FR3003951A1 - DEFECT DETECTION SYSTEM IN AN AIRCRAFT ENGINE ROTATING ELEMENT - Google Patents

DEFECT DETECTION SYSTEM IN AN AIRCRAFT ENGINE ROTATING ELEMENT Download PDF

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Abstract

L'invention concerne un système de détection automatique de défauts sur au moins un élément tournant d'un moteur d'aéronef, comportant : - des moyens chauffants (9) embarqués pour réchauffer ledit élément tournant (3) du moteur (5) par une sollicitation thermique, - des moyens thermographiques (11) embarqués pour acquérir au moins une image (23) infrarouge traduisant un champ thermique en phase transitoire dudit élément tournant, et -des moyens de traitement (15) pour calculer des différentiels relatifs à une composante du champ thermique entre différentes subdivisions de ladite image afin de détecter des variations de ladite composante du champ thermique indicatives de défauts sur ledit élément tournant.The invention relates to a system for automatically detecting defects on at least one rotating element of an aircraft engine, comprising: embedded heating means (9) for heating said rotating element (3) of the engine (5) by a thermal stress, - on-board thermographic means (11) for acquiring at least one infrared image (23) translating a transient phase thermal field of said rotating element, and - processing means (15) for calculating differentials relating to a component of the thermal field between different subdivisions of said image to detect variations of said component of the thermal field indicative of defects on said rotating element.

Description

SYSTÈME DE DÉTECTION DE DÉFAUTS DANS UN ÉLÉMENT TOURNANT D'UN MOTEUR D'AÉRONEF DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne le domaine des systèmes de surveillance des éléments tournants d'un moteur d'aéronef et plus particulièrement, la détection de défauts ou d'anomalies dans un élément tournant de type aube ou pale d'une roue aubagée. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un moteur d'aéronef comporte plusieurs roues aubagées qui sont potentiellement exposées à subir des fortes contraintes pouvant dans le pire des cas entrainer la perte d'une aube. Plus particulièrement, dans un objectif de réduction de masse, les matériaux composites remplacent progressivement le métal dans la fabrication des moteurs. Néanmoins, les éléments tournants en matériaux composites peuvent subir de la fatigue qui se manifeste par exemple par un délaminage. Ces défauts ne sont pas forcément en surface et sont donc difficiles à détecter. Actuellement, lors des tests de production ou d'inspections des pales d'un moteur, on applique différentes techniques de contrôles non destructifs basés sur l'utilisation de caméras thermiques. Ces techniques consistent à utiliser un émetteur de chaleur mobile pour chauffer la pale et une caméra thermique mobile pour prendre une image infrarouge de la pale. L'analyse de l'image permet de détecter des défauts dans la pale.The present invention relates to the field of rotary element monitoring systems of an aircraft engine and more particularly to the detection of defects or anomalies. BACKGROUND OF THE INVENTION in a rotating element of the blade type or blade of a bladed wheel. STATE OF THE PRIOR ART An aircraft engine has several bladed wheels which are potentially exposed to heavy stresses that may in the worst case result in the loss of a blade. More particularly, in a mass reduction objective, the composite materials progressively replace the metal in the manufacture of the engines. Nevertheless, the rotating elements in composite materials can undergo fatigue which manifests itself for example by delamination. These defects are not necessarily on the surface and are therefore difficult to detect. Currently, during production tests or inspections of the blades of an engine, we apply different techniques of non-destructive testing based on the use of thermal imaging cameras. These techniques involve using a mobile heat emitter to heat the blade and a moving thermal camera to take an infrared image of the blade. Image analysis can detect defects in the blade.

En particulier, ces techniques ne sont pas très adaptées pour une hélice ou soufflante « non carénée » également dénommée « Open Rotor ». En effet, la soufflante/hélice est fixée sur la turbine de puissance en dehors de la nacelle et comporte de très grandes aubes. Ainsi, pour une inspection des aubes in situ, il faut utiliser des chariots élévateurs. Ces opérations d'inspections sont complexes, coûteuses et entraînent une immobilisation plus ou moins longue de l'aéronef et ne sont donc pas forcément effectuées à chaque vol. L'objet de la présente invention est par conséquent de proposer un système de détection simple à mettre en oeuvre et capable de détecter avec précision et fiabilité des défauts sur un élément tournant d'un moteur sans présenter les inconvénients précités. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un système automatique de détection de défauts sur au moins un élément tournant d'un moteur d'aéronef, comportant: - des moyens chauffants embarqués pour réchauffer ledit élément tournant du moteur par une sollicitation thermique, - des moyens thermographiques embarqués pour acquérir au moins une image infrarouge traduisant un champ thermique en phase transitoire dudit élément tournant, et - des moyens de traitement pour calculer des différentiels relatifs à une composante du champ thermique entre différentes subdivisions de ladite image afin de détecter des variations de ladite composante du champ thermique indicatives de défauts sur ledit élément tournant. Ainsi, on peut surveiller à chaque vol et de manière automatique les éléments tournants du moteur pour détecter les premiers signes de fatigue. Ceci permet d'effectuer une maintenance prédictive et pas simplement une maintenance préventive dans la mesure où on peut changer les éléments rotatifs quand ils connaissent vraiment des dommages, augmentant ainsi la rentabilité (moins de pièces changées) et la sécurité (moins de risque de perte d'aubes). L'analyse est réalisée selon des mesures différentielles qui permettent de s'affranchir du contexte. En particulier, le fait de réaliser des comparaisons entre des zones spatialement proches permet d'éviter des problèmes dus à l'éloignement de la source de chaleur ou l'éclairement par le soleil. Avantageusement, lorsque le différentiel correspondant à une subdivision courante est indicatif d'anomalie, les moyens de traitement sont configurés pour calculer d'autres différentiels en réorganisant les subdivisions et/ou en affinant la subdivision courante de comparaison afin de localiser les emplacements des défauts. Ceci permet de réduire le nombre de subdivisions à étudier et par conséquent de réduire le temps de calcul et la sollicitation d'un calculateur. Avantageusement, les moyens de traitement sont configurés pour enregistrer à chaque vol lesdits différentiels relatifs aux champs thermiques des différentes subdivisions et pour analyser l'évolution desdits différentiels de vol en vol. Ceci permet de consolider le résultat de la détection et de suivre de manière systématique la santé des éléments tournants de vol en vol. Avantageusement, le système de détection comporte une base de données de signatures de dégradations représentatives de différentes formes de dégradations et de leurs états d'avancement, et les moyens de traitement sont configurés pour comparer les différentiels relatifs aux champs thermiques des subdivisions présentant des défauts audites signatures de dégradations. Ceci permet de déterminer le type de défaut le plus probable.In particular, these techniques are not very suitable for a propeller or fan "not careened" also called "Open Rotor". Indeed, the fan / propeller is fixed on the power turbine outside the nacelle and has very large blades. Thus, for an inspection of the blades in situ, it is necessary to use forklifts. These inspection operations are complex, costly and lead to a more or less long immobilization of the aircraft and therefore are not necessarily performed on each flight. The object of the present invention is therefore to provide a detection system that is simple to implement and capable of accurately and reliably detecting defects on a rotating element of an engine without having the aforementioned drawbacks. PRESENTATION OF THE INVENTION The present invention is defined by an automatic system for detecting defects on at least one rotating element of an aircraft engine, comprising: embedded heating means for heating said rotating element of the engine by a thermal stress on-board thermographic means for acquiring at least one infrared image reflecting a transient phase thermal field of said rotating element, and processing means for calculating differentials relating to a component of the thermal field between different subdivisions of said image in order to detect variations of said component of the thermal field indicative of defects on said rotating element. Thus, one can monitor each flight and automatically rotating parts of the engine to detect the first signs of fatigue. This allows for predictive maintenance and not just preventative maintenance as rotational elements can be changed when they really experience damage, increasing profitability (fewer parts changed) and safety (less risk of loss). blade). The analysis is carried out according to differential measurements that make it possible to get rid of the context. In particular, the fact of making comparisons between spatially close zones makes it possible to avoid problems due to the distance of the source of heat or the illumination by the sun. Advantageously, when the differential corresponding to a current subdivision is indicative of anomaly, the processing means are configured to calculate other differentials by rearranging the subdivisions and / or refining the current comparison subdivision in order to locate the locations of the defects. This makes it possible to reduce the number of subdivisions to be studied and consequently to reduce the calculation time and the solicitation of a calculator. Advantageously, the processing means are configured to record at each flight said differentials relating to the thermal fields of the different subdivisions and to analyze the evolution of said flight differentials in flight. This makes it possible to consolidate the result of the detection and to systematically follow the health of the rotating elements of flight in flight. Advantageously, the detection system comprises a database of degradative signatures representative of different forms of degradations and their progress, and the processing means are configured to compare the differentials relative to the thermal fields of the subdivisions exhibiting audit defects. damage signatures. This makes it possible to determine the most probable type of defect.

Selon un mode de réalisation avantageux de la présente invention, les moyens chauffants sont constitués d'au moins un élément chauffant anti givrage déjà existant dans le moteur. Ceci permet de réduire la masse embarquée et permet aussi de surveiller le moyen chauffant lui-même.According to an advantageous embodiment of the present invention, the heating means consist of at least one anti-icing heating element already existing in the engine. This reduces the onboard weight and also allows monitoring the heating means itself.

Selon un premier mode de réalisation, les moyens chauffants sont destinés à réchauffer ledit élément par des pulsations thermiques. Ainsi, l'élément tournant peut être réchauffé en un temps suffisamment court pour que le matériau de l'élément tournant n'atteigne pas une température constante. Selon le premier mode de réalisation, les moyens de traitement sont configurés pour calculer des différentiels entre une amplitude du champ thermique d'une subdivision courante et des amplitudes des champs thermiques des subdivisions voisines. Selon un deuxième mode de réalisation, les moyens chauffants sont destinés à réchauffer ledit élément par des ondes thermiques périodiques. Selon le deuxième mode de réalisation, les moyens de traitement sont configurés pour calculer des déphasages entre le champ thermique d'une subdivision courante et les champs thermiques des subdivisions voisines.According to a first embodiment, the heating means are intended to heat said element by thermal pulsations. Thus, the rotating element can be heated in a sufficiently short time so that the material of the rotating element does not reach a constant temperature. According to the first embodiment, the processing means are configured to calculate differentials between an amplitude of the thermal field of a current subdivision and amplitudes of the thermal fields of the neighboring subdivisions. According to a second embodiment, the heating means are intended to heat said element by periodic thermal waves. According to the second embodiment, the processing means are configured to calculate phase shifts between the thermal field of a current subdivision and the thermal fields of the neighboring subdivisions.

La détection selon le déphasage a l'avantage d'être peu influencée par l'éloignement de la source de chaleur ou l'éclairement du soleil, car on ne mesure pas la température mais le déphasage. Avantageusement, l'élément tournant est une pale d'une roue aubagée dudit moteur et le système comporte en outre des moyens d'identification pour identifier la pale présentant des défauts. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de modes de réalisation préférentiels de l'invention faits en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1 illustre de manière schématique un système de détection de prémices de panne d'au moins un élément tournant d'un moteur d'aéronef, selon l'invention ; La Fig. 2 illustre de manière schématique les effets du contexte sur un élément tournant d'un moteur d'aéronef ; La Fig. 3 illustre de manière schématique un exemple d'un système de détection comportant plusieurs moyens chauffants et thermographiques, selon l'invention ; La Fig. 4 est un algorithme illustrant différentes étapes de traitement de données mis en oeuvre par des moyens d'acquisition et de traitement, selon un mode préféré de réalisation de l'invention ; Les Figs. 5A-5E sont des quadrillages d'une image illustrant de manière schématique les étapes de l'organigramme de la Fig. 4; Les Figs. 6A-6D illustrent la détection de défauts ponctuels et progressifs sur différentes types de quadrillages ; La Fig. 7 est un algorithme de détection comprenant une phase de confirmation selon un mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 8 est un algorithme de détection comprenant une phase de confirmation selon un autre mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 9 est un schéma en bloc illustrant un procédé de détection de prémices de pannes d'une roue aubagée du moteur, selon l'invention ; La Fig. 10 illustre de manière schématique un système de détection de prémices de pannes d'une roue aubagée du moteur selon un premier mode de réalisation de l'invention ; La Fig. 11 illustre de manière schématique un système de détection de prémices de pannes d'une roue aubagée du moteur selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; et La Fig. 12 illustre de manière schématique un système de détection de prémices de pannes d'une roue aubagée du moteur selon un troisième mode de réalisation de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Le concept à la base de l'invention repose sur l'utilisation d'un système de détection embarqué réalisant des mesures thermiques différentielles sur un élément tournant visible de l'extérieur permettant une détection automatique et précise des défauts ou anomalies sur l'élément tournant. La Fig. 1 illustre de manière schématique un système de détection 1 de défauts sur au moins un élément tournant 3 d'un moteur 5 d'aéronef, selon l'invention.Detection according to the phase shift has the advantage of being little influenced by the distance of the heat source or the illumination of the sun, because the temperature is not measured but the phase shift. Advantageously, the rotating element is a blade of a bladed wheel of said motor and the system further comprises identification means for identifying the blade having defects. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Other characteristics and advantages of the invention will appear on reading preferred embodiments of the invention with reference to the appended figures in which: FIG. 1 schematically illustrates a system for detecting failure of at least one rotating element of an aircraft engine, according to the invention; Fig. 2 schematically illustrates the effects of the context on a rotating element of an aircraft engine; Fig. 3 schematically illustrates an example of a detection system comprising several heating and thermographic means, according to the invention; Fig. 4 is an algorithm illustrating various data processing steps implemented by acquisition and processing means, according to a preferred embodiment of the invention; Figs. 5A-5E are grids of an image schematically illustrating the steps of the flowchart of FIG. 4; Figs. 6A-6D illustrate the detection of point and progressive defects on different types of grids; Fig. 7 is a detection algorithm comprising a confirmation phase according to an embodiment of the invention; Fig. 8 is a detection algorithm comprising a confirmation phase according to another embodiment of the invention; Fig. 9 is a block diagram illustrating a method for detecting failure of a bladed wheel of the motor, according to the invention; Fig. 10 schematically illustrates a first-of-failure detection system of a bladed wheel of the engine according to a first embodiment of the invention; Fig. 11 schematically illustrates a system for detecting failure of a bladed wheel of the engine according to a second embodiment of the invention; and FIG. 12 schematically illustrates a system for detecting failure of a bladed wheel of the motor according to a third embodiment of the invention. DETAILED DESCRIPTION OF PARTICULAR EMBODIMENTS The concept underlying the invention is based on the use of an on-board detection system performing differential thermal measurements on a rotating element visible from the outside, enabling automatic and precise detection of defects. or anomalies on the rotating element. Fig. 1 schematically illustrates a fault detection system 1 on at least one rotating element 3 of an aircraft engine 5, according to the invention.

L'élément tournant 3 est visible de l'extérieur et correspond par exemple à une pale ou aube d'une roue aubagée 7 ou à un capot tournant du moteur 5. Le capot tournant ou la roue aubagée 7 peut appartenir à un compresseur du moteur 5 et peut par exemple correspondre à une soufflante carénée ou non carénée du moteur d'aéronef. On notera que les éléments tournants peuvent être métalliques ou composites. Dans un cas, les défauts redoutés sont des amorces de ruptures et des criques, dans l'autre cas, ce sont des délaminages pas toujours visibles de l'extérieur. Le système de détection 1 comporte des moyens chauffants 9 embarqués, des moyens thermographiques 11 embarqués, des moyens d'acquisition 13 et des moyens de traitement 15 de données.The rotating element 3 is visible from the outside and corresponds for example to a blade or blade of a bladed wheel 7 or to a revolving hood of the engine 5. The rotating hood or the bladed wheel 7 can belong to a compressor of the engine 5 and may for example correspond to a streamlined or non-ducted fan of the aircraft engine. It will be noted that the rotating elements may be metallic or composite. In one case, the dreaded defects are break primers and cracks, in the other case they are delamination not always visible from the outside. The detection system 1 comprises on-board heating means 9, embedded thermographic means 11, acquisition means 13 and data processing means 15.

Les moyens chauffants 9 sont destinés à réchauffer au moins un élément tournant 3 du moteur 5 par une sollicitation thermique 19a. Bien entendu, la chaleur pénètre dans le matériau de l'élément tournant 3. Ainsi, les températures locales vont varier d'une région à une autre car la chaleur va plus ou moins pénétrer en fonction de la présence ou non de défauts 17. A titre d'exemple, les moyens chauffants 9 peuvent être constitués d'un ou de plusieurs émetteur(s) thermique(s) fixé(s) sur le moteur 5 ou l'aéronef 21 au regard de l'élément tournant 3. Ainsi, chaque émetteur thermique 9 reste à demeure sur l'aéronef 21 et peut être réglé pour chauffer l'élément tournant 3 de manière périodique ou pulsationelle. Par ailleurs, les moyens thermographiques 11 sont destinés à acquérir au moins une image 23 infrarouge de l'élément tournant 3 traduisant, suite à la sollicitation thermique 19a du réchauffement, un champ thermique en phase transitoire. On notera que les moyens thermographiques 11 peuvent être constitués d'une ou de plusieurs caméra(s) thermique(s) fixée(s) sur le moteur 5 ou l'aéronef 21 au regard de l'élément tournant 3.The heating means 9 are intended to heat at least one rotating element 3 of the engine 5 by a thermal load 19a. Of course, the heat enters the material of the rotating element 3. Thus, the local temperatures will vary from one region to another because the heat will more or less penetrate depending on the presence or absence of defects. For example, the heating means 9 may consist of one or more thermal transmitter (s) fixed (s) on the engine 5 or the aircraft 21 with respect to the rotating element 3. Thus, each heat emitter 9 remains permanently on the aircraft 21 and can be set to heat the rotating member 3 periodically or pulsationally. Moreover, the thermographic means 11 are intended to acquire at least one infrared image 23 of the rotating element 3 reflecting, following the thermal bias 19a of the heating, a thermal field in transient phase. It will be noted that the thermographic means 11 may consist of one or more thermal camera (s) fixed (s) on the engine 5 or the aircraft 21 with respect to the rotating element 3.

Avantageusement, les éléments tournants 3 sont filmés lors d'une rotation à très faible régime (c'est-à-dire, en début de phase de démarrage, en fin de phase d'arrêt ou lors d'un fonctionnement en moulinet « wind milling » au sol). Ceci permet d'avoir une vue complète des éléments tournants 3 sans perturber l'acquisition des images 23. L'intérêt de filmer à faible régime est l'utilisation d'une seule caméra pour détecter des défauts sur tout un jeu d'aubes, les unes après les autres. En outre, en filmant à faible régime, on peut aussi avantageusement surveiller deux jeux d'aubes d'une roue aubagée à double hélice. On peut bien entendu filmer à l'arrêt mais dans ce cas, il faut une pluralité de caméras pour détecter les défauts sur toutes les aubes. On notera que le réchauffement et l'acquisition des images ont l'avantage de pouvoir se faire sans contact, ce qui permet d'une part de ne pas abîmer le matériau testé et, d'autres part, de ne pas avoir de capteurs à poser sur les pales 3 ou très près des pales 3, ce qui pourrait perturber leur aérodynamique. En outre, le fait que les moyens chauffants 9 et thermographiques 11 sont embarqués permet d'acquérir des images 23 à chaque vol, de manière automatique, et sans intervention humaine longue et coûteuse. Les moyens d'acquisition 13 et de traitement 15 sont configurés pour acquérir l'image infrarouge 23 depuis les moyens thermographiques 11 et pour calculer des différentiels relatifs à une composante (par exemple, l'amplitude ou la phase) du champ thermique entre différentes zones de comparaisons ou subdivisions 25a-25d de l'image 23 infrarouge. La détection des variations de la composante du champ thermique est indicative de défauts ou prémices de rupture de l'élément tournant 3. Ainsi, on peut surveiller à chaque vol et de manière automatique les éléments tournants 3 du moteur 5 pour détecter les premiers signes de fatigue avant qu'une perte d'aube ne se produise. En particulier, le système de détection est bien adapté pour surveiller les éléments tournants 3 en matériaux composites qui peuvent subir de la fatigue engendrant des défauts 17 non visibles sur leurs surfaces. On notera que le fait de réaliser l'analyse des données selon des mesures différentielles sur des phases thermiques transitoires permet de s'affranchir du contexte tel que la température extérieure ou l'éclairement par le soleil S (voir Fig. 2). Les conditions extérieures agissent de la même manière sur une zone courante de comparaison à deux instants successifs. En effet, la Fig. 2 illustre les effets du contexte sur un élément tournant 3 d'un moteur 5 d'aéronef. Selon cet exemple, une partie 3a de l'élément tournant 3 est éclairée par le soleil S tandis que l'autre partie 3b se trouve à l'ombre cachée par un autre élément 4 du moteur 5. Suite à un réchauffement par une sollicitation thermique 19a, l'élément tournant 3 émet des ondes infrarouges 20 qui sont traduites par les courbes C1-C4. Plus particulièrement, les courbes C1-C4 traduisent la variation de la température T en phase transitoire en fonction du temps t sur différentes zones de l'élément tournant. Les courbes Cl et C2 représentent la forme de l'onde thermique dans des zones éclairées tandis que les courbes C3 et C4 traduisent la forme de l'onde thermique dans des zones à l'ombre. Ces courbes montrent qu'en phase transitoire (chauffe ou refroidissement), la forme de l'onde thermique et l'intervalle entre deux instants t1 et t2 n'affectent pas la mesure des différentiels entre des subdivisions voisines. Ainsi, le calcul des différentiels par les moyens de traitement 15 permet de détecter la présence des défauts (voir courbe C2) tout en s'affranchissant de l'éclairement par le soleil S ou de tout autre phénomène extrinsèque. Avantageusement, on peut exploiter les moyens d'acquisition 13 et de traitement 15 d'un calculateur 27 embarqué dans l'aéronef 21 ou dans un calculateur 27 intégré dans le moteur 5 d'aéronef de type EMU (Engine Monitoring Unit) pour exploiter le système de détection 1 selon l'invention. En particulier, le calculateur 27 peut être utilisé pour exécuter un programme d'ordinateur enregistré dans des moyens de stockage 29 du calculateur et comportant des instructions de code pour la mise en oeuvre du procédé de détection selon l'invention.Advantageously, the rotating elements 3 are filmed during a rotation at very low speed (that is to say, at the beginning of the starting phase, at the end of the stopping phase or during windmill operation milling "on the ground). This makes it possible to have a complete view of the rotating elements 3 without disturbing the acquisition of the images 23. The advantage of filming at low speed is the use of a single camera to detect defects on a whole set of blades, one after the other. In addition, by filming at low speed, one can also advantageously monitor two sets of blades of a bladed wheel double helix. One can of course film while stopped but in this case, it is necessary a plurality of cameras to detect the defects on all the blades. It should be noted that the heating and the acquisition of the images have the advantage of being able to be done without contact, which allows on the one hand not to damage the tested material and, on the other hand, not to have sensors to put on the blades 3 or very close to the blades 3, which could disturb their aerodynamics. In addition, the fact that the heating means 9 and thermographic 11 are embedded allows to acquire images 23 at each flight, automatically, and without human intervention and expensive. The acquisition means 13 and processing means 15 are configured to acquire the infrared image 23 from the thermographic means 11 and to calculate differentials relating to a component (for example, the amplitude or the phase) of the thermal field between different zones. comparisons or subdivisions 25a-25d of the infrared image 23. The detection of the variations of the component of the thermal field is indicative of defects or premices of rupture of the rotating element 3. Thus, it is possible to monitor at each flight and automatically the rotating elements 3 of the engine 5 to detect the first signs of fatigue before a dawn loss occurs. In particular, the detection system is well suited to monitor the rotating elements 3 of composite materials that can undergo fatigue causing non-visible defects on their surfaces. It will be noted that performing the analysis of the data according to differential measurements on transient thermal phases makes it possible to dispense with the context such as the outside temperature or the illumination by the sun S (see FIG. The external conditions act in the same way on a current comparison zone at two successive instants. Indeed, FIG. 2 illustrates the effects of the context on a rotating element 3 of an aircraft engine. According to this example, a part 3a of the rotating element 3 is illuminated by the sun S while the other part 3b is in the shadow hidden by another element 4 of the engine 5. Following a warming by a thermal stress 19a, the rotating element 3 emits infrared waves 20 which are translated by the curves C1-C4. More particularly, the curves C1-C4 reflect the variation of the transient phase temperature T as a function of time t on different zones of the rotating element. Curves C1 and C2 represent the shape of the thermal wave in illuminated areas while curves C3 and C4 reflect the shape of the thermal wave in shaded areas. These curves show that in the transient phase (heating or cooling), the shape of the thermal wave and the interval between two instants t1 and t2 do not affect the measurement of the differentials between neighboring subdivisions. Thus, the calculation of the differentials by the processing means 15 makes it possible to detect the presence of the defects (see curve C2) while avoiding illumination by the sun S or any other extrinsic phenomenon. Advantageously, it is possible to exploit the acquisition means 13 and the processing means 15 of a computer 27 embedded in the aircraft 21 or in a computer 27 integrated in the engine 5 of the EMU (Engine Monitoring Unit) type 5 engine to exploit the detection system 1 according to the invention. In particular, the computer 27 may be used to execute a computer program stored in storage means 29 of the computer and comprising code instructions for implementing the detection method according to the invention.

On notera que les images 23 acquises peuvent être directement traitées pendant le vol de l'aéronef. En variante, le traitement des images 23 peut être réalisé après l'atterrissage de l'aéronef 21 afin de ne pas surcharger le calculateur 27 durant le vol, d'autant plus si on surveille les hélices en phase d'arrêt à la fin du vol. Selon encore une autre variante, les données des images 23 acquises peuvent être transmises au sol pour être traitées par une station de calcul. La Fig. 3 illustre de manière schématique un exemple d'un système de détection 1 comportant plusieurs moyens chauffants et thermographiques, selon l'invention. En effet, dans le cas où le moteur 5 comporte une roue aubagée 7 à double hélice, notamment dans le cas d'un open rotor, une caméra et un émetteur thermique peuvent être placés de part et d'autre des deux rangées d'hélices. Selon l'exemple de la Fig. 3, une première caméra 11a thermique et un premier émetteur 9a de chaleur sont fixés sur le fuselage 21a en aval de la roue aubagée 7 de manière à viser l'hélice aval 31a. De même, une deuxième caméra 11b thermique et un deuxième émetteur 9b de chaleur sont fixés sur le fuselage 21b en amont de la roue aubagée 7 de manière à viser l'hélice amont 31b. Par ailleurs, même dans le cas d'une seule hélice, un deuxième couple de caméra et émetteur permet de surveiller le côté opposé de l'hélice qu'on ne voit pas avec la première caméra.It will be noted that the images acquired can be directly processed during the flight of the aircraft. Alternatively, the image processing 23 can be performed after the landing of the aircraft 21 so as not to overload the computer 27 during the flight, especially if we watch the propellers in stop phase at the end of the flight. flight. According to yet another variant, the data of the images 23 acquired can be transmitted to the ground for processing by a computing station. Fig. 3 schematically illustrates an example of a detection system 1 comprising several heating and thermographic means, according to the invention. Indeed, in the case where the motor 5 comprises a bladed wheel 7 double helix, especially in the case of an open rotor, a camera and a heat emitter can be placed on either side of the two rows of propellers . According to the example of FIG. 3, a first thermal camera 11a and a first heat transmitter 9a are fixed on the fuselage 21a downstream of the bladed wheel 7 so as to aim the downstream propeller 31a. Similarly, a second thermal camera 11b and a second heat transmitter 9b are fixed on the fuselage 21b upstream of the bladed wheel 7 so as to aim the upstream propeller 31b. Moreover, even in the case of a single propeller, a second pair of camera and transmitter can monitor the opposite side of the propeller that is not seen with the first camera.

La Fig. 4 est un algorithme illustrant différentes étapes de traitement de données mis en oeuvre par les moyens d'acquisition et de traitement selon un mode préféré de réalisation de l'invention. En outre, les Figs. 5A-5E sont des quadrillages d'une image illustrant de manière schématique les étapes de l'organigramme de la Fig. 4.Fig. 4 is an algorithm illustrating various data processing steps implemented by the acquisition and processing means according to a preferred embodiment of the invention. In addition, Figs. 5A-5E are grids of an image schematically illustrating the steps of the flowchart of FIG. 4.

A l'étape El les moyens d'acquisition 13 sont configurés pour acquérir l'image 23 représentative de l'élément tournant 3 captée par les moyens thermographiques 11. A l'étape E2 les moyens de traitement 15 sont configurés pour quadriller l'image 23 en une pluralité de subdivisions courantes et pour définir une résolution déterminée correspondant à une taille minimale de défauts. La Fig. 5A montre un quadrillage 25 d'une partie de l'image 3 en neuf subdivisions 125a-125i en forme de grands carreaux de mêmes tailles. Les petits carreaux 100 représentent la résolution sélectionnée. Par ailleurs, on notera que les subdivisions peuvent aussi être de forme hexagonale ou triangulaire ou de toute autre forme géométrique. A l'étape E3 les moyens de traitement 15 sont configurés pour calculer des premiers différentiels courants relatifs à une composante du champ thermique entre chaque subdivision courante 125a et les subdivisions courantes voisines 125b-125i. Plus particulièrement, les moyens de traitement 7 calculent une composante (amplitude ou phase) du champ thermique relative à chaque subdivision et comparent ensuite la composante de chaque subdivision à celles de ses voisines. Selon l'exemple de la Fig. 5A chaque carreau est comparé à ses huit voisins en calculant le différentiel entre d'une part la composante du champ thermique dans un carreau 125a et d'autre part la composante relative à chacun des huit carreaux 125b-125i 'o limitrophes. L'étape E4 est un test où les moyens de traitement 15 sont configurés pour vérifier s'il existe ou non, une subdivision courante pour laquelle des premiers différentiels courants avec au moins un premier nombre déterminé de subdivisions voisines sont indicatifs d'anomalie. Un indicateur d'anomalie peut par exemple être la comparaison du différentiel avec un seuil prédéterminé. En variante, l'indicateur d'anomalie peut être défini par la différence entre le différentiel observé et un différentiel sain mesuré lors d'une phase d'apprentissage et la comparaison de cette différence avec un niveau prédéterminé. On notera que le seuil ou niveau prédéterminé peut dépendre de plusieurs facteurs comme par exemple le nombre de voisins, la taille de la subdivision 125a, le matériau de l'élément tournant, la précision souhaitée, etc. Si le résultat du test de l'étape E4 est négatif, alors on considère à l'étape E5 que l'élément tournant 3 est valide.In step E1, the acquisition means 13 are configured to acquire the image 23 representative of the rotating element 3 picked up by the thermographic means 11. In the step E2, the processing means 15 are configured to criss-cross the image 23 into a plurality of common subdivisions and to define a determined resolution corresponding to a minimum size of defects. Fig. 5A shows a grid 25 of a portion of the image 3 in nine subdivisions 125a-125i in the form of large tiles of the same sizes. Small tiles 100 represent the selected resolution. Moreover, it should be noted that the subdivisions may also be of hexagonal or triangular shape or of any other geometrical shape. In step E3, the processing means 15 are configured to calculate first current differentials relative to a component of the thermal field between each current subdivision 125a and the neighboring current subdivisions 125b-125i. More particularly, the processing means 7 calculate a component (amplitude or phase) of the thermal field relative to each subdivision and then compare the component of each subdivision with those of its neighbors. According to the example of FIG. 5A each tile is compared to its eight neighbors by calculating the differential between firstly the component of the thermal field in a tile 125a and secondly the component relative to each of the eight tiles 125b-125i 'o adjacent. Step E4 is a test where the processing means 15 are configured to check whether or not there is a current subdivision for which first current differentials with at least a first predetermined number of neighboring subdivisions are indicative of anomaly. An anomaly indicator may for example be the comparison of the differential with a predetermined threshold. Alternatively, the abnormality indicator may be defined by the difference between the observed differential and a healthy differential measured during a learning phase and the comparison of this difference with a predetermined level. Note that the threshold or predetermined level may depend on several factors such as the number of neighbors, the size of the subdivision 125a, the material of the rotating element, the desired accuracy, etc. If the result of the test of step E4 is negative, then it is considered in step E5 that the rotating element 3 is valid.

En revanche, si on trouve une subdivision pour laquelle les premiers différentiels courants, avec au moins un premier nombre déterminé de subdivisions voisines sont indicatifs d'anomalie, alors on considère que cette subdivision est potentiellement invalide et on passe à l'étape E6. On notera que si les différentiels indiquent une anomalie avec seulement une autre subdivision voisine, on peut vraisemblablement considérer que c'est une imprécision ou erreur de mesure. Autrement dit, pour que la subdivision soit déclarée potentiellement invalide, il faut qu'il y ait au moins un nombre seuil de subdivisions voisines avec qui les différentiels sont indicatifs d'anomalie. Ce nombre seuil peut aussi dépendre du nombre de voisins, de la taille de la subdivision, et de la précision souhaitée.On the other hand, if a subdivision is found for which the first current differentials, with at least a first predetermined number of neighboring subdivisions are indicative of anomaly, then this subdivision is considered potentially invalid and step E6 is taken. It will be noted that if the differentials indicate an anomaly with only another neighboring subdivision, it can probably be considered that it is an imprecision or measurement error. In other words, for the subdivision to be declared potentially invalid, there must be at least a threshold number of neighboring subdivisions with which the differentials are indicative of anomaly. This threshold number may also depend on the number of neighbors, the size of the subdivision, and the desired accuracy.

Dans l'exemple de la Fig. 5A, ce nombre seuil est choisi égal à quatre et cette figure montre que la subdivision 125a au centre présente par rapport à au moins quatre de ses voisines 125b-125i un différentiel indicatif d'anomalie. Ainsi, lorsque le test de l'étape E4 est confirmé, les moyens de traitement 15 sont configurés pour comparer à l'étape E6, la subdivision potentiellement invalide avec des subdivisions éloignées. En particulier, les moyens de traitement 15 calculent des seconds différentiels courants entre la subdivision courante potentiellement invalide et des subdivisions courantes éloignées. Par exemple on peut comparer le carreau central incriminé 125a de la Fig. 5A avec seulement huit voisins éloignés (non représentés) afin de limiter la charge de calcul. L'étape E7 est un test où les moyens de traitement 15 sont configurés pour vérifier si la subdivision courante présente avec au moins un deuxième nombre déterminé de subdivisions courantes éloignées, des seconds différentiels courants indicatifs d'anomalie. On prend des voisines suffisamment éloignées pour sortir de la zone potentiellement invalide. Si le résultat du test de l'étape E7 est négatif, alors on considère à l'étape E8 que la subdivision incriminée est valide. En revanche, si le résultat du test de l'étape E7 est positif, alors on considère à l'étape E9 que la subdivision incriminée est invalide.In the example of FIG. 5A, this threshold number is chosen equal to four and this figure shows that the subdivision 125a in the center has, with respect to at least four of its neighbors 125b-125i, a differential indicative of anomaly. Thus, when the test of step E4 is confirmed, the processing means 15 are configured to compare in step E6, the potentially invalid subdivision with remote subdivisions. In particular, the processing means 15 calculate second current differentials between the potentially invalid current subdivision and remote current subdivisions. For example one can compare the incriminated central tile 125a of FIG. 5A with only eight remote neighbors (not shown) to limit the computational load. Step E7 is a test where the processing means 15 are configured to check whether the current subdivision has, with at least a second predetermined number of distant current subdivisions, second current differentials indicative of anomaly. We take neighbors far enough apart to leave the potentially invalid area. If the result of the test of step E7 is negative, then it is considered in step E8 that the offending subdivision is valid. On the other hand, if the result of the test of step E7 is positive, then it is considered in step E9 that the incriminated subdivision is invalid.

Comme précédemment, une anomalie est détectée lorsque le différentiel est supérieur à un seuil prédéterminé. En outre, pour que la subdivision incriminée soit déclarée invalide, il faut qu'il y ait au moins un deuxième nombre déterminé de subdivisions voisines avec qui les différentiels sont indicatifs d'anomalie. La Fig. 5A montre aussi que la subdivision 125a au centre présente par rapport à au moins quatre de ses voisines éloignées (non représentées) un différentiel indicatif d'anomalie. Le fait de comparer une subdivision donnée avec ses voisines proches et ensuite avec des voisines éloignées permet de confirmer l'invalidité de la subdivision et d'adapter la résolution des subdivisions. En effet, si les différentiels entre la subdivision donnée et les voisines proches sont indicatifs d'une anomalie et si l'anomalie résulte d'un réel défaut alors les différentiels avec les voisines éloignées doivent aussi indiquer une anomalie étant donné qu'on s'éloigne de la zone défectueuse. En particulier, si l'anomalie est due à un défaut progressif, alors les différentiels avec des voisines éloignées sont forcément plus importants qu'avec des voisines proches. D'un autre côté, si le défaut est très ponctuel alors les différentiels avec des voisines éloignées sont au moins aussi importants qu'avec des voisines proches. On notera qu'afin d'éviter des fausses alarmes, on ne prend pas les mêmes seuils pour les comparaisons proches et éloignées. En effet, les subdivisions éloignées sont normalement suffisamment éloignées de la zone incriminée et présentent donc par rapport à cette dernière des différentiels assez importants. Toutefois, le contexte dans les zones éloignées peut être différent et par conséquent, les valeurs du paramètre physique entre les deux zones peuvent présenter des écarts significatifs sans qu'il y ait forcément un défaut. Ainsi, pour éviter les fausses alarmes, il est avantageux de choisir un seuil plus grand pour une comparaison entre deux subdivisions éloignées que pour une comparaison entre deux subdivisions proches. Ensuite, les moyens de traitement 15 sont configurés pour calculer d'autres différentiels en réorganisant les subdivisions et/ou en affinant leurs tailles. En effet, à l'étape E10, les moyens de traitement 15 sont configurés pour re- quadriller une zone 225 recouvrant la subdivision 125a déclarée invalide (voir Fig. 5B).As before, an anomaly is detected when the differential is greater than a predetermined threshold. In addition, in order for the offending subdivision to be declared invalid, there must be at least a second specified number of neighboring subdivisions with which the differentials are indicative of anomaly. Fig. 5A also shows that the subdivision 125a in the center presents with respect to at least four of its remote neighbors (not shown) a differential indicative of anomaly. Comparing a given subdivision with its close neighbors and then with distant neighbors makes it possible to confirm the invalidity of the subdivision and to adapt the resolution of the subdivisions. Indeed, if the differentials between the given subdivision and the nearby neighbors are indicative of an anomaly and if the anomaly results from a real defect, then the differentials with the distant neighbors must also indicate an anomaly since away from the defective area. In particular, if the anomaly is due to a progressive defect, then the differentials with distant neighbors are inevitably greater than with close neighbors. On the other hand, if the fault is very punctual then the differentials with distant neighbors are at least as important as with nearby neighbors. Note that in order to avoid false alarms, we do not take the same thresholds for near and far comparisons. In fact, the remote subdivisions are normally sufficiently distant from the incriminated zone and therefore have relatively large differentials relative to the latter. However, the context in the remote areas may be different and therefore the values of the physical parameter between the two areas may be significantly different without necessarily having a fault. Thus, to avoid false alarms, it is advantageous to choose a larger threshold for a comparison between two distant subdivisions than for a comparison between two close subdivisions. Then, the processing means 15 are configured to calculate other differentials by rearranging the subdivisions and / or refining their sizes. Indeed, in step E10, the processing means 15 are configured to survey an area 225 covering the subdivision 125a declared invalid (see Fig. 5B).

Ainsi, on forme de nouvelles subdivisions qui chevauchent la subdivision invalide. La nouvelle zone 225 est homothétique à la subdivision invalide par exemple de rapport strictement compris entre 1 et 2. L'exemple de la Fig. 5B illustre de manière schématique une réorganisation des subdivisions selon un simple décalage d'un demi-carreau horizontalement et d'un demi- carreau verticalement. Ainsi, cet exemple, montre que quatre nouveaux carreaux courants 225a-225d recouvrent le précédent carreau courant invalide 125a (représenté en pointillé). Chacun de ces quatre nouveaux carreaux 225a-225d recouvre une partie du précédent carreau 125a plus une partie du voisinage immédiat de ce dernier. Ceci permet de scruter tout le voisinage de la zone déclarée invalide.Thus, new subdivisions are formed that overlap the invalid subdivision. The new zone 225 is homothetic to the invalid subdivision, for example with a ratio strictly between 1 and 2. The example of FIG. 5B schematically illustrates a reorganization of the subdivisions with a simple shift of half a tile horizontally and half a tile vertically. Thus, this example shows that four new current tiles 225a-225d overlap the previous invalid current tile 125a (shown in dashed line). Each of these four new tiles 225a-225d covers a portion of the previous tile 125a plus part of the immediate vicinity of the latter. This makes it possible to scan the entire neighborhood of the zone declared invalid.

A nouveau, les moyens de traitement 15 calculent des nouveaux différentiels relatifs au nouveau découpage des zones de comparaisons. En effet, les nouvelles subdivisions 225a-225d sont considérées comme les actuelles subdivisions courantes et pour chacune de ces nouvelles subdivisions on réalise les étapes E11-E17 qui sont équivalentes aux étapes E3-E9 respectivement. Ainsi, à l'étape E11 les moyens de traitement 15 sont configurés pour calculer des premiers différentiels courants entre chaque nouvelle subdivision courante 225a-225d et des subdivisions courantes voisines.Again, the processing means 15 calculate new differentials relating to the new division of the comparison areas. In fact, the new subdivisions 225a-225d are considered as the current current subdivisions and for each of these new subdivisions, the steps E11-E17 which are equivalent to the steps E3-E9 respectively are carried out. Thus, in step E11, the processing means 15 are configured to calculate first current differentials between each new current subdivision 225a-225d and neighboring current subdivisions.

L'étape E12 est un test où les moyens de traitement 15 sont configurés pour vérifier s'il existe une nouvelle subdivision courante pour laquelle des premiers différentiels courants avec au moins un premier nombre déterminé de subdivisions voisines sont indicatifs d'anomalie. Si le résultat du test de l'étape E12 est négatif, alors on considère à l'étape E13 que la subdivision est valide, sinon, on considère qu'elle est potentiellement invalide et on passe à l'étape E14. A l'étape E14, les moyens de traitement 15 sont configurés pour comparer la nouvelle subdivision potentiellement invalide avec des subdivisions éloignées. L'étape E15 est un test où les moyens de traitement 15 sont configurés pour vérifier si la nouvelle subdivision courante présente avec au moins un deuxième nombre déterminé de subdivisions courantes éloignées des seconds différentiels courants indicatifs d'anomalie. Si le résultat du test de l'étape E15 est négatif, alors on considère à l'étape E16 que la subdivision incriminée est valide (Est-ce exact ?). En revanche, si le résultat du test de l'étape E15 est confirmé, alors on considère à l'étape E17 que la nouvelle subdivision incriminée est invalide.Step E12 is a test where the processing means 15 are configured to check whether there is a new current subdivision for which first current differentials with at least a first predetermined number of neighboring subdivisions are indicative of anomaly. If the result of the test of step E12 is negative, then it is considered in step E13 that the subdivision is valid, otherwise, it is considered to be potentially invalid and proceed to step E14. In step E14, the processing means 15 are configured to compare the new potentially invalid subdivision with remote subdivisions. Step E15 is a test where the processing means 15 are configured to check whether the new current subdivision has, with at least a second predetermined number of current subdivisions remote from the second current differentials indicative of anomaly. If the result of the test of step E15 is negative, then it is considered in step E16 that the incriminated subdivision is valid (is that correct?). On the other hand, if the result of the test of step E15 is confirmed, then it is considered in step E17 that the new incriminated subdivision is invalid.

Ainsi, à l'issue de l'étape E17, on a au moins une nouvelle subdivision invalide et une précédente subdivision invalide. L'exemple de la Fig. 5B montre un nouveau carreau courant invalide 225a et un précédent carreau invalide 125a. Le recoupement entre les actuels et précédents carreaux invalides donne plus de précision sur la localisation du défaut.Thus, at the end of step E17, there is at least one new invalid subdivision and one previous invalid subdivision. The example of FIG. 5B shows a new invalid current tile 225a and a previous invalid tile 125a. The overlap between the current and previous invalid tiles gives more precision on the location of the defect.

En effet, à l'étape E18 les moyens de traitement 15 sont configurés pour faire un masque selon une opération logique ET entre les précédentes subdivisions invalides 125a et les nouvelles subdivisions 225a-225d dans la zone 225 de recouvrement. Ceci forme des subdivisions 325a-325d de tailles réduites comprenant au moins une subdivision invalide 325a de taille réduite (voir Fig. 5C). Ces nouvelles subdivisions 325a-325d de tailles réduites sont considérées comme les actuelles subdivisions courantes. A l'étape E19 les moyens de traitement 15 sont configurés pour vérifier si la taille de l'actuelle subdivision courante 325a-325d est plus grande que la résolution prédéterminée 100. Si oui, les moyens de traitement 15 sont configurés pour réitérer les étapes précédentes E3-E18 pour chaque actuelle subdivision courante, et sinon, on déclare à l'étape E20 la ou les subdivision(s) courante(s) invalide(s) comme subdivision(s) anormale(s). La Fig. 5C montre que le masque ET affine la zone en diminuant la longueur et la largeur du carreau d'un facteur 2. Toutefois, la taille du carreau invalide 325a reste supérieure à la taille du petit carreau 100 correspondant à la résolution et par conséquent, on recommence les mêmes étapes comme illustré sur la Fig. 5D. Finalement, la Fig. 5E montre que la résolution 100 est atteinte et les petits carreaux invalides 100a-100d sont localisés. L'exemple des Figs. 5A-5E montre que le procédé de détection selon l'invention permet de réduire fortement le nombre d'étapes de calculs. En effet, la partie de l'image selon l'exemple des Figs. 5A-5E comporte 18 x 18 = 324 petites cases 100. Ainsi, en faisant abstraction des effets de bords, si on comparait chaque case 100 avec ses huit cases voisines, on aurait 2592 comparaisons et la technique serait moins efficace car on ne détecterait que des anomalies très localisées sur une case 100. Avec la technique ci-dessus et en faisant toujours abstraction aux effets de bords, on réalise, à l'étape de la Fig. 5A, 9 x 8 = 72 comparaisons, à l'étape de la Fig. 5B, 4 x 8 = 32 comparaisons, à l'étape de la Fig. 5C, zéro comparaison, et finalement à l'étape de la Fig. 5D, 9 x 8 = 72 comparaisons, soit au total 176 comparaisons seulement. Ceci permet de réduire le temps de calcul et la sollicitation du calculateur. Plus généralement, pour une image d'un objet de 100cm x 20cm et de résolution de 1mm, si on prenait indépendamment chaque zone de 1mm et la comparait avec ses huit voisines, on aurait, sans compter les effets de bord 1600000 comparaisons et on ne peut détecter que des défauts de 1mm ou des défauts très marqués.In fact, in step E18, the processing means 15 are configured to make a mask according to an AND logic operation between the previous invalid subdivisions 125a and the new subdivisions 225a-225d in the overlap zone 225. This forms subdivisions 325a-325d of reduced size comprising at least one invalid subdivision 325a of reduced size (see Fig. 5C). These new subdivisions 325a-325d of reduced size are considered current current subdivisions. In step E19 the processing means 15 are configured to check whether the size of the present current subdivision 325a-325d is greater than the predetermined resolution 100. If yes, the processing means 15 are configured to repeat the previous steps E3-E18 for each current current subdivision, and otherwise, in step E20, the at least one current subdivision (s) is declared as an abnormal subdivision (s). Fig. 5C shows that the AND mask refines the area by decreasing the length and the width of the tile by a factor of 2. However, the size of the invalid tile 325a remains greater than the size of the small tile 100 corresponding to the resolution and consequently, repeat the same steps as shown in FIG. 5D. Finally, FIG. 5E shows that the resolution 100 is reached and the small invalid tiles 100a-100d are located. The example of Figs. 5A-5E shows that the detection method according to the invention makes it possible to greatly reduce the number of calculation steps. Indeed, the part of the image according to the example of Figs. 5A-5E has 18 x 18 = 324 small boxes 100. Thus, ignoring the edge effects, if we compared each box 100 with its eight neighboring cells, we would have 2592 comparisons and the technique would be less effective because we would only detect very localized anomalies on a box 100. With the above technique and always ignoring the effects of edges, it is realized, in the step of FIG. 5A, 9x8 = 72 comparisons, at the step of FIG. 5B, 4 x 8 = 32 comparisons, in the step of FIG. 5C, zero comparison, and finally at the step of FIG. 5D, 9x8 = 72 comparisons, for a total of only 176 comparisons. This reduces the calculation time and the solicitation of the computer. More generally, for an image of an object of 100cm x 20cm and resolution of 1mm, if we took independently each zone of 1mm and compared it with its eight neighbors, we would have, without counting the effects of edge 1600000 comparisons and we do not can detect only 1mm defects or very marked defects.

Toutefois, en appliquant le procédé de détection selon l'invention, en prenant un quadrillage initial de 1cm et en supposant qu'il n'y a qu'un seul défaut, le nombre total de comparaisons est d'environ 16000. Ainsi, le procédé selon l'invention réduit considérablement le nombre de calculs en optimisant le nombre de comparaisons. De plus, il permet de détecter des défauts dont la taille est comprise entre les dimensions d'une subdivision initiale 125a et la résolution 100 sélectionnée. En effet, les Figs. 6A-6D illustrent la détection de défauts ponctuels et progressifs sur différents quadrillages.However, by applying the detection method according to the invention, taking an initial grid of 1 cm and assuming that there is only one defect, the total number of comparisons is about 16,000. method according to the invention considerably reduces the number of calculations by optimizing the number of comparisons. In addition, it detects defects whose size is between the dimensions of an initial subdivision 125a and the resolution 100 selected. Indeed, Figs. 6A-6D illustrate the detection of point and progressive defects on different grids.

Les Figs. 6B et 6D montrent que si on regardait unitairement chaque petite case, on détecterait des défauts intenses ou ponctuels 17a (Fig. 6B), mais pas des défauts progressifs 17b (Fig. 6D) pour lesquels la comparaison avec les voisins proches est faible, mais de voisin en voisin il y a de plus en plus de décalage. Ainsi, les Figs. 6A et 6B montrent qu'un défaut ponctuel 17a peut être détecté sur un grand carreau 425 ou sur un petit carreau 525. Toutefois, les Figs. 6C et 6D montrent qu'un défaut progressif 17b peut être détecté sur un grand carreau 425 car il est caractérisé par une différence non négligeable entre le grand carreau 425 et ses voisins (Fig. 6C), mais pas sur un petit carreau 525 car le différentiel entre un petit carreau 525 et ses voisins est très faible (Fig. 6D). Ainsi, on ne détecterait pas un défaut progressif avec une méthode classique qui ne considère que des petits carreaux. La Fig. 7 est un algorithme de détection comprenant une phase de confirmation selon un mode de réalisation de l'invention. La phase de confirmation comprend une comparaison des différentiels relatifs à une subdivision anormale appartenant à une image prise lors d'un dernier vol avec des différentiels relatifs à une même subdivision anormale appartenant à chacune d'un nombre déterminé de d'images prises lors des précédents vols. Les images des derniers vols étant par exemple enregistrées dans les moyens de stockage 29 associés aux moyens de traitement 15.Figs. 6B and 6D show that if we looked at each small box individually, we would detect intense or point defects 17a (FIG 6B), but not progressive defects 17b (FIG 6D) for which the comparison with the close neighbors is weak, but from neighbor to neighbor there is more and more lag. Thus, Figs. 6A and 6B show that a point defect 17a can be detected on a large tile 425 or a small tile 525. However, Figs. 6C and 6D show that a progressive defect 17b can be detected on a large tile 425 because it is characterized by a not insignificant difference between the large tile 425 and its neighbors (FIG 6C), but not on a small tile 525 because the The difference between a small tile 525 and its neighbors is very small (Fig. 6D). Thus, one would not detect a progressive defect with a conventional method which considers only small tiles. Fig. 7 is a detection algorithm comprising a confirmation phase according to one embodiment of the invention. The confirmation phase comprises a comparison of the differentials relating to an abnormal subdivision belonging to an image taken during a last flight with differentials relating to the same abnormal subdivision belonging to each of a given number of images taken during the previous flights. The images of the last flights being for example recorded in the storage means 29 associated with the processing means 15.

L'étape E21 concerne l'acquisition d'une image 23 de l'élément tournant 3. A l'étape E22, l'image 23 est transmise aux moyens de traitement 15. A l'étape E23, les moyens de traitement 15 sont configurés pour traiter l'image 23 selon l'organigramme de la Fig. 4.Step E21 concerns the acquisition of an image 23 of the rotating element 3. In step E22, the image 23 is transmitted to the processing means 15. In the step E23, the processing means 15 are configured to process image 23 according to the flowchart of FIG. 4.

En particulier, aux étapes E4 et E12 (Fig. 4), on vérifie si les premiers différentiels courants d'une composante du champ thermique sont supérieurs à un premier seuil prédéterminé. De même, aux étapes E7 et E15 (Fig. 4), on vérifie si les seconds différentiels courants d'une composante du champ thermique sont supérieurs à un deuxième seuil prédéterminé. On notera que les valeurs des premier et deuxième seuils peuvent être modifiées en fonction de la taille de la subdivision et donc du rang de l'itération. A l'issue de l'étape E23, si aucun défaut n'est constaté, alors à l'étape E24 on remet à zéro les images des derniers vols incriminés. En revanche, si à l'issue de l'étape E23, une ou des subdivision(s) anormale(s) est(sont) détectée(s), alors à l'étape E25 on enregistre dans les moyens de stockage 29 les informations concernant la ou les dernières subdivision(s) anormale(s) avant d'aller à l'étape E26. A l'étape E26, les moyens de traitement 15 sont configurés pour comparer les différentiels d'une composante du champ thermique relatifs à la(les) subdivision(s) anormale(s) appartenant à la dernière image avec des différentiels relatifs à la(les) même(s) subdivision(s) anormale(s) appartenant à chacune des précédentes images de l'élément tournant 3. S'il est constaté que l'image 23 présente une anomalie pour la première fois, alors aucune alerte n'est générée (étape E27). En revanche, s'il est constaté que les différentiels ont augmenté au cours de dernières images, alors une alerte d'importance haute est générée (étape E28). Finalement, s'il est constaté que les différentiels restent constants au cours de dernières images, alors une alerte d'importance moyenne est générée (étape E29).In particular, in steps E4 and E12 (FIG.4), it is checked whether the first current differentials of a component of the thermal field are greater than a first predetermined threshold. Similarly, in steps E7 and E15 (FIG 4), it is checked whether the second current differentials of a component of the thermal field are greater than a second predetermined threshold. It should be noted that the values of the first and second thresholds can be modified according to the size of the subdivision and therefore the rank of the iteration. At the end of step E23, if no fault is found, then in step E24, the images of the last incriminated flights are reset. On the other hand, if at the end of the step E23, one or more abnormal subdivision (s) is (are) detected, then in the step E25, the storage means 29 record the information concerning the last abnormal subdivision (s) before proceeding to step E26. In step E26, the processing means 15 are configured to compare the differentials of a component of the thermal field relating to the abnormal subdivision (s) belonging to the last image with differentials relating to the ( the same abnormal subdivision (s) belonging to each of the previous images of the rotating element 3. If it is found that the image 23 presents an anomaly for the first time, then no alert n ' is generated (step E27). On the other hand, if it is found that the differentials have increased during the last images, then an alert of high importance is generated (step E28). Finally, if it is found that the differentials remain constant during the last images, then an alert of average importance is generated (step E29).

La Fig. 8 est un algorithme de détection comprenant une phase de confirmation selon un autre mode de réalisation. Les étapes de l'algorithme de la Fig. 8 sont identiques à celles de la Fig. 7 sauf pour les étapes E32 et E33.Fig. 8 is a detection algorithm comprising a confirmation phase according to another embodiment. The steps of the algorithm of FIG. 8 are identical to those of FIG. 7 except for steps E32 and E33.

Comme précédemment, l'étape E31 concerne la formation d'une image 23 de l'élément tournant 3. Si c'est une première image, alors on passe à l'étape E32 et sinon, à l'étape E33. L'étape E32 est une phase d'apprentissage au cours de laquelle une base de données d'apprentissage est construite en comparant les différentiels des subdivisions de la première image de l'élément tournant sain. Ceci peut être réalisé selon les étapes de comparaisons entre des subdivisions voisines de l'organigramme de la Fig. 4. Ainsi, on construit à l'étape E32 une base de données d'apprentissage enregistrant des différentiels sains entre différentes subdivisions de l'image saine d'origine sachant que cette dernière n'est pas forcément uniforme à cause des différences intrinsèques mais normales de l'élément tournant 3. Par exemple, sur une aube on peut avoir un bord d'attaque d'une matière différente et qui par conséquent réagira à une sollicitation thermique toujours d'une manière différente. Si l'image de l'élément tournant 3 n'est pas une première image, alors on passe à l'étape E33 où les moyens de traitement 7 sont configurés pour traiter les données selon l'organigramme de la Fig. 4. Toutefois, aux étapes E4 et E12 (Fig. 4), on calcule les différences entre les premiers différentiels courants et des différentiels sains correspondants pour vérifier si elles sont supérieures à un niveau prédéterminé. En revanche, aux étapes E7 et E15 (Fig. 4), on peut toujours vérifier si les seconds différentiels courants sont supérieurs à un deuxième seuil prédéterminé. La Fig. 9 est un schéma en bloc illustrant un exemple de détection de défauts sur une roue aubagée du moteur, selon l'invention. Selon cet exemple, l'élément tournant 3 correspond à chacune des pales de la roue aubagée 7. Au bloc B1, les moyens de traitement 15 reçoivent des données depuis le moteur 5 (représenté par le bloc B2), concernant le régime de rotation de la roue aubagée 7 à surveiller. Les moyens de traitement 15 déclenchent le procédé de détection lorsque la roue aubagée 7 commence à tourner à très faible régime. Au bloc B3, les moyens chauffants 9 réchauffent les pales 3 de la roue aubagée 7 du moteur (bloc B2) par une sollicitation thermique 19a générant un champ thermique qui évolue selon des phases de chauffe et de refroidissement. On notera que la sollicitation thermique 19a (une pulsation thermique ou une onde thermique périodique) pénètre dans le matériau de la pale 3 de sorte que si le matériau présente un défaut 17 (en surface ou en profondeur), l'amplitude et/ou la phase du champ thermique à la surface sera différente. Ensuite, pendant que le champ thermique est dans sa phase transitoire de chauffe ou de refroidissement, la ou les caméras thermique(s) 11 filme(nt) les pales 3 de la roue aubagée 7 du moteur (bloc B2) pour acquérir au moins une image 23 infrarouge des pales 3. Ainsi, au bloc B4, au moins une image 23 infrarouge est générée. On notera que chaque caméra 11 thermique peut être configurée pour acquérir une image par pale ou une seule image pour toutes les pales de la roue aubagée 7.As previously, step E31 concerns the formation of an image 23 of the rotating element 3. If it is a first image, then step E32 and if not, step E33. Step E32 is a learning phase in which a learning database is constructed by comparing the subdivision differentials of the first image of the healthy rotating element. This can be done according to the steps of comparisons between neighboring subdivisions of the flowchart of FIG. 4. Thus, in step E32, a learning database is created recording healthy differentials between different subdivisions of the healthy original image, knowing that the latter is not necessarily uniform because of intrinsic but normal differences. of the rotating element 3. For example, on a blade can have a leading edge of a different material and therefore react to a thermal stress always in a different way. If the image of the rotating element 3 is not a first image, then proceed to step E33 where the processing means 7 are configured to process the data according to the flowchart of FIG. 4. However, in steps E4 and E12 (Fig. 4), the differences between the first current differentials and corresponding healthy differentials are calculated to check whether they are greater than a predetermined level. On the other hand, in steps E7 and E15 (FIG.4), it is always possible to check whether the second current differentials are greater than a second predetermined threshold. Fig. 9 is a block diagram illustrating an example of defect detection on a bladed wheel of the engine, according to the invention. According to this example, the rotating element 3 corresponds to each of the blades of the bladed wheel 7. At the block B1, the processing means 15 receive data from the engine 5 (represented by the block B2), concerning the rotation speed of the bladed wheel 7 to watch. The processing means 15 trigger the detection process when the bladed wheel 7 begins to rotate at a very low speed. In block B3, the heating means 9 heat up the blades 3 of the bladed wheel 7 of the engine (block B2) by a thermal load 19a generating a thermal field that evolves in the heating and cooling phases. It will be noted that the thermal bias 19a (a thermal pulsation or a periodic thermal wave) penetrates into the material of the blade 3 so that if the material has a defect 17 (at the surface or at depth), the amplitude and / or the phase of the thermal field at the surface will be different. Then, while the thermal field is in its transient phase of heating or cooling, the thermal imaging camera (s) 11 films (s) the blades 3 of the bladed wheel 7 of the engine (block B2) to acquire at least one Thus, at block B4, at least one infrared image 23 is generated. It should be noted that each thermal camera 11 can be configured to acquire an image by blade or a single image for all the blades of the bladed wheel 7.

Au bloc B5, des moyens d'identification 33 des pales 3 sont utilisés pour distinguer les différentes pales 3 de la roue aubagée 7. Ceci permet de faire un suivi au cours du temps des différentes pales 3 et d'identifier celle(s) qui présente(nt) des défauts. Ces moyens d'identification sont par exemple, des moyens optiques de reconnaissance de forme. On peut par exemple utiliser la caméra thermique 11 elle- même couplée à un algorithme de reconnaissance de forme pour identifier les pales. En variante, les moyens d'identification sont des moyens d'individualisation par un marquage 33 ou étiquetage sur une ou deux pales 3 de la roue aubagée 7. On peut individualiser les pales 3 en les numérotant par de la peinture ou tout autre matériau inséré dans la pale 3 ou disposé à sa surface.In block B5, identification means 33 of the blades 3 are used to distinguish the different blades 3 of the bladed wheel 7. This makes it possible to track over time the different blades 3 and to identify which one (s) present (s) defects. These identification means are, for example, optical form recognition means. One can for example use the thermal camera 11 itself coupled to a shape recognition algorithm to identify the blades. Alternatively, the identification means are means of individualization by a marking 33 or labeling on one or two blades 3 of the bladed wheel 7. It is possible to individualize the blades 3 by numbering them with paint or any other inserted material in the blade 3 or disposed on its surface.

Au bloc B6, les moyens de traitement 15 réalisent par exemple une analyse de Fourier pour calculer une composante (l'amplitude ou la phase) du champ thermique de chaque subdivision de l'image 23 infrarouge pour chacune des pales 3. La composante (amplitude ou phase) du champ thermique relative à chaque subdivision est ensuite comparée avec celles des voisines du même élément tournant en calculant des différentiels entre les différentes composantes selon les étapes de l'organigramme des Figs. 4, 7 ou 8. Si le matériau de la pale est uniforme, toute sa surface répond de façon identique à la sollicitation thermique 19a et par conséquent, la composante du champ thermique est constante sur toutes les zones. En revanche, si le matériau présente une aspérité 17 en surface ou en profondeur, la composante du champ thermique à la surface suite à la sollicitation thermique 19a sera différente. Ainsi, en comparant les composantes sur différentes subdivisions, on peut détecter les défauts. On notera que, lorsqu'une pulsation thermique est utilisée pour chauffer les pales 3 de la roue aubagée 7, la composante du champ thermique correspond alors à l'amplitude du champ thermique (c'est-à-dire, la température). En revanche, lorsqu'une onde thermique périodique est utilisée pour chauffer les pales 3, alors la composante du champ thermique correspond à la phase du champ thermique. Au bloc B7, lorsqu'une anomalie est détectée, les moyens de traitement 15 comparent les résultats sur plusieurs vols, pour voir si l'anomalie est toujours détectée. En effet, les moyens de traitement 15 sont configurés pour enregistrer à chaque vol les différentiels relatifs aux champs thermiques des différentes subdivisions afin d'analyser l'évolution de ces différentiels de vol en vol. Ainsi, on peut quantifier l'évolution des défauts pour chaque pale 3 en comparant les données issues du vol courant avec des données des vols précédents stockées dans une base de données 129a (bloc B8). Au bloc B9, les moyens de traitement 15 réalisent un suivi au cours du temps de l'évolution du défaut constaté en comparant cette évolution à un seuil critique prédéterminé afin d'envoyer une alerte (bloc B10) à l'utilisateur ou opérateur de maintenance en cas de dépassement du seuil critique.In block B6, the processing means 15 perform, for example, a Fourier analysis to calculate a component (amplitude or phase) of the thermal field of each subdivision of the infrared image 23 for each of the blades 3. The component (amplitude or phase) of the thermal field relative to each subdivision is then compared with those of the neighbors of the same rotating element by calculating differentials between the different components according to the steps of the flow chart of Figs. 4, 7 or 8. If the material of the blade is uniform, its entire surface responds identically to the thermal load 19a and therefore the component of the thermal field is constant on all areas. On the other hand, if the material has a surface or depth roughness 17, the component of the thermal field at the surface following the thermal bias 19a will be different. Thus, by comparing the components on different subdivisions, the defects can be detected. Note that when a thermal pulse is used to heat the blades 3 of the bladed wheel 7, the component of the thermal field then corresponds to the amplitude of the thermal field (that is to say, the temperature). On the other hand, when a periodic thermal wave is used to heat the blades 3, then the component of the thermal field corresponds to the phase of the thermal field. In block B7, when an anomaly is detected, the processing means 15 compare the results on several flights, to see if the anomaly is still detected. Indeed, the processing means 15 are configured to record at each flight the differentials relating to the thermal fields of the different subdivisions in order to analyze the evolution of these flight differentials in flight. Thus, it is possible to quantify the evolution of the defects for each blade 3 by comparing the data from the current flight with data from previous flights stored in a database 129a (block B8). In block B9, the processing means 15 perform a follow-up over the time of the evolution of the defect found by comparing this evolution to a predetermined critical threshold in order to send an alert (block B10) to the user or maintenance operator if the critical threshold is exceeded.

Avantageusement, le système de détection 1 comporte une bibliothèque d'anomalies ou une base de données 129b (bloc B8) de signatures de dégradations représentatives de différentes formes de dégradations et de leurs états d'avancement. Ceci permet aux moyens de traitement 15 de comparer les différentiels relatifs aux champs thermiques des subdivisions présentant des prémices de panne aux signatures caractéristiques de dégradations et ainsi de statuer sur le type de dégradation et sur l'état d'avancement de celle-ci. La Fig. 10 illustre de manière schématique un système de détection selon un premier mode de réalisation de l'invention.Advantageously, the detection system 1 comprises a library of anomalies or a database 129b (block B8) of damage signatures representative of different forms of degradation and their states of progress. This allows the processing means 15 to compare the differentials relative to the thermal fields of the subdivisions presenting the first signs of failure to the characteristic signatures of deteriorations and thus to decide on the type of degradation and on the state of progress thereof. Fig. 10 schematically illustrates a detection system according to a first embodiment of the invention.

Selon ce mode de réalisation, les moyens chauffants 9 sont destinés à réchauffer l'élément tournant 3 par des pulsations thermiques 19b ou des phases thermiques transitoires. L'exemple de la Fig. 10 illustre un émetteur thermique 9 (par exemple une lampe chauffante) fixé directement sur le moteur 5 ou l'aéronef 21, au regard de l'élément tournant 3 pour chauffer ce dernier de manière pulsationelle. L'élément tournant 3 est alors chauffé en un temps suffisamment court (quelques millisecondes) pour que le matériau de l'élément tournant n'atteigne pas une température constante. L'émetteur thermique 9 est fixé à une distance prédéterminée de l'élément tournant 3 pouvant varier de quelques millimètres à quelques mètres.According to this embodiment, the heating means 9 are intended to heat the rotating element 3 by thermal pulsations 19b or transient thermal phases. The example of FIG. 10 illustrates a heat emitter 9 (for example a heat lamp) fixed directly on the engine 5 or the aircraft 21, facing the rotating element 3 to heat the latter pulsationally. The rotating element 3 is then heated in a sufficiently short time (a few milliseconds) so that the material of the rotating element does not reach a constant temperature. The heat emitter 9 is fixed at a predetermined distance from the rotating element 3 which may vary from a few millimeters to a few meters.

La caméra thermique 11 est installée à proximité de l'élément tournant 3 par exemple, entre quelques centimètres et quelques mètres et acquiert les images lors du chauffage. Dans ce cas, les moyens de traitement 15 sont configurés pour calculer des différentiels entre une amplitude 37b du champ thermique (c'est-à-dire, la température) d'une subdivision courante 25b et des amplitudes 37a, 37c, 37d (c'est-à-dire, températures) des champs thermiques des subdivisions 25a, 25b, 25c voisines. Ainsi, si le matériau de l'élément tournant 3 présente un défaut 17 en surface ou en profondeur, la température à la surface suite à la sollicitation thermique pulsationelle 19b sera différente. La comparaison des températures entre les différentes subdivisions permet alors de détecter les défauts. Bien entendu, le traitement des données (comparaison avec des subdivisions proches, comparaison avec des subdivisions éloignées, comparaison à une bibliothèque d'anomalies, suivi de l'évolution temporelle, comparaison à un seuil, etc.) selon l'organigramme de la Fig. 4, 7, 8 ou 9 s'applique à ce premier mode de réalisation. La Fig. 11 illustre de manière schématique un système de détection selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Selon ce deuxième mode de réalisation, les moyens chauffants 9 sont destinés à réchauffer l'élément tournant 3 par des ondes thermiques périodiques 19c pendant un temps déterminé, par exemple de l'ordre de quelques secondes. L'exemple de la Fig. 11 illustre un émetteur thermique 9 fixé sur le moteur 5 (ou l'aéronef 21) au regard de l'élément tournant 3 à une distance prédéterminée pouvant varier de quelques millimètres à quelques mètres. L'émetteur thermique 9 correspond par exemple à une lampe chauffante de type flash envoyant une onde thermique périodique 19c d'une fréquence prédéterminée pour chauffer l'élément tournant 3 de manière périodique. La caméra thermique 11 est installée à proximité de l'élément tournant 3 par exemple, entre quelques centimètres et quelques mètres et acquiert les images lors du chauffage.The thermal camera 11 is installed near the rotating element 3 for example, between a few centimeters and a few meters and acquires the images during heating. In this case, the processing means 15 are configured to calculate differentials between an amplitude 37b of the thermal field (i.e., the temperature) of a current subdivision 25b and amplitudes 37a, 37c, 37d (c that is, temperatures) of the thermal fields of the neighboring subdivisions 25a, 25b, 25c. Thus, if the material of the rotating element 3 has a defect 17 at the surface or at depth, the temperature at the surface following the pulsation thermal load 19b will be different. The comparison of the temperatures between the different subdivisions makes it possible to detect the defects. Of course, the data processing (comparison with close subdivisions, comparison with remote subdivisions, comparison with an anomaly library, monitoring the temporal evolution, comparison with a threshold, etc.) according to the flowchart of FIG. . 4, 7, 8 or 9 applies to this first embodiment. Fig. 11 schematically illustrates a detection system according to a second embodiment of the invention. According to this second embodiment, the heating means 9 are intended to heat the rotating element 3 by periodic heat waves 19c for a predetermined time, for example of the order of a few seconds. The example of FIG. 11 illustrates a heat emitter 9 fixed on the engine 5 (or the aircraft 21) facing the rotating element 3 at a predetermined distance which may vary from a few millimeters to a few meters. The heat emitter 9 corresponds for example to a flash-type heat lamp sending a periodic heat wave 19c of a predetermined frequency to heat the rotating element 3 periodically. The thermal camera 11 is installed near the rotating element 3 for example, between a few centimeters and a few meters and acquires the images during heating.

L'émetteur de chaleur 9 et la caméra thermique 11 peuvent être placés directement sur le fuselage ou la voilure de l'aéronef 21. Dans ce deuxième mode de réalisation, les moyens de traitement 15 sont configurés pour réaliser par exemple une analyse de Fourier pour déterminer la variation de phase 39 entre les différentes subdivisions 25a-25d de l'image 23 infrarouge de l'élément tournant 3. Si le matériau est uniforme, l'énergie thermique se répartit identiquement et il n'y a aucun déphasage entre les différentes zones. En revanche, si le matériau de l'élément tournant présente un défaut, l'énergie thermique ne va pas se propager de façon identique et l'onde thermique sera soit accélérée soit ralentie dans le défaut, ce qui se traduira par un déphasage.The heat emitter 9 and the thermal camera 11 can be placed directly on the fuselage or the wing of the aircraft 21. In this second embodiment, the processing means 15 are configured to perform, for example, a Fourier analysis for determine the phase variation 39 between the different subdivisions 25a-25d of the infrared image 23 of the rotating element 3. If the material is uniform, the thermal energy is distributed identically and there is no phase difference between the different areas. On the other hand, if the material of the rotating element has a defect, the thermal energy will not propagate identically and the thermal wave will either be accelerated or slowed down in the defect, which will result in a phase shift.

Ainsi, les moyens de traitement 15 calculent les déphasages entre le champ thermique d'une subdivision courante et les champs thermiques des subdivisions voisines afin de détecter les défauts. Le traitement des données selon l'organigramme de la Fig. 4, 7, 8 ou 9 s'applique aussi à ce deuxième mode de réalisation. On notera que le deuxième mode de réalisation a l'avantage d'être peu influencé par l'éloignement de la source de chaleur ou l'éclairement du soleil, car on ne mesure pas la température, mais le déphasage. Afin d'augmenter la précision des mesures, il est préférable que l'émetteur de chaleur 9 ne soit pas trop éloigné de l'élément tournant 3. La Fig. 12 illustre de manière schématique un système de détection selon un troisième mode de réalisation de l'invention. Selon ce troisième mode de réalisation, les moyens chauffants 9 sont constitués d'au moins un élément chauffant 91 anti givrage déjà existant dans le moteur 5.Thus, the processing means 15 calculate the phase shifts between the thermal field of a current subdivision and the thermal fields of neighboring subdivisions in order to detect the defects. The data processing according to the flowchart of FIG. 4, 7, 8 or 9 also applies to this second embodiment. It will be noted that the second embodiment has the advantage of being little influenced by the distance of the heat source or the illumination of the sun, because the temperature is not measured, but the phase shift. In order to increase the accuracy of the measurements, it is preferable that the heat emitter 9 not be too far from the rotating element 3. FIG. 12 schematically illustrates a detection system according to a third embodiment of the invention. According to this third embodiment, the heating means 9 consist of at least one anti-icing heating element 91 already existing in the motor 5.

En effet, si les éléments tournants 3 possèdent déjà des moyens de chauffage destinés à éviter le givre, le système de détection 1 de la présente invention peut astucieusement utiliser cette source de chaleur et on peut donc omettre l'installation des moyens chauffants supplémentaires et par conséquent, réduire la masse embarquée. Dans ce cas, l'élément chauffant 91 anti givrage est réglé, lors des a utotests au démarrage par exemple, pour fournir de la chaleur pendant des durées prédéterminées. Si l'élément chauffant 91 n'est pas intégré dans la pale 3 mais fixé à l'extérieur, alors le processus de détection est rigoureusement identique à celui du premier ou deuxième mode de réalisation des Figs 11 et 12. En revanche, si l'élément chauffant 91 est suffisamment puissant et est intégré dans la pale 3, un temps de chauffe relativement court de quelques secondes suivi d'un temps de refroidissement de quelques secondes peut être utilisé. Plus particulièrement, si l'élément chauffant 91 est constitué par exemple de fils chauffants répartis sur la surface de la pale 3, on alimente l'élément chauffant 91 avec une intensité de courant constante pendant un temps de chauffe déterminé puis on arrête de l'alimenter afin de faire décroître la température. Après un temps d'attente déterminé (toujours identique de vol en vol), on se trouve alors en phase transitoire du champ thermique et les moyens de traitement 15 déclenchent la caméra 11 pour prendre une photo infrarouge. En cas d'anomalie du matériau de l'élément tournant 3, le refroidissement va être différent et on peut alors comparer chaque subdivision à ses voisines proches et éloignées et ce de vol en vol. Par contre, dans ce cas, on ne peut pas détecter des défauts sous les fils car leur température faussera la réponse thermique du matériau à cet emplacement.Indeed, if the rotating elements 3 already have heating means for preventing frost, the detection system 1 of the present invention can cleverly use this heat source and can therefore omit the installation of the additional heating means and by therefore, reduce the on-board weight. In this case, the anti-icing heating element 91 is set, for example during start-up tests, to provide heat for predetermined periods of time. If the heating element 91 is not integrated in the blade 3 but fixed to the outside, then the detection process is strictly identical to that of the first or second embodiment of FIGS. 11 and 12. Heating element 91 is sufficiently powerful and is integrated in blade 3, a relatively short heating time of a few seconds followed by a cooling time of a few seconds can be used. More particularly, if the heating element 91 is constituted for example by heating wires distributed over the surface of the blade 3, the heating element 91 is fed with a constant current intensity during a determined heating time and then it is stopped. feed in order to decrease the temperature. After a determined waiting time (always identical flight in flight), it is then in transient phase of the thermal field and the processing means 15 trigger the camera 11 to take an infrared photo. In case of anomaly of the material of the rotating element 3, the cooling will be different and we can then compare each subdivision to its near and far neighbors and this flight in flight. On the other hand, in this case, defects can not be detected under the wires because their temperature will distort the thermal response of the material at this location.

En revanche, si les fils chauffants ne sont pas en surface mais intégrés à l'intérieur du matériau de la pale 3, la situation est plus favorable que précédemment, car les fils ne cachent aucune surface de la pale 3 et on accède directement à la réponse en épaisseur et on peut alors détecter les défauts internes et sur toute la surface de la pale 3. Le traitement des données est le même que celui détaillé précédemment dans les Figs. 4 à 9. En outre, les moyens de traitement 15 sont avantageusement configurés pour vérifier le bon fonctionnement de l'élément chauffant 91 anti givrage en surveillant le différentiel d'amplitude des éléments tournants 3. Ainsi, si la réponse en amplitude est de plus en plus faible voire nulle ou de plus en plus forte de vol en vol même en considérant l'effet de vieillissement des pales 3 sur les réponses thermiques, les moyens de traitement 15 peuvent incriminer l'élément chauffant 91. La présente invention permet ainsi de surveiller les éléments tournants en métal ou en matériaux composites afin de détecter les premiers signes de fatigues à l'aide des moyens fixés sur le moteur ou l'aéronef, à chaque vol, de manière automatique, et de manière individuelle. La présente invention s'applique avantageusement au suivi des aubes de la soufflante d'un turbofan, aux hélices d'un turbopropulseur ou d'un open rotor ainsi qu'aux capots tournants de ce dernier.On the other hand, if the heating wires are not at the surface but integrated inside the material of the blade 3, the situation is more favorable than before, since the wires do not hide any surface of the blade 3 and one accesses directly the thickness response and can then detect internal defects and the entire surface of the blade 3. The data processing is the same as that detailed above in Figs. 4 to 9. In addition, the processing means 15 are advantageously configured to verify the proper operation of the heating element 91 anti-icing by monitoring the amplitude differential of the rotating elements 3. Thus, if the amplitude response is more in addition to low or zero or increasingly high flight in flight even considering the aging effect of the blades 3 on the thermal responses, the processing means 15 may incriminate the heating element 91. The present invention thus allows to monitor rotating elements made of metal or composite materials to detect the first signs of fatigue using the means fixed on the engine or the aircraft, each flight, automatically, and individually. The present invention is advantageously applied to the tracking of the turbofan fan blades, to the propellers of a turboprop or open rotor as well as to the rotating cowlings of the latter.

Claims (10)

REVENDICATIONS1. Système de détection automatique de défauts sur au moins un élément tournant d'un moteur d'aéronef, caractérisé en ce qu'il comporte : - des moyens chauffants (9) embarqués pour réchauffer ledit élément tournant (3) du moteur (5) par une sollicitation thermique, - des moyens thermographiques (11) embarqués pour acquérir au moins une image (23) infrarouge traduisant un champ thermique en phase transitoire dudit élément tournant, et - des moyens de traitement (15) pour calculer des différentiels relatifs à une composante du champ thermique entre différentes subdivisions de ladite image afin de détecter des variations de ladite composante du champ thermique indicatives de défauts sur ledit élément tournant.REVENDICATIONS1. Automatic defect detection system on at least one rotating element of an aircraft engine, characterized in that it comprises: - heating means (9) on board for heating said rotating element (3) of the engine (5) by a thermal load, - on-board thermographic means (11) for acquiring at least one infrared image (23) reflecting a transient phase thermal field of said rotating element, and - processing means (15) for calculating component-related differentials the thermal field between different subdivisions of said image in order to detect variations of said component of the thermal field indicative of defects on said rotating element. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lorsque le différentiel correspondant à une subdivision courante est indicatif d'anomalie, les moyens de traitement (15) sont configurés pour calculer d'autres différentiels en réorganisant les subdivisions et/ou en affinant la subdivision courante afin de localiser les emplacements des défauts.2. System according to claim 1, characterized in that when the differential corresponding to a current subdivision is indicative of anomaly, the processing means (15) are configured to calculate other differentials by rearranging the subdivisions and / or refining the current subdivision to locate the locations of the defects. 3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens de traitement (15) sont configurés pour enregistrer à chaque vol lesdits différentiels relatifs aux champs thermiques des différentes subdivisions et pour analyser l'évolution desdits différentiels de vol en vol.3. System according to claim 1 or 2, characterized in that the processing means (15) are configured to record each flight said differential relative to the thermal fields of different subdivisions and to analyze the evolution of said flight differentials in flight. 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une base de données (129b) de signatures de dégradations représentatives de différentes formes de dégradations et de leurs états d'avancement, et en ce que les moyens de traitement (15) sont configurés pour comparer les différentielsrelatifs aux champs thermiques des subdivisions présentant des défauts audites signatures de dégradations.4. System according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a database (129b) of damage signatures representative of different forms of damage and their states of progress, and in that the means processors (15) are configured to compare the thermal field differential differentials of the subdivisions exhibiting auditory defects of degradations. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens chauffants (9) sont constitués d'au moins un élément chauffant anti givrage déjà existant dans le moteur.5. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating means (9) consist of at least one anti-icing heating element already existing in the engine. 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens chauffants (9) sont destinés à réchauffer ledit élément par des pulsations thermiques (19b).6. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the heating means (9) are intended to heat said element by thermal pulsations (19b). 7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de traitement (15) sont configurés pour calculer des différentiels entre une amplitude du champ thermique d'une subdivision courante et des amplitudes des champs thermiques des subdivisions voisines.7. System according to claim 6, characterized in that the processing means (15) are configured to calculate differentials between an amplitude of the thermal field of a current subdivision and the amplitudes of the thermal fields of neighboring subdivisions. 8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les moyens chauffants (9) sont destinés à réchauffer ledit élément par des ondes thermiques périodiques (19c).8. System according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the heating means (9) are intended to heat said element by periodic thermal waves (19c). 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de traitement sont configurés pour calculer des déphasages entre le champ thermique d'une subdivision courante et les champs thermiques des subdivisions voisines.9. System according to claim 8, characterized in that the processing means are configured to calculate phase shifts between the thermal field of a current subdivision and the thermal fields of neighboring subdivisions. 10. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément tournant est une pale d'une roue aubagée dudit moteur, et en ce que le système comporte en outre des moyens d'identification de la pale présentant des défauts.10. System according to any one of the preceding claims, characterized in that the rotating element is a blade of a bladed wheel of said engine, and in that the system further comprises means for identifying the blade having defaults.
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