一種紅外測溫模擬仿真裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紅外測溫領(lǐng)域，特別涉及一種紅外測溫模擬仿真裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在航空發(fā)動機(jī)的研制及可靠性壽命研宄中，愈來愈多地面臨著一個新的工作內(nèi)容，即精確測量零部件實體在穩(wěn)定工況下的溫度、應(yīng)力等參數(shù)，并提供相關(guān)的計算與校核，這對發(fā)動機(jī)設(shè)計、試驗驗證和性能評價具有重要的意義，發(fā)動機(jī)熱端部件表面溫度測量是其中一項重要內(nèi)容。
[0003]對于發(fā)動機(jī)熱端部件例如渦輪轉(zhuǎn)子葉片，隨著航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展，由于提高燃?xì)鉁u輪進(jìn)口溫度己成為改善發(fā)動機(jī)性能的一條主要途徑，發(fā)動機(jī)的熱力參數(shù)在不斷提高，第五代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)的渦輪進(jìn)口溫度將達(dá)到2100K?2300K，從而造成了渦輪轉(zhuǎn)子葉片所承受的溫度大幅度提高，直接影響渦輪機(jī)在高溫狀態(tài)下的可靠工作壽命。因此渦輪轉(zhuǎn)子葉片表面溫度的準(zhǔn)確測量對正確評價其冷卻效果、工作狀態(tài)及使用壽命，確保發(fā)動機(jī)的安全具有重要作用。
[0004]傳統(tǒng)的高溫測試以接觸法為主，由于發(fā)動機(jī)內(nèi)部環(huán)境惡劣，較難通過直接測量熱端部件的表面溫度以評價其各方面效果，且直接測量熱端部件表面溫度的試驗成本較大。
[0005]目前國外紅外測溫試驗是直接在真實發(fā)動機(jī)上進(jìn)行測試，并沒有針對葉片表面溫度測量建立模擬裝置。雖然直接測量真實發(fā)動機(jī)渦輪葉片溫度能使試驗所測得溫度更接近于實際溫度，但是由于搭建一臺渦輪發(fā)動機(jī)實驗室的成本過于龐大，而且每運行一次發(fā)動機(jī)所耗費的資源也很多，因此發(fā)明一種成本較低并且能夠模擬發(fā)動機(jī)熱端部件表面溫度的仿真裝置是有必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種紅外測溫模擬仿真裝置，可模擬渦輪轉(zhuǎn)子葉片在發(fā)動機(jī)工作時產(chǎn)生的高溫環(huán)境下的表面溫度，并全方位覆蓋測量此表面溫度。
[0007]本發(fā)明的另一發(fā)明目的是提供使用上述紅外測溫模擬裝置的測溫方法。
[0008]本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實現(xiàn)的:
[0009]一種紅外測溫模擬仿真裝置，該裝置包含溫箱、蜂音輪、蜂音輪帶動裝置、紅外測溫裝置，其中，所述蜂音輪為一設(shè)有多個孔的圓盤，轉(zhuǎn)動時模擬了渦輪轉(zhuǎn)子葉片實際工作時的形狀；所述溫箱位于蜂音輪的一側(cè)；所述蜂音輪的孔上覆蓋不同網(wǎng)眼密度的金屬網(wǎng)狀遮擋片，當(dāng)溫箱產(chǎn)生的熱能輻射在所述金屬網(wǎng)狀遮擋片上時，產(chǎn)生了不同的熱能損失，模擬了渦輪轉(zhuǎn)子不同葉片溫度的差異；所述紅外測溫裝置位于蜂音輪的另一側(cè)，用于測量蜂音輪的表面溫度；所述蜂音輪與蜂音輪帶動裝置連接，從而帶動蜂音輪的轉(zhuǎn)動。
[0010]在一實施方式中，所述蜂音輪驅(qū)動裝置包括皮帶輪和蜂音輪電機(jī)，所述蜂音輪通過皮帶輪與蜂音輪電機(jī)連接。進(jìn)一步地，所述蜂音輪電機(jī)與溫箱不在同一水平面上，防止溫箱高溫直接輻射電機(jī)，保護(hù)電機(jī)處于安全工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)。
[0011]在一實施方式中，所述蜂音輪驅(qū)動裝置包括傳動軸和蜂音輪電機(jī)，所述蜂音輪通過傳動軸與蜂音輪電機(jī)連接。進(jìn)一步地，所述蜂音輪電機(jī)通過傳動軸增加蜂音輪電機(jī)與溫箱之間的距離，并且傳動軸做增加散熱面積處理，防止溫箱高溫直接輻射電機(jī)，保護(hù)電機(jī)處于安全工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)。
[0012]在一實施方式中，所述紅外測溫裝置包括探針、探針連桿機(jī)構(gòu)和探針電機(jī)，其中探針通過探針連桿機(jī)構(gòu)與探針電機(jī)連接，探針在探針電機(jī)的帶動下在豎直方向上下移動，從而在蜂音輪轉(zhuǎn)動時可全面覆蓋地測量蜂音輪的表面溫度。也就是，探針在蜂音輪后方以垂直于溫箱熱能輻射方向的移動，以及蜂音輪以溫箱熱能輻射方向為軸心的轉(zhuǎn)動達(dá)到全方位覆蓋測量模擬葉片表面溫度。
[0013]本發(fā)明還提供了使用上述紅外測溫模擬裝置的測溫方法，包括以下步驟:
[0014](I)開啟溫箱，在溫箱的熱能輻射下，由于蜂音輪的孔上設(shè)有不同網(wǎng)眼密度的金屬網(wǎng)狀遮擋片，蜂音輪表面產(chǎn)生溫度差；
[0015](2)等待溫箱溫度升溫至試驗溫度并保持平穩(wěn)不變后，啟動蜂音輪帶動裝置，帶動蜂音輪的轉(zhuǎn)動；
[0016](3)蜂音輪轉(zhuǎn)速達(dá)到試驗要求后，啟動測溫裝置，測定轉(zhuǎn)動的蜂音輪表面溫度。
[0017]進(jìn)一步地，所述步驟(3)中，使用如權(quán)利要求4所述的測溫裝置，所述探針通過探針連桿機(jī)構(gòu)在探針電機(jī)帶動下，以垂直于溫箱熱能輻射方向上下移動，測量高速轉(zhuǎn)動的蜂音輪表面溫度。
[0018]本發(fā)明提供的紅外測溫模擬仿真裝置逼真地模擬了工作狀態(tài)下的渦輪轉(zhuǎn)子葉片，能全面覆蓋地測量模擬葉片的表面溫度，節(jié)約了試驗成本。
【附圖說明】
[0019]圖1:本發(fā)明紅外測溫仿真裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2:本發(fā)明紅外測溫仿真裝置中的蜂音輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3:本發(fā)明紅外測溫仿真裝置中的蜂音輪傳動系統(tǒng)；
[0022]其中，I一溫箱、2—蜂音輪、3—探針、4一探針連桿機(jī)構(gòu)、5—探針電機(jī)、6—皮帶輪、7—蜂音輪電機(jī)、8 一金屬網(wǎng)狀遮擋片、9 一傳動軸。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖1-3，進(jìn)一步說明本發(fā)明是如何實現(xiàn)的。
[0024]實施例1
[0025]如圖1所示，一種紅外測溫模擬仿真裝置，包含溫箱1、蜂音輪2、探針3、探針連桿機(jī)構(gòu)4、探針電機(jī)5、皮帶輪6、蜂音輪電機(jī)7，其中，所述蜂音輪2是一設(shè)有孔的圓盤，轉(zhuǎn)動時很好地模擬了渦輪轉(zhuǎn)子葉片實際工作時的形狀。所述溫箱I位于蜂音輪2的一側(cè)，溫箱I產(chǎn)生的熱能輻射在蜂音輪2表面產(chǎn)生的表面溫度，模擬了渦輪轉(zhuǎn)子葉片產(chǎn)生的表面溫度。所述探針3位于蜂音輪2的另一側(cè)，用于探測蜂音輪的表面溫度。所述探針3通過探針連桿機(jī)構(gòu)4與探針電機(jī)5相連，在探針電機(jī)5的帶動下在豎直方向移動。所述蜂音輪2通過皮帶輪6與蜂音輪電機(jī)7相連，在蜂音輪電機(jī)7帶動下以溫箱2熱能輻射方向為軸心轉(zhuǎn)動。該模擬仿真裝置在使用時，探針3可全方位覆蓋地測量蜂音輪的表面溫度。
[0026]如圖2所示，蜂音輪2開孔處覆蓋不同網(wǎng)眼密度的金屬網(wǎng)狀遮擋片8，由溫箱I產(chǎn)生的熱能在透過不同網(wǎng)眼密度的金屬網(wǎng)狀遮擋片8時熱能會有不同程度的損失，探針3即可接收到不一樣的紅外輻射，模擬了渦輪轉(zhuǎn)子葉片的工作時的各個葉片之間的溫度差異。
[0027]實施例2
[0028]如圖3所示，還可以使用傳動軸9與蜂音輪電機(jī)7作為蜂音輪帶動裝置代替實施例I中的蜂音輪帶動裝置，蜂音輪2通過傳動軸9與蜂音輪電機(jī)7連接，傳動軸9增加蜂音輪電機(jī)7與溫箱I之間的距離，并且傳動軸9做增加散熱面積處理，可以很好的保證蜂音輪電機(jī)7的工作溫度在安全工作環(huán)境溫度范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種紅外測溫模擬仿真裝置，包括溫箱、蜂音輪、蜂音輪帶動裝置、紅外測溫裝置，其特征在于，所述蜂音輪為一設(shè)有多個孔的圓盤，所述蜂音輪的孔上覆蓋不同網(wǎng)眼密度的金屬網(wǎng)狀遮擋片，所述溫箱位于蜂音輪的一側(cè)，所述紅外測溫裝置位于蜂音輪的另一側(cè)，所述蜂音輪與蜂音輪帶動裝置連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外測溫模擬仿真裝置，其特征在于，所述蜂音輪驅(qū)動裝置包括皮帶輪和蜂音輪電機(jī)，所述蜂音輪通過皮帶輪與蜂音輪電機(jī)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紅外測溫模擬仿真裝置，其特征在于，所述蜂音輪電機(jī)與溫箱不在同一水平面上。4.根據(jù)據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外測溫模擬仿真裝置，其特征在于，所述蜂音輪驅(qū)動裝置包括傳動軸和蜂音輪電機(jī)，所述蜂音輪通過傳動軸與蜂音輪電機(jī)連接。5.根據(jù)據(jù)權(quán)利要求4所述的紅外測溫模擬仿真裝置，其特征在于，所述蜂音輪電機(jī)通過傳動軸增加蜂音輪電機(jī)與溫箱之間的距離，并且傳動軸做增加散熱面積處理。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紅外測溫模擬仿真裝置，其特征在于，所述紅外測溫裝置包括探針、探針連桿機(jī)構(gòu)和探針電機(jī)，其中探針通過探針連桿機(jī)構(gòu)與探針電機(jī)連接。7.一種使用權(quán)利要求中I所述的紅外測溫模擬仿真裝置進(jìn)行測溫的方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)開啟溫箱，溫箱的熱能輻射于蜂音輪上，由于蜂音輪的孔上設(shè)有不同網(wǎng)眼密度的金屬網(wǎng)狀遮擋片，蜂音輪表面產(chǎn)生溫度差； (2)等待溫箱溫度升溫至試驗溫度并保持平穩(wěn)不變后，啟動蜂音輪驅(qū)動裝置，帶動蜂音輪的轉(zhuǎn)動； (3)蜂音輪轉(zhuǎn)速達(dá)到試驗要求后，啟動測溫裝置，測定轉(zhuǎn)動的蜂音輪表面溫度。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的測溫的方法，其特征在于，所述步驟(3)中，使用如權(quán)利要求6所述的紅外測溫裝置，所述探針通過探針連桿機(jī)構(gòu)在探針電機(jī)帶動下，以垂直于溫箱熱能輻射方向上下移動，測量轉(zhuǎn)動的蜂音輪表面溫度。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種紅外測溫模擬仿真裝置和方法，用于模擬發(fā)動機(jī)熱端部件表面溫度并測量出此溫度，包含溫箱、蜂音輪、探針、探針電機(jī)、探針連桿機(jī)構(gòu)、蜂音輪電機(jī)和皮帶輪或傳動軸。此裝置模擬發(fā)動機(jī)在極端高溫、高壓的惡劣環(huán)境中渦輪轉(zhuǎn)子葉片的表面溫度，并全方位覆蓋測量此表面溫度，同時保證電機(jī)避開高溫環(huán)境工作。模擬高溫情況逼真，節(jié)約了試驗成本，測量數(shù)據(jù)全面，增加試驗平臺壽命。
【IPC分類】G09B23/16
【公開號】CN104916191
【申請?zhí)枴緾N201510253127
【發(fā)明人】韓秋楠, 郭子昂, 趙振平, 顧寶龍, 黃建民, 閆旭, 俞璐
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司上海航空測控技術(shù)研究所
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年5月18日