[发明专利]基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法

权利要求书

1.基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法，其特征在于，首先将缺陷的二维检测图像按照像素排布进行一次有限元划分；然后对每个像素处的厚度按照灰度值进行离散量化，确定灰度G与厚度T的对应关系；最后对所有像素有限元进行累积，提取缺陷区域的三维参数，包括以下步骤：

S1、确定数字射线探测系统的线性响应范围，所述数字射线探测系统包括射线源、放置被检叶片的支撑平台、平板探测器以及成像及控制系统，所述射线源经过射线源控制器连接至所述成像及控制系统，所述支撑平台经过检测控制系统与所述成像及控制系统连接，所述平板探测器经过探测器控制器与所述成像及控制系统连接；

S2、利用数字射线探测系统对叶片进行透照得到二维检测图像，并获取缺陷的二维轮廓，获取所述缺陷的二维轮廓具体包括以下步骤：

S21、利用数字射线探测系统对叶片进行透照得到灰度处于系统线性区域范围的二维检测图像；

S22、基于叶片检测图像提取缺陷边界，初步获取缺陷的二维轮廓；

S23、对步骤S22初步获取的缺陷二维轮廓进行形态学膨胀，扩大缺陷区域以确保所有缺陷轮廓被完全包括在形态学膨胀后的区域内；

S24、对膨胀区域进行双三次插值，计算出缺陷区域的模拟背景；

S25、将模拟背景图像与原图像做差，并对差值图像做二值化处理获取缺陷的二维精确轮廓；

S3、通过对试验楔块透照，获取在特定的透照参数下图像灰度与材料厚度的关系曲线；

S4、将缺陷的模拟背景灰度和原图像缺陷灰度转换成厚度，两厚度相减获得缺陷厚度；

S5、对各个缺陷像素处厚度信息进行累加，即可获取缺陷的三维参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法，其特征在于：步骤S1中，在所述平板探测器上设置中心开有小孔的铅板，所述小孔贯穿所述铅板，所述小孔的直径为1mm以上，小于10mm，增大所述数字射线探测系统的透照参数获取不同曝光量，所述平板探测器在准直小孔处所成图像由全黑转变为高亮全白，获取所述数字射线探测系统在小孔区域对应不同曝光量的成像灰度，绘制所述平板探测器的响应曲线，确定数字射线探测系统的线性响应区域。

3.根据权利要求2所述的一种基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法，其特征在于：所述数字射线探测系统的线性响应关系为：

G＝α·H+b

其中：G—成像灰度值，H—曝光量，α—线性响应区域斜率，b—成像灰度线性偏移量。

4.根据权利要求1所述的一种基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法，其特征在于：步骤S3中，加工厚度变化范围与分区厚度变化范围相同的同材质试验用楔块，每个所述楔块采用与对应区域相同的曝光参数，采用分区透照方式，将每个区域的厚度都限制在一定的范围内，并采用一组特定的曝光参数进行一次透照，所述透照参数包括管电压、管电流和曝光时间。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法，其特征在于：在所述一次透照过程中，随着透照厚度的增大到达所述平板探测器的有效曝光量减小，根据曝光量H与成像灰度G的线性关系确定成像灰度值G与透照厚度T之间的函数关系如下：

G＝f(T)。

6.根据权利要求1所述的一种基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法，其特征在于：步骤S5中，根据厚度信息求取缺陷二维轮廓区域中每个像素区域的体积如下：

V＝a²×(T₀-T₁)

其中：V—单个像素区域体积、a—像素边长、T₀—单个像素区域理论厚度、T₁—单个像素区域实际厚度。

7.根据权利要求6所述的一种基于数字射线的燃气轮机叶片内部缺陷三维参数提取方法，其特征在于：所述缺陷区域的三维参数计算如下：

其中：V_all—缺陷区域总体积、n—缺陷区域像素总数、T_i0—缺陷区域第i个像素区域理论厚度、T_i1—缺陷区域第i个像素区域实际厚度。