内窥涡流一体化综合检测仪研制及在某航空发动机上的应用

    空军某系列发动机自1992年在国内服役以来已经发生9起高压压气机封严蓖齿盘爆破和断裂故障，导致了严重的飞行事故。这些发动机的寿命非常短，只有几十个小时。事后分解发动机时，发现封严蓖齿盘多个均压孔边有疲劳裂纹。该故障如此频繁发生(故障率超过100)，且故障具有随机性和隐蔽性，严重地影响了飞行安全。因此，特别需要在外场原位进行无损探伤。

    以前对该发动机蓖齿盘均压孔无法进行探伤检查，仅进行简单的内窥镜目视检查，容易造成漏检或误判，只能作为辅助检查的应急措施。虽然采用涡流探伤的方法能够检查蓖齿盘表面及近表面的裂纹，但如单纯采用涡流检测，无法控制探头与蓖齿盘均压孔的接触及藕合，实施原位检查根本行不通。因此，需要一种集内窥镜视频显示和涡流检测于一体的综合探伤设备，实现以内窥镜图像确定探头定位和祸合状态对蓖齿盘均压孔的外场原位涡流检测，提高对裂纹检测的有效性和可靠性。

1内窥涡流一体化综合检测仪工作原理

    涡流检测设备通常包括信号的激励、拾取、信号放大、信号分析处理、消除干扰和信号显示记录等。

    由于涡流检测对金属表面疲劳裂纹和近表面裂纹非常敏感，检测灵敏度高，且无需去除检测表面油污及漆层，无需祸合剂，检测方便，所以它是用于发现飞机结构件缺陷的重要无损检测方法之一，在飞机原位无损检测中，常常作为第一检测方法加以应用。随着电子技术和计算机技术的发展，理论的完善和技术的进步，涡流检测技术愈来愈受到人们的重视。目前，出现了以DSP数字信号处理技术、阵列技术、多通道技术以及和其它多种无损检测技术融为一体的多功能涡流检测仪器。它不仅能够对缺陷进行检测、分析判断，还能够通过其它技术方法的辅助进行定位检测。

    内窥涡流一体化综合检测仪并不是简单地把两台设备合二为一，而是通过硬件和软件设计，充分地利用两者的公共及通用单元，如信号采集处理单元、计算机单元、液晶显示单元、电源单元及存储单元等，实现资源共享，将多频涡流探伤与视频内窥镜检测两大功能集成在一起，大大降低了设备成本。先进的DSP数字信号处理技术，能够有效抑制探伤过程中产生的涡流干扰信号，提高了检测系统的综合性能。其全内置设计模式，无需外接电源，携带非常方便。该内窥涡流一体化综合检测仪的涡流传感器和光电传感器(CCD)采集的信号可同时传送到主机系统。信号经便携式主机放大及高速数字化处理后，经高亮度9英寸的大屏幕真彩显示器实时显示检测过程及结果。涡流探头和内窥CCD镜头采用一体化插拔设计，操作更加简单、可靠。系统操作软件可同时显示被检部位的视频图像及涡流检测信号图像，在可视状态下轻松探测被检件的微细裂纹或开口/隐藏缺陷，视频图像、缺陷信号更加直观可靠。通过操作功能键盘，调整菜单的相关参数(可存储设定)，缺陷性质、形状和裂纹深度一目了然。涡流信号图像界面与内窥图像界面可以分开，系统的信道窗口可以切换成满屏显示，即全屏显示涡流信号图像或全屏显示内窥图像，发现的缺陷随时可以定格画面，分析缺陷并存储，极大地提高了检测效率。