第八篇 @航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)和測(cè)試
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因此，葉片經(jīng)過(guò)三個(gè)傳感器的時(shí)間 &、&和 &%用于確定葉片振動(dòng)的參數(shù)。
實(shí)際測(cè)量中光纖探頭距離葉片頂端距離約 %’’，反射光脈沖經(jīng)光電轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電壓波形呈鐘形波。因此，將電壓信號(hào)輸入微分電路，判定鐘形脈沖峰值的位置，取零電子處為脈沖出現(xiàn)的時(shí)刻。葉片的振動(dòng)信號(hào)反映的是一連串脈沖，光纖探頭接收的光電脈沖以不等間距形式出現(xiàn)。因此，采集系統(tǒng)也應(yīng)不等距采樣。
采用光纖振動(dòng)傳感器可測(cè)量與轉(zhuǎn)動(dòng)角速度成整數(shù)倍和非整數(shù)倍的葉片振動(dòng)。
%(其他光纖傳感器
光纖轉(zhuǎn)速傳感器用于測(cè)量渦輪的工作轉(zhuǎn)速；光纖渦輪流量計(jì)用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)燃油流量；光纖加速度傳感器可進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，可測(cè)頻率 ) * )))+,，分辨率最高達(dá) )( ’ -.。
二、膜傳感器
薄膜傳感器是近十年發(fā)展起來(lái)的。在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中應(yīng)用較普遍。主要有薄膜熱電偶、薄膜熱流傳感器和薄膜應(yīng)變傳感器。
(薄膜熱電偶
測(cè)量金屬表面溫度可以把熱電偶結(jié)點(diǎn)埋人切口或把偶絲結(jié)點(diǎn)定位焊到表面。前者干擾了零件導(dǎo)熱并降低了零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度；后者干擾了外部流動(dòng)和對(duì)流換熱。這兩種方法都產(chǎn)生固有測(cè)量偏差和時(shí)間滯后。
薄膜熱電偶采用噴濺工藝在金屬表面噴覆一層厚度 / * /0&’的熱電偶材料，它不干擾換熱，能保持金屬表面的良好熱平衡，對(duì)表面的流動(dòng)不產(chǎn)生明顯的干擾，
目前，薄膜熱電偶的厚度約為偶絲厚度的 -) *-%)。它由覆蓋層、絕緣層、薄膜熱電偶層和保護(hù)層材料構(gòu)成。噴覆在被測(cè)金屬表面上的 1—23456覆蓋層在高溫空氣中會(huì)產(chǎn)生 4)：氧化層。該層具有良好的絕緣性能，又易于與薄膜熱電偶結(jié)合。薄膜熱電偶的最外層是保護(hù)層，用來(lái)增強(qiáng)抗腐蝕能力。
一些貴金屬，如鉑、銠、鈀和其合金都可作噴覆熱電偶材料。噴覆過(guò)程參數(shù)（噴覆時(shí)間、速度和氣體等）、薄膜成分、保護(hù)層和絕緣層的厚度都會(huì)影響薄膜熱電偶的測(cè)量精度、穩(wěn)定性、壽命、抗短路性能和抗腐蝕能力。
薄膜熱電偶極適合像渦輪葉片表面形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸小的表面溫度測(cè)量。它可以工作在金屬溫度高達(dá) /)7，連續(xù)工作時(shí)間超過(guò) )8而不降低其性能。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作條件下，薄膜的耐久性極為良好， ))8壽命試驗(yàn)結(jié)果表明，它超過(guò)絲狀熱電偶的壽命。
使用薄膜熱電偶可減少引線數(shù)目。 9、9之間的熱電勢(shì)即為（: ;:）的一種度量， 9%、 9間的熱電勢(shì)即為（ :% ;:）的度量。這種測(cè)量溫差的方法非常簡(jiǎn)單。
薄膜熱電偶測(cè)溫范圍一般為 )) * )))7，精量精度 < %=。
(薄膜熱流傳感器
薄膜熱流傳感器在測(cè)量渦輪葉片和燃燒室壁面的熱流是很有效的方法。它是在截面很小（如直徑為 ’’）的基片上噴覆一層極薄、極窄的一條金屬膜，在此膜的兩端焊上引出線，這即構(gòu)成單膜熱流傳感器。將其齊平地嵌在被測(cè)金屬表面上，當(dāng)熱氣流吹過(guò)時(shí)，膜溫將增高。根據(jù)膜溫和膜電阻的單值關(guān)系，通過(guò)測(cè)量電阻的變化算出熱流值。這即是一維的單
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膜熱流傳感器。
類似的，已開發(fā)出另一種嵌入式熱電偶傳感器用于測(cè)量熱流，偶絲引入直徑 " %的圓盤溝槽內(nèi)，偶絲直徑 " &’%%，并用焊料覆蓋。該圓盤厚度與被測(cè)火焰筒壁厚相同。鎳鋁絲結(jié)點(diǎn)嵌入傳感器的熱側(cè)和冷側(cè)，鎳鉻絲嵌入傳感器的冷側(cè)。整個(gè)傳感器焊裝于火焰筒壁上。通過(guò)測(cè)量?jī)筛囦X絲引線間的電壓可以得到冷熱面的溫差，這一溫差與通過(guò)傳感器的勢(shì)流成比例。傳感器冷側(cè)的鎳鉻絲和鎳鋁絲給出基準(zhǔn)溫度。這種熱流傳感器可工作在 (" )*+下，金屬溫度 ,-，火焰筒壓降 " ,’)*+、熱流為 & .,/01%&，并能適應(yīng)燃燒產(chǎn)物、熱沖擊和熱循環(huán)的工作條件。
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