基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置与方法与流程

本发明涉及发动机检测，尤其涉及基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置与方法。

背景技术：

1、航空发动机核心部件(转子、动叶片等)的状态参数直接影响设备运转状态、工作效率和安全性能，特别是转子与静子之间的径向间隙变化是影响装备性能和安全的主要因素之一。为提高装备性能和效率，闭环主动间隙控制已成为重要发展方向，转静子间隙在线监测是实现主动间隙控制的前提。频域干涉式转静子间隙测量方法是近年来发展起来的一种有效间隙测量手段，其利用探头端面回光与被测面反射光进行干涉，通过光谱仪分析干涉光强的谱图实现间隙测量，具有探头尺寸小、测量精度高、抗干扰能力强的优点。然而，受限于光谱仪的帧率，这种方法最高测量频率只有几十千赫兹，若被测物为旋转叶片，则当叶片到达传感器时系统可能无法及时捕捉到信号造成测量丢失。

2、因此，在进行转静子叶尖间隙测量时，需要一种基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置与方法，及时捕捉信号以使间隙测量更加精准。

技术实现思路

1、本发明的目的是提出基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置与方法。

2、基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置，包括宽谱光源、环形器、光纤传感器、耦合器、光谱仪光路模块、ccd、间隙解算模块、光电探测器、ccd触发模块，宽谱光源、环形器、光纤传感器依次连接；环形器与耦合器连接后分为两路，一路依次经过光谱仪光路模块、ccd后进入间隙解算模块，另一路经过光电探测器进入ccd触发模块；ccd触发模块与ccd连接，为其提供触发信号。

3、光纤传感器的内芯采用pc端面的pigtail，且端面与光轴垂直。

4、基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置的测量方法，宽谱光源发射的激光通过光纤到达环形器，再通过光纤到达光纤传感器，一部分激光直接从光纤传感器的端面反射作为参考光，另一部分激光透过光纤传感器作为测量光；测量光穿过间隙空间，照射到转子径向端面上，部分反射的测量光被光纤传感器接收，再次穿过光纤传感器并耦合进入原光纤；此时，反射的测量光和参考光发生干涉形成干涉光；干涉光再次通过环形器到达耦合器，被耦合器分为两束光，其中一束光进入光谱仪光路模块被分光并照射到ccd上被接收，另一束光到达光电探测器，光电探测器将间隙传感光信号转换成电信号传输到ccd触发模块，ccd触发模块对电信号进行滤波、放大调理后提取其脉冲包络；根据脉冲包络向ccd发射积分开始触发信号和积分停止触发信号，从而控制ccd积分起止时间；ccd积分输出信号传输至间隙解算模块对间隙进行解算。

5、本发明的有益效果在于：本发明提出的装置与方法，提取光纤间隙传感信号光强，并将其整形作为ccd积分触发信号，以控制ccd积分起止时间，使得积分与叶片到达时间同步，提高了间隙测量的精度。

技术特征：

1.基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置，包括宽谱光源、环形器、光纤传感器、耦合器、光谱仪光路模块、ccd、间隙解算模块、光电探测器、ccd触发模块，其特征在于，宽谱光源、环形器、光纤传感器依次连接；环形器与耦合器连接后分为两路，一路依次经过光谱仪光路模块、ccd后进入间隙解算模块，另一路经过光电探测器进入ccd触发模块；ccd触发模块与ccd连接，为其提供触发信号。

2.根据权利要求1所述基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置，其特征在于，光纤传感器的内芯采用pc端面的pigtail，且端面与光轴垂直。

3.一种权利要求1或2所述基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置的测量方法，其特征在于，宽谱光源发射的激光通过光纤到达环形器，再通过光纤到达光纤传感器，一部分激光直接从光纤传感器的端面反射作为参考光，另一部分激光透过光纤传感器作为测量光；测量光穿过间隙空间，照射到转子径向端面上，部分反射的测量光被光纤传感器接收，再次穿过光纤传感器并耦合进入原光纤；此时，反射的测量光和参考光发生干涉形成干涉光；干涉光再次通过环形器到达耦合器，被耦合器分为两束光，其中一束光进入光谱仪光路模块被分光并照射到ccd上被接收，另一束光到达光电探测器，光电探测器将间隙传感光信号转换成电信号传输到ccd触发模块，ccd触发模块对电信号进行滤波、放大调理后提取其脉冲包络；根据脉冲包络向ccd发射积分开始触发信号和积分停止触发信号，从而控制ccd积分起止时间；ccd积分输出信号传输至间隙解算模块对间隙进行解算。

技术总结本发明公开了属于发动机检测技术领域的基于叶尖脉冲信号触发的色散干涉式转静子叶尖间隙测量装置与方法。该装置包括宽谱光源、环形器、光纤传感器、耦合器、光谱仪光路模块、CCD、间隙解算模块、光电探测器、CCD触发模块，宽谱光源、环形器、光纤传感器依次连接；环形器与耦合器连接后分为两路，一路依次经过光谱仪光路模块、CCD后进入间隙解算模块，另一路经过光电探测器进入CCD触发模块；CCD触发模块与CCD连接，为其提供触发信号。本发明可以提取光纤间隙传感信号光强，并将其整形作为CCD积分触发信号，以控制CCD积分起止时间，使得积分与叶片到达时间同步，提高了间隙测量的精度。技术研发人员：黄婷婷,段发阶受保护的技术使用者：善测（天津）科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2