[發明專利]一種用于發動機旋轉部件溫度測量的無線遙測系統

在審

• 申請號: 201910707427.8
• 申請日: 2019-08-01
• 公開（公告）號: CN110388990A
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 譚秋林;董和磊;熊繼軍
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: G01K1/02
• 分類號: G01K1/02;G01K7/10;G01K7/18
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

本發明公開了一種用于發動機旋轉部件溫度測量的無線遙測系統，包括：傳感模塊，數字遙測模塊和地面數據處理模塊，傳感模塊包括多個設置于發動機旋轉部件的預設測點位置的薄膜型溫度傳感器；數字遙測模塊包括轉子組件和靜子組件，轉子組件設置于發動機旋轉部件軸端，其通過設置在發動機空心轉軸內的導線與傳感模塊連接，靜子組件設置在發動機定子上，并與轉子組件正對設置；所述轉子組件用于將溫度參數無線發送給所述靜子組件，靜子組件用于將溫度參數發送至地面數據處理模塊進行計算處理。本發明可以實現復雜惡劣環境發動機運動部件表面溫度參數的無線讀取，可以為旋轉部件溫度測量提供一種可靠的信號提取手段。

技術領域

本發明涉及發動機關鍵參數測量與狀態監測技術領域，特別是涉及一種用于發動機旋轉部件溫度測量的無線遙測系統。

背景技術

發動機關鍵結構部件原位、精確的表面溫度及應變測量能力是提高現代先進航空發動機工作效率、增強其可靠性、減少污染排放及新型發動機設計及試車的關鍵；隨著近代航空發動機推比的提高和重型燃氣輪機動力的提升，其機組渦輪葉片的轉速和工作溫度越來越高，葉片溫度測量已成為葉片設計驗證必要的基礎試驗內容。典型燃氣渦輪發動機的結構包括可動（例如：渦輪葉片）與非可動部件，分別在不同的溫度范圍下工作。其中，發動機渦輪葉扇直接與燃氣接觸，其表面溫度可達1300℃。隨著新一代燃氣渦輪發動機性能的不斷提升，其燃燒室工作溫度也上升至新的水平；發動機轉子歷經長時間的溫度和應力循環，會造成嚴重的熱致和熱機械損害，導致部件壽命減低，甚至導致災難性事故發生。

航空發動機、重型燃氣輪機等技術裝備中渦輪葉片溫度測量中，溫度傳感器需安裝于葉片表面上，隨轉子高速旋轉，導致傳感器信號難以從轉子上傳輸到地面設備進行處理、分析與存儲。同時，在數據采集過程中，為傳感器等部件提供電源激勵時存在同樣的困難。尤其在如航空發動機轉子等高速旋轉部件中，由于安裝空間有限、存在很大的離心力作用等原因，使得信號傳輸和提供電源激勵這個兩個方面的困難顯得尤為突出。因此，對于旋轉狀態的傳感器信號，需要一套特種測量儀器系統來遙測和處理，要求該遙測系統能夠以無線數據傳輸方式將轉子上的測量參數高效、可靠地傳輸到地面設備，同時還要將地面的電能以非接觸的方式傳輸到轉子上以供給傳感器等器件使用。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足之處而提供一種用于發動機旋轉部件溫度測量的無線遙測系統。

為解決上述技術問題，本發明采用技術方案為：一種用于發動機旋轉部件溫度測量的無線遙測系統，包括：

傳感模塊：包括多個設置于發動機旋轉部件的預設測點位置的薄膜型溫度傳感器，用于溫度參數感知；

數字遙測模塊：包括轉子組件和靜子組件，所述轉子組件設置于發動機旋轉部件軸端，其通過設置在發動機空心轉軸內的導線與所述傳感模塊連接，所述靜子組件設置在發動機定子上，并與所述轉子組件正對設置；所述轉子組件用于將所述傳感模塊采集的溫度參數無線發送給所述靜子組件，所述靜子組件用于將接收到的溫度參數數據發送給地面數據處理模塊，所述靜子組件還用于通過無線充電的方式對所述轉子組件進行充電；

地面數據處理模塊：用于對所述數字遙測模塊發送的溫度參數進行計算處理。

所述傳感模塊包括多個傳感器組，每個傳感器組設置在不同的輪盤上，每個傳感器組包括多個高溫溫度傳感器以及一個低溫溫度傳感器，所述多個高溫溫度傳感器分別設置在葉片不同位置，用于測量發動機曲面基底葉片表面溫度，所述低溫溫度傳感器設置在發動機旋轉部件的葉片轉軸結合部，用于測量冷端溫度，所述低溫溫度傳感器采用四線制接線方法。