[發明專利]基于光電傳感器的轉子葉片表面動態壓力光學測量方法

有效

• 申請號: 202010003827.3
• 申請日: 2020-01-03
• 公開（公告）號: CN111076852B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 葛寧;高麗敏;姜衡;高天宇;鄭天龍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24;G01L5/00
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于光電傳感器的轉子葉片表面動態壓力光學測量裝置，其特征在于包括圖像采集器控制器(9)、圖像采集器(10)、光源(11)、光電傳感器(12)、旋轉位移機構動臂(13)、旋轉位移機構支撐桿(14)、旋轉位移機構底座(15)、鎖緊機構(16)、圓形角度盤(17)、光電傳感器供電模塊(18)、計算機(19)和反光片(20)；反光片(20)粘附于進氣帽罩表面，旋轉位移機構底座(15)平行于地面，旋轉位移機構支撐桿(14)一端與旋轉位移機構底座(15)固定，旋轉位移機構支撐桿(14)垂直于旋轉位移機構底座(15)，圓形角度盤(17)圓心與旋轉位移機構動臂(13)、旋轉位移機構支撐桿(14)一端采用螺栓鎖緊，螺栓松開時旋轉位移機構動臂(13)可沿圓形角度盤(17)周向改變角度，由旋轉位移機構動臂(13)，旋轉位移機構支撐桿(14)，旋轉位移機構底座(15)，鎖緊機構(16)，圓形角度盤(17)組成的旋轉位移機構固定于進氣帽罩前端，調節旋轉位移機構位置使圓形角度盤(17)圓心位置在電機軸(6)延長線上，光電傳感器(12)、圖像采集器(10)和光源(11)固定于旋轉位移機構動臂(13)一端，光電傳感器(12)由光電傳感器供電模塊(18)供電并對信號整形，光電傳感器供電模塊(18)連接圖像采集器控制器(9)，圖像采集器控制器(9)連接圖像采集器(10)和計算機(19)。

2.一種采用權利要求1所述的裝置實現的基于光電傳感器的轉子葉片表面動態壓力光學測量方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：調節旋轉位移機構，使得圖像采集器(10)光源(11)對準涂有光學壓敏涂料的葉片，調節反光片(20)位置使得光電傳感器(12)對準反光片(20)，在葉片靜止時關閉光源(11)拍攝一張圖片作為暗背景圖像；

步驟2：葉片靜止時在大氣壓P_ref環境下葉片表面壓力分布為均勻分布，開啟光源(11)拍攝一張圖片并減去暗背景圖像作為參考圖像I_ref；

步驟3：葉片旋轉時，光電傳感器(12)每掃過反光片(20)時發送相位信號，經光電傳感器供電模塊(18)整形，將信號發送至圖像采集器控制器(9)，以控制圖像采集器(10)拍攝圖像，減去暗背景圖像以獲得實時光強I，為減小測量誤差，在相同相位多次采集并取平均值；

步驟4：調節旋轉位移機構動臂(13)，讀取圓形角度盤(17)角度，拍攝不同相位的光學壓敏圖像并減去暗背景圖像以獲得不同相位的I；

步驟5：依據光學壓敏涂料測壓原理的S-V公式，計算不同相位下的轉子葉片面全域的動態壓力信息：

I_ref/I＝AP/P_ref+B

其中，A與B為常數且校準可得，I和I_ref分別為實時光強和參考光強，P和P_ref分別為實時壓力和參考壓力。