一种在发动机内部测量叶片固有频率的方法及装置与流程

本发明涉及检测技术，适用于对转子或静子的检测，特别涉及一种在发动机内部测量叶片固有频率的方法及装置。

背景技术：

目前针对发动机叶片固有频率的测量比较麻烦，测量固有频率常见的锤击法需要用冲击力激振，当待测部件被众多零部件所包围时，利用该方法测量时需要进行拆卸反而更加麻烦。另一种固有频率测量方法是由扫频激振器、功率放大器、扫频信号源、振动频率测量分析仪、振动传感器、等部件组成，主要通过激振扫频形式，让其工件产生共振，并通过拾取共振信号，得出其工件的固有频率。上述所示两种方法在不拆卸发动机的情况下对发动机叶片固有频率测量时都不再适用。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种在发动机内部测量叶片固有频率的方法及装置，利用声信号在发动机内部有效的测量出叶片的固有频率，在不进行发动机的拆卸工作便可以测量叶片的固有频率。

本发明通过如下技术方案实现。

一种在发动机内部测量叶片固有频率的方法，包括如下步骤：

1)固定采集装置，将采集装置固定到转子或静子的叶片间隙，使用采集装置测量待测叶片的固有频率，采集装置包括拨片、音频收集装置，拨片划过待测叶片产生声音信号以便音频收集装置采集；

2)频谱分析，在终端上面对音频收集装置采集传出的声信号进行频谱分析从而得到被测叶片的固有频率；

3)在后续的测量中，重复步骤1)和步骤2)以减小误差。

优选的，步骤1)中采集装置通过伸拉装置固定到转子或静子的叶片间隙。

优选的，采集装置上设置有螺栓孔，伸拉装置上设置有螺丝，采集装置和伸拉装置通过螺栓孔和螺丝可拆卸连接。

优选的，步骤1)中的音频收集装置为录音设备。

一种在发动机内部测量叶片固有频率的装置，包括采集装置和伸拉装置；

所述采集装置包括本体、音频收集装置、拨片，所述音频收集装置固定在本体内，所述拨片设置在本体上，所述本体上设置有螺栓孔。

所述伸拉装置包括伸缩杆、摄像设备，所述摄像设备固定在所述伸缩杆的前部，所述伸缩杆的前端设置有螺栓，所述采集装置和伸拉装置通过螺栓孔和螺栓可拆卸连接，所述伸拉装置将采集装置送入并固定在发动机内部，通过转动发动机转子使拨片划过待测叶片产生声音信号以便音频收集装置采集；

优选的，所述采集装置还包括设置在本体上的圆环，所述伸拉装置前部设有拉钩，测量完毕后伸拉装置通过拉钩和圆环快速取出采集装置。

优选的，所述伸拉装置上设置有滑轨，所述拉钩在所述滑轨内运动，便于在不使用拉钩收纳拉钩。

优选的，所述采集装置还包括设置在本体定位片，用于伸拉装置将采集装置送到位后固定采集装置，便于拨片划过待测叶片产生稳定的声音信号以及便于采集装置和伸拉装置分离。

优选的，所述摄像设备为具有照明功能的摄像头。

与现有技术相比，本发明的优点是：测量方法简单方便，测量装置容易携带，能够在不拆卸发动机的情况下对叶片的固有频率进行测量，从而为叶片的维修、更换提供理论依据支撑。

附图说明

图1是本发明采集部分的立体示意图；

图2是本发明采集部分的正视图；

图3是本发明采集部分的左视图；

图4是本发明采集部分的俯视图；

图5是本发明伸拉部分的立体示意图；

图6是本发明测得的第一阶固有频率图；

图中：1.圆环，2.音频收集装置，3.拨片，4.螺栓孔，5.定位片，6.采集装置，7.拉钩，8.螺栓，9.伸缩杆，10.摄像设备，11.伸拉装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

如图1至图6所示，一种在发动机内部测量叶片固有频率的方法，包括如下步骤：

1)固定采集装置6，将采集装置6固定到转子或静子的叶片间隙，使用采集装置6测量待测叶片的固有频率，采集装置6包括拨片3、音频收集装置2，拨片3划过待测叶片产生声音信号以便音频收集装置2采集；

2)频谱分析，在终端上面对音频收集装置2采集传出的声信号进行频谱分析从而得到被测叶片的固有频率；

3)在后续的测量中，重复步骤1)和步骤2)以减小误差。

作为优选的实施方案，步骤1)中采集装置6通过伸拉装置11固定到转子或静子的叶片间隙。

作为优选的实施方案，采集装置6上设置有螺栓孔4，伸拉装置11上设置有螺丝8，采集装置6和伸拉装置11通过螺栓孔4和螺丝8可拆卸连接。

作为优选的实施方案，步骤1)中的音频收集装置2为录音设备。

一种在发动机内部测量叶片固有频率的装置，包括采集装置6和伸拉装置11；

所述采集装置6包括本体61、音频收集装置2、拨片3，所述音频收集装置2固定在本体61内，所述拨片3设置在本体61上，所述本体61上设置有螺栓孔4。

所述伸拉装置11包括伸缩杆9、摄像设备10，所述摄像设备10固定在所述伸缩杆9的前部，所述伸缩杆9的前端设置有螺栓8，所述采集装置6和伸拉装置11通过螺栓孔4和螺栓8可拆卸连接，所述伸拉装置11将采集装置6送入并固定在发动机内部，通过转动发动机转子使拨片3划过待测叶片产生声音信号以便音频收集装置2采集；经过信号分析部分的软件分析便可以知道被测叶片的固有频率。

作为优选的实施方案，所述采集装置6还包括设置在本体61上的圆环1，所述伸拉装置11前部设有拉钩7，测量完毕后伸拉装置11通过拉钩7和圆环1快速取出采集装置6。

作为优选的实施方案，所述伸拉装置11上设置有滑轨，所述拉钩7在所述滑轨内运动，便于在不使用拉钩7收纳拉钩7。

作为优选的实施方案，所述采集装置6还包括设置在本体定位片5，用于伸拉装置11将采集装置6送到位后固定采集装置6，便于拨片3划过待测叶片产生稳定的声音信号以及便于采集装置6和伸拉装置11分离。

作为优选的实施方案，所述摄像设备10为具有照明功能的摄像头。

以下列举本发明的具体的实验步骤和检测过程。

采用的仪器设备有：某型号录音设备，某型号摄像设备，某型号软件分析设备，某型号航空发动机，以上某型号均为现有的设备或技术。

一种在发动机内部测量叶片固有频率的方法，其步骤如下：

1)将一个以wifi或者蓝牙控制的录音设备固定到本体61内(该本体61位60度eva泡沫，以下简称泡沫)，该泡沫硬度高且有一定的弹性可以较紧的夹在发动机叶片间隙中，泡沫外壳上面有定位片5，当采集装置6夹入叶片间隙适当尺寸时便会被定位片5限制，泡沫外壳尺寸可根据静子、转子型号进行调整但不可影响转子正常转动，转子旋转不会使其掉落；泡沫内置螺纹孔且上表面固定一个圆环方便伸拉装置将其送入、取出，减震泡沫外伸一个拨片可以在转动的时候划过测量叶片以便录音设备采集声音信号。

2)通过伸拉部分前端的螺栓与信号采集部分固定，依据伸拉部分上面的摄像设备10进行监控照明将采集装置准确送入叶片间隙依靠泡沫弹性和定位片5固定，转动转子叶片使拨片划过待测叶片，录音设备便可采集到待测叶片的声音信号。

3)在平板或电脑对采集到的声音信号进行频谱分析从而得到待测叶片的固有频率，依据不同叶片固有频率的变化可以在众多叶片中找到损伤叶片。

在对安装在发动机内部某型号静子叶片进行测量时，将采集装置6和装置11通过螺栓孔4和螺栓8连接后，打开平板连接录音设备2和摄像设备10，观察平板上面摄像设备10反馈的内部情况，必要时可打开照明功能。将装置5依靠弹性和定位片5固定到转子叶片间隙中，向左旋转使装置11和采集装置6分离以便取出装置11。使转子转动，拨片3将划过静子叶片产生声音，录音设备采集声信号传入平板终端，经过软件频谱分析便可得到静子叶片的固有频率，静止片刻便可转动转子进行第二次测量，测量结束后利用装置11上面的拉钩7(不使用时可隐藏在伸缩杆9内部)取出采集装置6，同理，测量转子叶片固有频率时只需将信号采集部分固定到静子叶片，使拨片3划过转子叶片即可。

以下是本发明测量的数据，测得第一阶固有频率如图6所示：

将测量的叶片依次编号，测量的第一个叶片记为1号叶片，通过对测量数据进行分析，在整个叶盘中共有34个叶片，依据上图固有频率的变化，23号叶片固有频率相对正常叶片的下降了许多，故可知23号叶片为损伤叶片，将叶盘取出后用激光测振仪测量后发现与该方法相吻合。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。