航空发动机叶片间隙测量方法综述
飞行试验中的发动机叶尖间隙测量方法
飞行试验中的发动机叶尖间隙测量方法发动机叶尖间隙是指发动机旋转部件（如涡轮、风扇等）与固定部件（如机架、外壳等）之间的距离，该参数是飞行试验中非常重要的一个参数，它的大小直接关系到发动机的性能与寿命。
发动机叶尖间隙的测量方法是飞行试验中不可或缺的一项技术措施，下面将详细介绍该方法。
发动机叶尖间隙测量的原理是利用激光测距仪和相控阵雷达对发动机叶尖进行三维扫描，然后将扫描到的数据传输到计算机中，通过计算机对数据进行处理分析，最终得出发动机叶尖与固定部件的距离。
激光测距仪是发动机叶尖间隙测量的核心设备之一，它的作用是发射一束激光束，然后根据反射回来的光信号来计算叶尖与固定部件的距离。
相控阵雷达则是用来检测激光束的位置，这样就可以确保测量的精度和准确性。
发动机叶尖间隙测量中需要进行一系列的准备工作。
首先要准确的测定发动机叶尖的位置，尤其是在飞行状态下，叶尖随着飞机的加速和转弯而变化。
此外，在测量之前，还需要检查激光测距仪和相控阵雷达的适用性、精度及标定情况，并对测量站点进行维护和校准。
在发动机飞行前，需要安装测量设备并进行初步测试，确认设备的测量范围、精度等等。
在飞行中，发动机主轴转速与飞行速度的改变会导致叶片挠度的变化，因此，需要对测量数据进行实时校准，以确保测量数据的准确性和实时性。
在整个测量过程中，还需要对数据进行处理和分析，以确保测量结果的可靠性。
测量结果需要纳入飞机数据记录器中，通过对数据进行分析和比对，来跟踪并确定发动机维护和调整计划。
总之，发动机叶尖间隙测量方法是飞行试验中不可或缺的一项技术措施，它对于发动机性能的调整和维护起到了至关重要的作用。
通过该测量方法，可以在最大程度上保证发动机在飞行过程中的安全和稳定，提高飞行的安全性和效率。
为了更好地理解发动机叶尖间隙测量的重要性和实际应用，我们可以通过收集相关数据进行分析。
首先，我们可以收集不同飞机型号发动机的叶尖间隙标准要求。
以波音737 MAX为例，其飞行试验手册要求该型号的发动机叶尖间隙应该在0.5mm至1.5mm之间，而其它型号的飞机发动机，要求叶尖间隙的范围也不尽相同。
航空发动机叶片裂纹检测技术及应用分析
航空发动机叶片裂纹检测技术及应用分析航空发动机作为飞机动力的核心，是体现飞机性能的标准之一。
大多采用复杂型面叶片，在运行过程中因为会受到应力、离心力已于弯矩应力的影响，所以容易生成疲劳裂纹、层间分离等损伤。
这种损伤会降低航空发动机的性能，给装备带来安全隐患，甚至会引发灾难。
因此发展、使用高效的检测技术是解决这类问题的关键。
大部分应用于航空发动机叶片检测的方法主要有孔探法以及常规的检测方法如磁粉、射线、涡流电磁法，其中孔探法是发动机外场检测应用最多的一种技术，这种技术检测时间长，对人力的要求很高，并且操作过程较为复杂且必须十分谨慎。
常规的检测方法对复杂曲面结构缺陷的检测存在这一定的局限性。
近年来已出现一些高效的无损检测方法如声波/超声波检测、电磁超声非线性检测、相控阵检测等已经逐步应用于发动机叶片的探伤。
红外热成像技术亦是较为先进的无损检测技术之一，它主要是通过对被测结构件表面的温度变化进行捕捉，利用红外热成像仪采集表面因温度变化而产生的红外信号检测的。
红外热成像技术是用超声波对工件表面积局部进行激励进而进行加热，通过热成像仪捕捉裂纹区域的局部红外图像。
由于在固体器件中超声波传播速度快，所以从发出激励信号到采集到反馈信号是极短时间的过程，又因为深度、裂纹大小不同，红外信号传播到试件表面并得到反馈是随着时间、裂纹规模变化的，最后经过图像处理可以对试件的裂纹进行识别与定位。
1 检测原理及方法概述1.1 检测原理概述超声红外热成像检测技术的原理是先将低频高能的超声波注入被测零件，被测零件会产生小幅的机械振动，如果存在裂纹，那么由于裂纹两侧因震动频率不同（即出现相位差）而出现部分热效应（即摩擦生热），导致局部的温度升高表面产生的热辐射也不同。
之后利用热成像仪对被测件表面温度进行捕捉生成零件表面的温度分布图，最后通过对温度分布图中的异常信号进行分析从而得到裂纹的位置及尺寸。
相比于其他成像技术，超声红外热成像技术可以只对表面或者裂纹区域进行加热，对正常的结构区域不加热，这种方法可以增加裂纹检测的可靠性，更有利于分析与判定，其检测原理如图1所示。
航空发动机叶片检测验收技术
叶片材料性能检测
硬度检测
通过硬度计测量叶片材料的硬度，评估材料的机械性能和耐 磨性。
拉伸检测
通过拉伸试验机测量叶片材料的拉伸强度、延伸率等力学性 能参数，评估材料的力学性能和可靠性。
03
验收标准与流程
叶片外观验收标准
叶片表面应光滑、无 划痕、无裂纹、无气 孔等缺陷。
叶片的涂层应均匀， 无明显色差或剥落现 象。
叶片维修过程中的检测应用
叶片损伤评估
通过目视检查、敲击检测和振动 分析等方法，对叶片的损伤程度 进行评估，确定是否需要维修或
更换。
叶片修复质量检测
对经过修复的叶片，采用与生产过 程中类似的检测方法，对修复质量 进行检测，确保叶片能够恢复到原 始性能。
叶片性能测试
在维修后，对叶片进行性能测试， 包括耐久性、稳定性和冷却性能等 ，确保叶片满足使用要求。
叶片检测的重要性
确保叶片的质量和可靠性，防止因叶 片故障导致的航空事故。
通过检测验收，可及时发现并处理叶 片生产中的质量问题，提高生产效率 和产品质量。
02
叶片检测技术
无损检测技术
超声检测
利用超声波在叶片材料中的传播特性 ，检测叶片内部和表面的缺陷，具有 非破坏性、高精度和灵敏度高的特点 。
磁粉检测
3
叶片材料的机械性能，如抗拉强度、冲击韧性等 应满足使用要求。
叶片功能性验收
叶片在发动机上的安装应牢固，无松 动现象。
叶片的冷却性能、气动性能等应符合 设计要求。
叶片的动平衡性能应良好，无明显振 动或异常声音。
04
叶片检测设备与工具
无损检测设备
超声波检测仪
利用超声波在物体中的传播和反射，检测叶片内 部和表面的缺陷。
航空发动机叶片型面测量方法评述
光学投影测量法常用于定性观察放大后的实际叶 片与标准叶片之间的符合程度 , 检测效率较高 、操作
图 3 光学投影测量原理
简便 , 但对于定量测量 , 其检测效率非常低 。用该方 法测量时受客观因素影响较多 , 如测量结果受叶片表 面反射能力及叶片弦宽的影响等 。测量精度较低 , 适 合于叶片半成品的型面检测 。 114 电感测量法 [ 1, 3 ]
随着叶片制造技术的发展 , 对叶片型面检测精度 要求不断提高 , 出现了一种机械式叶片截面型线自动 绘图测量法 。
自动绘图测量仪的测量原理如图 2 所示 。该仪器 主要由用于安装被测叶片的转盘 、用于安装绘图纸的 转盘 、测轮 、绘图笔臂 、钢带 、步进电机和转盘组成 。 测量时 , 叶片接电源的地线 , 在步进电机的驱动下 , 测轮与叶片之间保持一相对固定的高压放电间隙 , 使 测轮对叶片作非接触扫描测量 。随着测轮对叶片的扫 描 , 笔臂终端的绘图笔即可在绘图纸上绘出叶片型线 的实际轮廓的放大图 。
图 1 标准样板法测量原理
标准样板法最早是用于叶片成品检测的方法 , 它 具有检测速度快 、操作简单 、便于现场使用等优点 , 在叶片加工过程中得到广泛使用 , 但它只能定性地检 测零件是否合格 , 测量精度低 ; 同时 , 一个样板只对
· 2 · 综 合 评 述
2009年第 29卷第 3期
应于某叶片相应截面的一条型线 , 因此标准样板数量 多 , 成本高 , 在对叶片检测要求越来越高的今天 , 其 仅适用于叶片的工序间型面检测 。 112 自动绘图测量法 [ 1 ]
航空发动机压气机叶片型面检测技术
中，控制系统采用上控机，以ＴＲ００８
数控系统平台为基础进行开发，实现
了测量仪的运动控制、数据采集、光
栅准确计数等功能。ＴＲ００８是清华 大学精仪系制造工程研究所正存开 发和完善的普及型数控系统平台，其 软件争郜由ｃ程序设计语言实现。 处理系统采用ＰＣ机，以基于Ｗｉｎ一 ｄｏｗｓ系统的ＭＡＴＬＡＢ作为软件开 发１二具，以实现测量数据的处理、曲 线拟合造型、参数辨识等功能。两台 不同系统计算机之间的数据传输采 用了建立无盘工作站的方法来实现，
３陈凯云，叶佩青，俞学兰，等·航空压
主嚣！盖ｉ雷：：型苎ｉ竺研究·仪器仪表
４张国雄．三坐标测量机．天津：天津 大学出版社，１９９９．１１３～１１７（责编晓霸）
４８航牵翩造技术·２００７年第１ｌ期
万方数据
青海大学机械系 清华大学精仪系
俞学兰 叶佩青
叶片是关系到发动机性能的高负荷零件。严格控制叶 片的制造质量，是叶片制造中的关键问题。因此，叶片的检 测技术非常重要，在叶片制造的总工作量中叶片检测工作 量占相当大的ＥＥ例。
俞学兰 硕士。青海大学机械系讲师，主
要研究方向为数控加工。
叶片是关系到发动机性能的高 负荷零件。严格控制叶片的制造质 量，是叶片制造中的关键问题。因此， 叶片的检测技术：｛｝常重要，在叶片制 造的总工作量中叶片检测工作量占 相当大的比例“１。
即为理想标准叶片； 失真或无法计算的现象，而激光测量
制造误差很小时即 仪ｎ Ｊ以真实地反映叶片边缘的形状。
为样板叶片，此时制 表２从测量的精度、速度以及可靠性
圈３二维图形显示界面
造误差对测量结果 等方面将四坐标激光测量仪与三坐
的影响不明显。在 标测量机两种测量方式进行叶片测
密转台，配合非接触式激光测头进行 试验巾选用某型样板叶片对测量结 量的结果进行了比较。
航空发动机叶片型面测量技术研究现状与趋势
航空发动机叶片型面测量技术研究现状与趋势摘要
关键词：航空发动机；叶片型面测量；技术现状
1引言
航空发动机叶片型面测量技术是保证航空发动机可靠性的关键任务之一、叶片型面测量的精确性直接影响到航空发动机的使用寿命，可靠性和
效率。
传统的叶片型面测量方法有基于模型的方法和基于实物的方法，如
活塞钳、活塞钳和投影仪。
随着技术的发展，有越来越多的新的测量方式
可以替代传统的叶片型面测量方法，从而提高测量的精度和稳定性。
本文
主要对目前航空发动机叶片型面测量技术的现状进行研究，总结现有技术
的特点及发展趋势。
2现有测量技术
2.1活塞钳和投影仪组合
活塞钳和投影仪组合是一种常用的叶片型面检测技术，也是一种非接
触式的测量方式，通过投影仪投射叶片型面的影像，活塞钳可以检测到叶
片型面的参数，从而获得叶片型面的精确度。
其精度可以达到0.001毫米，精度也是十分可靠的。
2.2光学测量系统。
飞行试验中的发动机叶尖间隙测量方法
尖间隙随飞机 飞行状 态和 发动机使 用状态 的实 际变 化情况 ，
对设计 修订安装 间隙 、 叶尖问隙 主动控制技术 的实现 以及保
尖 间隙测量 的试 飞方 法进行 了探 讨 。
关 键词 ： 飞行 试验
叶 尖 间隙测 量
影 响 因素
试飞 方 法
中图分 类号 ：Ｈ ３ ．１ Ｔ Ｉ２４３
文 献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ６８ （００ｏ ００ ０ １ ２— ８６ ２ １）５－ ０５— ３ ０
Ｔ ｅ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔｏ ｒ ｅ ｇ ｎ ａ ｅ Ｔｉ ｌａ ａ ｃ ｎ Ｆ ｉ ｈ ｓ ｈ ａ ｕ ｅ ｎ ｆＡｅ ｏ ｎ ｉ ｅ Ｂｌ ｄ ｐ Ｃ ｅ ｒ ｎ ｅ ｉ ｌ ｔＴｅ ｔ ｇ
ｔ ｌａａ ｃ ｉｈ ，ａ ｄｂ ｓｄｏ ｅｆｃｏｓｄｓｕｓｔｅｆｇ ｔｔｓ ｍ ｔｏ ｏ ａｕｉｇｔ ｌａａ ｃ ｆｇ ｂｎ ｎ１ｅｂａ ｅ ｉ ｃｅ ｒ ｅｉ ｆｇ ｔ ｎ ａｅ ｎｔ ａｔｒ ｉｃ ｓ ｉｈ ｅｔ ｅｈ ｄｆｒｍｅｓ ｒ ｉ ｃｅ ｎ ｅｏ ａ ｔ ｉｅｅ ｇ． ｌｄ ． ｐ ｎ ｎｌ ｈ ｈ ｌ ｎ ｐ ｒ ｓ ｕ
Ｋ ｅ ｗｏｒ ： ｉｈ ｅ ｔｍｅ ｓ ｒｍｅ ｔｏ ｉ ｌａ ａ ｅ；ｎ ｕｅ ｅ ｆｃｏ ； ｉｈｔｔｓ ｔ ｄ ｙ ｄｓ ｆ ｇ ｔｔ ｓ； ａ ｕ ｅ ｎ ｆｔ ｃｅ ｒｎｃ ｉｆ ｎｃ ａ ｔｒ ｆ ｇ ｅ ｔｍｅｈｏ ｌ ｐ ｌ ｌ
０ 引言
在现代航空发动机设计 与试 验 中， 持 良好 的叶尖 间隙 保 成为提高发动栅 ｌ 生能的重要 手段之一 。在 发动机工 作 中， 保
・
５・
飞 行 试 验 中 的 发 动 叶 尖 间 隙 测 量 方 法 机
航空发动机叶尖间隙测量研究
航空发动机涡轮叶片温度测量综述
涡轮叶片冷却技术现状
随着航空技术的不断发展，涡轮叶片冷却技术的研究也取得了显著的进步。 目前，涡轮叶片冷却技术主要包括内部冷却和外部冷却两种类型。内部冷却通过 在涡通过在涡轮叶片表面添加涂层、热障等材料来增强散热效果，如辐射 冷却和复合冷却等。
感谢观看
航空发动机涡轮叶片温度测量 综述
01 摘要
03 综述
目录
02 引言 04 参考内容
摘要
本次演示将全面概述航空发动机涡轮叶片温度测量的研究现状、方法、成果 及不足之处。通过深入探讨，旨在为相关领域的研究提供参考与启示，促进未来 研究的发展。
引言
航空发动机作为飞机的核心部件，其性能直接影响到飞机的安全与可靠性。 其中，涡轮叶片温度是评价发动机性能的重要参数之一。因此，针对航空发动机 涡轮叶片温度测量的研究具有重要意义。本次演示将介绍目前的研究方法、成果 和不足，并展望未来的研究方向。
（1）发展多传感器融合技术，将不同测量方法的优势进行互补，提高测量 可靠性； （2）加强实时监测技术的研究，实现叶片表面温度分布的动态测量； （3）
利用新材料、新技术发展更为可靠的温度传感器，适应极端环境下的测量需 求； （4）深入研究人工智能、机器学习等技术在温度测量中的应用，提高测量 精度和自动化水平。
各种研究方法具有各自的优势和局限性。理论研究能够揭示涡轮叶片冷却的 内在机制，但所得结果的准确性和可靠性需要实验验证。实验研究能够获得真实 环境下的数据，对理论研究进行补充，但实验成本较高且周期较长。数值模拟方 法能够为设计优化提供指导，提高研究效率，但模型的准确性和计算效率有待进 一步提高。
涡轮叶片冷却技术成果与不足
经过多年的研究和发展，涡轮叶片冷却技术取得了显著的成果。例如，气膜 冷却、冲击冷却、辐射冷却等多种冷却技术已成功应用于实际航空发动机中，有 效地提高了涡轮叶片的抗高温能力和使用寿命。此外，数值模拟方法在冷却技术 研究中得到了广泛应用，为冷却系统的优化设计提供了有力支持。
探析航空发动机叶片叶尖间隙检测技术
探析航空发动机叶片叶尖间隙检测技术摘要：航空发动机叶片修理检测包含检测前处理、目视、无损、叶型精测、叶尖间隙检测以及后期修复等工作，本文主要研究叶型精测和叶片叶尖间隙检测技术。
关键词：航空发动机；叶尖间隙；检测技术1.检测前的处理叶片类零件分为压气转子叶片、压气机整流叶片、涡轮导向器叶片、涡轮工作叶片等。
其中涡轮叶片涡轮叶片表面黏附有燃料燃烧后的沉积物以及涂层和（或）基体经过高温氧化腐蚀后所产生的热蚀层，一般统称为积炭。
积炭致使涡轮效率下降，热蚀层会降低叶片的机械强度和叶片表面处理的工艺效果，同时积炭也掩盖了叶片表面的损伤，不便于检测。
因此在实施修理工艺之前进行必要的预处理和检测，以清除其表面的附着杂质，建议使用水吹砂法。
2.叶片检验检测2.1 目视检查准备好十倍放大镜、手电筒及探针等。
叶片注意检查擦伤、划伤、凹坑、裂纹等故障，尤其是进气边、排气边和叶尖等位置，需要重点检查。
2.2无损检测在修理前，使用先进的检测仪器对叶片的叶型完整性和内部结构进行检测，以评估磨损、烧熔、腐蚀、掉块、裂纹、积炭和散热孔堵塞等损伤缺陷情况，从而指导叶片的具体修理工艺。
目前，CT已经成为适用于测量涡轮叶片壁厚和内部裂纹的主要方法。
一台CT 机由X辐射源和专用计算机组成。
检测时，辐射源以扇形释放光子，通过被检叶片后被探测器采集。
其光子量和密度被综合后，产生一幅二维层析X光照片，即物体的截面图，从中分析叶片内部组织结构，得出裂纹的准确位置及尺度。
连续拍摄物体的二维扫描，可生成数字化三维扫描图，用于检测整个叶片的缺陷，还可检测空心叶片冷却通道的情况。
CT可探测到10-2mm级的裂纹。
2.3 叶型的精确检测叶型的精确检测可使用接触式测量和非接触式测量2.3.1 接触式测量接触式测量一般使用三坐标测量机，是一种高精度的三维空间检测设备，具有检测精度高、检测重复性好、自动化程度高等优点，适合叶片类复杂曲面的精密测量。
近年来，随着我国航空工业的发展，三坐标测量机在叶片生产厂家已经较为普及，且开发出专用于叶型检测的测量系统，可自动检测叶身的几何形状，并与标准叶型比较；自动给出偏差检测结果，来判断叶片的可用度和所需采用的修理手段。
航空发动机涡轮叶片的检测技术
航空发动机涡轮叶片的检测技术航空发动机的涡轮叶片主要有两部分组成，分别是进行动力工作的工作叶片和进行方向指引的导向叶片，这两部分设计的好坏至关重要，能够在一定的程度上提高发动机的推力，更有利于航空器的飞行。
对于涡轮叶片来说，因为其科技含量高，制造困难，我国在这方面的研究与国外有着一定的差距。
涡轮燃烧温度随着科技的发展在逐渐地提高，但是对于我国来说，由于科技方面存在着一定的短板，我国在涡轮增压方面并没有提高太高的温度。
而在国外涡轮发动机的发展过程中，其涡轮前的燃烧的温度有的已经达到了1700K以上温度。
就目前我国的涡轮叶片维修现状来看，若要进一步提升对涡轮叶片研制修理能力，必须要重视对涡轮叶片基本检测技术的研究。
涡轮叶片的工作环境恶劣，常在高温高压下工作，其工作环境又具有一定的腐蚀性，并且在其工作中又承受很大的缓冲力与拉应力，极易发生蠕变、断裂等。
在目前的涡轮叶片维修研究中，主要解决的是涡轮叶片的检测以及故障的维修。
对航空发动机的涡轮叶片检测技术研究主要有以下几个方面。
1 航空发动机涡轮叶片的清洗处理航空发动机在工作时，航空燃料会进行剧烈的燃烧。
在燃烧过后会有大量的燃料的废物，也就是说有大量的燃烧沉积物，这一部分的沉积物在高温的环境下会发生一定的氧化作用，其对基体有一定的腐蚀作用，这些沉积物在叶片的表面覆盖，并且杂质又覆盖在沉积物表面，在杂质的覆盖下叶片的厚度增加，叶片厚度的增加不利于对叶片进行安全性能的检测。
并且涡轮叶片在厚度增加的情况下可能会导致发动机出现堵塞的现象，导致发动机的运行效率降低。
因此对于航空器的涡轮叶片，在进行检测的时候要先进行一定的清理操作。
航空发动机涡轮叶片在工作中产生的杂质，也就是积碳，其形成的时候经过了高温高压的特殊的环境，导致杂质的质地比较坚硬，并且使得其与叶片结合非常良好。
因此，当前的科学界正在进行一些关于高效清洗剂的研究，在近几年的研究中有了一定的成果。
如美国在相关领域发明的无毒清洗技术，在该清洗技术中，运用的原理是通过碱性的物质来代替原来的氯氟烃溶剂，这样的清洗方式在实际中的清理的效果也是非常明显，并且这种清洗的技术对于一些顽固的粘着物有着一定的作用。
试论航空发动机叶片检测技术
试论航空发动机叶片检测技术
◎王琦
机械手无损检测技术是一种新型的 检测技术方法，与传统应用的检测技术相 比不会对设备结构造成影响，能够根据设 备的具体情况提前设置好程序，机械手会 按照一定的轨迹进行检查，这种检测技术 不但能够减轻工作人员的压力而且检测 精度比较高。将其应用到航空发动机叶片 检测中也具有良好的应用效果，能够最大 限度的满足叶片的检测要求，而且检测工 作的自动化水平也得到了进一步提升。
技术协作信息
技术探讨与推广
航空发动机叶片作为发动机系统中的重要组成部分，叶片质量和使用情况也会直接影响发动机的运行效果。叶片 在生产和使用期间容易受到多方面因素的影响而产生一定的缺陷，出现裂纹问题，从而影响叶片的应用效果和使用年 限。要想保证航空发动机叶片能够正常工作，则需要通过检测技术及无损检测具有一定的必要性，基于此，本文对航空发动机叶片机械手无损检测技术进行了探究。
机械手搭建系统，试验仪器还包括 SIUI 超 的运动轨迹来确定超声波的入射方式和
声探伤仪、水浸聚焦超声换能器等。该系 具体位置，及时发现其内部存在的故障问
统主要技术指标：超声采集卡采集频率为 题，并利用斜射入法进行叶片的边缘部位
250MHz；机 械 手 运 动 位 置 触 发 间 隔 为 和根部的检测工作。
无损检的重要组成。
陷检测可靠性更高。
超声换能器是检测系统硬件部分的
对于超声检测仿叶片曲面厚度试块方
总要构成之一，主要进行超声波的发射与 法是采用 CAD 模型在每个阶梯厚度上随
接收工作，超声波的频率速度等可以结合 机选择 2 个点，并通过三坐标测量机对所
具体需要进行针对性调整，以此保证检测 选点厚度值进行标定测量；然后采用标准
持叶片和超声换能器固定的方法，按照一 型表面设计仿叶片曲面厚度阶梯试块，厚
航空发动机叶片型面测量方法评述
航空发动机叶片型面测量方法评述航空发动机叶片型面测量是指对航空发动机叶片的曲面形状进行测量和评估的过程。
发动机叶片是发动机中最重要的组成部分之一，其曲面形状的精度和几何参数的精确度直接影响着发动机的性能和效率。
因此，对叶片形状的测量和评估非常重要，可以帮助制造商和运营商确保叶片符合设计要求，并作出相应的调整。
1.光学测量法：光学测量法是一种非接触式的测量方法，可以实现高精度和高精度的叶片形状测量。
常用的光学测量方法包括激光干涉法、摄像测量法和相位移法等。
这些方法需要使用专用的光学仪器和设备，通过光束的传播和反射来获取叶片表面形状的数据。
然后，通过数据处理和分析，可以得到叶片的曲率半径、几何参数等信息。
2.接触测量法：接触测量法是一种通过接触式测量设备对叶片进行测量的方法。
常用的接触测量设备包括坐标测量机、扫描仪和测头等。
这些设备可以通过机械接触来获取叶片曲面的数据，并将其转换为数字信号进行处理和分析。
接触测量法具有测量精度高、适用范围广的特点，但需要与叶片接触，有一定的操作难度和风险。
3.比较测量法：比较测量法是一种通过比较不同叶片样本的形状来评估叶片的方法。
常用的比较测量方法包括光学投影仪、光栅测量法和在叶片上粘贴测量栅的方法等。
这些方法可以将叶片形状的数据与已知的参考数据进行比较，从而评估叶片的几何参数和形状是否满足要求。
比较测量法具有简单易行和成本较低的特点，但需要准备参考样本，并且测量结果的准确性受到参考样本的限制。
另外，随着航空发动机叶片制造技术的不断发展，还出现了一些新的测量方法和技术，如三维打印和数字成像等。
这些新方法和技术可以更加准确和高效地测量叶片的形状，并且可以实现对叶片形状的实时监测和反馈控制。
然而，这些新方法和技术的应用还存在一些挑战，如设备成本高、数据处理复杂等。
总的来说，航空发动机叶片型面测量方法的选择应根据具体的要求和条件来确定。
在选择合适的测量方法时，需要考虑叶片的几何参数、形状复杂度、测量精度和成本效益等因素。
航空发动机涡轮叶片温度测量综述
航空发动机涡轮叶片温度测量综述
航空发动机涡轮叶片温度测量是航空工程中的重要研究领域之一。
涡轮叶片是航空发动机中最关键的部件之一，其温度的变化对发动机性能和寿命有着重要的影响。
因此，对涡轮叶片的温度进行精确的测量和控制是非常必要的。
涡轮叶片温度测量的方法有很多种，其中比较常见的方法包括热电偶法、红外线测温法、光纤测温法、电容法等。
这些方法各有优缺点，应根据实际情况选择合适的方法。
热电偶法是一种比较传统的温度测量方法，其原理是利用热电偶将温度转换为电信号来进行测量。
这种方法的优点是精度高、稳定性好，但需要在涡轮叶片表面焊接热电偶，会对叶片表面造成一定的损伤。
红外线测温法是一种非接触式的温度测量方法，其原理是利用红外线辐射能将目标物体表面的热辐射转换为电信号来进行测量。
这种方法的优点是不会对叶片表面造成损伤，但由于受到环境因素的影响，其精度和稳定性相对较差。
光纤测温法是一种新兴的温度测量方法，其原理是利用光纤传感器将光信号转换为温度信号来进行测量。
这种方法的优点是
可以实现分布式测量，可以同时测量多个位置的温度，但需要在叶片内部安装光纤传感器，安装难度较大。
电容法是一种基于电容变化来进行温度测量的方法，其原理是利用电容传感器将温度转换为电容变化来进行测量。
这种方法的优点是可以实现非接触式测量，不会对叶片表面造成损伤，但需要在叶片内部安装电容传感器，安装难度较大。
综上所述，针对不同的实际情况和需求，可以选择不同的涡轮叶片温度测量方法。
在实际应用中，还需要考虑到测量精度、稳定性、安装难度等因素，并结合其他监测手段来进行综合分析和判断。
航空发动机叶片测量新技术
工具展望2019No.1 航空发动机叶片测量新技术 叶片作为发动机的重要部件之一,其在航空发动机制造中所占比重约为30%㊂由于叶片形状复杂㊁尺寸跨度大(长度20-800mm)㊁受力恶劣㊁承载最大,且在高温㊁高压和高转速的工况下运转,使得发动机的性能在很大程度上取决于叶片型面的设计制造水平㊂目前,航空发动机的叶片制造方法主要有电解加工㊁铣削加工㊁精密锻造㊁精密铸造等㊂由于叶片零件壁薄㊁叶身扭曲大㊁型面复杂,容易产生变形,严重影响了叶片的加工精度和表面质量㊂如何严格控制叶片的加工误差,保证良好的型面精度,成为检测工作关注的重点㊂叶片型面是基于叶型按照一定积累叠加规律形成的空间曲面,由于叶片形状复杂特殊㊁尺寸众多㊁公差要求严格,所以叶片型线的参数没有固定的规律,叶片型面的复杂性和多样性使叶片的测量变得较为困难㊂在叶片检测过程中,传统的标准样板测量手段效率低下㊁发展缓慢,严重制约着设计㊁制造和检测的一体化进程㊂由于航空发动机叶片的数量大㊁检测项目多,三坐标检测技术的引入很大程度地改善了叶片制造过程中检测周期长㊁检测结果不准确等问题㊂三坐标检测适用性强㊁适用面广㊁检测快速㊁结果准确,随着我国航空工业的发展,三坐标测量机在叶片生产主机厂家逐渐得到普及㊂但由于叶片型面复杂㊁精度要求高,不同厂家的测量方式㊁测量流程和数据处理方式不同,导致叶片的测量结果不一致,测量工作反复,严重制约着叶型检测效率的提高㊂叶型检测难点具体表现为:(1)测量精度和效率要求高㊂叶片型面的测量精度直接反映制造精度,通常要求测量精度达到10μm,甚至1μm㊂因此对测量环境要求严格苛刻,通常需要专门的测量室㊂叶片是批量生产零件,数量成千上万,应尽可能提高测量速度和效率㊂生产车间和测量室之间的反复运输和等待,使得检测效率低下㊂(2)测量可靠性要求高㊂叶片测量和数据处理结果应反映叶片的实际加工状态,以此保证叶片的制造质量㊂(3)数据处理过程复杂㊂叶片图纸上不但有叶型㊁弦长㊁前缘后缘半径等尺寸误差要求,还有叶片的形状轮廓㊁弯曲㊁扭转㊁偏移等形位误差要求㊂利用三坐标测量机获取的测量数据存在噪点,通常需要对原始的测量点集进一步简化,提取不同的尺寸和特征参数;还需进行复杂的配准运算,迭代求解叶片的形位误差㊂其中算法选用不同得到的误差评定结果各有差异,导致整个处理过程复杂㊂叶片测量新技术:(1)基于数字样板叶型检测方法标准样板是根据叶片的理论型线设计制造的与叶型截面对应的母模量具,使用叶片固定座(即型面测具)把叶片固定后,用处于理想位置的叶盆标准样板和叶背标准样板检查叶盆㊁叶背型面间隙,并反复调整叶片空间位置,以型线的吻合度作为衡量其是否合格的依据㊂叶型设计图多以透光度或相对误差来表示,如±0.15mm㊂这个比对误差实际上并不是单纯的形状误差,而是形状误差㊁尺寸误差㊁位置误差三者的综合体㊂针对标准样板法的特点和存在的缺点,西北工业大学研究了基于数字样板的检测方法㊂数字样板检测方法是基于标准样板法的原理,利用数字化测量手段获61工具展望2019No.1 取测量数据,然后利用虚拟的数字样板,与实测的数据进行匹配,在公差约束条件下达到最佳匹配㊂最后在该最佳姿态下,求解叶型各项形位误差㊂数字样板检测方法可归纳为三个主要过程:实物样板数字化㊁匹配过程模型化㊁误差评定过程自动化㊂实物样板数字化是将传统的实物样板转换为CAD模型,以数字模型的方式进行样板比对和误差评定㊂由叶片设计模型构造的三维CAD模型,它包括了加工叶片完整的截面几何信息㊁基准信息,是数字样板法误差评定的模型基础,可以进行表面轮廓度分析㊁叶型特征参数和形位误差的分析和评定㊂对于数字样板法的原始测量点集,主要通过CMM测量获得㊂在数字样板构造的基础上,通过匹配过程的模型化对测量数据和数字样板自动进行调整㊂针对数字样板法中的原始测量数据,通常需要进行数据预处理,获取真实有效的型面测量数据参与数字样板检测㊂其中,数据预处理包括测量点去噪㊁测头半径补偿㊁坐标变换㊁测量点与曲面的配准㊁测量点排序等㊂其中,数据处理的第一步,就是对得到的型面测量点进行去噪,筛选有效的测量数据㊂其次,CMM测量得到的数据是测头球心数据,必须进行测头半径补偿㊂对于叶片测量时的装夹引起的系统误差,在样板匹配前必须进行坐标系对齐来消除㊂基于数字样板的叶片检测模块功能结构(2)叶片高速连续扫描技术为提高整体叶盘叶片的检测效率,雷尼绍公司近年来开发了SPRINT高速扫描系统㊂与传统的机内测量技术相比,SPRINT叶片测量系统可以显著缩短测量循环时间,对叶片前边缘也能提供精确出色的测量结果,可以为叶片自适应加工㊁工序间检测等提供很好的检测数据㊂叶片测量分析软件可通过数控机床控制器上的Productivity+CNC plug-in直接运行,因此测量数据可通过宏变量自动提供给数控机床,也可以自动提供给连接的计算机进行下游数据处理㊂SPRINT系统配备的OSP60SPRINT测头每秒可采集1000个3D数据点,从而满足叶片在机快速检测的要求㊂利用SPRINT系统进行测量时,在CNC机床上分别从四个方向对叶片进行测量,从而避免在测量过程中发生测头与工件之间的碰撞干涉㊂在测量之后,四部分的测量数据将被拼合成一个完整的叶片测量数据集㊂SPRINT系统可以用于加工过程中工序间的检测,以确保产品的加工过程正确㊂同时,还可以作为加工完成后的质量检测使用㊂加工过程中以及加工后的型面误差检测是确保叶片加工质量符合公差要求的必要手段㊂随着测量技术的不断发展,逐渐出现快速㊁简易㊁高效的叶片测量与数据处理技术㊂同时,随着智能加工技术的发展,在机快速检测技术将推动叶片加工质量与成品率的提升㊂在这一发展过程中,需要重视和建立叶片在机测量和加工质量的评估标准,从而为这类技术的推广使用奠定基础㊂71。
航空发动机叶片间隙测量方法综述.
航空发动机叶片间隙测量方法综述郭伟周权(一航计测重点实验室北京100095.摘要:飞机发动机叶片叶尖间隙是发动机非常重要的一个参数。
文章介绍了叶片叶尖间隙测量的各种方法,包括探针法、电容法、电涡流法、光学法等。
光学法又可细分为光导(激光近程探针测量法、光强度调制法和激光多普勒测速法;对这些方法的原理、特点以及一些试验应用作了介绍。
关键词:发动机叶片叶尖间隙测量,探针法,电容法,电涡流法,光导(激光近程探针测量法,光强度调制法,激光多普勒测速法1引言随着现代飞机对高机动性飞行要求的不断提高,对航空发动机的要求也相应地提高。
提高航空发动机的性能的一个重要方面是提高发动机的效率;而提高发动机的效率很大方面要取决于发动机转子叶尖与机匣之间的径向间隙要尽可能小,以减少工作介质泄露而造成的损失。
据有关文献报道:叶尖间隙每增加叶片长度的1%,效率约降低1.5%,而效率每降低 l%,耗油率约增加2%111。
2国内外研究现状…9l航空发动机径向间隙测量,特别是高压涡轮间隙测量,一直以来属于世界性的测试难题。
近半个世纪,英、美、俄一些先进的航空发动机公司和研究机构为了达到测试、控制问隙的目的,想尽了各种办法,投入了大量的人力物力,不断开发完善间隙测试技术和测试手段。
随着光纤传感技术的发展,现在又出现了光纤法的测量技术。
我国开展航空发动机转子叶尖间隙测试应用研究起步较晚。
对于实测设备的开发应用大多还处于研制阶段。
由于有国外可借鉴的技术和经验,以及已商品化的可利用的测试手段,因此研制开发的投入比较小。
2.1探针法11I[al探针法采用的是叶尖放电方式,即依靠电机使外加直流电压的探针沿径向移动,当探针移向叶尖至发生放电为止,探针的行程与初始安装间隙(静态时探针到机匣内表面的距离之差即叶尖间隙。
英国RCMS4的间隙测量系统属探针类,它主要由探针、执行机构及控制器组成。
其间隙测量系统在探针上旌加高压,在执行机构的驱动下,以连续的步进逐渐伸向被测物体,当探针距被测物体只有微米量级时,发生电弧放电,控制器感受到放电后,在探针与叶尖物理接触之前,停止探针步进,并将其缩回到安全位置,同时显示叶尖间隙测量结果。
航空发动机叶尖径向间隙研究进展综述
第４ ０卷 第 １ 期
２ ０ １ ４年 ２月
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ａｅ ｒ ｏ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｐ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｌ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｓ ａ ｎ ｅ ｓ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｌ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｅ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｏ ｎ ｂ ｏ ｔ ｈ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｓ ａ ｆ ｅ ｔ ｙ ．Ｔ ｈ ｅ ｄ ｅ ｖ ｅ ｌ ｏ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｔ ａ ｔ ｕ ｓ ｏ ｆ ａ ｅ ｒ ｏ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｔ ｉ ｐ ｒ ａ ｄ ｉ ａ ｌ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｎ ｔ ｈ ｅ ｗｏ ｒ ｌ ｄ ｗａ ｓ ｉ ｎ ｖ ｅ ｓ ｔ ｉ ｇ ａ ｔ ｅ ｄ ， ｗｈ ｉ ｃ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｌ ｆ ｕ ｅ ｎ ｃ ｅ ｏ ｆ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ａ ｎ ｃ ｅ ｏ ｎ ｐ ｅ ｆ ｒ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｗ ａ ｓ ｑ ｕ ａ ｎ ｔ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ
航 空 发 动 机
Ａｅ ｒ ｏ ｅ ｎ ｇ ｉ ｎｅ
Ｖｏ １ ． ４ ０ ＮＯ ． １ Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０１ ４
航空发 动机 叶尖径 向间隙研 究进展 综述
胡延 青 ， 申秀 丽
（ 北京航空航天大学 能源与动力工程学 院 ， 北京 １ ０ ０ １ ９ １ ）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
？警．！｝蹙臻
・
。
川！
爹 苗攀
田６激光多普勒舅速法测间隙的原理田 擞光多普勒间隙侍感器包括三个部分：光源系统、光学测量探头和探测系统。在光源系 统中有两个辙光二撮管．输出为６６０珊和８３０阻的两个波长的激光。在探头里光纤出射的光束 被一个非球面透镜准直，再被一个衍射透镜聚焦（衍射透镜是针对６６０ｎｅ波长设计的焦距 ２０肌。数值孔径０．２）；这块高散射的衍射透镜使这两种光在聚焦腰处的光轴方向上分离。 由于衍射透镜的焦欧和波长成反比，红外光束的聚焦就落在了光橱的前面．而红光的落在 了光栅的后面．使这两种波长的擞光柬分别产生＋ｌ。一１级衍射。其他的光束用挡板隔离．用 一个消除色差的开昔勒透镜组准直光束井且再一次聚焦，清色差的透镜组确保了这两部分光 在相同的轴向位置分开。用开普勒望远镜系统使光柱聚焦成像．红外光的聚焦腰的位置在交 叉点的前面产生发散的边缘．红光的聚焦腰的位置在交叉点的后面产生汇聚边缘。如图７所
试验应用作了介绍。
关键词：发动机叶片叶尖间隙测量，探针法，电容法，电涡流法，光导（激光近程）探针测
量法，光强度调制法，激光多普勒测速法 １引言
随着现代飞机对高机动性飞行要求的不断提高，对航空发动机的要求也相应地提高。提
高航空发动机的性能的一个重要方面是提高发动机的效率；而提高发动机的效率很大方面要 取决于发动机转子叶尖与机匣之间的径向间隙要尽可能小，以减少工作介质泄露而造成的损 失。
航空发动机叶片间隙测量方法综述
郭伟周权 （一航计测重点实验室北京１０００９５）． 摘要：飞机发动机叶片叶尖间隙是发动机非常重要的一个参数。文章介绍了叶片叶尖间隙测 量的各种方法，包括探针法、电容法、电涡流法、光学法等。光学法又可细分为光导（激光
近程）探针测量法、光强度调制法和激光多普勒测速法；对这些方法的原理、特点以及一些
我国开展航空发动机转子叶尖间隙测试应用研究起步较晚。对于实测设备的开发应用大 多还处于研制阶段。由于有国外可借鉴的技术和经验，以及已商品化的可利用的测试手段，因
此研制开发的投入比较小。
２．１探针法１１Ｉ［ａｌ
探针法采用的是叶尖放电方式，即依靠电机使外加直流电压的探针沿径向移动，当探针 移向叶尖至发生放电为止，探针的行程与初始安装间隙（静态时探针到机匣内表面的距离）
１９芯电缆
控翩嚣
讣》
舔处定位面
必 １亍＝ｉ：安摹支杆
褂甜莲 豢
雀顶
计算机
内饥臣竺
萋针蓼 ｂ叶
图１安装在燃气轮上的放电探针系统图 探针法的特点是原理比较简单，只要叶片是导电材料，无论叶尖面形状如何都可以用探 针法测量叶尖间隙，而且在高温高压环境下测量稳定、可靠，但是该方法只能测量转子的最 小叶尖间隙。此外，外加电压波动，工作流体的温度和压力变化，探针和叶尖端面的污损，
２８
２．４光学方法（ｏｐ岫ｌｍｇｏｄ）厦特点
前面介绍的几种方法大都是接触式测量，并且测量受环境影响比较大．限制了其应用范 围。光学测量方法属于非接触式测量方法，具有高分辨事，抗干扰强、无破坏性、效据获取 速度快等优点。光纤是非导电体，没有电礁干扰问题，特别适台在发电厂生产车间这类工况 复杂，电磁干扰严重的条件下工作：由石英材料制成的光纤，既耐高温又耐腐蚀。可以在高 温潮湿条件下工作。应用光学方法来测量发动机叶尖问隙主要有以下几种方法：１）光导（激 光近程）探针铡量法；２）利用光强度调制的方｛击；３）利用多普勒涮速的方法．
介质为常数，则电容的大小就只是两极间距离的函数。系统的结构原理框图如图３所示。
图３电容叶尖间隙测量系统原理图
该系统由探头一电缆组件、振荡器、保护放大器。以单片机Ｐ８７Ｌ ＰＣ７６２为核心的系统
处理器和显示电路构成。 电容法的主要特点：灵敏度高．故有频率高，频带宽，动态响应性能好，能在数兆赫的 频率下正常工作；．功率小，阻抗高等。它的精度受多方因素的影响，绝缘是电容法的特殊问 题，由于电容本身的内阻很高，因而对绝缘提出了更高的要求。
之差即叶尖间隙。英国ＲＣＭＳ４的间隙测量系统属探针类，它主要由探针、执行机构及控制 器组成。其间隙测量系统在探针上旌加高压，在执行机构的驱动下，以连续的步进逐渐伸向 被测物体，当探针距被测物体只有微米量级时，发生电弧放电，控制器感受到放电后，在探 针与叶尖物理接触之前，停止探针步进，并将其缩回到安全位置，同时显示叶尖间隙测量结 果。ｌｌ】其原理系统图如图Ｉ所示。
示
匿薹茎挛薹鎏 熏薰囊羁慝霉囊
田７两柬光的干涉田，左边为虹外发散光，右田为虹光会聚田． 红外光的边缘系统的条纹间隔函敦是单调递增的，缸光的边缘系统的条纹间隔函数是单
调递硪的。在涮量区域的中问两个边缘系统的条纹阃隔是相等的。这个条纹回硒的比值
口（ｚ）＝匾（：），畦（：）几乎是线性变化的。从涡轮叶片反射回的职色发散光艘后边的探涌器
重４测量滑轮问瞳的蠢光近程探针系统 它的测量原理是：澈光器发出的光通过进镶，然后又由光纤引八探头，再经聚焦透镜十 三角棱镜把光束投射到叶ｊ皂上，如Ａ点和Ｂ点．由叶尖问障大小变化而改变相应的位置． 再通过棱慌和聚焦透啻怍用到输出螭的光纤上，通过对应的反射光点Ａ＋和Ｂ。．在把反射 回来的光线输进到另—埔对应的显示屏上，如Ａ’和Ｂ－．量后用对准显示屏的摄像机摄录
Ｆ光点的位置信号输送到记录器或监视器上，从而获得不同间隙时的数据。 该方法的特点是不受转子叶片本身材料的限制，各种转子叶片都可以测量；使用于精度
高，频响快，高温涡轮叶尖间隙的测量；能在恶劣的环境下工作，适用于静态和动态的实时
测量；成本低，光纤探头体积较小，易安装等。由于传感器运行在高温高压和大震动的情况
态：３）要求测量结果不受压气机和涡轮机叶片叶尖表面状态及温度变化的影响；４）尽量采
用小的几何尺寸：５）可实现在线系统检测。 因此，传统的检测方法已经对这些要求不适应了。而全新的光纤法测量方法可以满足这
些要求。光纤外型小、轻便。特别适合空间狭小的场合，符合燃气轮机动态间隙测量的要求；
光纤本身是非导电体，没有电磁干扰，适合工况复杂、电磁干扰严重的工作条件；由石英材
下，因此需对光学系统进行保护，防止污染和仪器损坏。
２．４．２光强度调制法‘１ｌ
它的基本原理是：当光源发出的光经光纤照射到位移反射体后，被反射的光又经接收光 纤输出，被光敏器件接收。其输出光强决定于反射体距光纤探头的距离，当位移变化时则输 出光强作相应的变化，通过对光强的检测而得到间隙值。
其测量原Ｎ如ｔＮ５所荆５１，
接收．在探测系统中。经多模光纤出射的光被准直．通过一十分色镜按不同波长分成两部分，
分别聚焦到两个探涮器．通过一十１４ｂｉｔ的腓导入计算机井用鼬伽进行处理。为了进一
步分析．用高斯曲线拟合经快速傅里叶变换的每个信号与记录下来的多昔勒攒率点，然后用 多普勒频率幕教计算涡轮机各叶片定点的位置。
３１
文献［１２］的作者在Ｇｅｒｍａｎ
Ａｅｒｏｓｐａｃｅ
Ｃｅｎｔｅｒ（ＤＬＲ）用此方法做了试验研究。试验在一台
涡轮机上进行，叶片叶尖间隙为１．７ｍｍ，叶片直径为１１２ｍｍ，含有２６个涡轮叶片。涡轮最大转
速为５００００ｒｐｍ，对应于叶片频率２１６６７Ｈｚ。测量位置周边速度５８６ｍ／ｓ。试验所得数据如图８
所示。可以看到应用激光多普勒法和电容法测得的数据有很好的一致性；但激光多普勒法有
料制成的石英光纤，耐高温性能好，可以在燃气轮机内部的高温下工住。
４参考文献
［１］邱立新，王振华，航空发动机叶尖间隙测量研究，航空发动机，２００１年第４期。 ［２］范龙，李超俊，轴流风机叶片项部间隙流动的测量与研究，流体机械，１９９１年，第ｌ期。
［３］杨启超，李连生，赵远扬，束鹏程，电涡流法测量涡旋压缩机轴向间隙的可行性试验研
２．３电容法…（ｃａｐａｃｉｔａｎｃｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）
电容叶尖间隙测量系统是基于测量探头和叶片尖端间的电容。把一个按钮式探头固定在
与叶片顶端相对的机匣中，让它构成电容的一个极，而压气机叶尖构成电容的另一个电极。测
得的电容是电极的几何形状，两极尖Байду номын сангаас距离以及两极间介质的函数。如果电极的几何形状和
２．４．３激光多普勒测速（ＬＤＶ）的方法㈣１１４１
电容传感器等通常用来测量金属叶片尖端的间隙只能提供中等速度的频率哺应，精度只
能达Ｎ５０／ｚｍ。有一种新的基于ＬＤＶ的激光多普勒叶间探测器与其他探测器相比具有高的时
间和空间分辨率。这个光纤光学测量探头使这个传感器更柔韧并且不受温度和电磁的干扰。
文献［１２］给出了这种原理的方法介绍及应用。该方法的原理如图６。
３２
究，中国机械工程，２００７年，第１７期。 ［４］贾智伟，姜涛，李应红，压气机叶片顶端与机匣运动间隙的测量，航空精密制造技术， ２００２年８月，第３８卷，第４期。 ［５］马惠萍，刘丽华，杨乐民，李鹏生，燃气轮机动态间隙检测系统的关键技术研究，光电 子一激光，２００２年３月，第１３卷，第３期。 ［６］马玉真，段发阶，曹素芝，方志强，叶声华，叶片叶尖间隙测量的光纤传感 器，光电工程，２００５年７月，第３２卷，第７期。 ［８］陈炳贻，叶尖间隙对航空发动机性能的影响和测量技术，燃气涡轮试验与研究，１９９６年， 第２期。 ［９］熊宇飞．航空发动机转子叶尖间隙测量，测控技术，２００４年，第２３卷，第ｌ期。 ［１０］李云霞，蒙文，赵尚弘，李应红，飞机发动机叶片变形的非接触光学测量方法，空军工 程大学学报（自然科学版），２００２年１２月，第３卷，第６期。． ［１１］马惠萍，刘丽华，杨乐民，李鹏生，用于燃气轮机动态间隙检测的光纤测量系统（ＩＩ）：
图５光纤光强度调制测量原理图 该方法具有高灵敏度，高分辨率，抗电磁干扰，超高电绝缘；结构简单，性能稳定，设 计灵活，能在恶劣的环境下工作，适用于静态和动态的实时检测。由于叶片表面经过高温烧 蚀，它的反射系数降低，反射损失会造成灵敏度降低，假定反射面与光纤轴垂直，如果反射 端面稍有倾斜，对灵敏度也会产生很大的影响。
２．４，１光导（激光近程）探针测量法Ⅲ