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1、内窥镜探孑内窥镜孔探检测是目前航空发动机的重要无损检测方式之一，在航空发动机故障诊断和维护中发挥着越来越重要的作用。 实际应用中，内窥镜孔探检测技术 存在数据处理方法急需改进、故障诊断水平需要提高等技术需求。因此，将计算 机技术和数字图像处理技术应用到孔探检测技术中，提高孔探图像特征提取和故 障决策水平成为目前孔探检测技术发展的一个重要方向。航空发动机维修费用通常占飞机维修费用一半以上，在保证适航的前提下 降低航空发动机的维修成本，是所有航空公司关注的问题。内窥镜检测作为维护 中重要手段，对降低航空发动机维修成本有及其重要的作用，是航空发动机维护 的基础。孔探检测基本原理：孔探检测技术的基本原
2、理是采用光学手段通过小孔将密封物体内部的状况 传递出来，然后对光学图形进行评估，检测，诊断。孔探检测技术可以延长人类 的视距，任意改变视线的方向，准确观察到物体内表面的状况。另外，在孔探检 测中，与目标对象不发生接触，不形成任何破坏和损伤，也无需拆开目标和对象， 因此，它是工业无损检测技术的重要手段。航空发动机是飞机的心脏，其最易发生故障的区域为高压压气机、燃烧室及 高压涡轮。如不分解发动机是无法接近这些热部件的， 内窥检测技术为维修人员 提供了一种非常有效的检查发动机内部状况的方法。在一般情况下，内窥检测分为定期检查、针对性检查 和扩大区域检查 三种。内窥镜检测记录的重要性：1）为航空发动机
3、故障分析提供依据2）为航空发动机修理提供依据3）为航空发动机制造厂家提供有价值的信息以航空发动机孔探检测和故障决策需求为背景，在相关领域技术与方法基 础上，开展了内窥镜孔探图像特征提取技术在航空发动机故障诊断中的应用研 究，设计了航空发动机快速故障诊断系统，主要内容包括 ：1、在广泛、深入的调研基础上，介绍了航空发动机的组成及工作原理， 总结、归纳，分析了发动机关键部件的主要故障模式、产生机理、表现特征、故 障影响及判决方法和维护经验等。2、开展了图像预处理方法在内窥镜孔探图像特征提取中的应用研究，阐述了应用计算机数字图像处理技术进行孔探图像增强、图像分割、轮廓特征提取的途径和方法，进行了试验
4、验证，并分析提出了孔探图像预处理中应该注意的若 干问题。3、在分析传统内窥镜孔探图像测量方法现状的基础上，提出了半自动测 量方法和全自动测量方法，重点阐述了基于三次样条插值的自动测量方法和基于特征点提取的自动测量方法。试验验证结果表明，这两种方法能够较快速、准确 地自动测量出缺陷特征尺寸。4、在上述研究基础上，设计并实现了航空发动机快速故障诊断系统。实 际应用表明，该系统能够较快速、准确地判决出发动机关键部件的多种故障与损 伤状态，验证了本文提出的孔探图像特征提取技术与方法的有效性和可行性。无损检测技术是现阶段监控发动机状态的有效手段之一，目前在外场对航空发动机主要采取内窥镜孔探技术(又名内窥
5、技术)为主的无损检测方法，可以获取 一些孔探检测数据，但这些数据往往不能直接地反映发动机的健康状况，不能直接指导维修保障活动的进行，必须进行相应的数据分析和故障诊断。虽然目前的内窥镜孔探检测技术在孔探仪、 孔探图像的采集与再现、判决等 方面已经有了较大的发展，但在航空发动机外场维护中，由于配备的孔探检测仪 器是传统的单镜头孔探仪，发动机的零件及其故障模式种类繁多， 获取大量的孔 探图像样本又比较困难，立体视觉、模式识别等一些先进技术的应用受到限制.立 足现有设备条件，经过调研、总结与分析，认为航空发动机孔探检测方面还存在 一些技术问题需要研究，主要表现在：(1)孔探数据处理与特征提取方法急需改
6、进.目前，航空发动机外场孔探检测主要凭借操作人员的经验。从图像中发 现缺陷特征，然后将缺陷尺寸与实物实际尺寸对比，粗略换算或估算出缺陷尺 寸.这种测量方法对孔探工作人员的操作经验要求很高。 有时工作人员为了避免 复杂的操作，直接凭经验估计缺陷尺寸，得到的缺陷尺寸受主观因素影响较大，导致损伤评估出错，产生飞行安全隐患或造成不必要的浪费.因此，急需改进孔探数据处理与特征提取方法将目前较成熟的图像处理方法应用到孔探检测中， 研究快速、有效的孔探图像特征提取技术，减小孔探检测对工作人员操作经验的 依赖性，从而提高特征提取的准确性和孔探检测工作效率， 杜绝故障隐患并减少 人为因素造成的不必要损失。(2)
7、提高故障诊断的准确性和自动化水平。由于缺陷特征准确度不高，直接导致故障诊断与判决难度较大、准确度 降低且由于航空发动机维护手册众多，故障判据规则繁多、不系统，分散于多 个维护手册中，目前的故障刿决在探测现场主要靠人工完成，遇到疑难问题需要 查阕相关手册。更复杂的问题则送给维护专家进行数据解读. 这不但增加了现场 工作人员的工作强度，而且损伤评估准确性较差，。判决与决策周期也大大加 长因此，迫切需要研制航空发动机快速故障诊断系统， 减轻工作人员工作强度， 提高故障诊断的准确性和工作效率，实现发动机快速、准确的故障诊断.综上所述，根据目前的航空发动机孔探检测技术现状， 研究并应用孔探图像 特征提取技术。实现发动机缺陷特征的精确测量与自动快速判决迫在眉睫。现在民航飞机发动机的孔探检查的主力设备已经发展为视频工业内窥镜，采用CCD成像，成像质量好，照明光输出强，柔性探头前端还可以做到360度的旋转，使得飞机发动机孔探检查的质量、 范围都大大提升。视频工业内窥镜也很 方便把检查照片和录像记录下来方面的对飞机发动机内部结构的分析。在观察的基础上高端的视频内窥镜又具备了精确测量功能，可以把飞机发动机内部损伤的尺寸精确测量出来。孔探设备技术的提高，更好的，也更有效的为飞机发动机的 安全飞行保驾护航！