一种燃烧压力脉动的测量装置的制作方法

本实用新型属于燃烧测量技术领域，尤其涉及一种燃烧压力脉动的测量装置。

背景技术：

燃烧不稳定性又称燃烧振荡，是一种由燃烧引起的大振幅的压力脉动，常发生于各种燃烧设备中，如火箭冲压发动机、航空发动机、工业燃气轮机、锅炉、供热系统、工业炉等。其造成危害主要有：干扰燃烧设备的正常运行，导致材料的过度疲劳，增加燃烧室壁面热流量，引起回火及吹熄，在极端情况下，甚至会使燃烧系统崩溃，威胁着燃烧设备运行的安全和稳定，所以燃烧不稳定性是燃烧室运行寿命缩短和检修频率增加的主要原因之一，因此，对燃烧不稳定问题的研究及控制尤为关键。燃烧压力脉动信号的准确测量是研究其规律和发展控制技术的基础，然而对该信号的测量依然是一个困难的挑战，原因在于燃烧环境温度很高，而目前传感器的耐高温能力还很欠缺，采用传感器测量时若直接接触燃烧环境将会受到破坏，并丧失准确性，所以在燃烧环境下测量压力脉动依然是一个尚待解决的难题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是设计一种燃烧压力脉动的测量装置，能安全准确地测量燃烧室内的燃烧压力脉动，为实时监测燃烧室的燃烧不稳定性状况提供测量装置，同时为科研和相关技术的发展提供借鉴和参考。

本实用新型的技术方案是一种燃烧压力脉动的测量装置，该测量装置由引压管2、压力传感器3、信号放大器4和数据采集系统5组成；引压管2的前端与燃烧室1相连通，压力传感器3安装在引压管2的后端，燃烧室1中的燃烧压力脉动信号经引压管2进入压力传感器3，压力传感器3将燃烧压力脉动信号转换为电信号，电信号经信号放大器4 放大并进入数据采集系统5，数据采集系统5对其进行采集存储及实时分析。

所述引压管2的前端伸入燃烧室1中。

所述引压管2为长度为50-250mm，内径为φ2-6mm的耐高温不锈钢钢管。

所述引压管2是长度为130mm，内径为φ4mm的耐高温不锈钢钢管。

所述压力传感器3为耐高温压力传感器。

所述压力传感器3是型号为Kulite XTEH-10L-190(M)的耐高温压力传感器。

所述信号放大器4为差分输入型放大模块。

所述信号放大器4是型号为LMPA-1M-100(40db)的差分输入型放大模块。

所述数据采集系统5包括计算机，并用软件进行编程，进行实时监测和分析。

本实用新型的所提供的具有以下优点：

1.本实用新型设计的燃烧压力脉动的测量装置，能安全准确地测量燃烧室内的燃烧压力脉动，为实时监测燃烧室的燃烧不稳定性状况提供测量装置，通过对燃烧压力脉动信号的实时监测及分析，从而能准确地了解燃烧室的运行状态，预防燃烧振荡的发生和危害，提高燃烧设备的安全性与稳定性，延长燃烧设备的使用寿命并减少其检修的费用。同时为科研和相关技术的发展提供借鉴和参考。

2.本实用新型设计燃烧压力脉动的测量装置结构简单、操作方便。

附图说明

图1为一种燃烧压力脉动的测量装置的结构示意图；

图2为引压管的结构示意图。

图中标号说明如下：

1.燃烧室，2.引压管，3.压力传感器，4.信号放大器，5.数据采集系统。

具体实施方式

为使本实用新型实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

实施例

本实施例所述的一种燃烧压力脉动的测量装置见图1所示，该装置由引压管2、压力传感器3、信号放大器4和数据采集系统5组成；引压管2的前端与燃烧室1相连通，压力传感器3安装在引压管2的后端，燃烧室1中的燃烧压力脉动信号经引压管2进入压力传感器3，压力传感器3将燃烧压力脉动信号转换为电信号，电信号经信号放大器4 放大并进入数据采集系统5，数据采集系统5对其进行采集存储及实时分析。

所述引压管2可以采用长度为50-250mm，内径为φ2-6mm的耐高温不锈钢钢管。一种优选的引压管2是长度130mm，内径φ4mm的耐高温不锈钢钢管，经过分析，此引压管 2长度和直径所造成的管腔效应的误差最小，精度最高。引压管2的结构示意图见图2 所示，引压管2的后端焊有螺母座，引压管2的前端伸入燃烧室1中，通过螺母座的外螺纹与燃烧室1连接，引压管2的后端通过螺母座的内螺纹与压力传感器3连接，引压管2的长度、内径可根据压力传感器3的耐温程度、管腔效应的误差的大小选择。

所述压力传感器3为耐高温压力传感器，其型号为Kulite XTEH-10L-190(M)，该压力传感器3可以将燃烧压力脉动信号转换为电压信号。该压力传感器3最突出的优势在于可以承受高达538℃的高温，能够在高温条件下对燃烧压力脉动实施准确的测量，而不被高温损坏，其耐高温能力为世界领先水平。同时，该压力传感器3的压力量程为2.1MPa，还可以在高压的条件下进行测量。此外，该压力传感器3测量精度高，稳定性好，测量误差小于0.1％，为世界领先水平，因此能对燃烧压力脉动进行安全准确地测量。该压力传感器3采用基准电压源模块MODULE-10V对其进行供电，该供电源为线性直流稳压隔离电源，稳定性好，精度高。本实用新型所涉及的技术方案并不局限于此，除采用上述Kulite XTEH-10L-190(M)压力传感器3外，本领域的技术人员还可以采用其他型号的耐高温压力传感器3。

所述信号放大器4包括基准电压源模块和低噪音前置放大模块，是与压力传感器3 配套的型号为能稳定供电的MODULE-10V线性直流稳压隔离电源和能放大100倍的 LMPA-1M-100(40db)差分输入型放大模块。上述信号放大器4能将电压信号准确放大100 倍后再送入采集系统5进行采集，从而提高了采集精度，同时采用差分输入方法接入信号，能大大降低了外部的电磁干扰。本实用新型所涉及的技术方案并不局限于此，本领域的技术人员还可以采用其他型号的差分输入型放大模块。

所述数据采集系统5包括计算机，并用Labview软件进行编程，进行实时监测和分析。

本实施例所述的一种燃烧压力脉动的测量装置的工作步骤如下：

步骤1，首先，将引压管2安装在待测的高温燃烧室1中，引压管2伸入端应位于燃气温度较低的位置，引压管2的后端接压力传感器3，从而避免了将传压力传感器3直接伸入燃烧室1中与高温燃气接触所可能受到的损坏。然后将所有的实验系统连接完毕。

步骤2，进行测量，由燃烧室1中燃烧产生的压力脉动信号经引压管2传入压力传感器3进行测量，压力传感器3将得到的燃烧压力脉动信号转换为电压信号，然后传递给信号放大器4进行信号放大，放大100倍的信号进入数据采集系统5进行采集。

步骤3，利用Labview软件对信号进行傅里叶变换等操作，实时监测和分析信号的特征。

步骤4，将得到的数据进行保存和后处理。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。