专利名称：涡轮叶片喉部尺寸测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种涡轮叶片尺寸测量仪，具体涉及一种涡轮叶片喉部尺寸测量仪， 属于涡轮叶片几何测量技术领域。
背景技术：
叶片是涡轮主要部件之一，尤其它的气道部分决定了通过涡轮叶片气体的流量， 直接影响到涡轮类机械的产品质量。涡轮叶片喉部尺寸指叶片出气边末端到下一片叶片型面的最小距离，是气道设计中一个重要参数，其大小决定了涡轮机叶片间气流的流量、流速等参数。对于涡轮机喉部尺寸，现有的测量方法是采用钢制梯形斜尺进行测量。在斜尺上标有刻度，测量时测量者将斜尺插入两片叶片之间，直到再不能推进为止，然后根据叶片边缘所在刻度，读取气道宽度数值。该测量方法操作简便，但是由于不同测试者插入斜尺时力量不同或读数方式不同，以及斜尺磨损程度不同，易造成测量误差较大的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决采用钢制梯形斜尺测量涡轮叶片喉部尺寸存在误差大的问题，进而提供一种涡轮叶片喉部尺寸测量仪。本发明的技术方案是涡轮叶片喉部尺寸测量仪包括信号检测装置、信号处理显示器及数据线；所述信号检测装置包括刀口、底板、测量按钮、位移传感器、测杆、测头和敞口外壳；底板安装在敞口外壳的敞口端，底板与敞口外壳联合构成腔室，所述位移传感器设置在腔室内，且安装在底板上，测量按钮安装在敞口外壳的外壁上，所述底板的外壁上开有凹槽，刀口安装在凹槽内，测头设置在敞口外壳的下方，并通过测杆与位移传感器建立机械连接；所述信号处理显示器包括封闭壳体、信号处理单元、电池组、显示屏、按键组和电源开关；信号处理单元和电池组设置在封闭壳体内，显示屏镶嵌在封闭壳体上，按键组镶嵌在封闭壳体上，且按键组位于显示屏的下方，电源开关安装在封闭壳体的外壁上，电源开关通过导线与电池组电连接，用于控制电池组通断电，所述按键组和显示屏分别通过导线与信号处理单元建立电连接；信号检测装置和信号处理显示器通过数据线实现信号连接，具体连接方式为数据线的一端穿过敞口外壳与位移传感器实现信号连接，数据线的另一端穿过封闭壳体与信号处理单元实现信号连接，测量按钮通过导线与信号处理单元电连接，用于控制信号处理单元开始和停止接收测量数据。本发明与现有技术相比具有以下效果本发明将信号检测部分和信号处理显示部分分离设计，使得信号检测部分尺寸最小化，便于在涡轮机两级叶片之间使用；本发明的测头通过位移传感器自身的回弹力压在叶片表面，按下测量按钮，测头随着叶片型面的变化上下运动，信号处理单元自动记录位移传感器的最大缩进量，即是该叶片的喉部尺寸，测量结果直接显示在液晶显示屏上，避免了人为操作产生的较大误差，大大提高了测量精度和测量重复性；本发明的检测精度为士0. 05mm(3 ο)，测量不确定度为< F. S，重复精度 士 0. 02mm (3 σ )，使用环境温度为0-46 °C，相对湿度< 70%。3 σ :99. 73%测量结果的误差都不超过士0. 05毫米；F. S 满量程范围。
图1是本发明的整体结构主视图，图2是信号检测装置的主视图，图3是图2的左视图，图4是图2的俯视图，图5是按键组13信号处理单元10电连接关系框图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式的涡轮叶片喉部尺寸测量仪包括信号检测装置、信号处理显示器及数据线8 ；所述信号检测装置包括刀口 1、底板2、测量按钮3、位移传感器4、测杆5、测头6和敞口外壳7 ；底板2安装在敞口外壳7的敞口端，底板2与敞口外壳7联合构成腔室，所述位移传感器4设置在腔室内，且安装在底板2上，测量按钮3安装在敞口外壳7的外壁上， 所述底板2的外壁上开有凹槽2-1，刀口 1安装在凹槽2-1内，测头6设置在敞口外壳7的下方，并通过测杆5与位移传感器4建立机械连接；所述信号处理显示器包括封闭壳体9、信号处理单元10、电池组11、显示屏12、按键组13和电源开关14 ；信号处理单元10和电池组11设置在封闭壳体9内，显示屏12镶嵌在封闭壳体9上，按键组13镶嵌在封闭壳体9上，且按键组13位于显示屏12的下方，电源开关14安装在封闭壳体9的外壁上，电源开关14通过导线与电池组11电连接，用于控制电池组11通断电，所述按键组13和显示屏12分别通过导线与信号处理单元10建立电连接；信号检测装置和信号处理显示器通过数据线8实现信号连接，具体连接方式为数据线8的一端穿过敞口外壳7与位移传感器4实现信号连接，数据线8的另一端穿过封闭壳体9与信号处理单元10实现信号连接，测量按钮3通过导线与信号处理单元10电连接， 用于控制信号处理单元开始和停止接收测量数据。
具体实施方式
二 结合图1说明本实施方式，本实施方式的显示屏12为液晶显示屏。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式的位移传感器4为微型位移传感器。如此设置，有效缩小了信号检测装置的几何尺寸，更加便于在涡轮机两级叶片之间使用。其它组成和连接关系与具体实施方式
一或二相同。
具体实施方式
四结合图2至图4说明本实施方式，本实施方式的信号检测装置还包括多个螺栓15，刀口 1上并列开有两个长条孔1-1，每个长条孔1-1均沿竖直方向开设， 刀口 1通过设置在长条孔1-1内的螺栓15安装在凹槽2-1内。如此设置，通过松动螺栓15 可以使刀口 1在凹槽2-1内上下滑动，从而改变量程，适用于不同尺寸的涡轮机叶片喉部的测量。其它组成和连接关系与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
五结合图3说明本实施方式，本实施方式的信号检测装置还包括定位柱16，所述定位柱16的上部与刀口 1固定连接，定位柱16的下端与测头6固定连接。
4如此设置，目的是防止测头在水平面内偏摆，带来测量误差，并使得结构更稳定。其它组成和连接关系与具体实施方式
一、二、三或四相同。
具体实施方式
六结合图1说明本实施方式，本实施方式的涡轮叶片喉部尺寸测量仪还包括两个密封连接件17，数据线8与敞口外壳7的交汇处以及数据线8与封闭壳体 9的交汇处各设置有一个密封连接件17。如此设置，有效防止了数据线8被拉断，同时防止了灰尘进入测量仪内部。其它组成和连接关系与具体实施方式
一、二、三、四或五相同。
具体实施方式
七结合图1和图5说明本实施方式，本实施方式的按键组13包括测量按键13-1、设定按键13-2、功能按键13-3和调整按键13_4，所述测量按键13_1、设定按键13-2、功能按键13-3和调整按键13-4并列设置，并各自通过一根导线与信号处理单元10建立电连接，测量按键13-1用于使信号检测装置进入测量模式；设定按键13-2用于使信号检测装置进入设定模式；功能按键13-3用于使光标在各个字符位上移动，对不同的位置的数字进行调整；调整按键13-4使当前位的数字从0到9循环改变。其它组成和连接关系与具体实施方式
一、二、三、四、五或六相同。本发明的工作原理(参见图1)该测量仪的技术原理是求取涡轮机叶片出气边上某一点到下一叶片型面的最小距离即是该点处喉部尺寸，也就是要求取某一点到一个曲面的最小距离。测量原理是采用位移传感器4测量叶片出气边某一位置到下一个叶片型面最小距离来获取该位置喉部尺寸。测量时，刀口 1卡在叶片的出气边，测头6通过位移传感器4自身的回弹力压在叶片表面。按下测量按钮3，刀口 1卡在叶片出气边，在垂直平面内摆动信号检测装置，测头6随着叶片型面变化上下运动，信号处理单元10自动记录位移传感器4的最大缩进量，即是该叶片喉部尺寸。一次测量完成后，再次按下测量按钮3，测量结果在显示屏12上显示。
权利要求
1.一种涡轮叶片喉部尺寸测量仪，其特征在于它包括信号检测装置、信号处理显示器及数据线(8)；所述信号检测装置包括刀口⑴、底板⑵、测量按钮⑶、位移传感器⑷、测杆(5)、测头(6)和敞口外壳(7)；底板⑵安装在敞口外壳(7)的敞口端，底板(2)与敞口外壳(7) 联合构成腔室，所述位移传感器(4)设置在腔室内，且安装在底板( 上，测量按钮(3)安装在敞口外壳(7)的外壁上，所述底板O)的外壁上开有凹槽0-1)，刀口(1)安装在凹槽 (2-1)内，测头(6)设置在敞口外壳(7)的下方，并通过测杆(5)与位移传感器⑷建立机械连接；所述信号处理显示器包括封闭壳体(9)、信号处理单元(10)、电池组(11)、显示屏(12)、按键组(1 和电源开关(14)；信号处理单元(10)和电池组(11)设置在封闭壳体 (9)内，显示屏(12)镶嵌在封闭壳体(9)上，按键组(13)镶嵌在封闭壳体(9)上，且按键组(13)位于显示屏(12)的下方，电源开关(14)安装在封闭壳体(9)的外壁上，电源开关 (14)通过导线与电池组(11)电连接，用于控制电池组(11)通断电，所述按键组(13)和显示屏(12)分别通过导线与信号处理单元(10)建立电连接；信号检测装置和信号处理显示器通过数据线(8)实现信号连接，具体连接方式为数据线(8)的一端穿过敞口外壳(7)与位移传感器(4)实现信号连接，数据线(8)的另一端穿过封闭壳体(9)与信号处理单元(10)实现信号连接，测量按钮(3)通过导线与信号处理单元(10)电连接，用于控制信号处理单元开始和停止接收测量数据。
2.根据权利要求1所述的涡轮叶片喉部尺寸测量仪，其特征在于显示屏(12)为液晶显示屏。
3.根据权利要求1或2所述的涡轮叶片喉部尺寸测量仪，其特征在于位移传感器(4) 为微型位移传感器。
4.根据权利要求3所述的涡轮叶片喉部尺寸测量仪，其特征在于信号检测装置还包括多个螺栓(15)，刀口(1)上并列开有两个长条孔(1-1)，每个长条孔(1-1)均沿竖直方向开设，刀口(1)通过设置在长条孔(1-1)内的螺栓(15)安装在凹槽内。
5.根据权利要求1、2或4所述的涡轮叶片喉部尺寸测量仪，其特征在于信号检测装置还包括定位柱(16)，所述定位柱(16)的上部与刀口(1)固定连接，定位柱(16)的下端与测头(6)固定连接。
6.根据权利要求5所述的涡轮叶片喉部尺寸测量仪，其特征在于涡轮叶片喉部尺寸测量仪还包括两个密封连接件(17)，数据线(8)与敞口外壳(7)的交汇处以及数据线(8) 与封闭壳体(9)的交汇处各设置有一个密封连接件(17)。
7.根据权利要求1、2、4或6所述的涡轮叶片喉部尺寸测量仪，其特征在于按键组(13)包括测量按键(13-1)、设定按键(13-2)、功能按键(13- 和调整按键(13_4)，所述测量按键(13-1)、设定按键(13-2)、功能按键(13-3)和调整按键(13_4)并列设置，并各自通过一根导线与信号处理单元(10)建立电连接，测量按键(13-1)用于使信号检测装置进入测量模式；设定按键(13-2)用于使信号检测装置进入设定模式；功能按键(13-3)用于使光标在各个字符位上移动，对不同的位置的数字进行调整；调整按键(13-4)使当前位的数字从0到9循环改变。
全文摘要
涡轮叶片喉部尺寸测量仪，它涉及一种涡轮叶片尺寸测量仪。本发明为了解决采用钢制梯形斜尺测量涡轮叶片喉部尺寸存在误差大的问题。本发明包括信号检测装置和信号处理显示器及数据线，底板安装在敞口外壳的敞口端，位移传感器安装在底板上，测量按钮安装在敞口外壳的外壁上，刀口安装在底板的凹槽内，测头通过测杆与位移传感器连接；信号处理单元和电池组设置在封闭壳体内，显示屏和功能按键组镶嵌在封闭壳体上，功能按键组位于显示屏的下方，电源开关安装在封闭壳体的外壁上并与电池组电连接，功能按键组和显示屏分别与信号处理单元电连接；信号检测装置和信号处理显示器通过数据线连接。本发明用于涡轮叶片喉部尺寸测量中。
文档编号G01B21/00GK102261899SQ20111009960
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月20日 优先权日2011年4月20日
发明者刘剑飞, 叶东, 李凯, 王永刚, 郭玉波, 陈刚 申请人:哈尔滨工业大学