[发明专利]基于超声相控阵技术的透平叶片内部缺陷重心坐标检测法

摘要

本发明公开了一种基于超声相控阵技术的透平叶片内部缺陷重心坐标检测法，采用超声相控阵探测系统对经过合理分区的叶片进行检测，将检测数据导入计算机图像处理系统，对分区检测的叶片区域进行逐一融合得到缺陷的二维质心坐标；通过叶片的设计基准，利用三坐标机测量叶片叶身与基准边缘的多组数据，拟合出沿叶身宽度方向与基准线方向的函数关系式，按照空间关系推导出缺陷的三维重心坐标，最终完成缺陷的三维重心坐标精密定位检测。可以为技术人员提供叶片缺陷的三维定位方法，更准确、高效。

主权项

1.基于超声相控阵技术的透平叶片内部缺陷重心坐标检测法，其特征在于，采用超声相控阵探测系统对经过合理分区的叶片进行检测，将检测数据导入计算机图像处理系统得到缺陷的二维质心坐标；通过叶片的设计基准，利用三坐标机测量叶片叶身与基准边缘的多组数据，拟合出沿叶身宽度方向与基准线方向的函数关系式，按照空间关系推导出缺陷的三维重心坐标，最终完成缺陷的三维重心坐标精密定位检测，包括以下步骤：S1、根据叶片叶身曲面及厚度分布，对叶片进行分区；S2、用超声相控阵探头对叶身进行分区扫查检测，在超声相控阵仪器上面进行A、C、S显示并对检测结果进行数据保存；S3、在计算机上对叶片各个分区检测结果依次进行融合，重构出叶片的整体图像，通过图像处理技术对融合后的图像进行处理，获取缺陷的二维质心坐标S4、利用三坐标机探测叶身与叶片设计基准相交线的多组数据，拟合出叶身曲面的空间关系式；S5、通过叶片的设计基准建立三维坐标系，通过建立空间几何关系得出缺陷的深度坐标z，按照空间关系推导出缺陷的三维重心坐标(x,y,z)，具体包括以下步骤：S5.1、设CC'＝z₀,AC'＝n,OC'＝m，OA＝a,OC＝c,AC＝b，C'是接触点C在平面xoy上的投影，根据CC'⊥平面xoy，则CC'⊥OC'，CC'⊥AC'，确定边长关系如下：S5.2、根据步骤S3得到的缺陷G点的二维坐标(x_G,y_G)，以及CA⊥OA，则有a²+b²＝c²；S5.3、探头中心与叶片表面接触点C距离平面xoy的距离CC'等于设计基准线y₁处的z轴坐标z＝f(y₁)，即z₀＝f(y₁)，z₀表示探头中心接触点C到点C在平面xoy上的投影点C'的距离，结合超声相控阵成像图，确定缺陷重心位置d；S5.4、根据步骤S5.3求得的z₀，结合步骤S5.1和S5.2，得到缺陷重心的z向坐标z_G。