一种激光位移传感器隔热装置的制作方法

所要解决的技术问题：航空发动机叶片在高温高周疲劳试验时，需要对叶尖振幅进行测量。激光位移传感器可实现叶片振幅的非接触测量，但测量距离有限且不耐高温，无法直接用于高温试验。

背景技术：

现有激光位移传感器的有效探测距离在100～120mm范围内，而用于提供高温环境的加温炉壁厚达150mm，且试验中叶片与加温炉内壁有一定距离，不可能在加温炉外对试验件进行位移测量。在加温炉侧面设置凹腔和隔热观察窗，将激光位移传感器置入凹腔，可缩短激光探头与试验件的距离，是一种可行测试方案。但是试验件环境温度高达1000℃，即便通过隔热冷却，到达激光位移传感器处(凹腔中)温度也超过600℃，而激光位移传感器耐温不超过100℃。

技术方案

一种激光位移传感器隔热装置，包括隔热水腔(1)、进水接头(2)、回水接头(3)、激光孔(4)、感应孔(5)、固定螺纹孔(6)、调节中心孔(7)、角度槽(8)；所述隔热水腔(1)内侧与激光位移传感器外形尺寸相同，隔热水腔(1)通过焊接与进水接头(2)及回水接头(3)连接，在隔热水腔(1)承温端根据激光位移传感器激光位置开激光孔(4)和感应孔(5)，并在侧面激光位移传感器固定安装孔位置开固定螺纹孔(6)，隔热水腔(1)进水侧连接四分之一圆结构，在该结构中心位置开中心孔(7)，在圆弧内侧开角度槽(8)，中心孔(7)和角度槽(8)组成角度调节结构。

激光孔(4)和感应孔(5)为激光位移传感器激光发射及回收位置，激光孔(4)为直径9mm的圆孔，感应孔(5)为21mm×14mm的方孔。

有益效果：一种激光位移传感器隔热装置，克服了高温对激光位移传感器的影响。设计结构清晰，加工费用低，使用方便，实现了激光位移传感器的安全保护，降低试验成本。

附图说明

图1为激光位移传感器隔热水套结构示意图。

其中1-隔热水腔；2-进水接头；3-回水接头；4-激光孔；5-感应孔；6-固定螺纹孔；7-调节中心孔；8-角度槽。

图2为激光位移传感器隔热水套工作原理图。

技术方案和具体实施方式

本发明通过设计一套激光位移传感器隔热装置(图1)，实现了在高温环境下既不损坏传感器又能准确测量叶片振幅的试验方案。

一种激光位移传感器隔热装置，包括隔热水腔(1)；进水接头(2)；回水接头(3)；激光孔(4)；感应孔(5)；固定螺纹孔(6)；调节中心孔(7)；角度槽(8)；所述隔热水腔(1)内侧与激光位移传感器外形尺寸相同，隔热水腔(1)通过焊接与进水接头(2)及回水接头(3)连接，冷却水通过进水接头(2)，经过隔热水腔(1)，从回水接头(3)流出，形成水冷回路；在隔热水腔(1)前端根据激光位移传感器激光位置开激光孔(4)和感应孔(5)，激光位移传感器激光从激光孔(4)发出，经试件返回感应孔(5)接收；并在侧面开固定螺纹孔(6)，中心孔(7)和角度槽(8)组成角度调节结构同隔热水腔(1)连接。

本发明结构清晰，主要通过设计隔热水腔(1)，在隔热水腔(1)内通入循环水，使循环水带走大部分传感器周围的热量(图2)。隔热装置采用不锈钢板材焊接加工而成，留有激光位移传感器固定螺纹孔(6)、调节中心孔(7)、角度调节槽(8)；根据激光发射和接受位置留激光孔(4)和感应孔(5)，进水接头(2)和回水接头(3)为宝塔接头，方便连接外部管路。其功能主要有：隔热功能，安装固定功能，角度调节功能。

本发明可应用于航空发动机研制工作中的叶片、燃烧室浮动瓦块等热端部件的高温高周疲劳试验中。

技术特征：

技术总结
本发明属于航空发动机振动试验技术领域，涉及一种激光位移传感器隔热装置。包括隔热水腔(1)、进水接头(2)、回水接头(3)、激光孔(4)、感应孔(5)、固定螺纹孔(6)、调节中心孔(7)、角度槽(8)；通过设计隔热水腔(1)，在隔热水腔(1)内通入循环水，使循环水带走大部分传感器周围的热量(图2)。隔热装置采用不锈钢板材焊接加工而成，留有激光位移传感器固定螺纹孔(6)、调节中心孔(7)、角度调节槽(8)；根据激光发射和接受位置留激光孔(4)和感应孔(5)，进水接头(2)和回水接头(3)为宝塔接头，方便连接外部管路。其功能主要有：隔热功能，安装固定功能，角度调节功能。

技术研发人员：符顺国;朱靖;代江波;何伟;罗现强;范兴超
受保护的技术使用者：中国航发四川燃气涡轮研究院
技术研发日：2017.12.26
技术公布日：2018.07.03