[发明专利]一种机匣内部缺陷的空间定位方法及系统

说明书

本发明公开了一种机匣内部缺陷的空间定位方法及系统，该方法在将机匣安装至旋转平台上后，先采用X射线透照的方式获得缺陷在胶片投影面维度上的平面坐标，然后改变X射线源和工件之间的相对位置并分别进行胶片成像，使得位置改变前后形成的两张胶片中缺陷影像产生相对位移，利用视差法计算得到缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标，从而可以基于缺陷的平面坐标和高度位置坐标确定缺陷在机匣内的位置，整个定位过程自动化进行，无需人为干预，并且采用投影平面坐标和高度位置坐标可以定位出三维空间内的唯一位置，从而可以实现机匣内部缺陷的准确定位，定位精度高，有效降低了返修难度。

技术领域

本发明涉及无损检测技术领域，特别地，涉及一种机匣内部缺陷的空间定位方法及系统。

背景技术

航空发动机被称为飞机的心脏，是飞机的动力来源，而机匣是将航空发动机强大的推力源源不断传送到飞机的承力纽带，它是决定发动机性能的关键部件之一。随着技术的不断发展，在增加机匣铸造工艺技术难度的同时也对无损检测技术的柔性化、智能化、灵敏性及可靠性等提出了更高的要求。无损检测技术若不能及时发现并准确定位机匣内部缺陷位置，必然会对航空发动机附件机匣、进气机匣等的返修乃至整个飞机的服役性能及安全可靠性带来巨大隐患。目前在航空工业中，多余物等缺陷在机匣中的空间定位方法主要依赖于评片人员基于X射线胶片成像进行主观判断，存在缺陷定位误差大、返修困难等问题。

发明内容

本发明提供了一种机匣内部缺陷的空间定位方法及系统，以解决现有技术采用人为基于X射线胶片成像判断缺陷位置的方式存在的定位误差大的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供一种机匣内部缺陷的空间定位方法，包括以下内容：

将机匣安装至旋转平台上；

固定机匣不动，利用X射线透照机匣进行胶片成像，以胶片的长度方向为X轴、宽度方向为Y轴、胶片长度方向的中点为原点建立平面直角坐标系，并获得缺陷在胶片投影面维度上的平面坐标；

改变X射线源和工件之间的相对位置并分别进行胶片成像，使得位置改变前后形成的两张胶片中缺陷影像产生相对位移，采用视差法计算得到缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标；

基于缺陷的平面坐标和高度位置坐标定位出缺陷在机匣内的位置。

进一步地，所述改变X射线源和工件之间的相对位置并分别进行胶片成像，使得位置改变前后形成的两张胶片中缺陷影像产生相对位移，采用视差法计算得到缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标的过程具体为：

以胶片的长度方向为X轴、宽度方向为Y轴、胶片长度方向的中点为原点建立空间直角坐标系，固定机匣不动，X射线源在平行胶片平面的两个不同位置分别进行胶片成像，并记录下X射线源的移动距离和两次胶片成像中缺陷影像的移动距离，利用第一视差法模型计算得到缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标。

进一步地，所述第一视差法模型为：其中，Z表示缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标，D表示两次胶片成像中缺陷影像的移动距离，S表示X射线源的移动距离，L表示X射线源的焦距。

进一步地，X射线源采用垂直照射方式或者倾斜照射方式。

进一步地，所述改变X射线源和工件之间的相对位置并分别进行胶片成像，使得位置改变前后形成的两张胶片中缺陷影像产生相对位移，采用视差法计算得到缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标的过程具体为：

以旋转平台的旋转轴建立柱坐标系，固定X射线源对机匣进行水平透照，转动机匣，采用视差法基于机匣转动前后成像的胶片计算得到缺陷在柱坐标系中的空间位置坐标，从而得到缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标。

进一步地，所述采用视差法基于机匣转动前后成像的胶片计算得到缺陷在柱坐标系中的空间位置坐标，从而得到缺陷在垂直于胶片投影面维度上的高度位置坐标的过程具体为：