測部位間隙的明顯特征；