一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的制造方法
专利名称:一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及传感器检测技术领域，具体涉及了一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，包括：叶尖间隙传感器；叶片模型，叶片模型围绕一旋转轴线旋转并且该叶片模型的叶尖旋转扫过叶尖间隙传感器的探测面；间距调节机构，用于调整叶片模型与叶尖间隙传感器之间的距离；其中，叶片模型具有与实际叶片相同的叶面曲率。本实用新型提供的一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，由于采用与实际发动机叶片的叶面轮廓相同的叶片模型进行静态标定，因此，可以准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
【专利说明】
一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置。
【背景技术】
[0002]目前，对检测发动机叶片的叶尖间隙用的传感器进行静态标定的方法，通常是将多个直叶片安装在叶片夹持机构上，然后通过前后调节叶尖间隙传感器与直叶片之间的距离，从而对该叶尖间隙传感器进行静态标定。
[0003]现有的一种应用于上述标定方法的叶尖间隙传感器的标定装置，包括驱动装置、位移平台机构和支撑框架机构;驱动装置为电机，电机通过传动装置连接转盘，并且驱动转盘在竖直方向上旋转;位移平台机构使其上安装的叶尖间隙传感器远离或者靠近转盘;支撑框架机构用于固定驱动装置和传动机构。其中，该标定装置利用转盘模拟发动机叶轮，具体地，转盘为齿盘，齿盘上的各齿分别沿齿盘的径向设置，且各齿的齿面分别与齿盘的轴向平行。
[0004]上述的叶尖间隙传感器的标定装置中，转盘上的各齿的齿面为平面，且各齿的齿面分别与齿盘的轴向平行;而真实的发动机叶片则为曲率轮廓，且安装于发动机时，发动机叶片的齿面一般具有一定的角度，因此，该叶尖间隙传感器的标定装置无法准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
[0005]此外，现有技术中还公开了另一种叶尖间隙传感器的标定装置，该标定装置主要解决了模拟叶片与真实叶片的几何形状存在差别，无法体现真实叶片与机匣之间的间隙的问题。该标定装置设置于实际的机匣和叶轮上;包括用于安装叶轮的叶轮旋转机构和用于对叶轮旋转机构的旋转轴进行位移调整的间隙调整机构；间隙调整机构用于调整旋转轴的位置;旋转轴上设有用于固定叶轮的叶轮夹具;叶轮旋转机构固定于安装支架上。
[0006]由于采用实际的叶轮进行标定，因此，该标定装置的确解决了模拟叶片与真实叶片的几何形状存在差别的问题。但是，其驱动叶轮转动的装置为电机，在电机驱动叶轮进行转动时，叶片不可避免的会出现径向跳动，从而影响传感器静态标定的准确性。另外，该标定装置是在实际的发动机上进行改进，导致间隙调整机构为多级传动装置，且需要改变叶轮的位置调节叶尖间隙传感器与叶片之间的距离，不但结构复杂、操作不方便，而且在叶轮旋转时对其进行移动，也会对叶轮的状态产生一定的影响，从而影响到对叶尖间隙传感器进行静态标定的准确性。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的一个目的是提供一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，由于采用与实际发动机叶片的叶面轮廓相同的叶片模型进行静态标定，因此，可以准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案:
[0009]根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，包括:叶尖间隙传感器;叶片模型，叶片模型围绕一旋转轴线旋转并且该叶片模型的叶尖旋转扫过叶尖间隙传感器的探测面；间距调节机构，用于调整叶片模型与叶尖间隙传感器之间的距离;其中，叶片模型具有与实际叶片相同的叶面曲率。
[0010]根据本实用新型的另一个方面，叶片模型相对于旋转轴线倾斜设置，并且倾斜角度与实际叶片的倾斜角度相同。
[0011]根据本实用新型的另一个方面，叶片模型为多个并且围绕旋转轴线均匀布置。
[0012]根据本实用新型的另一个方面，相邻的两个叶片模型之间的夹角为360°/N，其中N为实际叶片的总数。
[0013]根据本实用新型的另一个方面，叶尖间隙传感器的检测方向与旋转轴线垂直相交。
[0014]根据本实用新型的另一个方面，还包括，用于安装叶片模型并且带动该叶片模型旋转的旋转支撑机构。
[0015]根据本实用新型的另一个方面，旋转支撑机构包括导向机构，用于引导叶片模型做围绕旋转轴线的旋转运动。
[0016]根据本实用新型的另一个方面，旋转支撑机构包括用于固定叶片模型的夹持机构。
[0017]根据本实用新型的另一个方面，叶尖间隙传感器设置在间距调节机构上。
[0018]根据本实用新型的另一个方面，叶尖间隙传感器为微波传感器。
[0019]采用根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，通过使该静态标定装置所使用的叶片模型的外形结构模拟实际发动机叶片，并保证叶片模型与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机叶片的叶面轮廓相同，从而使该静态标定装置可以应用于多种叶尖间隙传感器的静态标定，并且准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
【附图说明】
[0020]下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。
[0021]图1是示出根据本实用新型的一个实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的主视图；
[0022]图2是示出图1所示的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的结构示意图；
[0023]图3是示出根据本实用新型的一个实施例的叶片夹具的结构示意图；
[0024]图4是示出根据本实用新型的一个实施例的叶片模型的结构示意图；
[0025]图5是示出根据本实用新型的一个实施例的旋转支持机构的结构示意图；
[0026]图6是示出根据本实用新型的一个实施例的间距调节机构的结构示意图；
[0027]图7是示出根据本实用新型的一个实施例的传感器夹具的结构示意图。
[0028]在附图中，相同的符号标示相同的元件，其中，1:底板;2:间距调节机构；21:千分尺;22:第二移动平台；23:第一移动平台；3:传感器夹具;31:传感器夹具下板;32:传感器夹具上板;33:螺纹孔;4:旋转支持机构;41:导轨;42:滑块;5:叶片夹具;51:连接部;52:夹持部;53:斜槽;6:叶片模型;61:叶面;62:第一端面;63:叶尖;64:根部;65:第二端面。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的优选实施例，本实用新型的范围由权利要求书限定。
[0030]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此夕卜，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0032]为了更好地理解本实用新型，下面结合图1-7对根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置进行详细描述。
[0033]图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的主视图。如图所示，该静态标定装置包括叶片模型6、旋转支持机构4、间距调节机构2和底板I。其中，图中所示的一个实施例的底板I水平设置，旋转支持机构4和间距调节机构2分别固定在底板I上，且旋转支持机构4设置于图中底板I的右侧，间距调节机构2设置于图中底板I的左侧。需要说明的是，在实际标定的过程中，间距调节机构2也可以相对设置于旋转支持机构4的右侧，或者间距调节机构2和旋转支持机构4前后设置，只要是能够保证使间距调节机构2上安装的待标定的叶尖间隙传感器与旋转支持机构4上设置的叶片模型6相对设置即可。
[0034]间距调节机构2与待标定的叶尖间隙传感器通过传感器夹具3连接，并且带动待标定的叶尖间隙传感器远离或者靠近叶片模型6的叶尖63，使待标定的叶尖间隙传感器可以沿其检测方向相对于叶片模型6的叶尖63移动。旋转支持机构4与叶片模型6通过夹持机构连接，并且带动叶片模型6在水平方向或者竖直方向上以一旋转轴线为旋转中心进行旋转，使叶片模型6旋转地从待标定的叶尖间隙传感器的一侧旋转至另一侧，从而使叶片模型6扫过待标定的叶尖间隙传感器的探测面。其中，在待标定的叶尖间隙传感器和叶片模型6运动的过程中，需始终保证待标定的叶尖间隙传感器的检测方向沿叶片模型6的纵向中心线设置，该叶片模型6的纵向中心线为垂直于旋转轴线方向上的中心线，并且始终保证待标定的叶尖间隙传感器的检测方向与叶片模型6的旋转轴线垂直相交，即保证待标定的叶尖间隙传感器可以正对叶片模型6进行检测，而与叶片模型6之间没有夹角产生，防止标定时出现误差，影响静态标定的准确性。
[0035]在对间距调节机构2、旋转支持机构4和待标定的叶尖间隙传感器的位置进行设置时，不但需要考虑到间距调节机构2和待标定的叶尖间隙传感器的轴线需要重合，从而使间距调节机构2可以准确地带动待标定的叶尖间隙传感器进行移动，并保证移动后对于实际的待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6之间的间距定位准确;还要考虑到待标定的叶尖间隙传感器的检测方向需要垂直于旋转支持机构4的旋转轴线，使叶片模型6旋转至正对待标定的叶尖间隙传感器的检测面，并且叶片模型6的叶尖6 3方向与待标定的叶尖间隙传感器的检测方向重合时，保证待标定的叶尖间隙传感器的测量结果没有误差。图2进一步地示出了根据本实用新型的一个实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的结构示意图。从图中可以更具体地看出，底板I为矩形平板，间距调节机构2和旋转支持机构4沿底板I的长度方向设置，并且间距调节机构2、旋转支持机构4和待标定的叶尖间隙传感器的中心位于底板I的纵向中心线上，从而保证待标定的叶尖间隙传感器的测量方向穿过叶片模型6的旋转轨迹的中点以及旋转轴线。但是，间距调节机构2、旋转支持机构4和待标定的叶尖间隙传感器的位置并不唯一，只要是满足能够保证间距调节机构2和待标定的叶尖63间隙传感器的轴线重合、待标定的叶尖间隙传感器的检测方向垂直于旋转支持机构4的旋转轴线，以确保测量精度的设置方式的要求即可。
[0036]进一步地，由图2中可以看出，叶片模型6的叶尖63朝待标定的叶尖间隙传感器的方向设置，叶片模型6的根部64设置于旋转驱动机构上，且叶片模型6沿垂直于旋转轴线的方向设置。
[0037]叶片模型6的数量为多片，其中，多片叶片模型6围绕旋转轴线均匀布置。在图中所示的一个实施例中，叶片模型6的数量为三片，在另一个实施例中，叶片模型6的数量可以为两片，在又一个实施例中，叶片模型6的数量还可以为更多。该具体的叶片模型6的数量可以根据旋转支持机构4的大小、叶片模型6的大小、叶片模型6的旋转角度以及叶片模型6之间的夹角等相关因素的不同而设置。另外，相邻的两片叶片模型6之间的夹角为:360°/N，其中，N为实际发动机叶片的叶片总数。例如，在一个实施例中，使用该待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片数量为42片，则两片叶片模型6之间的夹角为8.57°。在另一个实施例中，使用该待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片数量为36片，则两片叶片模型6之间的夹角为10°。保证两个叶片模型6之间的夹角与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片的夹角一致的目的，是为了在标定试验中准确地模拟实际发动机的叶片的安装形式，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据。
[0038]图3示出了根据本实用新型的一个实施例的叶片夹具的结构示意图。图中所示的一个实施例的夹持机构为叶片夹具5，夹持机构还可以为其他任意的具有夹持和固定作用的装置，例如夹具、机械手、可与叶片模型螺纹连接的螺栓等能够夹持叶片模型6并将叶片模型6固定于旋转支持机构4上的装置。其中，图3所示的一个实施例的叶片夹具5包括连接部51和夹持部52，连接部51为水平设置的扇形平板，夹持部52竖直固定于连接部51的外缘。夹持部52为与连接部51的外缘形状和大小相配合的圆弧形曲面，并且与扇形平板面的圆心同心。连接部51和夹持部52可以一体连接，也可以可拆卸连接。当连接部51和夹持部52为可拆卸连接的情况时，连接部51与夹持部52的连接处可通过卡爪、卡槽配合连接，也可以通过螺栓连接。需要说明的是，连接部51和夹持部52的形状不限于上述所描述的形状，连接部51还可以为其他形状，只要是能够满足对于叶片模型6的安装形式的要求即可。
[0039]夹持机构使叶片模型6沿一个端面向另一个端面倾斜设置，图3中所示的一个实施例的叶片夹具5的夹持部52上设有用于安装叶片模型6的斜槽53，斜槽53是在夹持部52的顶部外壁上开设的凹槽。在另一个实施例中，夹持部52上可以设置向外凸出的凸块，斜槽53可以为在凸块上开设的凹槽。斜槽53用于插设叶片模型6的根部64，并使叶片模型6的叶尖63朝向待标定的叶尖间隙传感器设置。斜槽53具有一定的角度，使叶片模型相对于旋转轴线倾斜设置，即使叶片模型6沿第一端面62向第二端面65倾斜设置成如图2的实施例中的倾斜状态，从而保证叶片模型6的倾斜角度与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片的倾斜角度相同，在标定试验中准确地模拟实际发动机的叶片的安装形式，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据。
[0040]图4示出了根据本实用新型的一个实施例的叶片模型的结构示意图。如图中所示，叶片模型6两侧的叶面61均为为曲面，使叶片模型6与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机叶片的叶面轮廓相同。具体地，叶片模型6可以为使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片等比例缩小的模型，从而保证叶片模型6与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片相同，在标定试验中准确地模拟实际发动机的叶片带有曲率的外形结构，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据。另外，叶片模型6的根部64还设有插接部，该插接部用于插入叶片夹具5的斜槽53中并使叶片模型6固定于叶片夹具5的斜槽53中，从而将叶片模型6与叶片夹具5固定。
[0041 ]旋转支持机构4还包括用于引导叶片模型6旋转的的导向机构，具体地，导向机构包括用于固定叶片模型6的引导件和用于引导其运动的导向件。进一步地，图5示出了根据本实用新型的一个实施例的旋转支持机构的结构示意图。其中，旋转支持机构4带动叶片模型6在水平方向上转动，其导向机构为导轨41，导向件为滑块42，导轨41为与叶片模型6的旋转中心同心的圆弧形导轨，圆弧形导轨的中点为叶片模型6的旋转轨迹的中点。滑块42滑动连接于导轨41的上表面，滑块42的上表面连接叶片夹具5的连接部51，滑块42用于带动叶片模型6在导轨41上旋转。在另一种实施例中，滑块42还可以滑动连接于导轨41的外壁上。在又一种实施例中，滑块42还可以被替换为滑轮等其他的可以带动叶片模型6沿导轨运动的装置。在另一个实施例中，采用滑轮作为引导件的装置上，还可以设置驱动装置，例如电机，从而控制叶片模型沿导轨41自动地做匀速运动。
[0042]图6示出了根据本实用新型的一个实施例的间距调节机构的结构示意图。间距调节机构2包括第一移动平台23、第二移动平台22和千分尺21 ο第一移动平台23与第二移动平台22通过滑轨连接，滑轨可以设置于第二移动平台22上表面，也可以设置于第二移动平台22的两侧。千分尺21固定于第二移动平台22上远离叶片模型6的一端，并且千分尺21沿待标定的叶尖间隙传感器的中心方向设置。千分尺21驱动第一移动平台23带动待标定的叶尖间隙传感器做远离、靠近叶片模型6的叶尖63的往复运动。需要说明的是，驱动第一移动平台23相对以第二移动平台22移动的驱动单元除千分尺21以外，还可以采用带有电机、滑轮、控制器、显示器、键盘及距离传感器的数控式驱动单元，距离传感器用于测量待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6的叶尖63之间的距离，并将测量结果反馈给控制器，键盘用于向控制器内输入控制命令，控制器根据控制命令及距离传感器反馈的测量结果，控制电机带动滑轮按其发出的指令移动，显示器用于显示当前状态、待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6的叶尖63之间的距离以及控制命令等信息。
[0043]图7示出了根据本实用新型的一个实施例的传感器夹具的结构示意图。传感器夹具3包括传感器夹具上板32和传感器夹具下板31，其中传感器夹具下板31用于与第一移动平台23连接，传感器夹具上板32上设有螺纹孔33，叶尖间隙传感器螺纹连接固定于该螺纹孔33内。
[0044]根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置可适用于对任何类型的叶尖间隙传感器进行静态标定，尤其是微波传感器。当待标定的叶尖间隙传感器为微波传感器时，需要保证微波传感器与叶片模型6的叶尖63的间距范围为0-3mm，使标定距离设置在微波信号的测量范围内，从而保证静态标定的准确性。
[0045]根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，各个结构之间分别通过螺栓进行连接，其安装顺序可以为:在底板I上先依次安装间距调节机构2、传感器夹具3和待标定的叶尖间隙传感器，然后再在底板I上相对应的位置安装旋转支持机构4、叶片夹具5和叶片模型6。
[0046]根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的使用方法为:该静态标定装置安装完成后，使位于中间的叶片模型6沿底板I的中心设置，S卩，使位于中间的叶片模型6与待标定的叶尖间隙传感器正对设置;旋转千分尺21调节间距调节机构2，使待标定的叶尖间隙传感器的信号发射端与叶片模型6的叶尖63相贴，此时，待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6的叶尖63的距离为0mm，在此基础上，控制千分尺21带动待标定的叶尖间隙传感器在与叶片模型6的叶尖63的距离在0-3mm内调节至任意位置;然后，移动滑块42到导轨41的一端，从导轨41的该端开始，控制滑块42带动叶片模型6在导轨41上滑动，从而使叶片模型6转动，并使各个叶片模型6依次扫过待标定的叶尖间隙传感器，从而使待标定的叶尖间隙传感器测量其与叶片模型6的叶尖63之间的距离，根据测量结果和千分尺的读数进行计算及分析，得到待标定的叶尖间隙传感器的测量误差，以对待标定的叶尖间隙传感器进行静态标定。
[0047]综上所述，根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，通过准确模拟实际发动机的叶片的外形结构、安装形式和转动形式，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据，因此，可以准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。另外，根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置还具有结构简单、成本低以及操作简便的优点。
[0048]本实用新型所描述和说明的实施例对于本实用新型所保护的内容是说明性的而非限制性的，因此应当理解为，上述实施例仅示出和描述了本实用新型的优选方案，在权利要求书所限定的范围内的所有修改例和等同配置均属于本实用新型所保护的内容。
【主权项】
1.一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，包括: 叶尖间隙传感器； 叶片模型，所述叶片模型围绕一旋转轴线旋转并且该叶片模型的叶尖旋转扫过所述叶尖间隙传感器的探测面； 间距调节机构，用于调整所述叶片模型与所述叶尖间隙传感器之间的距离;其中， 所述叶片模型具有与实际叶片相同的叶面曲率。2.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶片模型相对于所述旋转轴线倾斜设置，并且所述倾斜角度与所述实际叶片的倾斜角度相同。3.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶片模型为多个并且围绕所述旋转轴线均匀布置。4.根据权利要求3所述的静态标定装置，其中，相邻的两个所述叶片模型之间的夹角为360° /N，其中N为所述实际叶片的总数。5.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶尖间隙传感器的检测方向与所述旋转轴线垂直相交。6.根据权利要求1所述的静态标定装置，还包括，用于安装所述叶片模型并且带动该叶片模型旋转的旋转支撑机构。7.根据权利要求6所述的静态标定装置，其中，所述旋转支撑机构包括导向机构，用于引导所述叶片模型做围绕所述旋转轴线的旋转运动。8.根据权利要求6所述的静态标定装置，其中，所述旋转支撑机构包括用于固定所述叶片丰吴型的夹持机构。9.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶尖间隙传感器设置在所述间距调节机构上。10.根据权利要求1-9中任一项所述的静态标定装置，其中，所述叶尖间隙传感器为微波传感器。
【文档编号】G01B15/00GK205718888SQ201620333591
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】林莹杰, 翁新全, 殷俊, 徐杰, 王培顺
【申请人】厦门乃尔电子有限公司
【专利摘要】本实用新型涉及传感器检测技术领域，具体涉及了一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，包括：叶尖间隙传感器；叶片模型，叶片模型围绕一旋转轴线旋转并且该叶片模型的叶尖旋转扫过叶尖间隙传感器的探测面；间距调节机构，用于调整叶片模型与叶尖间隙传感器之间的距离；其中，叶片模型具有与实际叶片相同的叶面曲率。本实用新型提供的一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，由于采用与实际发动机叶片的叶面轮廓相同的叶片模型进行静态标定，因此，可以准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
【专利说明】
一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及传感器检测技术领域，尤其涉及一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置。
【背景技术】
[0002]目前，对检测发动机叶片的叶尖间隙用的传感器进行静态标定的方法，通常是将多个直叶片安装在叶片夹持机构上，然后通过前后调节叶尖间隙传感器与直叶片之间的距离，从而对该叶尖间隙传感器进行静态标定。
[0003]现有的一种应用于上述标定方法的叶尖间隙传感器的标定装置，包括驱动装置、位移平台机构和支撑框架机构;驱动装置为电机，电机通过传动装置连接转盘，并且驱动转盘在竖直方向上旋转;位移平台机构使其上安装的叶尖间隙传感器远离或者靠近转盘;支撑框架机构用于固定驱动装置和传动机构。其中，该标定装置利用转盘模拟发动机叶轮，具体地，转盘为齿盘，齿盘上的各齿分别沿齿盘的径向设置，且各齿的齿面分别与齿盘的轴向平行。
[0004]上述的叶尖间隙传感器的标定装置中，转盘上的各齿的齿面为平面，且各齿的齿面分别与齿盘的轴向平行;而真实的发动机叶片则为曲率轮廓，且安装于发动机时，发动机叶片的齿面一般具有一定的角度，因此，该叶尖间隙传感器的标定装置无法准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
[0005]此外，现有技术中还公开了另一种叶尖间隙传感器的标定装置，该标定装置主要解决了模拟叶片与真实叶片的几何形状存在差别，无法体现真实叶片与机匣之间的间隙的问题。该标定装置设置于实际的机匣和叶轮上;包括用于安装叶轮的叶轮旋转机构和用于对叶轮旋转机构的旋转轴进行位移调整的间隙调整机构；间隙调整机构用于调整旋转轴的位置;旋转轴上设有用于固定叶轮的叶轮夹具;叶轮旋转机构固定于安装支架上。
[0006]由于采用实际的叶轮进行标定，因此，该标定装置的确解决了模拟叶片与真实叶片的几何形状存在差别的问题。但是，其驱动叶轮转动的装置为电机，在电机驱动叶轮进行转动时，叶片不可避免的会出现径向跳动，从而影响传感器静态标定的准确性。另外，该标定装置是在实际的发动机上进行改进，导致间隙调整机构为多级传动装置，且需要改变叶轮的位置调节叶尖间隙传感器与叶片之间的距离，不但结构复杂、操作不方便，而且在叶轮旋转时对其进行移动，也会对叶轮的状态产生一定的影响，从而影响到对叶尖间隙传感器进行静态标定的准确性。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的一个目的是提供一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，由于采用与实际发动机叶片的叶面轮廓相同的叶片模型进行静态标定，因此，可以准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
[0008]为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案:
[0009]根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，包括:叶尖间隙传感器;叶片模型，叶片模型围绕一旋转轴线旋转并且该叶片模型的叶尖旋转扫过叶尖间隙传感器的探测面；间距调节机构，用于调整叶片模型与叶尖间隙传感器之间的距离;其中，叶片模型具有与实际叶片相同的叶面曲率。
[0010]根据本实用新型的另一个方面，叶片模型相对于旋转轴线倾斜设置，并且倾斜角度与实际叶片的倾斜角度相同。
[0011]根据本实用新型的另一个方面，叶片模型为多个并且围绕旋转轴线均匀布置。
[0012]根据本实用新型的另一个方面，相邻的两个叶片模型之间的夹角为360°/N，其中N为实际叶片的总数。
[0013]根据本实用新型的另一个方面，叶尖间隙传感器的检测方向与旋转轴线垂直相交。
[0014]根据本实用新型的另一个方面，还包括，用于安装叶片模型并且带动该叶片模型旋转的旋转支撑机构。
[0015]根据本实用新型的另一个方面，旋转支撑机构包括导向机构，用于引导叶片模型做围绕旋转轴线的旋转运动。
[0016]根据本实用新型的另一个方面，旋转支撑机构包括用于固定叶片模型的夹持机构。
[0017]根据本实用新型的另一个方面，叶尖间隙传感器设置在间距调节机构上。
[0018]根据本实用新型的另一个方面，叶尖间隙传感器为微波传感器。
[0019]采用根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，通过使该静态标定装置所使用的叶片模型的外形结构模拟实际发动机叶片，并保证叶片模型与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机叶片的叶面轮廓相同，从而使该静态标定装置可以应用于多种叶尖间隙传感器的静态标定，并且准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。
【附图说明】
[0020]下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。
[0021]图1是示出根据本实用新型的一个实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的主视图；
[0022]图2是示出图1所示的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的结构示意图；
[0023]图3是示出根据本实用新型的一个实施例的叶片夹具的结构示意图；
[0024]图4是示出根据本实用新型的一个实施例的叶片模型的结构示意图；
[0025]图5是示出根据本实用新型的一个实施例的旋转支持机构的结构示意图；
[0026]图6是示出根据本实用新型的一个实施例的间距调节机构的结构示意图；
[0027]图7是示出根据本实用新型的一个实施例的传感器夹具的结构示意图。
[0028]在附图中，相同的符号标示相同的元件，其中，1:底板;2:间距调节机构；21:千分尺;22:第二移动平台；23:第一移动平台；3:传感器夹具;31:传感器夹具下板;32:传感器夹具上板;33:螺纹孔;4:旋转支持机构;41:导轨;42:滑块;5:叶片夹具;51:连接部;52:夹持部;53:斜槽;6:叶片模型;61:叶面;62:第一端面;63:叶尖;64:根部;65:第二端面。
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的优选实施例，本实用新型的范围由权利要求书限定。
[0030]在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此夕卜，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0031]在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接;可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0032]为了更好地理解本实用新型，下面结合图1-7对根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置进行详细描述。
[0033]图1示出了根据本实用新型的一个实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的主视图。如图所示，该静态标定装置包括叶片模型6、旋转支持机构4、间距调节机构2和底板I。其中，图中所示的一个实施例的底板I水平设置，旋转支持机构4和间距调节机构2分别固定在底板I上，且旋转支持机构4设置于图中底板I的右侧，间距调节机构2设置于图中底板I的左侧。需要说明的是，在实际标定的过程中，间距调节机构2也可以相对设置于旋转支持机构4的右侧，或者间距调节机构2和旋转支持机构4前后设置，只要是能够保证使间距调节机构2上安装的待标定的叶尖间隙传感器与旋转支持机构4上设置的叶片模型6相对设置即可。
[0034]间距调节机构2与待标定的叶尖间隙传感器通过传感器夹具3连接，并且带动待标定的叶尖间隙传感器远离或者靠近叶片模型6的叶尖63，使待标定的叶尖间隙传感器可以沿其检测方向相对于叶片模型6的叶尖63移动。旋转支持机构4与叶片模型6通过夹持机构连接，并且带动叶片模型6在水平方向或者竖直方向上以一旋转轴线为旋转中心进行旋转，使叶片模型6旋转地从待标定的叶尖间隙传感器的一侧旋转至另一侧，从而使叶片模型6扫过待标定的叶尖间隙传感器的探测面。其中，在待标定的叶尖间隙传感器和叶片模型6运动的过程中，需始终保证待标定的叶尖间隙传感器的检测方向沿叶片模型6的纵向中心线设置，该叶片模型6的纵向中心线为垂直于旋转轴线方向上的中心线，并且始终保证待标定的叶尖间隙传感器的检测方向与叶片模型6的旋转轴线垂直相交，即保证待标定的叶尖间隙传感器可以正对叶片模型6进行检测，而与叶片模型6之间没有夹角产生，防止标定时出现误差，影响静态标定的准确性。
[0035]在对间距调节机构2、旋转支持机构4和待标定的叶尖间隙传感器的位置进行设置时，不但需要考虑到间距调节机构2和待标定的叶尖间隙传感器的轴线需要重合，从而使间距调节机构2可以准确地带动待标定的叶尖间隙传感器进行移动，并保证移动后对于实际的待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6之间的间距定位准确;还要考虑到待标定的叶尖间隙传感器的检测方向需要垂直于旋转支持机构4的旋转轴线，使叶片模型6旋转至正对待标定的叶尖间隙传感器的检测面，并且叶片模型6的叶尖6 3方向与待标定的叶尖间隙传感器的检测方向重合时，保证待标定的叶尖间隙传感器的测量结果没有误差。图2进一步地示出了根据本实用新型的一个实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的结构示意图。从图中可以更具体地看出，底板I为矩形平板，间距调节机构2和旋转支持机构4沿底板I的长度方向设置，并且间距调节机构2、旋转支持机构4和待标定的叶尖间隙传感器的中心位于底板I的纵向中心线上，从而保证待标定的叶尖间隙传感器的测量方向穿过叶片模型6的旋转轨迹的中点以及旋转轴线。但是，间距调节机构2、旋转支持机构4和待标定的叶尖间隙传感器的位置并不唯一，只要是满足能够保证间距调节机构2和待标定的叶尖63间隙传感器的轴线重合、待标定的叶尖间隙传感器的检测方向垂直于旋转支持机构4的旋转轴线，以确保测量精度的设置方式的要求即可。
[0036]进一步地，由图2中可以看出，叶片模型6的叶尖63朝待标定的叶尖间隙传感器的方向设置，叶片模型6的根部64设置于旋转驱动机构上，且叶片模型6沿垂直于旋转轴线的方向设置。
[0037]叶片模型6的数量为多片，其中，多片叶片模型6围绕旋转轴线均匀布置。在图中所示的一个实施例中，叶片模型6的数量为三片，在另一个实施例中，叶片模型6的数量可以为两片，在又一个实施例中，叶片模型6的数量还可以为更多。该具体的叶片模型6的数量可以根据旋转支持机构4的大小、叶片模型6的大小、叶片模型6的旋转角度以及叶片模型6之间的夹角等相关因素的不同而设置。另外，相邻的两片叶片模型6之间的夹角为:360°/N，其中，N为实际发动机叶片的叶片总数。例如，在一个实施例中，使用该待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片数量为42片，则两片叶片模型6之间的夹角为8.57°。在另一个实施例中，使用该待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片数量为36片，则两片叶片模型6之间的夹角为10°。保证两个叶片模型6之间的夹角与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片的夹角一致的目的，是为了在标定试验中准确地模拟实际发动机的叶片的安装形式，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据。
[0038]图3示出了根据本实用新型的一个实施例的叶片夹具的结构示意图。图中所示的一个实施例的夹持机构为叶片夹具5，夹持机构还可以为其他任意的具有夹持和固定作用的装置，例如夹具、机械手、可与叶片模型螺纹连接的螺栓等能够夹持叶片模型6并将叶片模型6固定于旋转支持机构4上的装置。其中，图3所示的一个实施例的叶片夹具5包括连接部51和夹持部52，连接部51为水平设置的扇形平板，夹持部52竖直固定于连接部51的外缘。夹持部52为与连接部51的外缘形状和大小相配合的圆弧形曲面，并且与扇形平板面的圆心同心。连接部51和夹持部52可以一体连接，也可以可拆卸连接。当连接部51和夹持部52为可拆卸连接的情况时，连接部51与夹持部52的连接处可通过卡爪、卡槽配合连接，也可以通过螺栓连接。需要说明的是，连接部51和夹持部52的形状不限于上述所描述的形状，连接部51还可以为其他形状，只要是能够满足对于叶片模型6的安装形式的要求即可。
[0039]夹持机构使叶片模型6沿一个端面向另一个端面倾斜设置，图3中所示的一个实施例的叶片夹具5的夹持部52上设有用于安装叶片模型6的斜槽53，斜槽53是在夹持部52的顶部外壁上开设的凹槽。在另一个实施例中，夹持部52上可以设置向外凸出的凸块，斜槽53可以为在凸块上开设的凹槽。斜槽53用于插设叶片模型6的根部64，并使叶片模型6的叶尖63朝向待标定的叶尖间隙传感器设置。斜槽53具有一定的角度，使叶片模型相对于旋转轴线倾斜设置，即使叶片模型6沿第一端面62向第二端面65倾斜设置成如图2的实施例中的倾斜状态，从而保证叶片模型6的倾斜角度与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片的倾斜角度相同，在标定试验中准确地模拟实际发动机的叶片的安装形式，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据。
[0040]图4示出了根据本实用新型的一个实施例的叶片模型的结构示意图。如图中所示，叶片模型6两侧的叶面61均为为曲面，使叶片模型6与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机叶片的叶面轮廓相同。具体地，叶片模型6可以为使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片等比例缩小的模型，从而保证叶片模型6与使用待标定的叶尖间隙传感器的实际发动机的叶片相同，在标定试验中准确地模拟实际发动机的叶片带有曲率的外形结构，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据。另外，叶片模型6的根部64还设有插接部，该插接部用于插入叶片夹具5的斜槽53中并使叶片模型6固定于叶片夹具5的斜槽53中，从而将叶片模型6与叶片夹具5固定。
[0041 ]旋转支持机构4还包括用于引导叶片模型6旋转的的导向机构，具体地，导向机构包括用于固定叶片模型6的引导件和用于引导其运动的导向件。进一步地，图5示出了根据本实用新型的一个实施例的旋转支持机构的结构示意图。其中，旋转支持机构4带动叶片模型6在水平方向上转动，其导向机构为导轨41，导向件为滑块42，导轨41为与叶片模型6的旋转中心同心的圆弧形导轨，圆弧形导轨的中点为叶片模型6的旋转轨迹的中点。滑块42滑动连接于导轨41的上表面，滑块42的上表面连接叶片夹具5的连接部51，滑块42用于带动叶片模型6在导轨41上旋转。在另一种实施例中，滑块42还可以滑动连接于导轨41的外壁上。在又一种实施例中，滑块42还可以被替换为滑轮等其他的可以带动叶片模型6沿导轨运动的装置。在另一个实施例中，采用滑轮作为引导件的装置上，还可以设置驱动装置，例如电机，从而控制叶片模型沿导轨41自动地做匀速运动。
[0042]图6示出了根据本实用新型的一个实施例的间距调节机构的结构示意图。间距调节机构2包括第一移动平台23、第二移动平台22和千分尺21 ο第一移动平台23与第二移动平台22通过滑轨连接，滑轨可以设置于第二移动平台22上表面，也可以设置于第二移动平台22的两侧。千分尺21固定于第二移动平台22上远离叶片模型6的一端，并且千分尺21沿待标定的叶尖间隙传感器的中心方向设置。千分尺21驱动第一移动平台23带动待标定的叶尖间隙传感器做远离、靠近叶片模型6的叶尖63的往复运动。需要说明的是，驱动第一移动平台23相对以第二移动平台22移动的驱动单元除千分尺21以外，还可以采用带有电机、滑轮、控制器、显示器、键盘及距离传感器的数控式驱动单元，距离传感器用于测量待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6的叶尖63之间的距离，并将测量结果反馈给控制器，键盘用于向控制器内输入控制命令，控制器根据控制命令及距离传感器反馈的测量结果，控制电机带动滑轮按其发出的指令移动，显示器用于显示当前状态、待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6的叶尖63之间的距离以及控制命令等信息。
[0043]图7示出了根据本实用新型的一个实施例的传感器夹具的结构示意图。传感器夹具3包括传感器夹具上板32和传感器夹具下板31，其中传感器夹具下板31用于与第一移动平台23连接，传感器夹具上板32上设有螺纹孔33，叶尖间隙传感器螺纹连接固定于该螺纹孔33内。
[0044]根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置可适用于对任何类型的叶尖间隙传感器进行静态标定，尤其是微波传感器。当待标定的叶尖间隙传感器为微波传感器时，需要保证微波传感器与叶片模型6的叶尖63的间距范围为0-3mm，使标定距离设置在微波信号的测量范围内，从而保证静态标定的准确性。
[0045]根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，各个结构之间分别通过螺栓进行连接，其安装顺序可以为:在底板I上先依次安装间距调节机构2、传感器夹具3和待标定的叶尖间隙传感器，然后再在底板I上相对应的位置安装旋转支持机构4、叶片夹具5和叶片模型6。
[0046]根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置的使用方法为:该静态标定装置安装完成后，使位于中间的叶片模型6沿底板I的中心设置，S卩，使位于中间的叶片模型6与待标定的叶尖间隙传感器正对设置;旋转千分尺21调节间距调节机构2，使待标定的叶尖间隙传感器的信号发射端与叶片模型6的叶尖63相贴，此时，待标定的叶尖间隙传感器与叶片模型6的叶尖63的距离为0mm，在此基础上，控制千分尺21带动待标定的叶尖间隙传感器在与叶片模型6的叶尖63的距离在0-3mm内调节至任意位置;然后，移动滑块42到导轨41的一端，从导轨41的该端开始，控制滑块42带动叶片模型6在导轨41上滑动，从而使叶片模型6转动，并使各个叶片模型6依次扫过待标定的叶尖间隙传感器，从而使待标定的叶尖间隙传感器测量其与叶片模型6的叶尖63之间的距离，根据测量结果和千分尺的读数进行计算及分析，得到待标定的叶尖间隙传感器的测量误差，以对待标定的叶尖间隙传感器进行静态标定。
[0047]综上所述，根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，通过准确模拟实际发动机的叶片的外形结构、安装形式和转动形式，为待标定的叶尖间隙传感器的标定提供准确的数据，因此，可以准确地检测出叶尖间隙传感器在实际使用时的真实标定特性。另外，根据本实用新型实施例的用于叶尖间隙传感器的静态标定装置还具有结构简单、成本低以及操作简便的优点。
[0048]本实用新型所描述和说明的实施例对于本实用新型所保护的内容是说明性的而非限制性的，因此应当理解为，上述实施例仅示出和描述了本实用新型的优选方案，在权利要求书所限定的范围内的所有修改例和等同配置均属于本实用新型所保护的内容。
【主权项】
1.一种用于叶尖间隙传感器的静态标定装置，包括: 叶尖间隙传感器； 叶片模型，所述叶片模型围绕一旋转轴线旋转并且该叶片模型的叶尖旋转扫过所述叶尖间隙传感器的探测面； 间距调节机构，用于调整所述叶片模型与所述叶尖间隙传感器之间的距离;其中， 所述叶片模型具有与实际叶片相同的叶面曲率。2.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶片模型相对于所述旋转轴线倾斜设置，并且所述倾斜角度与所述实际叶片的倾斜角度相同。3.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶片模型为多个并且围绕所述旋转轴线均匀布置。4.根据权利要求3所述的静态标定装置，其中，相邻的两个所述叶片模型之间的夹角为360° /N，其中N为所述实际叶片的总数。5.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶尖间隙传感器的检测方向与所述旋转轴线垂直相交。6.根据权利要求1所述的静态标定装置，还包括，用于安装所述叶片模型并且带动该叶片模型旋转的旋转支撑机构。7.根据权利要求6所述的静态标定装置，其中，所述旋转支撑机构包括导向机构，用于引导所述叶片模型做围绕所述旋转轴线的旋转运动。8.根据权利要求6所述的静态标定装置，其中，所述旋转支撑机构包括用于固定所述叶片丰吴型的夹持机构。9.根据权利要求1所述的静态标定装置，其中，所述叶尖间隙传感器设置在所述间距调节机构上。10.根据权利要求1-9中任一项所述的静态标定装置，其中，所述叶尖间隙传感器为微波传感器。
【文档编号】G01B15/00GK205718888SQ201620333591
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年4月20日
【发明人】林莹杰, 翁新全, 殷俊, 徐杰, 王培顺
【申请人】厦门乃尔电子有限公司
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