[发明专利]空心叶片壁厚参数测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量装置，尤其是一种空心叶片壁厚参数测量装置。

背景技术

航空发动机空心叶片的壁厚参数是叶片质量控制的一个非常重要的参数，直接关系到叶片的强度和安全，要求在生产线现场对每一片叶片都进行检测和分选。由于发动机叶片的结构比较复杂，外轮廓凸面和凹面的曲率都比较大，空心叶片不同位置壁厚参数也不一样。叶片内外轮廓的曲率比较大，点测量要求探头的直径要非常小，不能超过Φ3mm，否则测量的是一个探头覆盖面的平均厚度，误差会比较大。同时，在生产现场进行测量时，环境电磁干扰和环境温度等干扰因素影响较大，也会对测量的准确性造成影响。目前的壁厚测量装置的探头直径及抗干扰能力均无法满足现场使用要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种空心叶片壁厚参数测量装置，可以实现外轮廓凸面和凹面的曲率都比较大的空心叶片壁厚的现场测量，并且测量稳定可靠，可以抵抗环境电磁和温度等的干扰。

本发明的具体技术方案是，空心叶片壁厚参数测量装置包括数据采集结构和测量装置控制器，所述的数据采集结构包括测量手柄和在测量手柄上设置的涡流传感器、温度传感器、测量记录按扭、连接插头，所述的涡流传感器、温度传感器、测量记录按扭的I/O端口经连接插头连接测量装置控制器，所述的测量装置控制器包括顺序连接的恒流源激励电路、前置放大电路、窄带带通滤波电路、真有效值转换电路、数据处理及补偿电路，恒流源激励电路包括放大器、电感、输入电阻、反馈电阻，放大器的负接入通过输入电阻与信号输入端连接，正接入接地，放大器的6脚连接信号输出端，放大器的负接入和6脚之间顺序连接有反馈电阻、电感和激励线圈，放大器的4脚连接-15V电源和第一电容，7脚连接15V电源和第二电容，第一电容和第二电容的参数相同，另一端均接地。涡流传感器包括封装在一起的激励线圈和磁芯，一端为测量探头，所述的测量探头的直径小于3mm。所述的测量装置控制器连接有计算机和打印设备。

本发明在使用时，通过恒流源激励电路，采集涡流传感器的信号，也就是叶片壁厚的信号，经过前置放大电路，该信号包含了传感器宽频谱的涡流噪声感应信号。窄带带通滤波电路的作用是将涡流信号进行窄频滤波，把电路中各种干扰噪声频率滤除，此时电路中的信号是非常干净的正弦信号。正弦信号进入真有效值转换电路，将正弦电压信号转换成有效值电压，叶片壁厚的物理参数转化为可测量的电压参数，数据处理及补偿电路采集电压参数及温度传感器的参数，通过预设的程序进行数据处理和补偿，最终得出测量值。

当温度参数和现场电磁干扰对涡流传感器有影响时，涡流传感器线圈涡流响应的波动，温度效应引起线圈阻值变化，现场电磁干扰引起线圈阻抗变化，在恒流源激励电路上将线圈作为涡流传感器的负载，置于反向比例放大器的反馈支路上，根据放大器原理计算，负载线圈受温度效应和现场电磁干扰的影响而产生电阻和阻抗的微小变化，由于电流经过反馈比例放大电路的作用，线圈中的电流仍然保持等幅振荡，没有因为环境温度和电磁干扰的影响而产生畸变；同时，测量探头直径设计合理，直径较小，可以实现外轮廓凸面和凹面的曲率都比较大的空心叶片壁厚的现场测量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为带补偿功能的恒流源激励电路图。

具体实施方式

如图所示，本发明的具体技术方案是，空心叶片壁厚参数测量装置包括数据采集结构和测量装置控制器10，所述的数据采集结构包括测量手柄4和在测量手柄4上设置的涡流传感器2、温度传感器3、测量记录按扭5、连接插头7，所述的涡流传感器2、温度传感器3、测量记录按扭5的I/O端口经连接插头7连接测量装置控制器10，所述的测量装置控制器10包括顺序连接的恒流源激励电路、前置放大电路、窄带带通滤波电路、真有效值转换电路、数据处理及补偿电路，恒流源激励电路包括放大器、电感L、输入电阻R1、反馈电阻R，放大器的负接入通过输入电阻R1与信号输入端连接，正接入接地，放大器的6脚连接信号输出端，放大器的负接入和6脚之间顺序连接有反馈电阻R、电感L和激励线圈，放大器的4脚连接-15V电源和第一电容C1，7脚连接15V电源和第二电容C2，第一电容C1和第二电容C2的参数相同，另一端均接地。涡流传感器2包括封装在一起的激励线圈和磁芯，一端为测量探头，所述的测量探头的直径小于3mm。所述的测量装置控制器10连接有计算机11和打印设备12。