(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202110320181.6 (22)申请日 2021.03.25 (71)申请人 中国航发商用航空发动机有限责任 公司 地址 200241 上海市闵行区莲 花南路3998 号 (72)发明人 吴俊男　龚昊伟　徐鹤鸣　侯乃先　 (74)专利代理 机构 中国贸促会专利商标事务所 有限公司 1 1038 专利代理师 赵倩男 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06N 3/08(2006.01) (54)发明名称 叶片裂纹监测方法、 装置和系统 (57)摘要 本公开公开了一种叶片裂纹监测方法、 装置 和系统， 涉及旋转机械领域。 该方法包括： 获取叶 片的叶端定时信号和转轴的转速； 基于叶片的坎 贝尔图以及转轴转速， 将叶端定时信号转换为叶 片振动信号； 以及将叶片 振动信号输入至训练好 的裂纹预测模型， 预测叶片是否出现裂纹， 若出 现裂纹， 则确定裂纹在叶片上的位置以及裂纹尺 寸中的至少一项。 本公开能够实时监测叶片裂 纹， 克服只能停机离线检测叶片裂纹的问题， 保 障叶片安全运行。 权利要求书2页 说明书7页 附图6页 CN 115130227 A 2022.09.30 CN 115130227 A 1.一种叶片裂纹监测方法， 包括： 获取叶片的叶端定时信号和转轴的转速； 基于所述叶片的坎贝尔图以及转轴转速， 将所述叶端定时信号转换为叶片振动信号； 以及 将所述叶片振动信号输入至训练好的裂纹预测模型， 预测所述叶片是否出现裂纹， 若 出现裂纹， 则确定裂纹在所述叶片上的位置以及裂纹尺寸中的至少一项。 2.根据权利要求1所述的叶片裂纹监测方法， 其中， 训练裂纹预测模型包括： 建立具有不同位置和尺寸的裂纹的叶片模型； 对所述叶片模型进行有限元分析， 获取不同转速情况下， 各个叶片模型的各阶固有振 动频率； 以及 将振动阶次、 振动频率作为神经网络模型的输入参数， 将裂纹位置和裂纹尺寸中的至 少一项作为所述神经网络模型 的输出参数， 对所述神经网络模型进行训练， 得到所述裂纹 预测模型。 3.根据权利要求2所述的叶片裂纹监测方法， 其中， 根据不同转速情况 下， 各个叶片模型的各阶固有振动频率， 得到所述叶片的坎贝尔图。 4.根据权利要求2所述的叶片裂纹监测方法， 其中， 对所述神经网络模型进行训练包 括： 调整所述神经网络模型中各神经元的连接权值和阈值， 通过反复迭代， 直到训练结果 满足损失函数的要求。 5.根据权利要求1至4任一所述的叶片裂纹监测方法， 还 包括： 根据裂纹在所述叶片上的位置以及裂纹尺寸， 集合断裂力学相关算法， 评估所述叶片 的剩余强度。 6.根据权利要求5所述的叶片裂纹监测方法， 还 包括： 根据所述叶片的剩余强度， 判断所述叶片是否处于安全状态； 以及 若所述叶片处于非安全状态， 则发出报警信号。 7.一种叶片裂纹监测装置， 包括： 数据获取 单元， 被配置为获取叶片的叶端定时信号和转轴的转速； 信号转换单元， 被配置为基于所述叶片的坎贝尔图以及转轴转速， 将所述叶端定时信 号转换为叶片振动信号； 以及 裂纹预测单元， 被配置为将所述叶片振动信号输入至训练好的裂纹预测模型， 预测所 述叶片是否出现裂纹， 若出现裂纹， 则确定裂纹在所述叶片上的位置以及裂纹尺寸中的至 少一项。 8.根据权利要求7 所述的叶片裂纹监测装置， 还 包括： 模型训练单元， 被配置为建立具有不同位置和尺寸的裂纹的叶片模型； 对所述叶片模 型进行有限元分析， 获取不同转速情况下， 各个叶片模型的各阶固有振动频率； 以及将振动 阶次、 振动频率作为神经网络模型 的输入参数， 将裂纹位置和裂纹尺寸中的至少一项作为 所述神经网络模型的输出参数， 对所述神经网络模型进行训练， 得到所述裂纹预测模型。 9.根据权利要求7或8所述的叶片裂纹监测装置， 还 包括： 剩余强度评估单元， 被配置为根据裂纹在所述叶片上的位置以及裂纹尺寸， 集合断裂权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115130227 A 2力学相关算法， 评估所述叶片的剩余强度。 10.根据权利要求9所述的叶片裂纹监测装置， 还 包括： 安全状态判断单元， 被配置为根据所述叶片的剩余强度， 判断所述叶片是否处于安全 状态； 以及 报警单元， 被配置为若所述叶片处于非安全状态， 则发出报警信号。 11.一种叶片裂纹监测装置， 包括： 存储器； 以及 耦接至所述存储器的处理器， 所述处理器被配置为基于存储在所述存储器的指令执行 如权利要求1至 6任一所述的叶片裂纹监测方法。 12.一种叶片裂纹监测系统包括： 叶端定时传感器， 被 配置为采集叶片的叶端定时信号； 转速传感器， 被 配置为采集所述叶片所在转轴的转速； 以及 权利要求7至1 1任一所述的叶片裂纹监测装置 。 13.一种非瞬时性计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序指令， 该指令被处理器 执行时实现权利要求1至 6任一所述的叶片裂纹监测方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115130227 A 3