[发明专利]一种铁磁性发动机壳体内叶片动态原位监测方法

说明书

本发明公开了一种铁磁性发动机壳体内叶片动态原位监测方法，采用涡流检测方法，结合U型磁铁，在铁磁性发动机壳体内表面附近生成涡流场，通过叶片叶尖划过涡流场时产生的电磁感应信号，监测铁磁性发动机壳体内叶片个数、转速、损伤状态等参数，进一步通过制作监测数据曲线健康发动机叶片的健康状态，有效解决了铁磁性发动机壳体内叶片安全监测难题。

技术领域

本发明涉及无损检测方法，特别是涉及一种铁磁性发动机壳体内叶片动态原位监测方法。

背景技术

发动机是为飞机提供动力的核心部件，相当于是飞机的心脏，因此，发动机性能的好坏直接关系到飞机是否能够安全飞行，而发动机叶片又是发动机的主要组成部分，所以，发动机叶片的结构完整性又将直接影响到发动机的性能，同样也是直接关系到飞机的安全飞行问题。其中，发动机叶片损伤是发动机内部最为常见的一种损伤，因为发动机叶片在高温、高压、高转速的作用下，极其容易造成发动机叶片发生变形、穿孔、裂纹等缺陷损伤，而这些微小的缺陷损伤其破坏程度迅速发展，很容易引起整个发动机结构的损坏，往往会导致重大安全事故的发生。当前，对于非铁磁性发动机壳体内的叶片监测，通常采用无源监测方法，即将磁铁与无源感应线圈一起固定在非铁磁性发动机壳体外表面，利用叶片通过磁铁附近的磁场时，产生磁扰动，固定在非铁磁性发动机壳体外表面的无源感应线圈内的磁场发生变化，无源感应线圈内产生感应电流，利用这个感应电流的参数，间接判断叶片的状态。但对于铁磁性壳体的发动机，由于铁磁性壳体的磁屏蔽作用，导致上述方法无效，至今，铁磁性发动机壳体的叶片监测问题一直没有得到有效解决。

发明内容

本发明的目的在于通过一种铁磁性发动机壳体内叶片动态原位监测方法，来解决以上背景技术部分提到的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种铁磁性发动机壳体内叶片动态原位监测方法，其特征在于：采用涡流检测方法，监测铁磁性发动机壳体内叶片个数、转速、损伤状态等参数，包括标定和实测两个过程，

所述标定过程为，

a. 将U型磁铁的两个磁极紧贴固定在铁磁性发动机壳体外表面，所述U型磁铁为永久磁铁或电磁铁；将涡流检测探头固定在U型磁铁的两个磁极之间的铁磁性发动机壳体外表面，涡流检测探头的探测面与发动机壳体外表面紧贴；涡流检测探头与涡流检测仪电连接；

b．涡流检测仪激励涡流检测探头，由于U型磁铁的两个磁极之间的铁磁性发动机壳体被U型磁铁磁化，处于U型磁铁的两个磁极之间的涡流检测探头所激发的涡流场穿透铁磁性发动机壳体，在铁磁性发动机壳体内表面附近形成涡流场；

c．启动发动机，发动机内叶片转动过程中，每个叶片的叶尖部位将划过步骤b中铁磁性发动机壳体内表面附近形成的涡流场时扰动涡流场，涡流检测探头感应生成相应的涡流检测信号，并将其传输至涡流检测仪；

d. 涡流检测仪保存每个叶片叶尖扰动涡流场产生的涡流检测信号参数，由于发动机叶片在玩好情况下，叶尖与叶尖之间的间距相同，每个叶片叶尖扰动涡流场产生的涡流检测信号的幅度也相同；计算出每分钟产生的涡流检测信号个数，这个个数即为每分钟划过涡流场的叶片个数，藉此计算出发动机叶片当前的转速，同时，根据涡流检测信号的幅度参数，间接测算出每个叶片与铁磁性发动机壳体内表面之间的间隙；

所述实测过程为，

e. 涡流检测仪定期激励涡流检测探头，采集保存每个叶片叶尖扰动涡流场产生的涡流检测信号参数；当采集到的涡流检测信号中，出现一个或多个幅度参数与其它涡流检测信号不同的涡流检测信号，则可间接判断出发动机叶片中有一个或多个叶片的叶尖表面出现缺损；当采集到的涡流检测信号中，出现间隔时间不均匀的涡流检测信号时，则可间接判断出发动机叶片中有叶片已弯曲或断裂。

进一步的，采用数据分析系统将步骤d和步骤e中采集的涡流检测信号参数，按照监测时间制作监测数据曲线，根据监测数据曲线监控发动机叶片的健康状态。