测量发动机叶尖间隙的方法及其系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102967270A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102967270A(43)申请公布日2013.03.13(21)申请号201210455748.1(22)申请日2012.11.14(71)申请人西南科技大学地址621000四川省绵阳市涪城区(72)发明人朱目成童思容王雅萍赵必武罗贤鹏陈玉涛(74)专利代理机构四川省成都市天策商标专利事务所51213代理人刘兴亮(51)Int.Cl.G01B11/14(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称测量发动机叶尖间隙的方法及其系统(57)摘要本发明公开了一种测量发动机叶尖间隙的方法及其系统，包括：用于拍摄机匣和叶尖图像的图像采集器；用于测量发动机叶尖的角度信号的角度传感器；用于进行数据分析，从图片中获取发动机叶尖的间隙，并记录角度传感器输出的角度信号的上位机；上位机根据所测量序列（R-L1，θ1），（R-L2，θ2），以此类推为（R-Ln，θn），根据数值计算方法拟合出发动机叶尖在径向的轮廓曲线f(x)。根据前面测量的取值范围，计算出f(x)在区间之间的极值。通过以上技术方案可以快速准确的测量航空发动机装配过程中各级叶片叶尖的间隙极值。CN102967ACN102967270A权利要求书1/1页1.一种测量发动机叶尖间隙的方法，其特征在于，通过图形采集器拍摄机匣和叶尖的图像，并通过上位机进行数据分析获取该发动机各叶片叶尖同机匣之间的间隙，测得叶片的第一个间隙值为L1，测得的第二个间隙值为L2，以此类推，测得的第n个间隙值为Ln；根据安装在转轴上的角度传感器，也适时测出相关间隙值对应的角度信息。第一个间隙值L1对应的角度信息为θ1，相应的，第二个间隙值L2对应的角度为θ2，第三个间隙值为L3对应的角度为θ3，以此类推，测得的第n个间隙值为Ln对应的角度为θn；以上测得的值表示成序列（L1，θ1），（L2，θ2），以此类推为（Ln，θn）；序列值被传输至上位机保存，用以进行后续的处理；以发动机的转轴中心为原点，以第一个测量值L0为x轴，构建直角坐标系，设定转轴与机匣之间的距离为R；根据以上的测量序列（R-L1，θ1），（R-L2，θ2），以此类推为（R-Ln，θn），根据数值计算方法拟合出发动机叶尖在径向的轮廓曲线f(x)，根据前面测量的取值范围，计算出f(x)在区间[(R-L1)cosθ1,(R-Ln)cosθn]之间的极值。2.根据权利要求1所述的测量发动机叶尖间隙的方法，其特征在于，测量之前，安装好角度传感器和图形采集器，进行相关初始参数的设置，确保图形采集器能够获得清晰的图片，角度传感器能够输出准确的角度信号。3.根据权利要求2所述的测量发动机叶尖间隙的方法，其特征在于，在现场光线不能满足图像分析处理的要求的情况下，需要对图形采集器进行补光处理。4.根据权利要求1至3任意一项所述的测量发动机叶尖间隙的方法，其特征在于，对图形采集器进行标定，完成所拍摄物体与像素点之间的坐标转换。5.一种实现如权利要求1所述方法的测量发动机叶尖间隙的系统，其特征在于，包括：图形采集器，所述图形采集器用于拍摄机匣和叶尖的图像；角度传感器，所述角度传感器用于测量发动机叶尖的角度信号；上位机，所述上位机用于进行数据分析，从图片中获取发动机叶尖的间隙，并记录角度传感器输出的角度信号；上位机根据权利要求1中的测量序列（R-L1，θ1），（R-L2，θ2），以此类推为（R-Ln，θn），根据数值计算方法拟合出发动机叶尖在径向的轮廓曲线f(x)，根据前面测量的取值范围，计算出f(x)在区间[(R-L1)cosθ1,(R-Ln)cosθn]之间的极值。6.根据权利要求5所述的测量发动机叶尖间隙的系统，其特征在于，所述图形采集器为CCD摄像头。2CN102967270A说明书1/4页测量发动机叶尖间隙的方法及其系统技术领域[0001]根据本发明的一个实施例涉及航空发动机装配技术领域，具体涉及一种测量发动机叶尖间隙的方法及其系统。背景技术[0002]航空发动机的叶尖间隙一般是指发动机转子叶片与机匣之间的径向间隙。叶尖间隙是发动机研制过程中的一项基本的测量参数。在现代航空发动机中，叶尖间隙对压气机和涡轮的效率、发动机的油耗以及稳定性的影响相当显著，特别对高压涡轮和高压压气机的后几级的效率影响更为突出。[0003]为了有效提高发动机的可靠性和经济性，国内外的研究机构和高等院校都先后开展了航空发动机叶尖间隙问题的研究。航空发动机装配过程中的叶尖间隙的高精度、准确检测，对后期整机实验的参数有很大的影响。[0004]对于发动机的叶尖间隙的研究和测量，目前国内外研究的大都是集中于发动机在运行情况下的检测与控制，又主要集中