[發(fā)明專利]離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011266375.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112556980B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓戈;張燕峰;吳世勛;陽誠武;趙勝豐;盧新根
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01P5/10
• 代理公司: 北京鍾維聯(lián)合知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11579
• 代理人: 原春香

1.一種離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，包括一真空艙、一熱膜測量單元、一轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件和一驅(qū)動單元，其特征在于，

所述轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件至少包括一轉(zhuǎn)軸和一固定設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸前端的葉輪，所述葉輪沿周向設(shè)有多個轉(zhuǎn)子葉片，所述葉輪及轉(zhuǎn)軸的主體部分旋轉(zhuǎn)支撐在所述真空艙中，所述轉(zhuǎn)軸的末端伸出所述真空艙外并與所述驅(qū)動單元傳動連接，所述葉輪在所述驅(qū)動單元的帶動下在所述真空艙的真空環(huán)境中轉(zhuǎn)動；

所述熱膜測量單元包括敷設(shè)在所述轉(zhuǎn)子葉片表面上的熱膜、設(shè)置在所述轉(zhuǎn)軸前端的信號傳輸裝置及設(shè)置在所述真空艙外部的測試計算機(jī)，且所述熱膜通過熱膜引線與所述信號傳輸裝置通信連接，所述信號傳輸裝置與所述測試計算機(jī)通信連接，用以將熱膜測試信號從所述轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件上傳輸?shù)剿鰷y試計算機(jī)；

所述修正實(shí)驗(yàn)裝置在運(yùn)行時，首先，在真空環(huán)境中測量靜態(tài)下熱膜輸出電壓信號；然后，利用所述驅(qū)動單元帶動所述轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件在真空環(huán)境中旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定至不同轉(zhuǎn)速，測量若干個不同穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下熱膜輸出電壓信號，并將所測得的電壓信號根據(jù)轉(zhuǎn)速插值，獲得熱膜輸出電壓信號隨轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的函數(shù)關(guān)系；之后，在真實(shí)環(huán)境中開展轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量，將每個工作狀態(tài)測得的轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜輸出電壓值與該轉(zhuǎn)速下在真空環(huán)境中測得的熱膜輸出電壓值相減，排除離心力對熱膜測量產(chǎn)生的影響，完成對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜氣動參數(shù)測量的修正。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述驅(qū)動單元為變頻電機(jī)，所述變頻電機(jī)通過聯(lián)軸器與所述轉(zhuǎn)軸連接，且所述變頻電機(jī)能夠在轉(zhuǎn)子20％～110％相對設(shè)計轉(zhuǎn)速的任意轉(zhuǎn)速穩(wěn)定工作，通過改變所述變頻電機(jī)的頻率來調(diào)節(jié)所述轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件的轉(zhuǎn)速。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片可以為軸流、離心以及斜流形式；轉(zhuǎn)子工質(zhì)為氣體。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件的轉(zhuǎn)軸通過軸承、軸承座以及支架支承，并整體置于真空艙中，所述真空艙與真空泵連接，能夠應(yīng)用真空泵抽氣使艙內(nèi)達(dá)到真空狀態(tài)，所述真空艙與轉(zhuǎn)軸之間通過密封裝置防止漏氣，能夠保持艙內(nèi)真空狀態(tài)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述真空艙內(nèi)真空環(huán)境的真空度能夠長期保持不大于200Pa。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述軸承采用脂潤滑角接觸球軸承，以簡化潤滑系統(tǒng)，且能夠承受一定軸向載荷。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述信號傳輸裝置為滑環(huán)或者無線信號傳輸儀，使得熱膜測試信號線引到軸端后應(yīng)用所述信號傳輸裝置將熱膜信號傳遞到測試計算機(jī)；所述信號傳輸裝置為無線信號傳輸設(shè)備，以簡化測量裝置結(jié)構(gòu)。

8.一種修正離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的方法，所述方法應(yīng)用上述權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的離心力對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量影響的修正實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述方法至少包括如下步驟，

SS1.整套裝置完成安裝后，啟動驅(qū)動單元，對敷設(shè)熱膜后轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件的不平衡量進(jìn)行檢測，通過配重的方式調(diào)整轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件的不平衡量；

SS2.完成轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件的動平衡后，利用真空泵將真空艙內(nèi)抽吸至真空狀態(tài)，之后啟動熱膜測量單元，測量靜態(tài)下熱膜輸出電壓信號；

SS3.使用驅(qū)動單元帶動轉(zhuǎn)子實(shí)驗(yàn)件旋轉(zhuǎn)穩(wěn)定至不同轉(zhuǎn)速，測量若干個不同穩(wěn)定轉(zhuǎn)速下熱膜輸出電壓信號，并將所測得的電壓信號根據(jù)轉(zhuǎn)速插值，獲得熱膜輸出電壓信號隨轉(zhuǎn)速連續(xù)變化的函數(shù)關(guān)系；

SS4.在真實(shí)環(huán)境中開展轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜測量，將每個工作狀態(tài)測得的轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜輸出電壓值與該轉(zhuǎn)速下在真空環(huán)境中測得的熱膜輸出電壓值相減，排除離心力對熱膜測量產(chǎn)生的影響，完成對轉(zhuǎn)子葉片表面熱膜氣動參數(shù)測量的修正。