CN114994066A - 航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，包括：壳体(1)，具有内腔，被配置为模拟航空发动机的内腔，壳体(1)的壁上设有通孔(11)，被配置为形成通过导管(2)导入渗透液和内窥镜检测的通道；和测试件(7)，设在壳体(1)内，测试件(7)的表面上预制有缺陷，且测试件(7)被配置为接收导入的渗透液以通过内窥镜对缺陷进行荧光检测，以测试非接触荧光渗透检测系统的性能。

Description

航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置

技术领域

本公开涉及航空发动机无损检测技术领域，尤其涉及一种航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置。

背景技术

航空发动机在研制和使用过程中，在装配状态下需要进行大量的内窥镜检测工作，以确保发动机的安全性和可靠性。内窥镜检测的主要位置有增压级、高压压气机、燃烧室、高压涡轮及低压涡轮等部位，在这些部位如果发现有疑似裂纹，需要借助其他无损检测手段以更高检测灵敏度进一步确认缺陷性质。

然而，常规的无损检测手段受制于发动机的装配状态及通孔探通孔的局限性，目视常不可达，操作区域较小，目前一般通过内窥镜插入管，将荧光检测材料导入到孔探发现的疑似缺陷位置进行检测，实现对孔探疑似裂纹的进一步确认，最大限度的减少发动机的分解，节约试验周期和成本。

但是，原位非接触荧光检测的可行性、检测灵敏度、重复性等系统性能目前暂无有效的测试装置进行评价。

发明内容

本公开的实施例提供了一种航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，能够验证航空发动机非接触荧光渗透检测系统的检测性能。

本公开提供了一种航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，

壳体，具有内腔，被配置为模拟航空发动机的内腔，壳体的壁上设有通孔，被配置为形成通过导管导入渗透液和内窥镜检测的通道；和

测试件，设在壳体内，测试件的表面上预制有缺陷，且测试件被配置为接收导入的渗透液以通过内窥镜对缺陷进行荧光检测，以测试荧光渗透检测系统的性能。

在一些实施例中，壳体上设有多个通孔，多个通孔设在壳体不同的壁上，测试件可转动地设置，以便使测试件的测试面与不同的通孔相对，从而验证荧光渗透检测系统从不同方向施加渗透液时的性能。

在一些实施例中，壳体呈长方体结构，壳体的顶壁、底壁和相对的第一侧壁和第二侧壁上均设有通孔，测试件安装于第三侧壁上，且转动轴垂直于第三侧壁，测试件可整周转动。

在一些实施例中，通孔对应设置封闭盖，封闭盖可开合地设置。

在一些实施例中，还包括夹具、转轮和角度尺，夹具被配置为夹持测试件且可转动地安装于壳体，夹具远离测试件的一端与位于壳体外的转轮连接，转轮上固定指针，被配置为在角度尺上显示测试件的转动角度，从而验证所述非接触荧光渗透检测系统在被检测表面角度不同时的性能。

在一些实施例中，壳体的顶壁和底壁的至少一个上设有通孔，性能测试装置还包括升降机构，被配置为调整测试件与通孔之间的距离，以验证非接触荧光渗透检测系统在不同检测距离下的性能。

在一些实施例中，还包括夹具，测试件通过夹具可转动地设在壳体上，升降机构包括：

底座；

套筒，套筒的第一端固定于底座；

调节杆，调节杆的第一端插入套筒的第二端内，且在套筒内可移动地设置；和

连接套，设在调节杆的第二端且套设于夹具，连接套相对于夹具可转动地设置。

在一些实施例中，缺陷包括多个裂纹，测试件包括相互连接的第一部分和第二部分，第一部分上设有多个裂纹，以验证非接触荧光渗透检测系统对缺陷检测的灵敏度，第二部分朝向通孔的面采用磨砂面，以验证非接触荧光渗透检测系统对导入的渗透液的去除效果。

在一些实施例中，第一部分和第二部分均为板状结构且并排设置。

在一些实施例中，测试件可转动地设置，性能测试装置还包括：

黑白光传感器，设在测试件上远离测试面的表面，被配置为接收从通孔射入的紫外线和可见光；和

黑白光照度计，与黑白光传感器电连接，被配置为检测紫外线和可见光强度，以验证非接触荧光渗透检测系统在不同光照条件下的性能。

本公开实施例的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，模拟发动机装配状态孔探环境，通过设定非接触荧光渗透检测的条件，用标准的测试件能够验证荧光渗透检测的准确性和灵敏度，为航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能建立评价基准，保证航空发动机目视不可达区域非接触荧光渗透检测的可行性、准确性、重复性和检测灵敏度，提高航空发动机质量可靠性，保证发动机的安全服役。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本申请的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：

图1为本公开航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置的一些实施例的外形示意图；

图2为本公开航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置的一些实施例的内部结构示意图；

图3为本公开航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置中测试件的安装结构示意图；

图4为测试件的底部结构示意图；

图5为测试件的升降机构的侧面结构示意图；

图6为测试件的升降机构的结构示意图。

具体实施方式

以下详细说明本公开。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本公开中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

航空发动机非接触荧光渗透检测系统在对发动机内腔进行荧光检测时，需要通过内窥镜插入管，将荧光检测材料即渗透液导入到孔探发现的疑似缺陷位置，借用专用工装将表面上多余的渗透液擦除和清理，此时有一部分渗透液已进入裂缝等缺陷位置，在显像后通过黑光内窥镜观察荧光显示，从而实现原位非接触荧光检测，实现对孔探疑似裂纹的进一步确认，最大限度的减少发动机的分解，节约试验周期和成本。

为了验证荧光检测结果是否准确，如图1至图6所示，本公开提供了一种航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，在一些实施例中，包括：壳体1和测试件7。

壳体1具有内腔，被配置为模拟航空发动机的内腔，壳体1的壁上设有通孔11，被配置为形成通过导管2导入渗透液和内窥镜检测的通道。例如，导管2可采用软管，除了使渗透液施加装置通过导管向壳体1内施加或去除渗透液，也可供黑光内窥镜通过进行紫外线照射和缺陷观察。

例如，壳体1采用不锈钢等金属材料制成，由于金属材料对实现荧光渗透检测时照射的紫外灯的吸收和反射情况与实际航空发动机较为接近，可更好地模拟航空发动机装配状态下的内腔环境，使检测条件尽量与航空发动机非接触荧光渗透检测的条件相一致。而且，不锈钢的材质也可以避免渗透检测耗材的腐蚀，价格低廉且使用寿命较长。

壳体1整体由支架13支撑，例如，支架13可以包括四个支腿，使壳体1底部与地面保持一定距离，可以让检测人员保持良好的工作姿势，也为从下方的通孔11进行渗透检测的实施提供了条件。

如图2所示，测试件7设在壳体1内，测试件7的表面上预制有缺陷，且测试件7被配置为接收导入的渗透液以通过内窥镜对缺陷进行荧光检测，以测试非接触荧光渗透检测系统的性能。其中，渗透液作为荧光检测材料，测试件7可以为测试片。

该实施例模拟发动机装配状态孔探环境，通过设定非接触荧光渗透检测的条件，用标准的测试件7能够验证荧光渗透检测的准确性和灵敏度，为航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能建立评价基准，保证航空发动机目视不可达区域非接触荧光渗透检测的可行性、准确性、重复性和检测灵敏度，提高航空发动机质量可靠性，保证发动机的安全服役。本公开能够解决在航空发动机目视不可达区域实施的非接触荧光渗透检测系统性能评价的问题，以更高的灵敏度验证孔探检测疑似缺陷，在保证发动机的安全服役的前提下最大程度减少航空发动机的分解，减少成本。

在一些实施例中，如图1和2所示，壳体1上设有多个通孔11，多个通孔11设在壳体1不同的壁上，测试件7可转动地设置，以便使测试件7的测试面与不同的通孔11相对，从而验证荧光渗透检测系统从不同方向施加渗透液时的性能。

该实施例在测试件7旋转至测试面与不同通孔11相对时，可以模拟从不同的通孔11施加渗透液，以验证从不同方向施加渗透液和重力作用对于非接触荧光检测灵敏度的影响。由于非接触荧光渗透检测系统在对航空发动机内腔检测时，各种零件具有复杂表面，在从同一个通孔11施加渗透液时，通过旋转测试件7，能够模拟不同角度的被检测面在同一方向施加渗透液时，被检测面的角度对检测结果的影响。例如，叶片的表面具有弯曲的角度，可以通过旋转测试件7得到最优的施加渗透液的方向，以提高检测精度。

如图1和图2所示，壳体1呈长方体结构，壳体1的顶壁1A、底壁1B和相对的第一侧壁1C和第二侧壁1D上均设有通孔11，测试件7安装于第三侧壁1E上，且转动轴垂直于第三侧壁1E，测试件7可整周转动。z方向表示壳体1的上下方向，x方向表示壳体1的左右方向，y方向表示壳体1的前后方向。

该实施例中测试件7每旋转90°，都能与壳体11不同壁上的通孔11相对，可模拟在整个周向上不同旋转角度施加渗透液对于荧光检测灵敏度的影响，可方便地模拟不同的渗透液施加角度。

在一些实施例中，如图1所示，通孔11对应设置封闭盖12，封闭盖12可开合地设置。例如，封闭盖12可采用不锈钢圆片结构。在施加渗透液、清洗剂(例如酒精等)或显像剂的过程中，可以将该通孔11对应的封闭盖12打开，而其它通孔11对应的封闭盖12关闭，以提高荧光检测的灵敏度。

例如，在封闭盖12打开状态下，可将导管2从通孔11伸入到壳体1内部，进行渗透液的施加、去除和观察。在非接触荧光渗透检测状态，伸入导管12的通孔11处于开启状态，其他三个通孔11处于闭合状态。

在一些实施例中，如图2至图5所示，性能测试装置还包括夹具8、转轮3和角度尺10，夹具8被配置为夹持测试件7且可转动地安装于壳体1，夹具8远离测试件7的一端与位于壳体1外的转轮3连接，转轮3上固定指针31，被配置为在角度尺10上显示测试件7的转动角度，角度尺10可安装于壳体1的外壁上。

例如，测试件7可呈板状结构，夹具8包括：夹持部81和连杆部82，夹持部81呈U形，夹持在测试件7的一端，连杆部82连接在夹持部81远离测试件7的一端并与转轮3的中心连接。

该实施例中，通过转轮3带动夹具8转动，从而带动测试件7转动，且通过指针31和角度尺10能够准确地显示出测试件7的转动角度，从而使测试件7的测试面相对通孔11，以实施非接触荧光渗透检测，来验证在不同渗透液施加方向及测试件7旋转角度的参数条件下非接触荧光渗透检测的系统性能。

在一些实施例中，如图2和图3所示，壳体1的顶壁1A和底壁1B的至少一个上设有通孔11，性能测试装置还包括升降机构6，被配置为调整测试件7与通孔11之间的距离，以验证非接触荧光渗透检测系统在不同检测距离下的性能。例如，升降机构6也可设在壳体1外。

该实施例能够通过升降机构6使测试件7上下移动，从而调节测试件7的测试面距离导管2的距离，以验证不同检测距离下非接触荧光渗透检测的系统性能。

如图6所示，性能测试装置还包括夹具8，测试件7通过夹具8可转动地设在壳体1上，升降机构6包括：底座61；套筒62，套筒62的第一端固定于底座61；调节杆63，调节杆63的第一端插入套筒62的第二端内，且在套筒62内可移动地设置；和连接套64，设在调节杆63的第二端且套设于夹具8，连接套64相对于夹具8可转动地设置。

具体地，测试件7通过夹具8可转动地设在壳体1的第三侧壁1E上，连接套64套设在夹具8的连杆部82上。此种结构能够使夹具8的转动和升降相互独立，从而能够方便地对测试件7进行转动角度和升降调节，从而在不同的测试条件下验证非接触荧光渗透检测系统的性能。

为了引导对升降机构6进行引导，壳体1的侧壁上可沿竖直方向开设导向槽14，夹具8的连杆部83可沿导向槽14上下滑动，从而带动测试件7上下移动，从而调节测试件7的测试面与导管2之间的距离，验证不同检测距离下非接触荧光渗透检测系统的性能。

进一步地，导向槽14可采用胶刷覆盖，既不会影响夹具8上下移动，也能阻挡外部光照进入壳体1，保证壳体1内腔的黑暗环境，从而保证测试验证效果。

在一些实施例中，如图2和图3所示，缺陷包括多个裂纹73，测试件7包括相互连接的第一部分71和第二部分72，第一部分71上设有多个裂纹73，以验证非接触荧光渗透检测系统对缺陷检测的灵敏度，例如，测试件7的第一部分71上设有从大到小的多个裂纹73，以验证非接触荧光渗透检测系统能检测出多大的裂纹；第二部分72朝向通孔11的面采用磨砂面，以验证非接触荧光渗透检测系统对导入的渗透液的去除效果，即渗透液从待检测零件上去除的效果。

此种结构的测试件7能够同时验证非接触荧光渗透检测系统对缺陷检测的灵敏度，以及对渗透液的去除效果，

例如，第一部分71和第二部分72均为板状结构且并排设置。

在一些实施例中，如图4所示，测试件7可转动地设置，性能测试装置还包括：黑白光传感器9和黑白光照度计5。

黑白光传感器9设在测试件7上远离测试面的表面，被配置为接收从通孔11射入的紫外线和可见光。黑白光照度计5与黑白光传感器9电连接，例如通过信号传输线4连接，被配置为检测紫外线和可见光强度，以验证非接触荧光渗透检测系统在不同光照条件下的性能。其中，光源自身的强度、测试件7与光源之间的距离以及测试件1相对于光源的角度均会影响检测位置的紫外线和可见光强度。

当测试件7通过转轮3旋转180°使测试面朝下时，黑白光传感器9朝上，此时黑白光传感器9可以接收到从顶部的通孔11射入的紫外线和可见光，并将其转换为电信号，通过信号传输线4传输到黑白光照度计5上，来检测紫外线和可见光强度，从而验证非接触荧光渗透检测在不同光照条件下的系统性能。

由此，本公开的上述实施例采用了不锈钢壳体1及内部结构模拟航空发动机复杂的内腔环境，以标准的测试件7为灵敏度测试基准，能够验证非接触荧光渗透检测系统在不同的检测材料(例如渗透液的种类)、检测参数、操作工艺下的非接触荧光渗透检测的系统灵敏度，检测参数可以是不同光照条件、不同旋转角度、不同检测距离、不同材料施加参数(例如显像剂的品牌、施加压力和施加时间)等情况下航空发动机非接触荧光渗透检测系统的可行性、灵敏度、重复性和准确性，解决了非接触荧光渗透检测系统性能评价的问题，有利于帮助确认最佳的非接触荧光渗透检测技术方案，保证航空发动机非接触荧光渗透检测的可靠性，在保证发动机的安全服役的前提下最大程度减少航空发动机的分解。

以上对本公开所提供的一种航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本公开的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本公开的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开原理的前提下，还可以对本公开进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本公开权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，包括：

壳体(1)，具有内腔，被配置为模拟航空发动机的内腔，所述壳体(1)的壁上设有通孔(11)，被配置为形成通过导管(2)导入渗透液和内窥镜检测的通道；和

测试件(7)，设在所述壳体(1)内，所述测试件(7)的表面上预制有缺陷，且所述测试件(7)被配置为接收导入的渗透液以通过所述内窥镜对缺陷进行荧光检测，以测试所述非接触荧光渗透检测系统的性能。

2.根据权利要求1所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，所述壳体(1)上设有多个通孔(11)，所述多个通孔(11)设在所述壳体(1)不同的壁上，所述测试件(7)可转动地设置，以便使所述测试件(7)的测试面与不同的通孔(11)相对，从而验证所述非接触荧光渗透检测系统从不同方向施加渗透液时的性能。

3.根据权利要求2所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，所述壳体(1)呈长方体结构，所述壳体(1)的顶壁(1A)、底壁(1B)和相对的第一侧壁(1C)和第二侧壁(1D)上均设有所述通孔(11)，所述测试件(7)安装于第三侧壁(1E)上，且转动轴垂直于第三侧壁(1E)，所述测试件(7)可整周转动。

4.根据权利要求2所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，所述通孔(11)对应设置封闭盖(12)，所述封闭盖(12)可开合地设置。

5.根据权利要求2所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，还包括夹具(8)、转轮(3)和角度尺(10)，所述夹具(8)被配置为夹持所述测试件(7)且可转动地安装于所述壳体(1)，所述夹具(8)远离所述测试件(7)的一端与位于所述壳体(1)外的转轮(3)连接，所述转轮(3)上固定指针(31)，被配置为在所述角度尺(10)上显示所述测试件(7)的转动角度，从而验证所述非接触荧光渗透检测系统在被检测表面角度不同时的性能。

6.根据权利要求1所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，所述壳体(1)的顶壁(1A)和底壁(1B)的至少一个上设有所述通孔(11)，所述性能测试装置还包括升降机构(6)，被配置为调整所述测试件(7)与所述通孔(11)之间的距离，以验证所述非接触荧光渗透检测系统在不同检测距离下的性能。

7.根据权利要求1所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，还包括夹具(8)，所述测试件(7)通过所述夹具(8)可转动地设在所述壳体(1)上，所述升降机构(6)包括：

底座(61)；

套筒(62)，所述套筒(62)的第一端固定于所述底座(61)；

调节杆(63)，所述调节杆(63)的第一端插入所述套筒(62)的第二端内，且在所述套筒(62)内可移动地设置；和

连接套(64)，设在所述调节杆(63)的第二端且套设于所述夹具(8)，所述连接套(64)相对于所述夹具(8)可转动地设置。

8.根据权利要求1所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，所述缺陷包括多个裂纹(73)，所述测试件(7)包括相互连接的第一部分(71)和第二部分(72)，所述第一部分(71)上设有所述多个裂纹(73)，以验证所述非接触荧光渗透检测系统对缺陷检测的灵敏度，所述第二部分(72)朝向所述通孔(11)的面采用磨砂面，以验证所述非接触荧光渗透检测系统对导入的渗透液的去除效果。

9.根据权利要求8所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，所述第一部分(71)和所述第二部分(72)均为板状结构且并排设置。

10.根据权利要求1所述的航空发动机非接触荧光渗透检测系统性能测试装置，其特征在于，所述测试件(7)可转动地设置，所述性能测试装置还包括：

黑白光传感器(9)，设在所述测试件(7)上远离测试面的表面，被配置为接收从所述通孔(11)射入的紫外线和可见光；和

黑白光照度计(5)，与所述黑白光传感器(9)电连接，被配置为检测紫外线和可见光强度，以验证所述非接触荧光渗透检测系统在不同光照条件下的性能。

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