葉尖間隙傳感器標定裝置製造方法

2023-10-04 00:05:59

葉尖間隙傳感器標定裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種葉尖間隙傳感器標定裝置，用於對安裝在機匣上的葉尖間隙傳感器進行標定，包括用於安裝葉輪的葉輪旋轉機構和用於對葉輪旋轉機構的旋轉軸進行位移調整的間隙調整機構；間隙調整機構包括用於調整旋轉軸的軸向位移的第一調節機構和用於調整旋轉軸的徑向位移的第二調節機構；第一調節機構、第二調節機構均對應有檢測位移距離的光柵尺；還包括用於測量旋轉軸的轉速的轉速傳感器。本實用新型實現了對真實葉片的間隙標定，避免了葉尖間隙傳感器多次安裝帶來的誤差對標定結果的影響，提高了標定精度，從而能夠根據葉尖間隙傳感器的檢測值真實反映葉輪葉尖與機匣之間的間隙。
【專利說明】葉尖間隙傳感器標定裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及傳感器檢測領域，特別地，涉及一種用於航空發動機的葉尖間隙傳感器標定裝置。
【背景技術】
[0002]目前，國內外都是通過試驗來驗證新型航空發動機的設計和發動機的改進、改型。葉尖間隙直接影響發動機的效率，間隙越小，效率越高，但如果間隙過小則會危及發動機的安全。故在部件試驗中精確的測試葉片與機匣之間的間隙能有效保證發動機安全的前提下提高發動機的性能，而驗證設計結果尤為重要。其中，葉尖間隙傳感器的標定結果直接影響著葉尖間隙測試精度。
[0003]國內外對於葉尖間隙傳感器的標定主要採用模擬葉片的方式進行。該標定方法將葉尖間隙傳感器安裝在與機匣材料相同的安裝座上，使用一片與真實葉片結構材料類似的模擬葉片正對間隙傳感器。通過調整模擬葉片與傳感器安裝座之間的間隙，將間隙值與傳感器輸出值進行曲線擬合實現標定。
[0004]但現有標定方法存在以下缺點:
[0005]1、模擬葉片與真實葉片的幾何形狀存在差別，模擬葉片無法體現真實葉片與真實機匣之間的間隙；
[0006]2、在實際的間隙測試中，間隙測量傳感器在機匣上的安裝深度與標定時傳感器在標定夾具上的安裝深度無法保證完全一致。
[0007]因此，模擬葉片的標定方式在現實使用中具有較大的局限性。
實用新型內容
[0008]本實用新型目的在於提供一種葉尖間隙傳感器標定裝置，以解決現有的葉尖間隙傳感器無法針對真實的葉輪葉尖與機匣之間的間隙進行標定的技術問題。
[0009]為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案如下:
[0010]一種葉尖間隙傳感器標定裝置，用於對安裝在機匣上的葉尖間隙傳感器進行標定，包括用於安裝葉輪的葉輪旋轉機構和用於對葉輪旋轉機構的旋轉軸進行位移調整的間隙調整機構；
[0011]間隙調整機構包括用於調整旋轉軸的軸向位移的第一調節機構和用於調整旋轉軸的徑向位移的第二調節機構；第一調節機構、第二調節機構均對應有檢測位移距離的光柵尺；
[0012]還包括用於測量旋轉軸的轉速的轉速傳感器。
[0013]進一步地，還包括處理器，處理器的輸入端分別連接光柵尺的輸出端、轉速傳感器的輸出端及葉尖間隙傳感器的輸出端，用於接收光柵尺檢測的位移數據、轉速傳感器檢測的轉速及葉尖間隙傳感器輸出的檢測數據，並根據葉輪的轉速、葉輪葉尖與機匣之間的間隙對葉尖間隙傳感器輸出的檢測數據進行標定。[0014]進一步地，旋轉軸的驅動端連接有驅動其旋轉的電機，旋轉軸上設有用於固定葉輪的葉輪夾具，旋轉軸還連接有與其同步旋轉的測速齒輪，轉速傳感器與測速齒輪相對。
[0015]進一步地，轉速傳感器為霍爾式轉速傳感器或者光電式轉速傳感器。
[0016]進一步地，第一調節機構和第二調節機構為渦輪蝸杆調節機構。
[0017]進一步地，葉輪旋轉機構設置在安裝支架上，安裝支架上設有外罩，葉輪旋轉機構位於外罩內部。
[0018]本實用新型具有以下有益效果:
[0019]本實用新型葉尖間隙傳感器標定裝置，通過設置用於安裝葉輪的葉輪旋轉機構，並採用間隙調整機構對葉輪旋轉機構的旋轉軸進行位移調節，採用轉速傳感器檢測旋轉軸的轉速，在葉輪達到標定轉速後，根據測得的轉速、葉輪葉尖與機匣之間的間隙對葉尖間隙傳感器的檢測數據進行標定，實現了對真實葉片的間隙標定，避免了葉尖間隙傳感器多次安裝帶來的誤差對標定結果的影響，提高了標定精度，從而能夠根據葉尖間隙傳感器的檢測值真實反映葉輪葉尖與機匣之間的間隙。
[0020]除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本實用新型還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]構成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用於解釋本實用新型，並不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0022]圖1是本實用新型優選實施例葉尖間隙傳感器標定裝置的原理示意圖；以及
[0023]圖2是本實用新型優選實施例葉尖間隙傳感器標定裝置的結構示意圖。
[0024]附圖標記說明:
[0025]1、機匣；2、葉尖間隙傳感器；3、葉輪旋轉機構；31、旋轉軸；32、電機；33、葉輪夾具；34、測速齒輪；4、葉輪；5、間隙調整機構；51、第一調節機構；52、第二調節機構；6、轉速傳感器；7、處理器；8、安裝支架；81、定位環；9、外罩。
【具體實施方式】
[0026]以下結合附圖對本實用新型的實施例進行詳細說明，但是本實用新型可以由權利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。
[0027]參照圖1及圖2，本實用新型的優選實施例提供了一種葉尖間隙傳感器標定裝置，用於對安裝在機匣I上的葉尖間隙傳感器2進行標定。本實施例中，將用於檢測機匣I與葉輪葉尖之間間隙距離的葉尖間隙傳感器2安裝在實際的機匣I上，本實施例葉尖間隙傳感器標定裝置包括用於安裝葉輪4的葉輪旋轉機構3和用於對葉輪旋轉機構3的旋轉軸31進行位移調整的間隙調整機構5。其中，間隙調整機構5包括用於調整旋轉軸31的軸向位移的第一調節機構51和用於調整旋轉軸31的徑向位移的第二調節機構52 ;第一調節機構51、第二調節機構52均對應有檢測位移距離的光柵尺；該標定裝置還包括用於測量旋轉軸31的轉速的轉速傳感器6。葉輪驅動機構3帶動葉輪4旋轉，轉速傳感器6測量葉輪4的轉速，在葉輪旋轉機構3帶動葉輪4旋轉的過程中,通過第一調節機構51調節旋轉軸31軸向的位移和/或通過第二調節機構52調節旋轉軸31沿徑向的位移，實現葉輪葉尖與機匣I之間間隙的調整；且本實施例中，第一調節機構51的位移量和第二調節機構52的位移量均可經光柵尺精確檢測到，葉輪4的轉速可經轉速傳感器6檢測到，這樣，根據實際間隙和轉速值即可對葉尖間隙傳感器2的檢測數值進行標定。本實施例，通過設置用於安裝葉輪4的葉輪旋轉機構，並採用間隙調整機構5對葉輪旋轉機構3的旋轉軸31進行位移調節，採用轉速傳感器6檢測旋轉軸31的轉速，在葉輪4達到標定轉速後，根據測得的轉速、葉輪葉尖與機匣I之間的間隙對葉尖間隙傳感器2的檢測數據進行標定，實現了對真實葉片的間隙標定，避免了葉尖間隙傳感器2多次安裝帶來的誤差對標定結果的影響，提高了標定精度，從而能夠根據葉尖間隙傳感器2的檢測值真實反映葉輪葉尖與機匣I之間的間隙。
[0028]本實施例中，第一調節機構51和第二調節機構52均採用渦輪蝸杆調節機構，旋轉軸31在沿軸向設置的渦輪蝸杆機構的推動下進行軸向位移，旋轉軸31在沿徑向設置的渦輪蝸杆機構的推動下進行徑向位移。本領域技術人員可以理解，本實施例中的第一調節機構51和第二調節機構52還可以採用滑塊位移機構等實現。
[0029]優選地，本實施例中，旋轉軸31的驅動端連接有驅動其旋轉的電機32，旋轉軸31上設有用於固定葉輪4的葉輪夾具33，旋轉軸31還連接有與其同步旋轉的測速齒輪34，轉速傳感器6與測速齒輪34相對；轉速傳感器6通過檢測測速齒輪34的轉速，即可得到葉輪4的轉速，且轉速傳感器6能實現對被測葉片的定位。本實施例中，轉速傳感器6為霍爾式轉速傳感器6或者光電式轉速傳感器6，當葉輪4每旋轉一周，轉速傳感器6則感應生成一個脈衝信號。
[0030]為了提高標定精度，避免外界的雜質對葉尖間隙傳感器2的檢測精度的幹擾，本實施例中，葉輪旋轉機構3設置在安裝支架8上，安裝支架8上設有外罩9，葉輪旋轉機構3位於外罩9內部。優選地，安裝支架8與外罩9之間設有定位環81，定位環81用於調節外罩9的位置，以保證外罩9與安裝支架8同心安裝。
[0031]優選地，為了實現對葉尖間隙傳感器2的智能化的標定，本實施例中，還包括處理器7，處理器7的輸入端分別連接光柵尺的輸出端、轉速傳感器6的輸出端及葉尖間隙傳感器2的輸出端，用於接收光柵尺檢測的位移數據、轉速傳感器6檢測的轉速及葉尖間隙傳感器2輸出的檢測數據，並根據葉輪4的轉速、葉輪葉尖與機匣I之間的間隙對葉尖間隙傳感器2輸出的檢測數據進行標定；處理器7根據葉輪4的轉速、葉輪葉尖與機匣I之間的間隙、葉尖間隙傳感器2輸出的檢測數據自動輸出標定曲線。本實施例中，葉尖間隙傳感器2採用電容式傳感器，將葉輪葉尖與機匣I之間間隙轉換成電容信號輸出。
[0032]以上所述僅為本實用新型的優選實施例而已，並不用於限制本實用新型，對於本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種葉尖間隙傳感器標定裝置，用於對安裝在機匣(I)上的葉尖間隙傳感器(2)進行標定，其特徵在於，包括用於安裝葉輪(4)的葉輪旋轉機構(3)和用於對所述葉輪旋轉機構(3)的旋轉軸(31)進行位移調整的間隙調整機構(5)； 所述間隙調整機構(5)包括用於調整所述旋轉軸(31)的軸向位移的第一調節機構(51)和用於調整所述旋轉軸(31)的徑向位移的第二調節機構(52);所述第一調節機構(51)、所述第二調節機構(52)均對應有檢測位移距離的光柵尺； 還包括用於測量所述旋轉軸(31)的轉速的轉速傳感器(6)。
2.根據權利要求1所述的葉尖間隙傳感器標定裝置，其特徵在於， 還包括處理器(7)，所述處理器(7)的輸入端分別連接所述光柵尺的輸出端、所述轉速傳感器(6)的輸出端及所述葉尖間隙傳感器(2)的輸出端，用於接收所述光柵尺檢測的位移數據、所述轉速傳感器(6)檢測的轉速及所述葉尖間隙傳感器(2)輸出的檢測數據，並根據葉輪⑷的轉速、葉輪葉尖與機匣⑴之間的間隙對所述葉尖間隙傳感器⑵輸出的檢測數據進行標定。
3.根據權利要求1或者2所述的葉尖間隙傳感器標定裝置，其特徵在於， 所述旋轉軸(31)的驅動端連接有驅動其旋轉的電機(32)，所述旋轉軸(31)上設有用於固定所述葉輪(4)的葉輪夾具(33)，所述旋轉軸(31)還連接有與其同步旋轉的測速齒輪(34)，所述轉速傳感器(6)與所述測速齒輪(34)相對。
4.根據權利要求3所述的葉尖間隙傳感器標定裝置，其特徵在於， 所述轉速傳感器(6)為霍爾式轉速傳感器(6)或者光電式轉速傳感器(6)。
5.根據權利要求4所述的葉尖間隙傳感器標定裝置，其特徵在於， 所述第一調節機構(51)和所述第二調節機構(52)為渦輪蝸杆調節機構。
6.根據權利要求5所述的葉尖間隙傳感器標定裝置，其特徵在於， 所述葉輪旋轉機構(3)設置在安裝支架(8)上，所述安裝支架(8)上設有外罩(9)，所述葉輪旋轉機構⑶位於所述外罩(9)內部。
【文檔編號】G01B21/16GK203824546SQ201420200604
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年4月23日 優先權日:2014年4月23日
【發明者】張俊, 李軒, 莫崇芳, 劉毅, 顏梁, 劉亞 申請人:中國航空動力機械研究所