[發明專利]氣缸套變形光電測試系統

無效

• 申請號: 201110336457.6
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN103090810A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 王根全;狄建兵;姚亮宇;靳永標;辛花;蘭銀在
• 申請（專利權）人: 中國兵器工業集團第七0研究所
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 太原同圓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14107
• 代理人: 王金鎖

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技術領域

本發明屬于內燃機領域，具體涉及一種氣缸套變形光電測試系統。

背景技術

氣缸套變形測量是內燃機缸體剛度評價的關鍵技術工作，其測量結果的準確程度與評價結果將關系到內燃機整機性能的最終保證。目前，氣缸套變形的測試方法較多，如接觸式測量法、非接觸電容測量法、光學掃描法、聲相延遲法，應變片測量法等。各種測量方法各有特點與不足，就國內產品而言技術成熟度不高，測量過程復雜，不易市場推廣與應用。而國外產品價格昂貴，維護保養費用高，一般企業利用率低，資源浪費嚴重、投資回報周期長等問題。因此，大多數企業常用的測量方法仍然是內徑千分尺測量，該方法需人工全過程操作，數據人為讀取與記錄。內徑千分尺測量方法一般只對氣缸套上中下三個截面的縱橫垂直兩個方向進行測量。優點是測量工作經濟、操作靈活方便，數據分析簡單，結果判斷快捷等。但是，該方法由于測量過程由檢驗員手工操作，測量數據讀取與記錄方法落后，其測量數據人為因素嚴重，隨機性大，準確性低。氣缸套同一截面變形測量兩次進行，反映同一截面的變形數據一致性差，變形狀態存在不確定性。整個測量過程的測量數據稀少，單一，不能客觀反映氣缸套的整體變形狀態，不能科學評價其變形的內在規律。因此，內徑千分尺測量氣缸套變形方法只能在裝配間或維修廠等裝配工藝當中簡單應用，不適合作為內燃機研發氣缸套技術評價的手段。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種氣缸套變形光電測試系統，該測試

系統體積小，重量輕，測量準確、數據儲存方便、結果分析到位、便于技術積累和數據庫的構建，能夠直觀反映氣缸套的整體變形狀態，為內燃機整機性能的評價提供技術參數。

本發明的技術方案：一種氣缸套變形光電測試系統，它包括運動執行機構、數據采集子系統和計算機測試控制與數據處理分析系統，其特征是運動執行機構、數據采集子系統分別與計算機測試控制與數據處理分析系統連接；所述的運動執行機構由機構定位夾緊裝置、軸向引導塊、軸向鎖緊裝置、直線推桿、步進電機、傳感器支架、激光傳感器組成，機構定位夾緊裝置可以固定該機構于被測缸套內壁上，軸向引導塊與機構定位夾緊裝置連接，軸向鎖緊裝置設置在軸向引導塊上，直線推桿穿過軸向引導塊的導向孔，直線推桿的一端與步進電機連接，傳感器支架、激光傳感器與步進電機連接；所述的數據采集子系統包括數據采集卡、傳感器處理電路和激光位移傳感器，數據采集卡、激光位移傳感器分別與傳感器處理電路連接；所述的計算機測試控制與數據處理分析系統包括運動控制模塊、數據采集控制模塊和數據處理分析模塊，所述的運動控制模塊實現對運動執行機構旋轉步進電機的參數設置、旋轉控制、狀態顯示、以及電機啟動與停止，達到對氣缸套圓周方向上的間歇式定位與轉換；所述的數據采集控制模塊實現驅動數據采集子系統完成數據采集、校正檢測，并進行采集模式設置與技術數據保存；數據處理分析模塊實現對采集到數據進行數據預處理、變形分析和圖形2D/3D顯示。

本發明與現有技術相比具有以下有益效果：

1、該系統體積小、重量輕、移動靈活；配置筆記本電腦控制系統易于便攜式操作，適于工廠、裝配車間、研發部門等現場測量。

2、采用非接觸光電測試技術的光學原理進行測試，測試光斑直徑小（0.2～0.5mm），探測空間大，精度高，不受氣缸套表面形狀影響，測量更可靠。

3、該變形測量系統是以測量缸套極徑為目的，單截面間歇式360度連續測量，間隔角度人為定義，計算機驅動，自動測量。測量截面一致性強，測量數據全面，在極坐標的曲線描述下，能夠準確反映其實際變形狀況。

4、整體測量可以通過對測試探頭進行軸向移動來實現截面定位與轉換，保證測試系統在一次裝夾下的氣缸套三維變形測量，避免了裝夾累積誤差，保證了各截面測量數據的整體一致性，氣缸套三維變形狀態客觀程度高。

5、氣缸套變形測量的極徑數據，在極坐標空間下，通過傅里葉變換與各階次系數的提取，實現氣缸套變形的細節描述。結合數據庫成熟機型的技術標準，從而具備了缸套變形數據分析與評價功能。

6、變形測試結果數據通過應用相關可視化技術具備氣缸套任意橫截面封閉曲線二維描述、三維變形實體狀態展示、內孔表面軸向輪廓直線度分析等功能。

7、氣缸套變形測量、數據采集、結果分析、技術評價等功能基于計算機通訊技術與自主開發的專用軟件而高度集成。其測量準確、數據儲存方便、結果分析到位、便于技術積累和數據庫的構建。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖；