186695. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés forgószárnyú lapátrendszerek kúponfutásának ellenőrzésére
1 186 695 2 A találmány tárgya eljárás forgószárnyú lapátrendszerek kúponfutásának ellenőrzésére, valamint berendezés a találmány szerinti eljárás megvalósítására. Kúponfutás alatt a szakirodalom általában azt a jelenséget érti, ha forgószárnyú lapátrendszerek szárnylapátjainak végei forgás alatt egy síkban mozognak. Tipikus példa erre a helikopterek forgó szárnylapátjai. Amennyiben egy forgó szárnylapát rendszer szárnylapátjainak végei nem haladnak egy síkban, úgy az egész rendszerben rezgések keletkezhetnek, amelyek nemcsak kényelmetlenséget okoznak mind a személyzetnek, mind az utasoknak, hanem ugyanakkor gyorsítják az anyag kifáradását, és ennek következtében időelőtti szerkezeti meghibásodások, törések jöhetnek létre. Éppen ezért a forgószárnyú lapátrendszerek kúponfutásának gyakori és megbízható ellenőrzése nemcsak biztonsági, hanem gazdaságossági kérdés is. Napjainkban a korszerű kúponfutásellenőrző módszerek többsége érintésmentes optikai mérési eljáráson alapul. A legismertebbek egyike a 3 802 273 számú USA szabadalmi leírásban ismertetett eljárás, amelynél szaggatott impulzusszeríí külső megvilágítást alkalmaznak, és így a felvillanó szárnylapátvégek a sztroboszkóp hatás következtében állni látszanak, s így egymáshoz való viszonyuknak a mérése viszonylag egyszerű feladat. Lézerfény alkalmazásával az ismert optikai eljárások pontossága és reprodukálhatósága elvileg még tovább növelhető, azonban csak diffúzán visszaverődő lézerfénnyel történő távolságmérési módszer jöhet igazán számításba, mert tükröző visszaverődési technikát használva a lézernyaláb rendkívül kis széttartása miatt a visszavert nyaláb csak egy nagyon szűk tartományban érzékelhető, és a mérendő rendszer kisebb lengése is a mérést bizonytalanná, sőt lehetetlenné teszik. Bár a lapátokról visszaverődő diffúz lézerfény nem érzékeny a megfigyelés irányára, hátránya az ismertetett megoldásnak, hogy a díffuzitás következtében a detektálható teljesítmény lényegesen kisebb, Az. ismert diffúz lézerfénnyel történő kúponfutás mérési eljárás során a forgó szárnylapátokra alulról felfelé egy keskeny, monokromatikus lézerfénynyalábot irányítanak, és a lapátokon felvillanó, diffúzán visszaverődő lézerfényt videokamera segítségével processzorral összekötött monitoron jelenítik meg oly módon, hogy a mozgó szárnylapátvégek futási távolságát három fényes, viliódzó fénypont jelzi. Az egyes lapátokhoz tartozó felvillanások azonosítását a digitális processzor végzi, amellyel a felvillanások függőleges koordinátái alapján az egyes lapátok adott vonatkozási helyén mérhető futási magasságot meghatározzák. A mérési eredmény kijelzésére a monitoron megjelenő világító téglalapok szolgálnak, amelyek a megfelelő szárny'apát sorszámától függő mértékben vízszintesen el vannak tolva a képernyőn. A kúponfutás mértékének számszerű elolvasása vízszintes raszterháló segítségével történik. A leírt lézeres kúponfutásmérési eljárás előnyös mérési tulajdonságai ellenére — 1 mm-es pontosságot tesz lehetővé, amely a lézernyaláb fokuszálásával és a felhasznált kameraobjektiv optikai nagyításának növelésével még fokozható is — a gyakorlatban csak igen szűk korlátok között használható, aminek legfőbb oka, hogy a detektálandó diffúz fény felvillanásoknak a háttérhez viszonyítva alacsony a fény sűrűsége. Ezt a problémát legújabban a lézerteljesítmények növelésével, szelektív interferenciaszűrők alkalmazásával, valamint a videokamera letapogatási periódusának növelésével igyekeznek kiküszöbölni, ez azonban olyan költségnövelést jelent, ami csak kivételes esetekben engedhető meg. A találmány célja az ismertetett kúponfutás mérési eljárások olyan továbbfejlesztése, amely az optikai kúponfutás ellenőrzését gyakorlatilag bármilyen megvilágítású környezetben gazdaságosan lehetővé teszi. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy az eddigi kétdimenziós letapogatás helyett a kétdimenziós tárgyról, azaz a szárnylapátról egydimenziós letapogatással úgynevezett időképet kell készíteni, amely nem más mint a kétdimenziós tárgynak az egydimenziós érzékelőre eső, időben egymást követő metszeteinek egymás mellé vetített képe. Az így létrejövő időkép állandó sebességgel mozgó szárnylapátok esetében azonos a lapátok kétdimenziós képével. Ennek megfelelően a lapátvégek vastagsága a monitoron megjelenő időképen annyi függőleges sorral lesz egyenlő, ahányszor a szárnylapátok átfutási ideje nagyobb a monitor soridejénél. A kitűzött feladatot, forgószárnyú lapátrendszerek kúponfutásának ellenőrzését olyan eljárással oldottuk meg, amelynek során a forgó szárnylapátokra alulról felfelé keskeny koherens lézerfénynyalábot irányítunk, és a szárnylapátokon felvillanó, diffúzán visszaverődő lézerfényt videokamerával felvesszük, majd a videokamera így nyert jeleit processzorral összekapcsolt monitorra vezetjük, és a monitoron megjelenő téglalapok helyzetéből egy, a monitoron elhelyezett vízszintes raszterhálóval a szárnylapátok kúponfutásának mértékét számszerűen meghatározzuk. A továbbfejlesztés, azaz maga a találmány abban áll, hogy bármilyen külső fényforrás nélkül a videokamera jelei; oly módon képezzük, hogy a forgó szárnylapátok alá optikai számlálóegységet helyezünk és azzal a szárnylapátokat azonosítjuk, miközben a processzorral ismert módon összekapcsolt videokamera vízszintes eltérítését megszüntetjük, és a szárnylapátok végére alulról ferdén, a vízszintessel szöget bezáróan ráirányítjuk. A találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatosítást módja értelmében a videokamerát képsíkjában 90° - kal elforgatjuk és függőleges eltérítését szüntetjük meg. Egy másik előnyös foganatosítási mód szerint a jobb megfigyelhetőség érdekében a videojeleket felcseréljük, és a monitoron a szárnylapátokat a sötét háttér előtt világosabban jelenítjük meg. A találmány szerinti eljárást megvalósító berendezésben a szárnylapátok alatt optikai számlálóegység van elhelyezve és a szárnylapátokra irányítva, továbbá a szárnylapátok végeire alulról ferdén a vízszintessel szöget bezáróan videokamera van irányítva, amely ismert módon kiértékelő processzorhoz csatlakozik, míg a proceszszor az optikai számlálóegységgel is össze van kapcsolva. A találmányt az alábbiakban a rajz segítségével ismertetjük részletesebben, amelyen a találmány szerinti eljárást megvalósító berendezés példakénti kiviteli alakja látható. A rajzon az 1. ábra forgószárnyú lapátrendszerek kúponfutásának ellenőrzésére alkalmas berendezés, a 2. ábrán a forgó szárnylapátvégek monitoron megjelenő időképe látható, és a 3. ábrán forgó szárnylapátok forgástengelyhez közelebb eső részeinek időképe látható. Mint az az 1..ábrán látható, 1 forgástengelyre szerelt 2 szárnylapátok alatt optikai 3 számláló egy ség van elr 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 G0 ö5 2
