CN111854604B - 一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法和系统,该方法可以包括:将所述聚焦激光束在所述气膜孔的孔壁内表面上旋切扫描一周;扫描过程中采集所述孔壁内表面产生的漫反射激光的表征量;相应于所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数。
Description
技术领域
本发明涉及微孔测量领域,尤其涉及一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法及系统。
背景技术
气膜孔是在航空发动机的涡轮叶片中形成的通孔,经由气膜孔输送的冷却空气可以与叶片周围的高温燃气相互作用并在涡轮叶片的表面形成一层低温空气膜,从而达到对涡轮叶片进行冷却和保护的目的。通常,分布在涡轮叶片上的气膜孔数量众多,少则50至60个,多则上百个,这些气膜孔的孔径都非常小,大多在0.25-0.8mm之间,而且空间角度复杂,每排气膜孔的角度都不尽相同,即使是同排气膜孔,其角度也可能各不相同,由此导致了气膜孔的诸如孔径或位置度之类的形位参数的测量非常困难。
通常,对于位置度的测量可以采用与标准件进行目视对比的方法,显然这种测量方法的准确性和重复性都无法满足工程需要。
通常,对于孔径的测量可以采用接触式测量方法,例如利用不同直径标准的通止塞规来测量孔径。但利用塞规只能做出定性的判断,不能实现精确测量,效率低且存在断针堵孔的风险,而且对于结构复杂的异形孔,无法利用通止塞规实现测量。此外,目前大多数的其他接触式测量仪也存在检测效率低,测头易损坏的缺点。
随着航空发动机的涡轮叶片的产量逐年增大,发展出了能够实现涡轮叶片的形位参数的自动测量的非接触式测量方法,主要包括红外热成像法和背向照明法。红外热成像法是基于红外热成像技术,采用红外热成像仪捕捉热图信号来检测涡轮机叶片的实际壁厚,钎焊、肋壁的相关缺缺陷以及气膜孔的堵塞、缩孔信息。然而,红外热成像法的测量精度低,在要求对气膜孔进行高精度测量的情况下无法满足测量要求。背向照明法是将照明光源伸入到航空发动机的涡轮叶片的冷却通道中,对气膜孔进行背向照明,借助影像测量装置完成气膜孔图像采信,并根据采集到的图像计算气膜孔形位参数。然而,由于叶片的榫根处冷却通道的内部结构复杂,照明光源中的各个导光条在插入冷却通道过程中容易折断。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明实施例期望提供一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法及系统;采用光学非接触式自动测量方法,能够避免接触式测量方法中通止塞规断针阻孔以及其他测量仪测头易损坏的问题,能够避免背向照明测量方法中导光条容易折断的问题,并且能够获得非常高的测量精度和测量效率。
本发明的技术方案是这样实现的:
第一方面,本发明实施例提供了一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法,该方法可以包括:
将所述聚焦激光束在所述气膜孔的孔壁内表面上旋切扫描一周;
扫描过程中采集所述孔壁内表面产生的漫反射激光的表征量;
相应于所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数。
第二方面,本发明实施例提供了一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的系统,该系统可以包括:
旋切扫描装置,配置为将所述聚焦激光束在所述气膜孔的孔壁内表面上旋切扫描一周;
采集装置,配置为扫描过程中采集所述孔壁内表面产生的漫反射激光的表征量;
获取装置,配置为相应于所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数。
本发明提供了一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法及系统,采用光学非接触式自动测量方法,避免了接触式测量方法中通止塞规断针阻孔以及其他测量仪测头易损坏的问题,通过使聚焦激光束直接扫描气膜孔的孔壁内表面来获取与气膜孔的孔壁内表面相关的光信号从而获得形位参数,避免了背向照明测量方法中导光条容易折断的问题,并且由于焦点的尺寸可以非常小因此能够获得非常高的测量精度,所使用的装置能够实现自动操作因此测量效率高。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法的示意图;
图2为与聚焦激光束对应的入射光束的光轴与气膜孔的纵向轴线同轴时,光束的扫描轨迹和焦点轨迹与气膜孔的内孔壁表面之间的位置关系的示意图;
图3为与聚焦激光束对应的入射光束的光轴相对于气膜孔的纵向轴线偏转时,光束的焦点轨迹与气膜孔的内孔壁表面之间的位置关系的示意图;
图4为与聚焦激光束对应的入射光束的光轴相对于气膜孔的纵向轴线偏转时,光束的扫描轨迹与气膜孔的内孔壁表面之间的位置关系的示意图;
图5为与聚焦激光束对应的入射光束的光轴相对于气膜孔的纵向轴线偏移时,光束的焦点轨迹与气膜孔的内孔壁表面之间的位置关系的示意图;
图6为与聚焦激光束对应的入射光束的光轴相对于气膜孔的纵向轴线偏移时,光束的扫描轨迹与气膜孔的内孔壁表面之间的位置关系的示意图;
图7为当入射光束的光轴与气膜孔的纵向轴线同轴时,孔壁内表面的沿周向360°的不同位置产生的漫反射激光的功率的示意图,图中数据为漫反射激光的功率与聚焦光束的功率之间的比值;
图8为当入射光束的光轴与气膜孔的纵向轴线不同轴时,孔壁内表面的沿周向360°的不同位置产生的漫反射激光的功率的示意图,图中数据为漫反射激光的功率与聚焦光束的功率之间的比值;
图9为与聚焦激光束对应的入射光束的光轴与气膜孔的纵向轴线同轴时所获取的图像的示意图;
图10为与聚焦激光束对应的入射光束的光轴与气膜孔的纵向轴线不同轴时所获取的图像的示意图;
图11为发明实施例提供的一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的系统的组成部分示意图;
图12为发明实施例提供的一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的装置的组成结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
聚焦激光束旋切扫描装置能够使光束的焦点根据所设置的扫描孔径角的变化沿着平面中的比如曲率半径逐渐增大的螺旋线轨迹移动,并通常被用于在工件上加工孔。在加工孔的过程中,聚焦激光束旋切扫描装置能够使聚焦激光束的焦点在垂直于待加工出的孔的纵向轴线的加工平面内沿着孔的周向移动的同时沿着孔的径向向外的方向移动,使得孔能够从内向外逐渐被加工出,加工过程结束时的结束孔径角与加工出的孔的孔径相对应。特别地,当聚焦激光束旋切扫描装置将扫描孔径角设置为保持不变时,旋切扫描过程中聚焦激光束的焦点能够沿着平面中的圆形轨迹移动,或者说该设置为保持不变的孔径角是与焦点的回转半径相关的参数。
基于此,参见图1至图6,本发明实施例提供了一种通过聚焦激光束L1测量气膜孔100的形位参数的方法,该方法可以包括:
S101:将所述聚焦激光束L1在所述气膜孔100的孔壁内表面110上旋切扫描一周,可以理解的是,在旋切扫描过程中,如在图3至图6中示出的,激光束L1的焦点可能没有沿着气膜孔100的孔壁内表面110移动,换言之,聚焦激光束L1在孔壁内表面110上的扫描轨迹T2不与焦点移动轨迹T1重合;
S102:由于孔壁内表面110具有一定的粗造度,因此在孔壁内表面110上扫描的激光束会发生漫反射,由此可以在扫描过程中采集所述孔壁内表面110产生的漫反射激光的表征量;
S103:相应于如在图2中示出的所述聚焦激光束L1的焦点沿着所述孔壁内表面110移动,根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔100的形位参数。
上述测量方法为采用光学非接触式自动测量方法,因此可以避免接触式测量方法中通止塞规断针阻孔以及其他测量仪测头易损坏的问题,通过使聚焦激光束直接扫描气膜孔的孔壁内表面来获取与气膜孔的孔壁内表面相关的光信号从而获得形位参数,因此避免了背向照明测量方法中导光条容易折断的问题,并且由于焦点的尺寸可以非常小因此能够获得非常高的测量精度,所使用的装置能够实现自动操作因此测量效率高。
在上述测量方法中,为了保证聚焦激光束L1在气膜孔100的孔壁内表面110上旋切扫描一周的过程中,其焦点沿着气膜孔100的孔壁内表面110移动,需要将旋切扫描的扫描孔径角设置为始终等于气膜孔100的加工参数中的结束孔径角,使得如上所述的焦点的回转半径等于气膜孔100的半径参数,在待测气膜孔100通过聚焦激光束加工出的情况下,上述结束孔径角即是加工过程中的结束孔径角,在待测气膜孔100通过其他方式加工出的情况下,上述结束孔径角为相同的孔利用聚焦激光束加工出时加工过程中的结束孔径角。
可以理解的是,气膜孔100的形位参数例如图2中示出的孔径r是针对垂直于气膜孔100的纵向轴线O1的参考平面而言的,或者说气膜孔100的形位参数需要在该参考平面中进行测量。为了获得气膜孔100的形位参数,聚焦激光束L1在气膜孔100的孔壁内表面110上的扫描轨迹T2所处于的平面应当与上述参考平面重合。相反,如果聚焦激光束L1在气膜孔100的孔壁内表面110上的扫描轨迹T2所处于的平面不与上述参考平面重合,或者说不垂直于气膜孔100的纵向轴线O1,即使能够获得形位参数也是没有任何意义的。在上述测量方法中,在聚焦激光束L1的焦点沿着孔壁内表面110移动的情况下,焦点移动轨迹T1即是扫描轨迹T2,而如上所述执行旋切扫描的聚焦激光束的焦点移动轨迹T1是平面中的圆形,另外气膜孔100的截面中呈圆形的截面都是垂直于气膜孔100的纵向轴线O1的,因此在上述焦点沿着气膜孔100的孔壁内表面110移动的情况下,扫描轨迹T2所处于的平面是垂直于气膜孔100的纵向轴线O1的。
在一种可能的实现方式中,上述步骤S102,即采集所述孔壁内表面110产生的漫反射激光的表征量可以包括:获取所述漫反射激光产生的图像;相应地,上述步骤S103,即根据所述漫反射激光的表征量计算所述气膜孔100的形位参数可以包括:
提取所述图像对应的轮廓线;
获取所述轮廓线包含的多个点对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数。
上述图像可以是与整个孔壁内表面110漫反射的激光对应的整体图像,也可以是与孔壁内表面110中的多个离散点漫反射的激光对应的离散图像。
在一另种可能的实现方式中,上述步骤S102,即采集所述孔壁内表面110产生的漫反射激光的表征量,可以包括:获取所述漫反射激光产生的电压,相应地,上述步骤S103,即根据所述漫反射激光的表征量计算所述气膜孔100的形位参数,可以包括:
采集所述电压包括的多个电压值;
确定所述多个电压值对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数。
在气膜孔100的形位参数的测量过程中,可能会出现与聚焦激光束L1对应并且将在下文中结合图12详细描述的入射光束L2的光轴O2与气膜孔100的纵向轴线O1不同轴的情况,例如图3和图4中示出的光轴O2相对于纵向轴线O1产生偏转角度α以及图5和图6中示出的光轴O2相对于纵向轴线O1产生偏移距离d。
在入射光束L2的光轴O2相对于气膜孔100的纵向轴线O1偏转了角度α的情况下,如图3所示,聚焦激光束L1的焦点不再沿着气膜孔100的孔壁内表面110移动,或者说如图3中示出的焦点移动轨迹T1不再处于气膜孔100的孔壁内表面110的表面中,并且如图4所示,聚焦激光束L1在气膜孔100的孔壁内表面110上的扫描轨迹T2所处于的平面并不垂直于气膜孔100的纵向轴线O1。
在入射光束L2的光轴O2相对于气膜孔100的纵向轴线O1偏移了距离d的情况下,如图5所示,聚焦激光束L1的焦点不再沿着气膜孔100的孔壁内表面110移动,或者说如图5中示出的焦点移动轨迹T1不再处于气膜孔100的孔壁内表面110的表面中,并且如图6所示,聚焦激光束L1在气膜孔100的孔壁内表面110上的扫描轨迹T2所处于的平面并不垂直于气膜孔100的纵向轴线O1。
因此,在与聚焦激光束L1对应的入射光束L2的光轴O2与气膜孔100的纵向轴线O1不同轴的情况下,需要对入射光束L2进行调整。
另一方面,如图4和图6所示,当与聚焦激光束L1对应的入射光束L2的光轴O2与气膜孔100的纵向轴线O1不同轴时,由于聚焦激光束L1在孔壁内表面110上的扫描轨迹T2上的光斑不再是焦点,因此由孔壁内表面110产生的漫反射激光的功率会降低,而功率的降低在获取图像时体现为组成图像的像素的灰度值的降低,在获取电压时体现为电压的电压值的降低。参见图7和图8,其中图7和图8分别示出了当入射光束L2的光轴O2与气膜孔100的纵向轴线O1同轴和不同轴时,孔壁内表面110的沿周向360°的不同位置产生的漫反射激光的功率的示意图,图中数据为漫反射激光的功率与聚焦光束L1的功率之间的比值。如图7所示,在同轴的情况下,孔壁内表面110的沿周向360°的不同位置产生的漫反射激光的功率都是光斑是焦点的情况下的功率,因此图中各点数值相等;如图8所示,在不同轴的情况下,孔壁内表面110的沿周向360°的不同位置中的一些位置产生的漫反射激光的功率小于光斑是焦点的情况下的功率,即图中各点数值会产生减小变化。
基于此,在通过漫反射激光获取了图像的情况下,本发明实施例提供的测量方法还可以包括:计算组成所述图像的多个像素对应的多个灰度值的偏差,当所述偏差大于设定值时将与所述聚焦激光束L1对应的入射光束L2调整成使得所述入射光束L2的光轴O2与所述气膜孔100的纵向轴线O1同轴,以使所述聚焦激光束L1的焦点沿着所述孔壁内表面110移动,其中,组成所述图像的多个像素的相应灰度值与所述孔壁内表面110中的多个点处漫反射的激光的功率对应。
参见图9,其示出了当与聚焦激光束L1对应的入射光束L2的光轴O2与气膜孔100的纵向轴线O1同轴时所获取的图像,从图9可见该图像是一个清晰、各点明暗亮度均匀的圆环,圆度大于90%。参见图10,其示出了当与聚焦激光束L1对应的入射光束L2的光轴O2与气膜孔100的纵向轴线O1不同轴时所获取的图像,从图10可见该图像是是一个椭圆环,明暗亮度不均匀,圆度小于90%。
下文中将描述计算灰度值的偏差的方法的一个示例。
假设图像由例如10000个像素点组成,则可以在分析出每个像素点的灰度值之后将全部的像素点的10000个灰度值按照从大到小的顺序排列。取按顺序排列的10000个灰度值中的前1000个灰度值Gmax(i)(i=0,…,999)并计算它们的平均值类似地,取按顺序排列的10000个灰度值中的后1000个灰度值Gmin(j)(j=0,…,999)并计算它们的平均值由此可以计算得到灰度值的偏差
考虑到气膜孔为微孔,可以将上述设定值取为较小值例如10。当ΔG≤10时判断入射光束的光轴与气膜孔的纵向轴线同轴,否则判断不同轴,需要对入射光束进行调整。
相应地,在通过漫反射激光获取了电压的情况下,本发明实施例提供的测量方法还可以包括:计算所述多个电压值的偏差,当所述偏差大于设定值时将与所述聚焦激光束对应的入射光束调整成使得所述入射光束的光轴与所述气膜孔的纵向轴线同轴,以使所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,其中,所述电压的多个电压值与所述孔壁内表面中的多个点处漫反射的激光的功率对应。
下文中将描述计算电压值的偏差的方法的一个示例。
假设聚焦激光束扫描孔壁内表面一周后,得到10000个电压值,则可以将全部的10000个电压值按照从大到小的顺序排列。取按顺序排列的10000个电压值中的前1000个电压值Umax(p)(p=0,…,999)并计算它们的平均值类似地,取按顺序排列的10000个电压值中的后1000个电压值Umin(q)(q=0,…,999)并计算它们的平均值由此可以计算得到电压值的偏差
考虑到气膜孔为微孔,可以将上述设定值取为较小值例如0.005V。当ε≤0.005V时判断入射光束的光轴与气膜孔的纵向轴线同轴,否则判断不同轴,需要对入射光束进行调整。
对于气膜孔的例如位置度的形位参数,需要在沿着所述气膜孔100的纵向轴线O1的方向上的多个位置处测量气膜孔100在该位置处的中心坐标,基于此,相应于将所述聚焦激光束L1在所述气膜孔100的孔壁内表面110上沿着所述气膜孔100的纵向轴线O1的方向上的多个位置处旋切扫描一周,所述漫反射激光的表征量与所述位置一一对应,相应地,所述根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数,包括:
根据各位置对应的所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数中间值;
基于一个或多个形位参数中间值确定所述气膜孔的形位参数。
在待测形位参数是如上所述的位置度的情况下,可以在沿着所述气膜孔100的纵向轴线O1的方向上的多个位置处测量气膜孔100在该位置处的中心坐标,然后将与各位置对应的中心坐标例如进行直线拟合后得到气膜孔的实际纵向轴线,进而得到位置度。
在待测形位参数是气膜孔的孔径的情况下,可以在沿着所述气膜孔100的纵向轴线O1的方向上的多个位置处测量气膜孔100在该位置处的孔径,然后将与各位置对应的孔径的例如最小值确定为气膜孔的孔径。
优选地,可以将所述聚焦激光束L1在所述气膜孔100的孔壁内表面110上沿着所述气膜孔100的纵向轴线O1的方向上的至少三个位置处旋切扫描一周,以获取与所述至少三个位置对应的至少三个形位参数中间值,基于所述至少三个形位参数中间值中的一个或多个确定气膜孔的形位参数。
可以理解的是,气膜孔的纵向轴线并非一定是直线,或者说气膜孔也可能是异形孔。根据本发明的测量方法也可以对异形孔进行测量,只要能够使聚焦光束的焦点沿着孔壁内表面移动即可。
参见图11和图12,本发明实施例还提供了一种利用聚焦激光束L1测量气膜孔100的形位参数的系统10,该系统10可以包括:
旋切扫描装置11,配置为将所述聚焦激光束L1(在图12中,用实线示出了下文中详细描述的聚焦镜11E与孔壁内表面110之间的聚焦激光束L1)在所述气膜孔100的孔壁内表面110上旋切扫描一周;
采集装置12,配置为扫描过程中采集所述孔壁内表面110产生的漫反射激光(在图12中,用虚线示出了孔壁内表面110与下文中详细描述的分光平板11D之间的漫反射激光)的表征量;
获取装置13,配置为相应于所述聚焦激光束L1的焦点沿着所述孔壁内表面110移动,根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔100的形位参数。
在一种可能的实现方式中,所述采集装置12可以配置为获取所述漫反射激光产生的图像,相应地,所述获取装置13可以配置为:
提取所述图像对应的轮廓线;
获取所述轮廓线包含的多个点对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数。
上述采集装置12的一个示例可以为CCD相机。
在一另种可能的实现方式中,所述采集装置12可以配置为获取所述漫反射激光产生的电压,相应地,所述获取装置13可以配置为
采集所述电压包括的多个电压值;
确定所述多个电压值对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数。
上述采集装置12的一个示例可以为PD(Photodetector光电探测器)或APD(Avalanche Photodetector雪崩光电探测器)。
参见图12,系统10还可以包括:物镜14,该物镜14用于对孔壁内表面110产生的漫反射激光进行聚焦;以及衰减片15,该衰减片15用于降低入射至采集装置12的功率以防止损伤采集装置12。
参见图12,系统10的旋切扫描装置11可以包括激光器11A、光束整形模块11B、光束旋切扫描模块11C、分光平板11D和聚焦镜11E。从激光器11A出射的光束经过光束整形模块11B被整形并形成上文所述的与聚焦激光束L1对应的入射光束L2后,进入旋切扫描模块11C,再经分光平板11D入射至聚焦镜11E(在图12中用实线示出),光束经聚焦后,通过设置旋切扫描模块11B的孔径角始终等于气膜孔100的加工参数中的结束孔径角,并且通过使与聚焦激光束L1对应的入射光束L2的光轴O2与气膜孔100的纵向轴线O1保持同轴,使得焦点在孔壁内表面110上移动。由孔壁内表面产生的漫反射激光再通过分光平板11D入射至物镜14,经物镜14聚焦后被采集装置12采集。
在采集装置12为CCD相机的情况下,物镜14和聚焦镜11E之间满足成像关系,使得孔壁内表面110A产生的漫反射激光能够在CCD相机上清晰成像。优选地,图像完全填充相机边框区域中的像素以达到最高分辨率。
优选地,激光器11A可以为超快激光器或半导体激光器;为保证不损伤涡轮叶片且例如能在CCD相机上成像,优选地,激光器11A的输出功率可以为50-80mW。此外,为保证足够高的测量精度,光束经聚焦镜11E聚焦后,焦点的直径可以为3-5μm。
需要说明的是:本发明实施例所记载的技术方案之间,在不冲突的情况下,可以任意组合。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (4)
1.一种通过聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的方法,其特征在于,所述方法包括:
将所述聚焦激光束在所述气膜孔的孔壁内表面上旋切扫描一周;
扫描过程中采集所述孔壁内表面产生的漫反射激光的表征量;
相应于所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数,
其中,所述采集所述孔壁内表面产生的漫反射激光的表征量,包括:获取所述漫反射激光产生的图像;相应地,所述根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数,包括:
提取所述图像对应的轮廓线;
获取所述轮廓线包含的多个点对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数,
其中,所述方法还包括:
计算组成所述图像的多个像素对应的多个灰度值的偏差,当所述偏差大于设定值时将与所述聚焦激光束对应的入射光束调整成使得所述入射光束的光轴与所述气膜孔的纵向轴线同轴,以使所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,
或者,所述采集所述孔壁内表面产生的漫反射激光的表征量,包括:获取所述漫反射激光产生的电压;相应地,所述根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数,包括:
采集所述电压包括的多个电压值;
确定所述多个电压值对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数,
其中,所述方法还包括:
计算所述多个电压值的偏差,当所述偏差大于设定值时将与所述聚焦激光束对应的入射光束调整成使得所述入射光束的光轴与所述气膜孔的纵向轴线同轴,以使所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,相应于将所述聚焦激光束在所述气膜孔的孔壁内表面上沿着所述气膜孔的纵向轴线的方向上的多个位置处旋切扫描一周,所述漫反射激光的表征量与所述位置一一对应,
相应地,所述根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数,包括:
根据各位置对应的所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数中间值;
基于一个或多个形位参数中间值确定所述气膜孔的形位参数。
3.一种利用聚焦激光束测量气膜孔的形位参数的系统,其特征在于,包括:
旋切扫描装置,配置为将所述聚焦激光束在所述气膜孔的孔壁内表面上旋切扫描一周;
采集装置,配置为扫描过程中采集所述孔壁内表面产生的漫反射激光的表征量;
获取装置,配置为相应于所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,根据所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数,
其中,
所述采集装置配置为获取所述漫反射激光产生的图像,相应地,所述获取装置配置为:
提取所述图像对应的轮廓线;
获取所述轮廓线包含的多个点对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数,
其中,计算组成所述图像的多个像素对应的多个灰度值的偏差,当所述偏差大于设定值时将与所述聚焦激光束对应的入射光束调整成使得所述入射光束的光轴与所述气膜孔的纵向轴线同轴,以使所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动,
或者其中,
所述采集装置配置为获取所述漫反射激光产生的电压,相应地,所述获取装置配置为:
采集所述电压包括的多个电压值;
确定所述多个电压值对应的多个坐标值并对所述多个坐标值进行基于圆拟合算法的计算;
基于计算结果获得所述形位参数,
其中,计算所述多个电压值的偏差,当所述偏差大于设定值时将与所述聚焦激光束对应的入射光束调整成使得所述入射光束的光轴与所述气膜孔的纵向轴线同轴,以使所述聚焦激光束的焦点沿着所述孔壁内表面移动。
4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,相应于所述旋切扫描装置配置为将所述聚焦激光束在所述气膜孔的孔壁内表面上沿着所述气膜孔的纵向轴线的方向上的多个位置处旋切扫描一周,所述采集装置配置为采集与所述位置一一对应的所述漫反射激光的表征量;
相应地,所述获取装置配置为根据各位置对应的所述漫反射激光的表征量获取所述气膜孔的形位参数中间值并且基于一个或多个形位参数中间值确定所述气膜孔的形位参数。
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