专利汇可以提供一种高温环境下高速旋转物体的变形测量装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种高温环境下高速旋转物体的 变形 测量装置及方法,涉及材料、光学实验及固体 力 学等领域。该方法在被测物体表面预安装两组激光反射片,测量径向变形的反射片沿径向安装,测量周向变形的反射片沿周向安装。物体高速旋转时,使用激光 光源 照射物体,当反射片被照射到时,将激光反射。径向安装的反射片将激光反射到一激光接收屏上,利用高速相机拍摄接收屏上的反射激光光斑,根据斑点间距变化计算径向变形;周向安装的反射片反射的激光被同一激 光接收器 先后接收,形成有时间间隔的脉冲 信号 ,根据时间间隔的变化计算物体变形。该方法充分利用了光学装置的灵活性,易于操作和实现,可应用于航空 发动机 和重型 燃气轮机 涡轮 叶片 等旋转部件的变形测量。,下面是一种高温环境下高速旋转物体的变形测量装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种高温环境下高速旋转物体的变形测量装置,其特征在于:该装置包括安装在待测区域的一组径向激光反射片(2)、安装在待测区域的一组周向激光反射片(3)、点激光发射器(4)、线激光发射器(5)、激光接收器(6)、激光接收屏(7)、高速相机(8)、信号触发器(9)和计算机(10);一组径向激光反射片(2)包含平行布置的第一径向激光反射片(2a)和第二径向激光反射片(2b),且沿被测物体(1)旋转方向径向安装;一组周向激光反射片(3)包含平行布置的第一周向激光反射片(3a)和第二周向激光反射片(3b),沿被测物体(1)旋转方向周向安装;被测物体(1)旋转时,点激光发射器(4)发射的激光照射到周向激光反射片上并被反射,反射光被激光接收器(6)接收并形成脉冲信号;所述线激光发射器(5)发射的线激光沿被测物体(1)旋转方向径向照射,且被测物体(1)旋转时,线激光发射器(5)照射到径向激光反射片上并被反射到激光接收屏(7)上形成激光光斑,所述高速相机(8)拍摄记录所述激光光斑的位置和大小;所述计算机(10)用以存储激光接收器(6)的脉冲信号和高速相机(8)所拍摄的激光光斑图像,并进行数据处理。
2.按照权利要求1所述的一种高温环境下高速旋转物体的变形测量装置,其特征在于:
所述径向激光反射片(2)包含的两个平行布置的径向激光反射片之间的距离小于被测物体被测方向长度的1/10。
3.按照权利要求1所述的一种高温环境下高速旋转物体的变形测量装置,其特征在于:
所述周向激光反射片(3)包含的两个平行布置的周向激光反射片之间的距离小于被测物体被测方向长度的1/10。
4.按照权利要求1、2或3所述的一种高温环境下高速旋转物体的变形测量装置,其特征在于:所述径向激光反射片(2)和周向激光反射片(3)均由耐高温材料制成,呈长条形,且表面光滑。
5.按照权利要求1所述的一种高温环境下高速旋转物体的变形测量装置,其特征在于:
被测物体包含多个沿旋转方向径向无交叉的待测区域时,在每个待测区域分别安装一组径向激光反射片和一组周向激光反射片。
6.一种采用如权利要求1所述装置的高温环境下高速旋转物体的变形测量方法,其特征在于该方法包括如下步骤:
1)在被测物体(1)的待测区域(11)上安装一组径向激光反射片和一组周向激光反射片,在被测物体的一个旋转周期内,使第一周向激光反射片(3a)先被点激光发射器(4)照射,激光反射后被激光接收器(6)接收,产生第一脉冲信号,该脉冲信号通过信号触发器(9)控制高速相机(8)开始拍摄;随后,第一径向激光反射片(2a)和第二径向激光反射片(2b)同时被线激光发射器(5)照射,之后反射到激光接收屏(7)上形成激光光斑,并被正在运行的高速相机(8)拍摄记录,获得激光光斑图像;之后,第二周向激光反射片(3b)被点激光发射器(4)照射,激光反射后被激光接收器(6)接收,产生第二脉冲信号,该脉冲信号通过信号触发器(9)控制高速相机(8)结束拍摄;激光接收器(6)所产生脉冲信号及高速相机(8)所拍摄激光光斑图像均被存储在计算机(10)上;
2)下一个旋转周期时,重复以上步骤;测试结束时,得到多组脉冲信号和多组激光光斑图像的数据;
3)采用数字图像处理技术对所拍摄的激光光斑图像进行处理,得到径向变形值:将拍摄的多组激光光斑图像进行二值化处理,获取两激光光斑的中心点坐标(x1,y1)和(x2,y2),则第一径向激光反射片(2a)和第二径向激光反射片(2b)之间变形后的距离ur为:
其中,m为图像上单位像素代表的长度值,根据变形后距离ur和初始距离ur0,得到第一径向激光反射片(2a)和第二径向激光反射片(2b)之间的径向应变εr:
求得多组径向变形后距离uri,得到随时间变化的多组径向应变值εri;
4)通过信号处理技术对所产生脉冲信号进行处理,得到周向变形值:识别出计算机记录的多组脉冲信号的峰值处对应的时间,设相邻两个脉冲信号峰值处对应时间为t1和t2,被测物体(1)转速为R,第一周向激光反射片(3a)和第二周向激光反射片(3b)距旋转中心距离为Dc,则第一周向激光反射片(3a)和第二周向激光反射片(3b)之间变形后距离uc为:
uc=2πDcR(t2-t1)
根据变形后距离uc和初始距离uc0,得到第一周向激光反射片(3a)和第二周向激光反射片(3b)之间的周向应变εc:
求得多组周向变形后距离uci,得到随时间变化的多组周向应变值εci。
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