用于檢測物體上的缺陷方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開內(nèi)容涉及檢測物體上的缺陷的領(lǐng)域，更具體地說，涉及監(jiān)視飛機引擎的轉(zhuǎn)動元件。
【背景技術(shù)】
[0002]存在許多使用光學(xué)或聽覺方法來檢測物體上的缺陷的技術(shù)。這些技術(shù)的優(yōu)點在于可以以非入侵的方式來使用。
[0003]例如，在航空領(lǐng)域中，在引擎輪葉的產(chǎn)品測試或檢測期間，應(yīng)用了各種基于使用熱成像儀的無損檢測技術(shù)。這些技術(shù)包括:使用可移動式熱散發(fā)器對輪葉進行加熱，以及使用可移動式熱成像儀來拍攝輪葉的紅外圖像。基于很高數(shù)量的圖像區(qū)域的比較對圖像進行分析，以便檢測出葉片中的缺陷。
[0004]因此，當(dāng)前的方法需要進行運算，而該運算可能花費不少的時間，除非使用特別強大并且非常昂貴的計算機。
[0005]此外，當(dāng)所尋找的缺陷是未知的時，難以得知應(yīng)采用何種粒度(S卩，要進行比較的區(qū)域是何種分辨率)。
[0006]因此，本公開內(nèi)容的主題提出了一種檢測方法，該檢測方法易于在不使用復(fù)雜計算的情況下實現(xiàn)，并且能夠快速和精確地檢測出物體或引擎的組件上的缺陷，而不具有前述缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本公開內(nèi)容是由一種用于檢測物體上的缺陷的方法來限定的，該方法包括下列步驟:
[0008]根據(jù)與所述物體相關(guān)的信號形成代表該物體的圖像；
[0009]根據(jù)自適應(yīng)分辨率來構(gòu)建所述圖像的細分；以及
[0010]計算各個細分之間的差異，以便檢測出指示早期故障的異常細分。
[0011]該方法能夠在合理的時間內(nèi)檢測幾乎所有尺寸的缺陷。
[0012]有利地，該方法包括確認階段，所述確認階段包括:將與屬于最后的圖像的異常細分相關(guān)的差異同與屬于所述物體的給定數(shù)量的先前圖像中的每個圖像的相同異常細分的差異進行比較。
[0013]這使得能夠確認對缺陷的檢測，同時避免錯誤警報。
[0014]有利地，該方法包括:
[0015]如果發(fā)現(xiàn)在所述最后的圖像期間所述差異增加，則生成高重要性警報或極高重要性警報，以及
[0016]如果發(fā)現(xiàn)在所述最后的圖像期間所述差異保持恒定，則生成中等重要性警報。
[0017]這使得能夠估計早期故障或缺陷的嚴重性。
[0018]根據(jù)本公開內(nèi)容的優(yōu)選實施例，構(gòu)建所述細分和計算所述差異的步驟包括以下步驟:
[0019](al)在所述圖像上多個當(dāng)前細分中構(gòu)建網(wǎng)格；
[0020](a2)計算每個當(dāng)前細分和相鄰當(dāng)前細分之間的第一當(dāng)前差異；
[0021](a3)檢查是否存在一個當(dāng)前細分其與至少第一給定數(shù)量的相鄰細分的第一當(dāng)前差異指不異常;
[0022](a4)當(dāng)前一步驟(a3)被確認時，計算所述當(dāng)前細分和遠處的當(dāng)前細分之間的第二當(dāng)前差異；
[0023](a5)檢查所述當(dāng)前細分與至少第二給定數(shù)量的遠處的當(dāng)前細分是否具有指示異常的第二當(dāng)前差異；
[0024](a6)當(dāng)前一步驟(a5)被確認時，宣稱所述當(dāng)前細分為無效的；
[0025](a7)在覆蓋所述無效的當(dāng)前細分的區(qū)域上重構(gòu)網(wǎng)格，以便形成與先前的無效細分重疊的新細分，所述新細分被認為是實際的當(dāng)前細分；
[0026](a8)針對所述重疊區(qū)域中的所述新當(dāng)前細分中的每一個重復(fù)步驟(a2)-(a6);
[0027](a9)在所述先前的無效細分和所述新細分之間的所述重疊區(qū)域中，根據(jù)邏輯與運算來進行遮蔽，從而形成具有減小尺寸的細分，具有減小尺寸的所述細分被認為是實際的當(dāng)前細分；
[0028](alO)檢查所述實際的當(dāng)前細分的尺寸是否大于預(yù)定的分辨率；以及
[0029](all)當(dāng)前一步驟(alO)被確認時，針對每個實際的當(dāng)前細分重復(fù)先前的步驟(a2)_(al0)，否則，宣稱所述無效的當(dāng)前細分或多個無效的當(dāng)前細分為異常細分或多個異常細分。
[0030]從而，該方法基于縮放和最優(yōu)數(shù)量的相關(guān)比較，從而減少了計算負荷并且不預(yù)先判斷超過分辨率的缺陷的尺寸。
[0031]有利地，在步驟(a3)，檢查所述第一當(dāng)前差異是否高于第一預(yù)定閾值，以及在步驟(a5)，檢查所述第二當(dāng)前差異是否高于第二預(yù)定閾值。
[0032]這使得在檢測缺陷時能夠?qū)⑷魏五e誤以及遠距區(qū)域之間的環(huán)境中的任何差別考慮在內(nèi)。
[0033]有利地，該方法包括構(gòu)建記錄所述圖像的各個細分之間的聲音差異的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)庫，以及在步驟(a3)，計算所述第一當(dāng)前差異和相對應(yīng)的聲音差異之間的差別以便檢查這些差別是否高于預(yù)定等級，以及在步驟(a5)，計算所述第二當(dāng)前差異和對應(yīng)的聲音差異之間的差別以便檢查這些差別是否高于第二預(yù)定等級。
[0034]這使得能夠考慮到可能存在于所述物體內(nèi)的任何不均勻。
[0035]有利地，所述物體是飛機引擎的轉(zhuǎn)動元件。
[0036]這是由于，根據(jù)本公開內(nèi)容的數(shù)字處理花費的計算時間不多，并因此能夠通過安裝在飛機上的處理單元來容易地實現(xiàn)。
[0037]根據(jù)一個實施例，與所述物體相關(guān)的所述信號是來自所述物體的紅外信號，使得代表所述物體的所述圖像是代表通過熱應(yīng)力對所述物體進行加熱之后的瞬態(tài)熱場的紅外圖像。
[0038]根據(jù)另一實施例，與所述物體相關(guān)的所述信號是來自所述物體的超聲信號，使得代表所述物體的所述圖像是代表被所述物體反射的超聲波的圖像。
[0039]本公開內(nèi)容還涉及一種用于檢測飛機引擎的至少一個轉(zhuǎn)動元件上的缺陷的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括:
[0040]機載激勵單元，其用于使得所述轉(zhuǎn)動元件發(fā)射信號；
[0041]機載獲取單元，其用于獲取由所述轉(zhuǎn)動元件發(fā)出的信號；以及
[0042]處理單元，其被配置為執(zhí)行根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項所述的方法中的步驟。
[0043]根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)的第一實施例，所述激勵單元是用于通過熱應(yīng)力來對所述引擎的所述轉(zhuǎn)動元件進行加熱的加熱單元，以及所述獲取單元是用于獲取代表所述轉(zhuǎn)動元件的瞬態(tài)相位熱場的紅外圖像的熱成像單元。
[0044]根據(jù)本公開內(nèi)容的系統(tǒng)的第二實施例，所述激勵單元是用于發(fā)射超聲波的單元，以及所述獲取單元是用于接收被所述物體反射的超聲波的單元。
[0045]本公開內(nèi)容還涉及一種用于檢測飛機引擎的至少一個轉(zhuǎn)動元件上的缺陷的自動系統(tǒng)，所述自動系統(tǒng)包括:
[0046]機載加熱單元，其用于通過熱應(yīng)力對引擎的所述轉(zhuǎn)動單元進行加熱；
[0047]機載熱成像單元，其用于獲取代表所述轉(zhuǎn)動單元的瞬態(tài)熱場的至少一個紅外圖像，以及
[0048]處理單元，其用于計算與所述圖像的各個細分之間的熱場的分量有關(guān)的差異，以便檢測指示所述轉(zhuǎn)動元件上的缺陷的所述熱場分量的變化。
[0049]因而，能夠在每個航班自動地監(jiān)視引擎的轉(zhuǎn)動元件，以便檢測出疲勞的最初跡象。這使得能夠進行預(yù)見性維護而不是簡單地預(yù)防性維護，原因在于能夠當(dāng)轉(zhuǎn)動元件真正地遭受損壞時更換該轉(zhuǎn)動元件，從而增加收益性(更換較少零件)和安全性(較少的葉片損失風(fēng)險)。根據(jù)差異測量結(jié)果來進行分析，使得能夠免受環(huán)境影響。具體地，在空間上靠近的區(qū)域之間進行比較避免了由于熱源的距離或陽光照射造成的問題。
[0050]有利地，當(dāng)對應(yīng)于當(dāng)前細分的差異指示異常時，處理單元配置為通過重組細分和/或細化當(dāng)前對細分的比較來計算其它差異，以便定位缺陷的位置。
[0051]這使得能夠減少要學(xué)習(xí)的細分的數(shù)量，并因此減少計算機的計算時間和工作量。
[0052]有利地，處理單元配置成在每次航班時記錄與各個細分的熱場相關(guān)的所述差異以及依據(jù)不同的航班來分析所述差異的變化。
[0053]這使得能夠鞏固檢測的結(jié)果以及系統(tǒng)性地監(jiān)視不同航班的轉(zhuǎn)動元件的可靠性。
[0054]有利地，所述檢測系統(tǒng)包括代表各種形式的惡化以及其進展程度的惡化標(biāo)簽的數(shù)據(jù)庫，并且處理單元配置為將與具有缺陷的細分的熱場相關(guān)的差異與所述惡化標(biāo)簽進行比較。
[0055]這使得能夠確定缺陷的最可能類型。
[0056]根據(jù)本公開內(nèi)容的有利實施例，所述加熱單元包括已經(jīng)存在于引擎中的至少一個防霜凍加熱元件。
[0057]這減少了安裝重量并且還使得能夠監(jiān)視加熱單元自身。
[0058]根據(jù)一個變型，所述加熱單元旨在用于通過熱脈沖來對所述元件加熱。
[0059]因而，可以在足夠短的時間內(nèi)對轉(zhuǎn)動元件加熱，以便轉(zhuǎn)動元件的材料不會達到恒走溫度O
[0060]根據(jù)該變型，處理單元配置為計算當(dāng)前細分的熱場的幅度和相鄰細分的熱場的幅度之間的差異。
[0061]根據(jù)另一變型，所述加熱單元旨在用于通過周期性熱波來加熱所述元件。
[0062]根據(jù)該另一變型，所述處理單元配置為計算當(dāng)前細分的熱場和相鄰細分的熱場之間的相位差。
[0063]根據(jù)相位差的檢測具有較少受到熱源的距離或來自太陽的照射的影響的優(yōu)點，原因在于所測量的不是溫度而是相位差。
[0064]有利地，所述轉(zhuǎn)動元件是所述引擎的葉輪的輪葉。
【附圖說明】
[0065]通過參考附圖，閱讀本公開內(nèi)容的優(yōu)選實施例，本公開內(nèi)容的其它特征和優(yōu)點將變得更