一种在线测量固体发动机振动的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种测量系统，尤其涉及一种在线测量固体发动机振动的系统，属于机械加工制造以及光学测量领域。
【背景技术】
[0002]发动机与试车架组成的系统，在发动机点火和关机时的冲击及整个工作过程中的不稳定燃烧作用下，都会产生振动。振动严重时，可能使发动机和试验设备结构强度下降、推进剂产生裂纹、弹上仪器设备失灵等。这不仅直接影响发动机的工作性能，甚至可能导致发动机试验和导弹飞行失败，因此对发动机试验中的振动测量是非常必要的。
[0003]发动机工作过程中所产生的振动，基本上是随机振动。随机振动的振幅和相位在每一瞬间的值是无法预测的。目前测量振动的普遍方法就是利用压电式加速度计。但是压电式加速度计也存在某些缺点，首先由于产生的电荷量少，产生的信号很弱而输出阻抗很高，输出的直流响应差，需要采用高输入阻抗电路或电荷放大器来克服这一缺陷；其次受电场干扰严重，有电荷累计效应，对于连续的高频冲击、电荷累计效应使得压电加速度计不能连续响应，使输出饱和；再次由于晶体边缘上存在漏电现象，会产生电荷泄露，因此不能用于稳态、静态测量。
【实用新型内容】
[0004]为了解决上述问题，本实用新型的目的在于:描述一种在线测量固体发动机振动的系统。该系统是利用暗箱与挡片组成的测量模块来进行测量，通过暗箱灯盒中的发光二极管阵列发出光线，光线经过灯盒的狭缝变为同一方向，粘贴在固体发动机上的挡片可以随着固体发动机一起振动，通过振动的幅度大小可以确定光通量的大小，最终通过被线阵CCD传感器接收的光信号来达到在线测量的目的。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]—种在线测量固体发动机振动的系统，它包括支撑机构、测量模块与数据处理模块构成。测量模块放置在支撑机构上，并与数据处理模块相连，通过测量模块接收发送固体动机的振动信号，然后传输到数据处理模块，最后由数据处理模块的软件将结果显示出来。所述的支撑机构由竖杆、横杆以及长度调节机构等组成，其中竖杆通过长度调节机构来调节横杆的高度，进而调节暗箱的高度；在横杆上放置暗箱，暗箱的位置由固体发动机的待测点来确定。测量模块由暗箱以及挡片构成。暗箱内部包含发光二极管阵列、灯盒以及线阵CCD传感器。灯盒正面有一条竖直狭缝，可以将发光二极管阵列发出的光变为线偏振光。所述挡片的一端固定在固体发动机顶部的待测位置，与所述暗箱非接触，挡片随着固体发动机的移动而移动，挡片的另一端放置于灯盒与线阵CCD传感器中间，挡片上有一条竖直狭缝，其长度与灯盒的狭缝长度相等，由狭缝控制穿过挡片被线阵CCD传感器接收的光的数量。
[0007]进一步，发光二极管阵列由波长550nm的发光二极管排列而成，通过调节发光二极管的电流可以获得不同的发光亮度。
[0008]进一步，线阵CCD传感器由一系列线性排列的像元构成，像元方向与灯盒狭缝方向相一致，通过像元来接收灯盒发出的光。
[0009]进一步，线阵CXD传感器同时与数据处理模块相连接，由数据处理模块来处理测量所得的数据。
[0010]进一步，长度调节机构为旋紧螺栓。
[0011]本实用新型的有益效果为:本实用新型结构简单，其不仅克服了现有很多压电加速度计所不能避免的缺陷，同时也从根本上提高了测量精度，提高了测量效率。
【附图说明】
[0012]图1为本实用新型所述的一种在线测量固体发动机振动的系统的结构图。
[0013]图2为灯盒外观图。
[0014]图3为挡片结构图。
【具体实施方式】
[0015]为了详细叙述本实用新型的上述特点、优势和工作原理，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步说明，但本实用新型所保护的范围并不局限于此。
[0016]如图1所不，一种在线测量固体发动机振动的系统，它包括立杆1、横杆2、发光二极管阵列3、暗箱4、灯盒5、挡片6、线阵CCD传感器7、固体发动机8、旋紧螺栓9以及发动机支撑座10等组成，暗箱4与挡片6固定在发动机的待测点位置。横杆2由立杆I支撑，通过立杆上的旋紧螺栓9来调节横杆的高度，进而调节暗箱4的高度。暗箱4固定在该系统中的立杆I与横杆2所组成的支架上，其内部包含发光二极管阵列3、灯盒5以及线阵CCD传感器7。发光二极管阵列3，由波长550nm的发光二极管排列而成，通过调节发光二极管的电流可以获得不同的发光亮度。灯盒5正面有一条竖直狭缝，可以将发光二极管阵列发出的光变为线偏振光。线阵CCD传感器7由一系列线性排列的像元构成，像元方向与灯盒狭缝方向相一致，通过像元来接收灯盒发出的光。线阵CCD传感器7同时与计算机相连接，由计算机来处理测量所得的数据。挡片6 —端固定在固体发动机8顶部的待测位置，与暗箱4非接触，可以随着固体发动机8的移动而移动。挡片6的另一端放置于灯盒5与CCD传感器7中间，挡片6上有一条竖直狭缝，其长度与灯盒5狭缝长度相等，由狭缝控制穿过挡片6被线阵CCD传感器7接收的光的数量。
[0017]暗箱4与挡片6组成的测量模块是本实用新型的主要部分，也是该技术方案的关键所在。利用狭缝的作用一方面很好的排除了外界透过暗箱与挡片之间间隙的杂散光对该系统的干扰，另一方面也通过狭缝来改变线阵CCD传感器7接收的光通量，从而达到固体发动机8振动测量的目的。在固体发动机8的测试中，通常需要测量的是轴向、径向和切向的振动，所以只要在需要测量的点布置任意数量的测量模块即可。通过与测量模块连接的计算机来处理获得的数据。利用光学测量的方法不仅克服了很多压电加速度计所不能避免的缺陷，同时也从根本上提高了测量精度，提高了测量效率。
【主权项】
1.一种在线测量固体发动机振动的系统，其特征在于:包括支撑机构、测量模块和数据处理模块组成，其中所述测量模块设置在所述支撑机构上，并与所述数据处理模块连接；所述支撑机构包括立杆(I)、横杆(2)以及长度调节机构；所述测量模块包括暗箱(4)和挡片(6)，其中所述暗箱⑷与挡片(6)固定在固体发动机⑶的待测点位置；所述暗箱(4)固定在所述立杆(I)与所述横杆(2)所组成的所述支撑机构上，所述暗箱(4)内部包含发光二极管阵列(3)、灯盒(5)以及线阵CCD传感器(7);所述横杆(2)由所述立杆(I)支撑，通过立杆(I)上的长度调节机构来调节所述横杆(2)的高度，进而调节暗箱(4)的高度；所述灯盒(5)的正面有一条竖直狭缝，将所述发光二极管阵列(3)发出的光变为线偏振光；所述挡片(6)的一端固定在固体发动机(8)顶部的待测位置，与所述暗箱(4)非接触，所述挡片(6)随着所述固体发动机(8)的移动而移动，所述挡片(6)的另一端放置于所述灯盒(5)与所述线阵CCD传感器(7)中间，所述挡片(6)上有一条竖直狭缝，其长度与所述灯盒(5)的狭缝长度相等，由狭缝控制穿过所述挡片(6)被所述线阵CCD传感器(7)接收的光的数量。2.根据权利要求1所述的在线测量固体发动机振动的系统，其特征在于:所述发光二极管阵列(3)由波长550nm的发光二极管排列而成。3.根据权利要求1所述的在线测量固体发动机振动的系统，其特征在于:所述线阵CCD传感器(7)由一系列线性排列的像元构成，像元方向与所述灯盒(5)的狭缝方向相一致，通过像元来接收所述灯盒(5)发出的光。4.根据权利要求1所述的在线测量固体发动机振动的系统，其特征在于:所述线阵CCD传感器(7)同时与数据处理模块相连接，由数据处理模块来处理测量所得的数据。5.根据权利要求1所述的在线测量固体发动机振动的系统，其特征在于:所述长度调节机构为旋紧螺栓(9)。
【专利摘要】本实用新型公开了一种在线测量固体发动机振动的系统，涉及机械加工制造以及光学测量领域。该系统是利用暗箱与挡片组成的测量模块来进行测量。暗箱内部包含发光二极管阵列、灯盒以及线阵CCD传感器。通过调节发光二极管的电流可以获得不同的发光亮度。灯盒正面有一条竖直狭缝，可以将发光二极管阵列发出的光变为线偏振光。线阵CCD传感器用来接收灯盒发出的光，最终通过被线阵CCD传感器接收的光信号来达到在线测量的目的。本实用新型克服了现有很多压电加速度计所不能避免的缺陷，同时也从根本上提高了测量精度，提高了测量效率。
【IPC分类】G01H9/00, G01M15/12
【公开号】CN204854947
【申请号】CN201520312966
【发明人】郭东升, 张海旺, 江晓瑞, 郭畅, 张昱, 陈思思
【申请人】内蒙航天动力机械测试所
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年5月12日