本發(fā)明涉及一種測(cè)量裝置，具體說(shuō)是一種溫度測(cè)量裝置，更具體說(shuō)是一種發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片表面溫度測(cè)量裝置。

背景技術(shù)：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展是以高溫為主要特征的,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的關(guān)鍵部件,渦輪葉片在高溫燃?xì)獾臎_擊下高速旋轉(zhuǎn),除了要承受變化巨大的多種應(yīng)力,還要受到熱腐蝕和高溫氧化等作用。新型發(fā)動(dòng)機(jī)為追求更高的推重比,渦輪前溫度將進(jìn)一步提高,渦輪葉片的熱環(huán)境分析及冷卻設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為其設(shè)計(jì)成敗的關(guān)鍵。通過(guò)國(guó)內(nèi)外渦輪葉片研究現(xiàn)狀的對(duì)比可以發(fā)現(xiàn),我國(guó)的渦輪葉片壽命預(yù)測(cè)仍缺少大量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持。為了提高葉片的工作可靠性,延長(zhǎng)其壽命,就必須準(zhǔn)確測(cè)量、研究分析渦輪葉片的溫度分布,分析其表面溫度場(chǎng),清楚其熱應(yīng)力分布,以便在葉片材料、冷卻、結(jié)構(gòu)、工藝、安裝上采取有效的措施。

由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部溫度高,空間狹小,渦輪葉片高速運(yùn)轉(zhuǎn)，復(fù)雜燃?xì)猸h(huán)境，高溫粉塵顆粒影響等一系列不利的測(cè)量條件,使得設(shè)計(jì)耐高溫，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的紅外測(cè)溫裝置成為研究分析渦輪葉片的溫度一個(gè)難點(diǎn)。

西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司的朱迎軍等人采用了一種新式渦輪葉片溫度分布式測(cè)量技術(shù)來(lái)測(cè)量渦輪葉片的溫度。在渦輪機(jī)匣上有2個(gè)光學(xué)高溫計(jì)安裝座，如圖3所示。在利用光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量葉片溫度的過(guò)程中，對(duì)高溫計(jì)采用循環(huán)水冷卻，高溫計(jì)冷卻后的溫度信號(hào)通過(guò)電纜傳送到外置部件，經(jīng)過(guò)濾波后傳人主部件顯示出來(lái)。利用低壓空氣將高溫燃?xì)獯惦x溫度感應(yīng)將光學(xué)高溫計(jì)利用螺紋擰緊在安裝座上。低壓冷空氣由冷空氣入口進(jìn)入安裝座的內(nèi)腔，以防止高溫燃?xì)膺M(jìn)人該腔，從而起到保護(hù)光學(xué)高溫計(jì)的作用。

沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司的楊福剛等人發(fā)明了一種U型冷卻裝置，裝置內(nèi)置光電探測(cè)器，利用紅外測(cè)溫的原理對(duì)渦輪葉片表面溫度進(jìn)行了測(cè)量。該方法避免了灰塵、氣體和其他一些光的障礙物產(chǎn)生的測(cè)溫誤差，但光電探測(cè)器長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境下，不可避免的會(huì)受到損害，對(duì)測(cè)溫結(jié)果產(chǎn)生一定的影響。

英國(guó)RotaData公司研發(fā)了基于全輻射測(cè)溫原理的測(cè)量渦輪葉片溫度的產(chǎn)品ROTAMAPII，ROTAMAPII采用活塞驅(qū)動(dòng)單元驅(qū)動(dòng)光學(xué)探頭伸縮,當(dāng)數(shù)據(jù)采集時(shí)伸出,平常則縮回,這樣避免了光學(xué)探頭長(zhǎng)期處于高溫環(huán)境。步進(jìn)電機(jī)控制探頭中光學(xué)鏡頭的轉(zhuǎn)動(dòng)以掃描葉片的不同葉高,光學(xué)鏡頭接收葉片表面發(fā)射出來(lái)的紅外輻射,經(jīng)光電轉(zhuǎn)換器將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)后再經(jīng)過(guò)信號(hào)處理器進(jìn)入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。ROTAMAPII很好的解決了光學(xué)探頭在高溫環(huán)境中不能應(yīng)用的問(wèn)題，但是不可避免的會(huì)受到內(nèi)部燃?xì)鈱?duì)紅外輻射的吸收，以及內(nèi)部有著煙塵、沙、霧狀燃油等對(duì)光學(xué)探頭的污染，從而對(duì)精確測(cè)溫有著較大的影響！

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)背景技術(shù)的不足之處，通過(guò)在渦輪葉片前設(shè)置測(cè)溫裝置，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中，在線監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片表面的溫度，監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)，從而要解決測(cè)量渦輪葉片溫度的光學(xué)儀器壽命短、鏡片容易受污染的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片表面溫度測(cè)量裝置，該裝置包括：“L”形多功能管、安裝法蘭、紅外探頭；所述“L”形多功能管內(nèi)的拐角處設(shè)置高反射膜鏡片，用于使渦輪的紅外觀順著“L”形多功能管傳播；“L”形多功能管一端對(duì)準(zhǔn)渦輪葉片，另一端通過(guò)安裝法蘭固定于機(jī)匣內(nèi)壁上；機(jī)匣壁在設(shè)置“L”形多功能管的位置開(kāi)孔，紅外探頭設(shè)置于機(jī)匣壁外側(cè)并通過(guò)機(jī)匣壁上的開(kāi)孔對(duì)準(zhǔn)“L”形多功能管的另一端。

進(jìn)一步的，所述“L”形多功能管的管壁上陣列排布有通氣孔，在渦輪工作時(shí)從機(jī)匣外側(cè)向“L”形多功能管中通入氮?dú)?，用于冷卻。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:

“L”型多功能結(jié)構(gòu)裝置開(kāi)許多小的通孔并通入高純氮?dú)饪梢院芎脤?duì)裝置內(nèi)部的光學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行保護(hù)，將光學(xué)器件的熱量帶走，避免了裝置內(nèi)的熱量聚集，將探頭維持在一個(gè)適宜的溫度。此外，還可以避免機(jī)匣內(nèi)部氣體燃燒產(chǎn)生灰塵沾在光學(xué)鏡片上，從而產(chǎn)生測(cè)量誤差。

紅外輻射反射結(jié)構(gòu)裝置，利用一片噴涂了高反射率膜的鏡片將輻射信號(hào)引出來(lái)，可以避免將光電探頭長(zhǎng)期放置在機(jī)匣內(nèi)部的高溫環(huán)境下面，從而造成光電探頭損傷。

紅外探頭光學(xué)系統(tǒng)放置在機(jī)匣外，可以避免光學(xué)鏡片長(zhǎng)期處于高溫的環(huán)境下，從而保證光學(xué)鏡片良好的光學(xué)性能，使得進(jìn)入光電探頭的輻射不會(huì)受到影響，從而保證了渦輪葉片表面溫度測(cè)量的精確性。

附圖說(shuō)明

圖1為“L”型多功能結(jié)構(gòu)裝置的示意圖；

圖2為“L”型多功能結(jié)構(gòu)裝置多孔壁示意圖；

圖3為西安航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司的朱迎軍等人采用了一種新式渦輪葉片溫度分布式測(cè)量技術(shù)原理圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖具體說(shuō)明本發(fā)明，如圖1、圖2所示，一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片表面溫度測(cè)量裝置，該裝置包括：“L”形多功能管、安裝法蘭、紅外探頭；所述“L”形多功能管內(nèi)的拐角處設(shè)置高反射膜鏡片，用于使渦輪的紅外觀順著“L”形多功能管傳播，所述“L”形多功能管的管壁上陣列排布有通氣孔，在渦輪工作時(shí)從機(jī)匣外側(cè)向“L”形多功能管中通入氮?dú)?，用于冷卻。；“L”形多功能管一端對(duì)準(zhǔn)渦輪葉片，另一端通過(guò)安裝法蘭固定于機(jī)匣內(nèi)壁上；機(jī)匣壁在設(shè)置“L”形多功能管的位置開(kāi)孔，紅外探頭設(shè)置于機(jī)匣壁外側(cè)并通過(guò)機(jī)匣壁上的開(kāi)孔對(duì)準(zhǔn)“L”形多功能管的另一端。本發(fā)明包括安裝法蘭，L型冷卻裝置通過(guò)安裝法蘭安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前的機(jī)匣內(nèi)壁上；所述的L型冷卻裝置對(duì)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片；所述的為了避免紅外探頭直接放在機(jī)匣內(nèi)部導(dǎo)致長(zhǎng)時(shí)間在高溫下運(yùn)行探頭受到損害，而通過(guò)耐高溫的高反射膜鏡片將目標(biāo)物體的紅外引出，通過(guò)反射垂直進(jìn)入機(jī)匣外部的紅外探頭；紅外探頭通過(guò)支架固定在機(jī)匣的外壁，并調(diào)整紅外探頭，能夠使L型冷卻傳導(dǎo)裝置引出的紅外輻射垂直進(jìn)入紅外探頭中，來(lái)確保測(cè)溫的準(zhǔn)確性。紅外探頭上的電路連接點(diǎn)方便紅外探頭與數(shù)據(jù)處理模塊的連接。附圖1中的長(zhǎng)虛線為紅外輻射光路；附圖1中的長(zhǎng)彎曲實(shí)線為高純N2氣吹掃的方向；附圖1中的短彎曲實(shí)線為高純N2從氣孔流出的方向。