[发明专利]测量系统及释热控制方法

说明书

本发明实施例提供一种测量系统及释热控制方法，所述测量系统，包括：顺次电性连接的光信号采集模块、光电倍增及模电转换模块和信号处理模块；其中，所述光信号采集模块，用于通过布设光纤接收燃烧室内自发辐射的光信号以及将所述光信号发送给所述光电倍增及模电转换模块；所述光电倍增及模电转换模块，用于将接收到的所述光信号进行波长选择放大处理以及转换为电压信号，将所述电压信号发送给所述信号处理模块；所述信号处理模块，用于将接收到的所述电压信号进行运算处理得到释热率、当量比分布以及火焰前锋位置。可实现监测点火成功后连续燃烧火焰前锋位置，监测点火成功后局部当量比分布变化，监测点火成功后释热率变化变化。

技术领域

本发明实施例涉及航空航天动力推进装置燃烧室测量控制领域，尤其涉及一种测量系统及释热控制方法。

背景技术

航空航天动力推进装置，如超燃冲压发动机内燃烧流动和化学反应过程的时间尺度非常短，适用的传感器及测量方法需具有快速时间响应特性，若使用侵入式测量会改变流动特性，因此需要发展快速响应的非侵入式光学测量方法。非侵入光学测量通常需要在发动机上开设光学石英窗口，然而高温高压条件下窗口的折射率将发生变化使测量结果产生偏差，且局部热应力可导致窗口损伤，并且伴随有高温高压密封技术问题。

因此，在航空航天动力推进装置燃烧室恶劣高温高压环境下，传统的测量方法不容易布设于燃烧室并实现有效精准的测量。

发明内容

本发明实施例提供了一种测量系统及释热控制方法，可以实现在恶劣的高温高压环境下，有效精准的对发动机燃烧室火焰自发光谱进行在线测量。

第一方面，本发明实施例提供一种测量系统，应用于航空航天动力推进装置燃烧室火焰自发光谱的测量，包括：

顺次电性连接的光信号采集模块、光电倍增及模电转换模块和信号处理模块；

其中，所述光信号采集模块，用于通过布设光纤接收燃烧室内自发辐射的光信号以及将所述光信号发送给所述光电倍增及模电转换模块；

所述光电倍增及模电转换模块，用于将接收到的所述光信号进行波长选择放大处理以及转换为电压信号，将所述电压信号发送给所述信号处理模块；

所述信号处理模块，用于将接收到的所述电压信号进行运算处理得到释热率、当量比分布以及火焰前锋位置。

在一个可能的实施方式中，所述光信号采集模块的光纤布设集成于金属堵块或点火装置。

在一个可能的实施方式中，所述光纤前段填充有小尺寸蓝宝石窗口或石英窗口。

在一个可能的实施方式中，所述光纤的布设方式至少包括以下之一：

沿轴向贯穿的8通道环状布设或9通道矩阵布设。

在一个可能的实施方式中，所述释热率由以下方式确定：

对8通道环状布设光纤或9通道矩阵布设光纤探测的火焰信号进行波长选择，使用但不限于使用CH*信号波段表征8通道和9通道对应位置的局部释热率。

在一个可能的实施方式中，所述当量比分布由以下方式确定：

对8通道环状布设光纤或9通道矩阵布设光纤探测的火焰信号进行波长选择，经过分光，使用但不限于使用C2*，CH*信号波段自发辐射光信号表征8通道和9通道对应位置的局部当量比。

在一个可能的实施方式中，所述火焰前锋位置由以下方式确定：

8通道环状布设光纤或9通道矩阵布设光纤探测的火焰白光信号表征火焰前锋位置。

第二方面，本发明实施例提供一种释热控制方法，应用于航空航天动力推进装置燃烧室火焰的控制，包括：

接收释热率信号；