[發(fā)明專利]葉尖間隙測(cè)量傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810741630.2
• 申請(qǐng)日: 2018-07-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108931223B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳婭輝;孫浩琳;張大治;謝興娟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): G01B21/16
• 分類號(hào): G01B21/16
• 代理公司: 北京市隆安律師事務(wù)所 11323
• 代理人: 付建軍

本發(fā)明公開(kāi)了一種葉尖間隙測(cè)量傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法，其中校準(zhǔn)系統(tǒng)包括：校準(zhǔn)盤動(dòng)力裝置，包括變頻器、高轉(zhuǎn)速電機(jī)和校準(zhǔn)盤，校準(zhǔn)盤安裝在高轉(zhuǎn)速電機(jī)輸出軸上，高轉(zhuǎn)速電機(jī)為校準(zhǔn)盤旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，變頻器控制高轉(zhuǎn)速電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速；靜態(tài)間隙設(shè)定裝置，包括傳感器安裝機(jī)構(gòu)和第一移動(dòng)位移機(jī)構(gòu)，傳感器安裝機(jī)構(gòu)用于安裝葉尖間隙測(cè)量傳感器，第一移動(dòng)位移機(jī)構(gòu)用于在間隙測(cè)量方向上移動(dòng)傳感器安裝機(jī)構(gòu)，改變?nèi)~尖間隙測(cè)量傳感器與校準(zhǔn)盤對(duì)應(yīng)葉片間的距離；動(dòng)態(tài)間隙補(bǔ)償裝置，包括安裝在與葉尖間隙測(cè)量傳感器相同一側(cè)的第一光學(xué)探頭，測(cè)量旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下葉尖間隙測(cè)量傳感器與校準(zhǔn)盤對(duì)應(yīng)葉片間距離的變化量。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、功能完善、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)精度高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種葉尖間隙測(cè)量傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)

葉尖間隙是影響飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要參數(shù)之一，控制轉(zhuǎn)子葉尖與機(jī)匣之間的徑向間隙可以減少工作介質(zhì)泄漏而造成的損失，同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作的氣動(dòng)穩(wěn)定性。據(jù)統(tǒng)計(jì)，葉尖間隙每增加葉片長(zhǎng)度的1％，效率約降低1.5％，耗油率約增加3％。但葉尖間隙過(guò)小又會(huì)導(dǎo)致葉片和機(jī)匣間的摩擦，降低發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，甚至影響飛行安全。因此，如何設(shè)計(jì)和控制間隙使其最為合適，對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能、保證飛行安全非常重要。

葉尖間隙測(cè)量傳感器的測(cè)量對(duì)象工作在高轉(zhuǎn)速環(huán)境下，傳感器的測(cè)量結(jié)果受到被測(cè)葉片葉尖形狀、尺寸、面積等參數(shù)的影響，且在不同轉(zhuǎn)速下，葉片經(jīng)過(guò)傳感器測(cè)量面的速度不同，也會(huì)對(duì)間隙測(cè)量結(jié)果的動(dòng)態(tài)特性造成一定影響，因此，要得到準(zhǔn)確的間隙測(cè)量結(jié)果，在葉尖間隙測(cè)量傳感器使用前必須通過(guò)專用設(shè)備對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。

目前國(guó)內(nèi)對(duì)葉尖間隙測(cè)量傳感器校準(zhǔn)技術(shù)的研究剛剛起步，各研究單位也僅搭建了針對(duì)各自所用葉尖間隙測(cè)量傳感器的初步校準(zhǔn)系統(tǒng)，這些校準(zhǔn)系統(tǒng)大多為靜態(tài)校準(zhǔn)，少部分為轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)狀態(tài)的葉尖間隙測(cè)量傳感器的校準(zhǔn)，但是后者裝置中傳感器動(dòng)態(tài)工作狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)間隙的大小仍然是由葉片靜止時(shí)通過(guò)位移機(jī)構(gòu)或者千分尺直接測(cè)量葉片到傳感器之間的距離得到。當(dāng)葉片開(kāi)始旋轉(zhuǎn)后，特別是高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)、偏心等問(wèn)題，造成靜態(tài)給出的標(biāo)準(zhǔn)間隙距離的變化。因此在動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)時(shí)，如果仍然采用靜態(tài)條件下給出的間隙值作為標(biāo)準(zhǔn)，動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)本身引入的誤差可能會(huì)超過(guò)傳感器本身的測(cè)試精度要求，因此間隙測(cè)量傳感器的動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)研究中必須對(duì)動(dòng)態(tài)條件下的標(biāo)準(zhǔn)間隙大小進(jìn)行標(biāo)定。

總的來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)目前尚未開(kāi)展葉尖間隙測(cè)量傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)技術(shù)的相關(guān)研究，搭建的旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下葉尖間隙測(cè)量傳感器的校準(zhǔn)系統(tǒng)也并未對(duì)高轉(zhuǎn)速條件下標(biāo)準(zhǔn)間隙的變化量進(jìn)行補(bǔ)償，從而影響了校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種葉尖間隙測(cè)量傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)及校準(zhǔn)方法，能夠在高轉(zhuǎn)速環(huán)境下對(duì)葉尖間隙測(cè)量傳感器進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)。

本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種葉尖間隙測(cè)量傳感器動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)系統(tǒng)，包括：校準(zhǔn)盤動(dòng)力裝置、靜態(tài)間隙設(shè)定裝置和動(dòng)態(tài)間隙補(bǔ)償裝置，所述校準(zhǔn)盤動(dòng)力裝置包括變頻器、高轉(zhuǎn)速電機(jī)和校準(zhǔn)盤，所述校準(zhǔn)盤安裝在所述高轉(zhuǎn)速電機(jī)的輸出軸上，所述高轉(zhuǎn)速電機(jī)為所述校準(zhǔn)盤的旋轉(zhuǎn)提供動(dòng)力，所述變頻器控制所述高轉(zhuǎn)速電機(jī)的工作轉(zhuǎn)速；所述靜態(tài)間隙設(shè)定裝置包括傳感器安裝機(jī)構(gòu)和第一移動(dòng)位移機(jī)構(gòu)，所述傳感器安裝機(jī)構(gòu)用于安裝所述葉尖間隙測(cè)量傳感器，所述第一移動(dòng)位移機(jī)構(gòu)用于在間隙測(cè)量方向上移動(dòng)所述傳感器安裝機(jī)構(gòu)，從而改變所述葉尖間隙測(cè)量傳感器與所述校準(zhǔn)盤的對(duì)應(yīng)葉片之間的距離；所述動(dòng)態(tài)間隙補(bǔ)償裝置包括第一光學(xué)探頭，所述第一光學(xué)探頭安裝在與所述葉尖間隙測(cè)量傳感器相同的一側(cè)，用于測(cè)量旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下所述葉尖間隙測(cè)量傳感器與所述校準(zhǔn)盤的對(duì)應(yīng)葉片之間的距離的變化量。