一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置的制作方法

1.本实用新型属于燃气轮机技术领域，尤其涉及一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置。


背景技术：

2.目前燃气轮机燃烧流场诊断和性能评估越来越受到关注，基于光学的燃气轮机燃烧监测技术及系统日益受到关注。然而，受限于燃气轮机燃烧室有限的安装空间，光学监测系统的激光发射探头和接收设备固定装置的安装位置不可能随意调整，因此在光学燃烧监测系统的激光发射探头和接收设备完成固定、安装后，往往会出现接收设备无法收到激光发射探头发射的激光信号，而导致光学燃烧监测系统工作不正常。这主要是由于固定装置的加工误差、光学燃烧监测系统的激光发射探头和接收设备的安装误差，或者由于部件振动等原因引起激光发射探头和接收设备的位置发生偏移等，引起光学发射端和接收设备的相对位置发生变化，导致光学监测系统的光路发生偏移。上述问题的一般的解决方法是：重新设计加工激光发射探头和接收设备的固定装置，或者拆除并重新安装监测系统的激光发射探头和接收设备固定装置，进而完成光学监测系统的光路重新布置、调整，这样的处理方法无形的增加了基于光学的燃烧监测系统在燃气轮机燃烧室上的应用难度及安装复杂性。


技术实现要素：

3.为降低光学的燃烧监测技术和系统在燃气轮机燃烧室上的应用难度、安装复杂性，并降低燃烧室部件振动对光学燃烧监测系统的影响，本实用新型提出了一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置，该装置可小幅调整激光发射探头和接收设备的位置，调整激光发射探头与激光接收设备的相对位置，在不拆除、重新安装光学监测发射端和接收设备的前提下，快速完成光路调整，并可利用弹簧的阻尼效应减小燃烧室部件振动对光学燃烧监测系统的影响。
4.本实用新型采用如下技术方案来实现的：
5.一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置，包括调节螺钉、弹簧、设备保护基座、设备冷却装置和安装基座；
6.弹簧位于安装基座和设备保护基座之间，且分别与安装基座和设备保护基座连接；设备冷却装置安装在设备保护基座内部，且能够移动；调节螺钉固定在设备保护基座上，且其头部与设备冷却装置接触；光学监测系统的激光发射探头安装在设备冷却装置内。
7.本实用新型进一步的改进在于，在使用过程中，通过旋转调节螺钉，移动设备冷却装置，间接的使安装在设备冷却装置内的激光发射探头移动，改变激光发射探头与激光接收设备之间的夹角及相对位置，从而实现光学监测系统的光路调整，确保激光发射探头的光学信号可被激光接收设备有效接收。
8.本实用新型进一步的改进在于，在燃烧室部件振动时，通过利用弹簧改变并减小从安装基座传递到设备保护基座和激光发射探头的燃烧室部件振动，降低燃烧室部件振动
对光学监测系统测量精度的影响。
9.本实用新型进一步的改进在于，在设备保护基座的上、下、左和右均匀布置有4个调节螺钉，通过调节不同位置的调节螺钉，以实现激光发射探头向上、向下、向左、向右偏转，实现调节光学监测系统的光路。
10.本实用新型进一步的改进在于，根据燃烧室部件的振动特征，在设备保护基座、设备冷却装置之间设置有多个弹簧，充分利用弹簧的阻尼效应，实现改变并减小从安装基座传递到设备保护基座和激光发射探头的燃烧室部件振动，降低燃烧室部件振动对光学监测系统测量精度的影响。
11.本实用新型进一步的改进在于，安装基座上布置有耐高温石英玻璃。
12.本实用新型进一步的改进在于，耐高温石英玻璃呈凸字形。
13.本实用新型进一步的改进在于，设备冷却装置上布置有微型水平仪和微型垂直仪，在调节螺钉转动时，通过微型水平仪和微型垂直仪能够反映光学探头与测量流场之间的水平度和垂直度。
14.本实用新型至少具有如下有益的技术效果：
15.本实用新型提供的一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置，可小幅调整激光发射探头的水平和垂直位置，调整激光发射探头的与激光接收设备的相对位置，可在不拆除、重新安装光学监测发射端和接收设备的前提下，便捷、快速的完成光路调整，降低了光学燃烧监测技术和系统在燃气轮机燃烧室上的应用难度及安装复杂性。
16.本实用新型提供的一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置，可利用弹簧的阻尼特性，改变并减小从安装基座传递到设备保护基座和激光发射探头的燃烧室部件振动，减小燃烧室部件振动对光学监测系统测量的影响。
17.本实用新型提供的一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置，各个部件均可独立拆卸、更换，方便光学燃烧监测系统激光发射探头与接收设备的安装和维护。
18.本实用新型提供的一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置，可通过上、下、左、右4个调节螺钉完成光学燃烧监测系统的激光发射探头和接收设备相对位置的调整，操作简单。
19.进一步，安装基座上布置的凸字形状的耐高温石英玻璃，可避免燃烧室内的高温气体与光学燃烧室监测系统的激光发射探头与接收设备直接接触，保护光学监测系统激光信号发射端或者接收设备不被高温燃气烧损，且可避免石英玻璃脱落至燃气轮机燃烧室内流场内。
20.进一步，设备冷却装置上布置有微型水平仪和微型垂直仪，在调节螺钉转动时，可通过微型水平仪和微型垂直仪可以反映光学探头与测量流场之间的水平度和垂直度。
附图说明
21.图1为本实用新型的系统结构示意图。
22.图2为本实用新型实施例示意图。
23.附图标记说明：
24.1.调节螺钉；2.弹簧；3.设备保护基座；4.设备冷却装置；5.安装基座；51耐高温石英玻璃。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步描述，但本实用新型不限于此实施例。
26.如图1所示，本实用新型提供的一种适用于燃气轮机燃烧监测的激光发射探头安装装置，包括调节螺钉1、弹簧2、设备保护基座3、设备冷却装置4、安装基座5和耐高温石英玻璃51。其中，安装基座5固定在燃烧室壁面；弹簧2位于设备保护基座3和安装基座5之间，且保证设备保护基座3与安装基座5之间保持弹性连接；设备冷却装置4安装在设备保护基座3的内部，且可在设备保护基座内小幅移动；调节螺钉1通过螺纹孔与设备保护基座连接，且调节螺钉1的头部与设备冷却装置4接触，通过扭动调节螺钉1，可以调节设备冷却装置4的位置。
27.在工作过程中，光学燃烧监测系统的激光发射探头安装在设备冷却装置4内，可确保激光发射探头不被压气机出口的高温高压空气烧损；在需要调节光学燃烧监测系统的激光光路时，转动调节螺钉1，调节螺钉1带动设备冷却装置4移动、偏转，直至安装在设备冷却装置4内的激光发射探头发出的激光可被安装在燃烧室另一侧的激光接收设备有效的接收；弹簧2可有效改变并减小由安装装置5传递至设备冷却装置4内部的激光发射探头的振动，减小激光抖动，降低燃烧室部件振动对光学监测系统测量的影响。
28.优选的，可在设备保护基座3的上、下、左和右均匀布置4个调节螺钉1，通过扭动不同位置的调节螺钉1，调整设备冷却装置4的位置，以实现激光发射探头向上、向下、向左、向右偏转，调节等光学燃烧监测系统的光路。
29.优选的，可参照燃烧室部件的振动特征设计特殊的弹簧2，利用弹簧的阻尼效应减小燃烧室部件传递到激光发射探头的振动，提高光学监测系统测量的测量精度。
30.优选的，安装基座5上可布置类似凸字形的耐高温石英玻璃51；石英玻璃51本身可隔离燃烧室内的高温燃气，避免光学监测系统激光信号发射端与燃烧室内的高温燃气直接接触而被烧损；另，凸字形状的石英玻璃51，可避免石英玻璃脱落至燃气轮机燃烧室的待测流场内，防止石英玻璃脱落造成的燃烧室部件损伤。
31.优选的，设备冷却装置4上可布置微型水平仪和微型垂直仪，在调节螺钉1转动时，可通过微型水平仪和微型垂直仪可以反映光学探头与测量流场之间的水平度和垂直度，为光学燃烧监测系统的光路调整提供参考。
32.实施例
33.如图2所示，燃气轮机光学燃烧监测系统的激光发射探头安装保护装置中的安装基座5固定在燃烧室壁面上，且耐高温石英玻璃51的与高温燃气接触的端面与燃烧室内壁面平齐；设备保护基座3通过4个均匀布置的弹簧2与安装基座5连接；设备冷却装置4安装在设备保护基座3内，且可在设备保护基座3内小幅移动；调节螺钉1通过螺纹孔与设备保护基座连接，且调节螺钉1的头部与设备冷却装置4接触，通过扭动调节螺钉1，可以调节设备冷却装置4的位置；激光发射探头安装在设备冷却装置4内。工作时，在需要调整燃气轮机燃烧室光学燃烧监测系统的光路时，转动调节螺钉1，调节螺钉1带动设备冷却装置4和激光发射探头移动、偏转，进而改变从激光发射探头发射出的激光与角度，直至激光接收设备可以有效接收到激光探头发射的激光信号。在燃烧室运行时，设备冷却装置4内时刻充满流动的冷却介质，确保激光发射探头可以在压气机出口的高温高压空气下正常工作；耐高温石英玻
璃51使燃烧室内的高温燃气与设备冷却装置4隔离，避免高温燃气烧蚀设备冷却装置4及激光发射探头；弹簧2利用自身的阻尼特性，可减小燃烧室部件的振动，降低燃烧室部件振动对光学燃烧监测诊断系统的影响。
34.优选的，可根据燃机运行过程燃烧室部件的振动特性设计弹簧2的结构，且弹簧2可在燃气轮机压气机高温高压空气作用下正常工作；在燃烧室部件振动时，利用弹簧2特殊的阻尼效应减小燃烧室部件传递到激光发射探头的振动，减小燃烧室部件振动对光学燃烧监测系统测量的影响。
35.优选的，安装基座5上可布置类似凸字形的耐高温石英玻璃51；耐高温石英玻璃51厚度不小于20mm，其可有效隔离燃烧室内的高温燃气，避免光学监测系统激光发射探头和设备冷却装置4与燃烧室内的高温燃气直接接触而被烧损；另，凸字形状的耐高温石英玻璃51，可防止耐高温石英玻璃51脱落至燃气轮机燃烧室的待测流场内，避免石英玻璃脱落造成的燃烧室部件损坏。
36.优选的，设备冷却装置4上可布置微型水平仪和微型垂直仪，在调节螺钉1转动时，可通过微型水平仪和微型垂直仪可以反映光学探头与测量流场之间的水平度和垂直度。
37.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。