[發明專利]一種基于光纖束探頭的葉尖定時測量裝置及方法

有效

• 申請號: 202011012609.2
• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112129400B
• 公開（公告）日: 2023-03-21
• 發明（設計）人: 柴全;陳余;馬占宇;田野;張建中
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01M13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光纖束探頭的葉尖定時測量裝置，其特征在于：包括葉片葉尖(1)、光源(2)、光纖束探頭(3)、第一光纖合束器(4)、第二光纖合束器(5)、第一光纖損耗器(6)、第二光纖損耗器(7)、光纖耦合器(8)、光電探測器(9)；所述光纖束探頭(3)是雙圈同軸的光纖束探頭，光纖束探頭(3)包括發射光纖(31)、第一圈接收光纖(32)、第二圈接收光纖(33)；光源(2)發出的光進入光纖束探頭(3)的發射光纖(31)，當葉尖掃過光纖束探頭(3)時，發射光纖(31)發出的光經葉片葉尖(1)反射后被第一圈接收光纖(32)和第二圈接收光纖(33)接收，第一圈接收光纖(32)和第二圈接收光纖(33)接收的光分別通過第一光纖合束器(4)和第二光纖合束器(5)匯合到分別對應的一根光纖，根據總接收光功率隨葉尖間隙的變化曲線，分別經過第一光纖損耗器(6)和第二光纖損耗器(7)調節耦合比，保證光纖束探頭(3)的總接收光功率在一定間隙范圍內恒定，兩根光纖的光信號經過光纖耦合器(8)耦合到光電探測器(9)中，將光信號轉化為電信號，得到葉尖定時信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于光纖束探頭的葉尖定時測量裝置，其特征在于：所述發射光纖(31)、第一圈接收光纖(32)、第二圈接收光纖(33)的尺寸依次增大，且尺寸滿足：確定第一圈接收光纖(32)的接收光功率極大值對應的葉尖間隙值，確定第二圈接收光纖(33)的接收光功率極大值對應的葉尖間隙值，使得光纖束探頭(3)輸出的總接收光功率在兩個所述 葉尖間隙值范圍內變化平緩。

3.根據權利要求1所述的一種基于光纖束探頭的葉尖定時測量裝置，其特征在于：第一光纖合束器(4)輸入端光纖纖芯直徑與第一圈接收光纖(32)的纖芯直徑相同，第二光纖合束器(5)的輸入端光纖纖芯直徑與第二圈接收光纖(33)的纖芯直徑相同。

4.根據權利要求1所述的一種基于光纖束探頭的葉尖定時測量裝置，其特征在于：第一光纖損耗器(6)輸入端光纖纖芯直徑與第一光纖合束器(4)輸出端光纖纖芯直徑相同，第二光纖損耗器(7)輸入端光纖纖芯直徑與第二光纖合束器(5)輸出端光纖纖芯直徑相同。

5.一種測量方法，包括權利要求1或2所述一種基于光纖束探頭的葉尖定時測量裝置，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：連接光路，打開光源，改變葉尖間隙，得到光纖束探頭(3)的總接收光功率隨葉尖間隙的變化曲線；

步驟二：根據步驟一得到的總接收光功率變化曲線，調節第一光纖損耗器(6)和第二光纖損耗器(7)，保證光纖束探頭(3)的總接收光功率在一定間隙范圍內恒定；

步驟三：在總接收光功率恒定的葉尖間隙區間內，安裝固定光纖束探頭(3)；

步驟四：啟動電機，葉片旋轉，光電探測器(9)實時采集光信號，得到高精度葉尖定時信號。