孔探圖像缺陷測(cè)量技術(shù)的歷史現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
孔探是應(yīng)用于民航發(fā)動(dòng)機(jī)的工業(yè)內(nèi)窺鏡檢測(cè)過(guò)程,操作者除了通過(guò)它查找缺陷,還可進(jìn)一步提取孔探圖像中的缺陷特征,以滿足維護(hù)的要求。對(duì)孔探圖像進(jìn)行缺陷測(cè)量是特征提取的核心工作,是進(jìn)行故障診斷的前提,實(shí)際孔探檢測(cè)時(shí),需要測(cè)量的對(duì)象通常是壓氣機(jī)葉片和渦輪葉片,這些零件常出現(xiàn)裂紋、掉塊和撓曲的損傷,為了對(duì)損傷進(jìn)行評(píng)估,需要對(duì)缺陷進(jìn)行精確的測(cè)量。
孔探圖像缺陷測(cè)量技術(shù)的歷史
為了得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),最初的孔探圖像缺陷測(cè)量技術(shù)采用的是接觸式測(cè)量法,即在光學(xué)硬桿鏡或柔性光纖鏡上捆綁已知尺寸的參照物,通過(guò)它與被測(cè)物的直接接觸,人為的比較缺陷實(shí)際尺寸的大小。這種方法增加了探頭的外徑,導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部需要檢測(cè)的很多區(qū)域無(wú)法到達(dá)。
孔探圖像缺陷測(cè)量技術(shù)的現(xiàn)狀
隨著接觸式測(cè)量法被淘汰,后續(xù)又出現(xiàn)了比較測(cè)量、陰影測(cè)量、傳統(tǒng)雙物鏡測(cè)量等測(cè)量技術(shù),以及2010年年底美國(guó)韋林工業(yè)內(nèi)窺鏡推出的相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù),這是目前先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)。
相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)的原理是什么呢?視頻探頭前端的三維相位掃描測(cè)量鏡頭上設(shè)置有兩個(gè)可見光LED光柵矩陣,將頻閃發(fā)射的矩形光柵以多條平行陰影線的形式投影到被測(cè)物體表面上,由于物體表面紋理、凹凸不平或者缺陷產(chǎn)生各種具有不同相位信息的條紋,這些條紋就包含了物體表面的三維信息。由視頻內(nèi)窺探頭前端的CCD 攝像頭獲取物體表面反射回來(lái)的條紋圖像信息,主機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)再對(duì)此進(jìn)行解調(diào)變換等運(yùn)算處理, 然后根據(jù)相應(yīng)的數(shù)學(xué)轉(zhuǎn)換模型和重構(gòu)算法獲得被測(cè)物體表面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù),即實(shí)現(xiàn)了物體輪廓的三維重構(gòu),并據(jù)此展開測(cè)量操作,獲得測(cè)量數(shù)據(jù)。
這種測(cè)量技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是:
? 缺陷尋找與判定:一個(gè)鏡頭滿足全部需求;
? 全屏圖像:相同視角,更廣觀察范圍;
? 操作更便捷:無(wú)需陰影線選擇或立體點(diǎn)匹配,無(wú)需進(jìn)行激光點(diǎn)選擇;
? 更多測(cè)量信息:3D表面建模,創(chuàng)建深度剖面;
? 光反饋強(qiáng)度信號(hào)顯示功能:實(shí)時(shí)反饋光強(qiáng)度信號(hào);
? 鏡頭自動(dòng)識(shí)別:無(wú)需菜單選擇;
? 更高的精確度:特別是在深度測(cè)量上;
? 更智能:具有鏡頭松動(dòng)報(bào)警,以及無(wú)法測(cè)量區(qū)域的智能提醒;
? 可顯示更加放大的缺陷圖。
從孔探檢查的整體效率、觀察效果、測(cè)量精準(zhǔn)度以及設(shè)備安全等諸多角度進(jìn)行比較,不難看出,傳統(tǒng)的缺陷測(cè)量技術(shù)容易出現(xiàn)偏差且工作效率較低.相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)則有了重大的突破,是非常適用于發(fā)動(dòng)機(jī)孔探缺陷測(cè)量的一項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)。
孔探圖像缺陷測(cè)量技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)展望
一方面,自從相位掃描三維立體測(cè)量技術(shù)在孔探圖像缺陷中得以應(yīng)用,經(jīng)過(guò)了發(fā)動(dòng)機(jī)廠家以及國(guó)內(nèi)外眾多航空公司的應(yīng)用驗(yàn)證,其技術(shù)成熟度和實(shí)用性都較高,現(xiàn)已成為了民航發(fā)動(dòng)機(jī)孔探領(lǐng)域的主要檢測(cè)技術(shù),各大航空公司紛紛引進(jìn)該項(xiàng)測(cè)量技術(shù),也可以這樣理解,一套完善的孔探設(shè)備應(yīng)支持相位掃描三維立體測(cè)量功能,并有其他測(cè)量技術(shù)作為備用,以滿足各種孔探環(huán)境下的測(cè)量需要。另一方面,將計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)字圖像處理技術(shù)更加深入地應(yīng)用于孔探檢測(cè)中,從圖像增強(qiáng)、圖像分割、輪廓特征提取等方面進(jìn)一步推動(dòng)孔探圖像特征提取技術(shù)的發(fā)展,使得準(zhǔn)確高效的半自動(dòng)測(cè)量和全自動(dòng)測(cè)量在不久的將來(lái)成為現(xiàn)實(shí)。
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