[發(fā)明專利]基于音輪的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)槳距-相角-轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011542906.8
• 申請(qǐng)日: 2020-12-23
• 公開（公告）號(hào): CN112697438B
• 公開（公告）日: 2023-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅連潭;黃向華;張?zhí)旌?/a>
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G01M15/00
• 分類號(hào): G01M15/00;G01M15/02;G01D21/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

1.基于音輪的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)槳距-相角-轉(zhuǎn)速測(cè)量裝置，包括：音輪(6)、磁感探頭(7)和信號(hào)處理模塊(9)，所述音輪包括設(shè)置在所述音輪(6)的外周向表面上的周向均勻隔開的多個(gè)常規(guī)齒(1)和設(shè)置在外表面上的第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)，所述第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)在周向位置上分別更靠近其相鄰的某兩個(gè)常規(guī)齒(1)，并且用第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的頂角分界線位置表示螺旋槳的初相角參考位置，所述的第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的頂角位置表示為螺旋槳的槳距參考位置，所述音輪構(gòu)造成在渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間同螺旋槳一同旋轉(zhuǎn)和軸向運(yùn)動(dòng)；所述音輪(6)的結(jié)構(gòu)包括齒、圓筒(4)和通孔(5)，音輪厚度要大于等于槳距的變化范圍，所述的多個(gè)常規(guī)齒(1)在周向上平行排布，并都平行音輪(6)的軸線，所述的通孔(5)用于套在螺旋槳的轉(zhuǎn)軸上，所述第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的體積和質(zhì)量都設(shè)置成其余任意一個(gè)常規(guī)齒(1)的一半，并且第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)與周向排布的常規(guī)齒(1)的平行線成相同的a°角，這兩個(gè)對(duì)稱齒形成互補(bǔ)差動(dòng)雙增益靈敏度，具有磁電探測(cè)信號(hào)互補(bǔ)修正和減少不平衡度的作用；

所述磁感探頭(7)，固定到發(fā)動(dòng)機(jī)靜止部件上，其與所述音輪相鄰并且構(gòu)造成用于響應(yīng)所述常規(guī)齒(1)和標(biāo)記齒的通過(guò)而產(chǎn)生信號(hào)，所述信號(hào)包括多個(gè)信號(hào)脈沖，所述多個(gè)信號(hào)脈沖的出現(xiàn)時(shí)序?qū)?yīng)于在音輪(6)的旋轉(zhuǎn)期間所述多個(gè)常規(guī)齒(1)、第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的通過(guò)時(shí)序；

所述信號(hào)處理模塊(9)，其耦接到所述磁感探頭(7)用于獲得所述信號(hào)，并且構(gòu)造成用于：

基于所述多個(gè)信號(hào)脈沖來(lái)確定預(yù)期延遲，所述預(yù)期延遲表示所述多個(gè)常規(guī)齒(1)的時(shí)間間隔；

從所述多個(gè)信號(hào)脈沖內(nèi)識(shí)別與所述第一標(biāo)記齒(2)相關(guān)聯(lián)的第一特定脈沖，所述第一特定脈沖具有比所述預(yù)期延遲更短的延遲；

基于第一特定脈沖，來(lái)確定與其相連續(xù)出現(xiàn)的所述第二標(biāo)記齒(3)相關(guān)聯(lián)的第二特定脈沖的特定延遲，所述特定延遲表示第一和第二特定脈沖的時(shí)間間隔；

基于與所述第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)相關(guān)聯(lián)的所述第一和第二特定脈沖的特定延遲，來(lái)確定螺旋槳某一軸向位置的所述第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的周向距離，取第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的頂角位置為0槳距，故所述周向距離可根據(jù)第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的角度關(guān)系換算成螺旋槳的槳距；

基于第一特定脈沖和第二特定脈沖產(chǎn)生的第一和第二特定時(shí)間的時(shí)間平均值，來(lái)確定當(dāng)前數(shù)據(jù)采集時(shí)刻，磁感探頭相對(duì)第一標(biāo)記齒(2)和第二標(biāo)記齒(3)的頂角分界線位置的相角，即螺旋槳的相角；

以及基于所述的預(yù)期延遲，進(jìn)行螺旋槳轉(zhuǎn)速的計(jì)算；

螺旋槳的槳距、相角和轉(zhuǎn)速具有如下的計(jì)算步驟：

步驟1：初設(shè)能夠識(shí)別出第一特定脈沖的閾值e，常規(guī)齒齒數(shù)Z，齒頂圓半徑R；

步驟2：獲取三個(gè)連續(xù)方波信號(hào)的上升沿時(shí)刻T₁、T₂、T₃；

步驟3：進(jìn)行邏輯運(yùn)算|(T₂-T₁)-(T₃-T₂)|＜e，如果是真的話，存儲(chǔ)預(yù)期延遲T_A＝T₃-T₂，假的話返回步驟2；

步驟4：獲取三個(gè)連續(xù)方波信號(hào)的上升沿時(shí)刻T₁、T₂、T₃；

步驟5：進(jìn)行邏輯運(yùn)算|T_A-(T₂-T₁)|＞e，真的話，存儲(chǔ)特定延遲T_C＝T₃-T₂，第一特定時(shí)間和第二特定時(shí)間的時(shí)間均值T_S＝(T₂+T₃)/2，假的話返回步驟4；

步驟6：是否執(zhí)行數(shù)據(jù)采集指令，真的話，獲取當(dāng)前執(zhí)行指令時(shí)刻時(shí)間T_N，并進(jìn)行如下計(jì)算，槳距＝π·R·T_C/{(Z+1)·T_A·tan(a°)}，相角＝360·(T_N-T_S)/{(Z+1)·T_A)}，轉(zhuǎn)速n＝60/{(Z+1)·T_A}，最后結(jié)束，假的話返回步驟2。