[发明专利]一种扩散段轮廓/分层界面尺寸快速测量装置

说明书

本发明涉及火箭发动机的领域，公开了一种基于视觉识别为原理的扩散段轮廓/分层界面尺寸快速测量装置，包括扩散段型面图像识别测量单元、扩散段图像处理单元；扩散段型面图像识别测量单元，利用图像识别装置搭配扩散段产品输送机构，获取被输送扩散段产品的型面图像，并进行图像尺寸与实际尺寸的比例标定；扩散段图像处理单元，根据扩散段型面图像识别测量单元输入的扩散段型面图像及图像比例标定系数，对扩散段产品的图像尺寸进行标定，获取实际扩散段产品的内外轮廓型面和分层界面尺寸，计算实际扩散段产品的扩散段碳布层/高硅氧层的厚度范围，再与扩散段理论设计的碳布层/高硅氧层厚度比较，可快速自动识别检测扩散段产品性能是否合格。

技术领域

本发明涉及火箭发动机领域，提供了一种基于视觉识别为原理的扩散段轮廓/分层界面尺寸快速测量装置。

背景技术

喷管扩散段产品一般由碳布/酚醛和高硅氧/酚醛树脂复合材料缠绕成型，整个扩散段结构是平行于轴线方向布带重叠缠绕的二维层合结构形式，碳布与高硅氧层的结合界面上容易产生裂纹、分层、气泡、输送、树脂聚集等缺陷，这些缺陷会导致喷管内型面烧蚀不均匀，并影响火箭发动机内弹道的性能，而扩散段在服役工况中必须承受高压、高温、高速燃气的作用，为了保证发动机的安全可靠性，因此需要对扩散段双层结构的厚度进行测量。传统的测量方式为人工检测或工业CT扫描技术进行测量，但前面阐述的两种方式存在以下弊端：

1)树脂聚集区轮廓曲线和分层界面曲线为不规则形状，人工检测的方式难以测全，无法保证精度，且单发产品的测量周期较久，检测效率不高；

2)工业CT扫描技术虽然可以实现对喷管全结构的扫描，精准检测扩散段的内部缺陷，但由于目前相关软硬件技术均受国外技术限制，无法实现开源进行后续开发，难以实现自动化判别扩散段的合格性，仍需要人工根据检测结果判别扩散段产品理论与设计模型各层的厚度，导致单发扩散段产品的检测周期较久，检测效率不高，基于工业CT技术自动检测扩散段耐烧蚀性能技术的开发难度较高。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提供一种基于视觉识别为原理的扩散段轮廓/分层界面尺寸快速测量装置，解决现有扩散段产品分层界面/轮廓尺寸难以快速精确测量导致无法快速判别扩散段产品耐烧蚀性能合格性的问题。

本发明采用如下的技术方案：

一种基于视觉识别为原理的扩散段轮廓/分层界面尺寸快速扫量装置，其特征在于：包括扩散段型面图像识别测量单元、扩散段图像处理单元，其中：

扩散段型面图像识别测量单元，获取被输送的扩散段产品的型面图像，并进行型面图像尺寸与实际尺寸的比例标定，最后将获取的型面图像和图像比例标定系数反馈给图像处理单元；

扩散段图像处理单元，根据扩散段型面图像识别测量单元输入的型面图像以及图像比例标定，对型面图像的扩散段轮廓/分层界面进行图像尺寸标定，孪生轮廓曲线，并计算扩散段产品的扩散段轮廓/分层界面尺寸的实际尺寸，将扩散段产品的实际尺寸与产品的理论设计尺寸进行比较分析，判断扩散段产品是否合格。

基于上述内容，扩散段图像处理单元主要包含图像尺寸参数标定、扩散段型面图像采集、轮廓参数提取、轮廓曲线孪生、实际与设计曲线分析、产品合格判定六个模块。扩散段图像处理单元可基于Phtyson语言编写得到该程序软件。

在上述的的快速测量装置中，所述扩散段图像尺寸与实际尺寸的比例标定包括：选定扩散段型面上的一点为中心点，拍摄输送机构运动前后两个不同时间点的扩散段型面图像，根据两个时间点各自拍摄得到的型面图像上参考点的移动距离和实际扩散段产品移动距离，得到扩散段型面图像尺寸和实际尺寸的图像标定系数。

具体的，扩散段端面上中心点的选择可以为扩散段产品上的任意点。

中心点优选为扩散段端面的圆心位置。

图像标定系数为型面图像上参考点的移动距离与实际扩散段产品移动距离之间的比值。