CN104776910A - 一种发动机管道声模态测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机管道声模态测量装置。所述发动机管道声模态测量装置包括：环状本体，其用于与发动机管道口对接；支架，其设置在所述环状本体上，并向所述环状本体中心方向延伸，所述支架能够相对于所述发动机管道口旋转；传声器，其依次沿所述支架延伸方向间隔设置在所述支架上，用于检测所述发动机管道内传出的声波强度大小。在本发明的发动机管道声模态测量装置中，通过传声器间隔布置在支架上，并通过支架相对于发动机管道口的旋转，即可全方位的检测整个发动机管道口的声波强度大小，相对于现有技术，减少了传声器的数量，且通过旋转的方式能够适应横截面大小不同的各类发动机管道口，增加了测量装置的通用性。

Description

一种发动机管道声模态测量装置

技术领域

本发明涉及管道声模态检测领域，特别是涉及一种发动机管道声模态测量装置。

背景技术

在现有技术中，测量发动机管道声模态的方法一般是在靠近管道进、出口的管壁上周向布置传声器。对于发动机内部声模态测量还有将传声器布置在静子叶片、导流叶片和湍流控制罩上面。采用上述几种方法，由于其需要周向布置传声器，因此，其所布置的传声器数量普遍较多；且在布置之后，只能固定测量某一截面模态，当截面形状变化时，需要重新布置，通用性差。且传声器设置在待测量管道中，每个传声器均具有一定体积，直接安装在待测量管道上会改变待测量管道的形状，从而改变了待测量管道的声模态，继而影响测量精度。

因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种发动机管道声模态测量装置来克服或至少减轻现有技术的中的至少一个上述缺陷。

为实现上述目的，本发明提供一种发动机管道声模态测量装置，所述发动机管道声模态测量装置包括：环状本体，所述环状本体用于与发动机管道口对接；支架，所述支架设置在所述环状本体上，并向所述环状本体中心方向延伸，所述支架能够相对于所述发动机管道口旋转；传声器，所述传声器依次沿所述支架延伸方向间隔设置在所述支架上，用于检测所述发动机管道内传出的声波强度大小。

优选地，所述支架固定连接所述环状本体，所述环状本体能够相对所述发动机管道口旋转，从而使所述支架能够相对于所述发动机管道口旋转。

优选地，所述环状本体套设在所述发动机管道口上。

优选地，所述支架旋转一周所形成的旋转轨迹能够覆盖整个所述发动机管道口的截面面积。

优选地，所述发动机管道声模态测量装置进一步包括移动平台，所述环状本体设置在所述移动平台上，所述移动平台能够相对于地面移动。

优选地，所述移动平台包括：支撑架，所述支撑架包括平行架以及竖直架，其中，所述平行架平行于地面设置，所述竖直架设置在所述平行架远离所述地面的一侧，并垂直于所述平行架；滑轮，所述滑轮设置在所述平行架近地面的一侧，用于使所述移动平台相对于所述地面移动；滑槽结构，所述滑槽结构设置在所述竖直架上，所述滑槽结构内固定设置有滚轮，所述环状本体以可相对转动的方式部分地设置在所述滑槽结构内，并能够与所述滚轮配合，使所述环状本体相对于所述滑槽结构旋转；丝杠，所述丝杠在平行于竖直架的方向上贯穿所述平行架，用于调节所述移动平台在竖直方向上的位置以及所述发动机管道声模态测量装置在使用状态时支撑起所述移动平台。

优选地，所述移动平台上进一步包括电机架以及电机；其中，所述电机设置在所述电机架上，所述电机的输出轴上设置有齿轮；所述环状本体沿其外周表面上设置有与所述齿轮配合的齿，通过所述齿轮与所述齿的配合，所述电机驱动所述环状本体转动。

优选地，所述支架包括：第一臂，所述第一臂以可拆卸方式设置在所述环状本体上；第二臂，所述第二臂一端与所述第一臂连接，所述第二臂包括向远离所述发动机管道口的方向延伸的第一段；自第一段向所述环状本体中心方向弯折并延伸的第二段；自第二段向近所述发动机管道口的方向弯折并延伸的第三段；第三臂，所述第三臂与所述第三段远离所述第二段的一端连接，并向所述环状本体的中心方向延伸，所述传声器设置在所述第三臂上。

优选地，所述第一臂沿其轴向方向上设置有多个安装孔位，所述第一臂与所述环状本体通过所述安装孔位螺栓连接，通过连接不同位置上的所述安装孔位能够调节所述第一臂与所述环状本体在沿所述第一臂轴向方向上的相对位置。

优选地，所述环状本体具有外环壁以及内环壁，其中，内环壁直径大于所述发动机管道口的外壁直径，使所述发动机管道声模态测量装置在使用时，所述环状本体内环壁贴合所述发动机管道口的外壁。

在本发明的发动机管道声模态测量装置中，通过传声器间隔布置在支架上，并通过支架相对于发动机管道口的旋转，即可全方位的检测整个发动机管道口的声波强度大小，相对于现有技术，减少了传声器的数量，且通过旋转的方式能够在减少传声器数量的基础上接受整个发动机管道口的整个横截面的声波强度，增加了测量装置的通用性，且相比于现有技术，不需占用发动机管道口的空间去安置传声器，不会改变发动机管道口的形状，从而使得所测得的结果更为精确。

附图说明

图1是根据本发明一实施例的发动机管道声模态测量装置的正面结构示意图。

图2是图1所示的发动机管道声模态测量装置的侧面结构示意图。

附图标记：

1	环状本体	312	竖直架
				2	支架	32	滑轮
21	第一臂	33	滑槽结构
				211	安装孔位	34	丝杠
22	第二臂	35	电机架
				23	第三臂	36	电机
3	移动平台	4	传声器
				31	支撑架
311	平行架

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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发明和简化描述，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发明保护范围的限制。

根据本发明的发动机管道声模态测量装置包括环状本体、支架以及传声器，其中，环状本体用于与发动机管道口对接。支架设置在环状本体上，并向环状本体中心方向延伸，支架能够相对于发动机管道口旋转。传声器依次沿支架延伸方向间隔设置在支架上，用于检测发动机管道内传出的声波强度大小，且相比于现有技术，不需占用发动机管道口的空间去安置传声器，不会改变发动机管道口的形状，从而使得所测得的结果更为精确。

在本发明的发动机管道声模态测量装置中，通过传声器间隔布置在支架上，并通过支架相对于发动机管道口的旋转，即可全方位的检测整个发动机管道口的声波强度大小，相对于现有技术，减少了传声器的数量，且通过旋转的方式能够适应横截面大小不同的各类发动机管道口，增加了测量装置的通用性。

图1是根据本发明一实施例的发动机管道声模态测量装置的正面结构示意图。图2是图1所示的发动机管道声模态测量装置的侧面结构示意图。

图1所示的发动机管道声模态测量装置包括环状本体1、支架2、移动平台3、传声器4。其中，环状本体1用于与发动机管道口对接。支架2设置在环状本体1上，并向环状本体1的中心方向延伸，支架2能够相对于发动机管道口旋转。传声器4依次沿支架2延伸方向间隔设置在支架2上，用于检测发动机管道内传出的声波强度大小。环状本体1设置在移动平台3上，移动平台3能够相对于地面移动，以方便整个发动机管道声模态测量装置的移动，且移动平台3可以作为环状本体1的支撑件。

参见图2，移动平台3包括：支撑架31、滑轮32、滑槽结构33以及丝杠34。其中，支撑架31包括平行架311以及竖直架312，其中，平行架311平行于地面设置(图中左右方向)，竖直架312设置在平行架311远离地面的一侧，并垂直于平行架311(图中上下方向)。

参见图2，滑轮32设置在平行架311近地面的一侧，用于使移动平台3相对于地面移动，以此来移动整个发动机管道声模态测量装置。有利的是，滑轮为万向滑轮，方便各个方向的转动，且滑轮设置在平行架311的各个角上，以使整个移动平台移动平稳。

参见图1及图2，丝杠34在平行于竖直架的方向上贯穿平行架311，用于调节移动平台3在竖直方向(图中上下方向)上的位置以及发动机管道声模态测量装置在使用状态时支撑起移动平台3，以防止由于滑轮的滚动而给测试带来不便。

滑槽结构33设置在竖直架312上。滑槽结构33的具体作用将在下述描述中配合支架做进一步具体描述。

参见图1，环状本体1中空。在本实施例中，环状本体1套设在发动机管道口(图中未示出)上，具体地，环状本体1具有外环壁以及内环壁，其中，内环壁直径大于所述发动机管道口的外壁直径，使发动机管道声模态测量装置在使用时，环状本体1内环壁贴合发动机管道口的外壁。可以理解的是，外环壁与内环壁之间具有一定距离(即外环壁与内环壁之间具有一定厚度)。

可以理解的是，环状本体的形状可以根据发动机管道口的形状而定。例如，当发动机管道口的截面形状为圆形时，环状本体的截面形状为圆形。

在一个备选实施例中，本发明不具有移动平台，此时，环状本体1的外环壁与内环壁之间设置有卡爪，通过卡爪钩住发动机管道口的方式来进行固定，以使环状本体1套设在发动机管道口(图中未示出)上且能够与发动机管道口相对固定设置。可以理解的是，卡爪可以设置在外环壁与内环壁之间，且沿其周向间隔布置，以增加抓紧力。

可以理解的是，在一个备选实施例中，可以不将环状本体套设在发动机管道口，而将环状本体与发动机管道口无缝贴合即可。此时，需要通过固定架或者如本实施例中的移动平台来支撑环状本体。

参见图2，在本实施例中，支架2设置在环状本体1上，并向环状本体1中心方向延伸。具体地，支架2设置在环状本体1的内环壁远离外环壁的一侧。更具体地，支架2包括第一臂21、第二臂22以及第三臂23。其中，第一臂21以可拆卸方式设置在环状本体1周壁上，即环状本体的内环壁上。第二臂22一端与第一臂21连接，第二臂22包括第一段、第二段以及第三段，其中，第一段向远离发动机管道口的方向延伸；第二段自第一段向环状本体1中心方向弯折并延伸；第三段自第二段向近发动机管道口的方向弯折并延伸。第三臂23与第三段远离第二段的一端连接，并向环状本体1的中心方向延伸，传声器3设置在第三臂23上。

参见图2，在本实施例中，第一段与第三段的延伸距离相等。可以理解的是，根据需要，第一段与第三段的延伸距离(图中左右方向的距离)可以不等。

参见图2，在本实施例中，第一臂21沿其轴向方向上设置有多个安装孔位211，第一臂21与环状本体1通过安装孔位211螺栓连接，通过连接不同位置上的安装孔位211能够调节第一臂21与环状本体1在沿第一臂21轴向方向上的相对位置，从而能够改变设置在第三臂上的传声器相对于发动机管道的距离，这样，能够使传声器测量发动机管道不同深度处的声波强度大小。

可以理解的是，第一臂以可拆卸方式设置在环状本体的位置可以根据需要而设定。例如，第一臂以可拆卸方式设置在环状本体1的外环壁上，即设置在外环壁远离内环壁的一侧。或者将第一臂以可拆卸方式设置在外环壁与内环壁之间。

可以理解的是，在上述的第一臂能够调节第一臂与环状本体在沿第一臂21轴向方向上的相对位置的实施例中，第一臂也可以采用其他方式调节相对位置。例如，将第一臂做成多节臂且可伸缩的形式，当需要调节时，通过伸缩各节节臂的方式来进行调节。又例如，将第一臂做成多级臂且能够相互分离组合的方式，当需要调节时，通过增加或者分离各级臂的方式来进行调节。

可以理解的是，上述的第一臂、第二臂以及第三臂之间，既可以是相互可拆卸方式连接，也可以是相互固定连接或者根据需要而选择各臂之间的连接方式。

参见图1及图2，支架2能够相对于发动机管道口旋转，以此来通过旋转的方式使其所旋转一周所形成的旋转轨迹能够覆盖整个发动机管道口的截面面积。这样，安装在2上的传声器即可全方位的测量发动机管道口整个截面的声波强度大小。

在本实施例中，支架2固定连接环状本体1，环状本体1能够相对发动机管道口旋转，从而使支架2能够相对于发动机管道口旋转。具体地，环状本体1以可相对转动的方式部分地设置在滑槽结构33内，并能够与滚轮配合，使环状本体1相对于滑槽结构33旋转。可以理解的是，为了使环状本体1在旋转的过程中不会跳出滑槽结构33，因此，有利的是，滑槽结构33具有滑槽壁以及滑槽盖，在环状本体1设置在滑槽结构33内时，滑槽结构33的滑槽壁以及滑槽盖能够将环状本体1限位，即环状本体1只具有可旋转自由度，而不具有其他自由度。

可以理解的是，在本实施例中，由于环状本体1需要套设在发动机管道内，因此，滑槽结构的长度应当不妨碍环状本体1套设在发动机管道口，或者在设计时预留滑槽结构的宽度。

可以理解的是，在一个备选实施例中，上述的滑槽结构33内固定设置有滚轮，使得环状本体1与滑槽结构33滚动摩擦，以减少摩擦损害。

可以理解的是，为了使本发动机管道声模态测量装置进一步实现自动化，有利的是，在本实施例中，移动平台上进一步包括电机架35以及电机36。

参见图2，在本实施例中，电机架35设置在环状本体的一侧，电机36设置在电机架上，电机36的输出轴上设置有齿轮(图中未示出)；环状本体沿其外周表面上设置有与齿轮配合的齿(图中未示出)，通过齿轮与齿的配合，电机驱动环状本体转动。

可以理解的是，在上述电机的选用上，优选步进电机或伺服电机，以精确控制旋转角度。

可以理解的是，由于齿轮与齿的配合会使环状本体在旋转过程中具有震动感，因此，有利的是，将环状本体的外环壁的远离内环壁的一侧设置成粘性材料，使电机的输出轴上设置有主动轮，电机运转时，通过主动轮带动环状本体旋转，以使环状本体的旋转更为平稳。

在一个备选实施例中，支架以能够在环状本体上沿其周向转动的方式设置在环状本体上，并能够以环状本体的中心点为旋转中心旋转，从而使支架能够相对于发动机管道口旋转。在此实施例中，环状本体无需相对于发动机管道转动，从而在该备选实施例中，也无需图示实施例中的滑槽结构33。

在该备选实施例中，环状本体具有环状本体凹槽，支架设置在环状本体凹槽的内部，且可相对环状本体凹槽滑动，从而使支架能够相对于发动机管道口旋转。可以理解的是，支架可以如上述的各个实施例中所述，设置在环状本体的任何地方。例如，支架上的第一臂以可拆卸方式设置在环状本体的外环壁上或者将第一臂以可拆卸方式设置在外环壁与内环壁之间的实施例均可。相应的，根据支架上的第一臂位置，环状本体上的环状本体凹槽的位置也应当做出相应改变。

可以理解的是，在该备选实施例中，环状本体凹槽上设置有滑道，滑道上设置有能够绕所述滑道滑行的滑车，支架的第一臂与环状本体连接的一端固定连接所述滑车。

参见图2，传声器4依次沿支架2延伸方向间隔设置在支架2上，具体地，传声器依次沿支架2的第三臂的轴向方向上间隔设置。更具体地，在本实施例中，第三臂上依次设置有等间距的套筒，传声器4各自固定在套筒内，用于检测发动机管道内传出的声波强度大小。且最远离所述环状本体2的中心的传声器与最接近所述环状本体2的中心的传声器之间的距离近似等于发动机管道口的截面半径大小。

可以理解的是，发动机管道口可以是发动机管道进气口或者发动机管道出气口。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种发动机管道声模态测量装置，其特征在于，包括：

环状本体(1)，所述环状本体(1)用于与发动机管道口对接；

支架(2)，所述支架(2)设置在所述环状本体(1)上，并向所述环状本体(1)中心方向延伸，所述支架(2)能够相对于所述发动机管道口旋转；

传声器(4)，多个所述传声器(4)依次沿所述支架(2)延伸方向间隔设置在所述支架(2)上，用于检测所述发动机管道内传出的声波强度大小。

2.如权利要求1所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述支架(2)固定连接所述环状本体(1)，所述环状本体(1)能够相对所述发动机管道口旋转，从而使所述支架(2)能够相对于所述发动机管道口旋转。

3.如权利要求1或2所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述环状本体(1)套设在所述发动机管道口上。

4.如权利要求3所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述支架(2)旋转一周所形成的旋转轨迹能够覆盖整个所述发动机管道口的截面面积。

5.如权利要求3所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述发动机管道声模态测量装置进一步包括移动平台(3)，所述环状本体(1)设置在所述移动平台(3)上，所述移动平台(3)能够相对于地面移动。

6.如权利要求5所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述移动平台(3)包括：

支撑架(31)，所述支撑架(31)包括平行架(311)以及竖直架(312)，其中，所述平行架(311)平行于地面设置，所述竖直架(312)设置在所述平行架(311)远离所述地面的一侧，并垂直于所述平行架(311)；

滑轮(32)，所述滑轮(32)设置在所述平行架(311)近地面的一侧，用于使所述移动平台(3)相对于所述地面移动；

滑槽结构(33)，所述滑槽结构(33)设置在所述竖直架(312)上，所述滑槽结构(33)内固定设置有滚轮，所述环状本体(1)以可相对转动的方式部分地设置在所述滑槽结构(33)内，并能够与所述滚轮配合，使所述环状本体(1)相对于所述滑槽结构(33)旋转；

丝杠(34)，所述丝杠(34)在平行于竖直架的方向上贯穿所述平行架(311)，用于调节所述移动平台(3)在竖直方向上的位置以及所述发动机管道声模态测量装置在使用状态时支撑起所述移动平台(3)。

7.如权利要求6所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述移动平台上进一步包括电机架(35)以及电机(36)；其中，

所述电机(36)设置在所述电机架(35)上，所述电机(36)的输出轴上设置有齿轮；

所述环状本体沿其外周表面上设置有与所述齿轮配合的齿，通过所述齿轮与所述齿的配合，所述电机驱动所述环状本体转动。

8.如权利要求1所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述支架(2)包括：

第一臂(21)，所述第一臂(21)以可拆卸方式设置在所述环状本体(1)上；

第二臂(22)，所述第二臂(22)一端与所述第一臂(21)连接，所述第二臂(22)包括向远离所述发动机管道口的方向延伸的第一段；自第一段向所述环状本体(1)中心方向弯折并延伸的第二段；自第二段向近所述发动机管道口的方向弯折并延伸的第三段；

第三臂(23)，所述第三臂(23)与所述第三段远离所述第二段的一端连接，并向所述环状本体(1)的中心方向延伸，所述传声器(3)设置在所述第三臂(23)上。

9.如权利要求8所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述第一臂(21)沿其轴向方向上设置有多个安装孔位(211)，所述第一臂(21)与所述环状本体(1)通过所述安装孔位(211)螺栓连接，通过连接不同位置上的所述安装孔位(211)能够调节所述第一臂(21)与所述环状本体(1)在沿所述第一臂(21)轴向方向上的相对位置。

10.如权利要求3所述的发动机管道声模态测量装置，其特征在于，所述环状本体(1)具有外环壁以及内环壁，其中，内环壁直径大于所述发动机管道口的外壁直径，使所述发动机管道声模态测量装置在使用时，所述环状本体(1)内环壁贴合所述发动机管道口的外壁。