一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105588652A(43)申请公布日2016.05.18(21)申请号201510937374.0(22)申请日2015.12.15(71)申请人中国燃气涡轮研究院地址621703四川省绵阳市江油305信箱运行监控部(72)发明人徐毅熊庆荣石小江张浩徐芳李杨钟明(74)专利代理机构中国航空专利中心11008代理人杜永保(51)Int.Cl.G01K7/02(2006.01)G01K1/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页(54)发明名称一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法(57)摘要本发明涉及一种用于航空发动机涡轮叶片表面温度测量的新方法。本发明基于空气喷涂的涡轮叶片表面温度测量方法首先对涡轮叶片表面进行预处理，除去叶片表面各种异物，提供适合于涂装要求的良好基底。接着，采用空气喷涂工艺喷涂高温绝缘胶黏剂完成绝缘层的制备，然后，完成测点选择及微细热电偶传感器的安装固定，其后，再次喷涂高温绝缘胶黏剂完成对功能层的保护，最后通过测试引线引出进行信号采集及传输完成涡轮叶片表面温度测量。本发明具有响应速度快、测量精度高、不破坏试件结构及对流场干扰小的特点，可方便完成涡轮叶片表面温度精确测量及实时监测。CN105588652ACN105588652A权利要求书1/1页1.一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法，其特征为：首先对涡轮叶片表面进行预处理，除去叶片表面异物；其次，采用空气喷涂工艺喷涂高温绝缘胶黏剂制备绝缘层；再次，在叶片上固定热电偶；最后再次喷涂高温绝缘胶粘剂制备保护层；所述的高温绝缘胶黏剂由配比为5.50％～6.50％的氧化钇，配比为68.50％～69.50％的二氧化锆，配比为5.75％～6.75％的高温有机树脂805，配比为18.25％～19.25％的二甲苯混合均匀，并经研磨后制成。2.根据权利要求1所述的一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法，其特征在于采用以下方法对涡轮叶片表面进行预处理：首先，将涡轮叶片榫槽用高温胶带保护；其次，对热电偶安装位置进行喷砂处理，喷砂处理完成后对涡轮叶片清洁处理，吹净残留砂粒；再次，依次使用丙酮、无水乙醇和去离子水对涡轮叶片表面进行超声清洗；最后，干燥试片表面。3.根据权利要求2所述的一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法，其特征为：砂粒为棕刚玉，砂粒度约20目～30目，喷砂压力为0.6MPa；使用丙酮、无水乙醇或去离子水进行超声清洗时间不少于10min。4.根据权利要求1所述的一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法，其特征在于采用以下方法制备绝缘层：首先，采用空气喷涂工艺在叶片上热电偶安装位置喷涂高温绝缘胶黏剂；其次，将叶片置于电热鼓风干燥箱内，210℃恒温60min后自然冷却。5.根据权利要求4所述的一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法，其特征为：绝缘层厚度为20μm～30μm。6.根据权利要求1所述的一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法，其特征为：通过平行焊将热电偶焊接在涡轮叶片表面测温点位置，在热电偶上喷涂高温绝缘胶黏剂，并烘干。7.根据权利要求1所述的一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法，其特征为：所述高温绝缘胶黏剂其细度不大于20μm，其粘度范围为24秒～30秒。2CN105588652A说明书1/5页一种基于空气喷涂的涡轮叶片温度测量方法技术领域[0001]本发明属于航空测试技术领域，尤其是关于一种基于空气喷涂的涡轮叶片表面温度测量方法。背景技术[0002]在航空发动机涡轮叶片等热端部件冷却设计的效果以及热障涂膜的整机试验、高空台试验、部件试验等试验研究中，需要准确测量表面温度场分布、研究分析内部流动换热及热应力分布。同时，航空发动机的涡轮叶片常采用性能优异但价格十分昂贵的单晶叶片，造价很高，涡轮叶片的冷却效果是衡量航空发动机技术水平的重要指标之一，如何准确测量涡轮叶片的表面温度分布和状态，以便及时发现并预防危害性故障，提高工作可靠性和安全性，也是发动机故障诊断专家十分关注的问题。随着航空技术的发展，发动机各方面性能不断提高，热端部件的工作温度越来越高，因此，准确测量航空发动机涡轮叶片的表面温度是十分关键和必要的。[0003]英﹑美﹑俄等航空技术发达国家对航空发动机涡轮叶片表面温度测量技术十分重视，国家和各大航空企业投入了大量的人力物力用于研发和完善涡轮叶片表面温度测量新技术新仪器，并有充足的发动机资源可供试验验证。这些国家多年来相继提出了热辐射测温技术、晶体测温技术、示温漆测温技术和薄膜热电偶测温技术等测试方法，测试人员可以根据不同测试需求选择适合的测试手段进行测量，在发动机研制试验过程中得到了广泛应用并发挥重要作用。[0004]我国开展航空发动机涡轮叶片表面温度测量技术研究起步