CN106939833B - 一种内燃波转子数据采集装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种内燃波转子数据采集装置及方法，内燃波转子数据采集装置主要包括连接支架、电刷导轨、电刷、传感器、传感器底座、数据采集卡等。其中传感器底座安装在内燃波转子通道测点处，传感器安装在传感器底座上，电刷与电刷导轨滑动接触，传感器数据通过电刷、电刷导轨以及导线传送至数据采集卡，然后经由数据采集卡传送至计算机。其中电刷导轨通过连接支架与内燃波转子两端板连接。采用此装置，可以实现对旋转的内燃波转子通道的数据采集，也可以推广应用至旋转的航空动力装置的数据采集。

Description

一种内燃波转子数据采集装置及方法
技术领域
本发明涉及航空发动机技术领域，具体是一种内燃波转子数据采集装置及方法。
背景技术
内燃波转子作为一种新概念燃烧动力装置，具有结构简单、热力学循环效率高的特点，成为目前国内外航空发动机领域的研究热点。如专利“基于非定常燃烧具有增压功能的内燃波转子及工作方法”，专利号ZL201310018405.3提出了一种具有24个转子通道的内燃波转子装置；专利“Wave rotor detonation engine”，专利号US 6460342 B1提出了一种具有4端口44个转子通道的波转子装置。典型的内燃波转子一般由进气端口、波转子通道、排气端口以及两侧密封盘组成。内燃波转子工作时，波转子通道处于高速旋转的状态。这一特点使得对于内燃波转子通道内燃烧过程的研究变得很困难。最主要的问题就是对波转子通道内燃烧过程的数据采集。传统的数据采集系统，传感器直接与导线相连，若直接应用于旋转的内燃波转子通道上，会出现导线缠绞、无法应用的缺点。
目前，针对内燃波转子通道内燃烧过程的研究主要是采用一种简化内燃波转子装置。固定波转子通道，电机驱动内燃波转子进、排气端板旋转的简化内燃波转子实验装置。这一方法并没有从根本上解决对旋转通道内燃波转子燃烧过程的数据采集。对于旋转部件的数据采集，专利“无线传感器数据采集系统”，专利号CN201420862909.3就提出了一种无线传感器数据采集系统，该系统主要由数据采样、无线发射接收模块、数据处理三部分构成。能够有效的应用于旋转部件。但是，该套数据采集系统成本较高，且内燃波转子的旋转采用电机驱动的方式，电机的旋转会产生很强的干扰信号，影响到无线信号的发射和接收。为解决对波转子通道内燃烧过程的数据采集本发明提出一种内燃波转子数据采集装置及方法，可以经济、有效的实现对内燃波转子通道的数据采集。
发明内容
本发明为了解决现有技术的问题，提供了一种内燃波转子数据采集装置及方法，能够经济、有效的实现对高速旋转的波转子通道燃烧过程的数据采集。
本发明提供了一种内燃波转子数据采集装置，包括支架、电刷导轨、电刷、传感器、传感器底座和数据采集卡，其中，若干传感器底座安装在内燃波转子通道测点处，每个传感器底座上安装有传感器，每个传感器上安装有电刷；电刷导轨与内燃波转子排气端板和内燃波转子进气端板端板连接，电刷与电刷导轨滑动接触，传感器数据通过电刷、电刷导轨以及导线传送至数据采集卡，数据采集卡连接至计算机。
其中，所述的传感器底座垂直安装于内燃波转子通道测点处。
其中，所述的电刷与电刷导轨采用贵金属簇刷式多点接触，在极低的摩擦力下保证接触可靠。
其中，所述的电刷导轨由四个四分之一的圆弧连接而成，具有拆装方便的特点，电刷导轨的卡槽部分为绝缘材料，导电片部分为导电金属片。
其中，所述的连接支架两端分别安装在内燃波转子排气端板和内燃波转子进气端板上，使得安装结构紧凑。
本发明还提供了一种内燃波转子数据采集方法，在电机的驱动下，波转子通道处于高速旋转状态，安装在波转子通道上的传感器底座也一起旋转，传感器底座上的传感器和电刷也处于高速旋转状态，电刷导轨通过连接支架固定在静止的内燃波转子排气端板和进气端板上，电刷与电刷导轨处于高速相对运动，传感器的信号经由电刷、电刷导轨通过导线传送至数据采集卡，然后传送至计算机，完成对旋转波转子通道燃烧过程数据的采集。
本发明有益效果在于：
1、采用电刷与电刷导轨滑动接触，传感器布置在电刷上，导线布置在静止的电刷导轨上，传感器的信号经由电刷、电刷导轨通过导线传出。由于传感器安装在处于高速旋转的波转子通道上，采用电刷与电刷导轨滑动接触，这就避免了导线直接连接传感器而出现随传感器一起运动导致导线缠绞的缺点。
2、电刷导轨通过连接支架固定内燃波转子进、排气端板上，电刷导轨由四个四分之一的圆弧连接而成，具有结构紧凑、安装方便的特点。
3、采用电刷与电刷导轨使得传感器的安装和布线简单可靠。同时本发明造价成本低。能够经济、有效的实现对高速旋转的波转子通道燃烧过程的数据采集，也可以推广应用至旋转的航空动力装置的数据采集，如：直升机旋翼数据采集等。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图。
图2是连接支架与内燃波转子进、排气端板的安装示意图。
图3是传感器、电刷、电刷导轨以及连接支架的安装示意图。
图4是电刷导轨与连接支架的安装示意图。
图5是电刷与电刷导轨滑动接触示意图。
图6是波转子通道、传感器底座、传感器、电刷爆炸示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明提供了一种内燃波转子数据采集装置，整体结构如图1所示，包括支架2、电刷导轨3、电刷5、传感器6、传感器底座7和数据采集卡9。
若干传感器底座7安装在内燃波转子通道12测点处，每个传感器底座7上安装有传感器6，每个传感器6上安装有电刷5（如图6所示）；电刷导轨3通过支架2与内燃波转子排气端板1和内燃波转子进气端板11端板连接（如图3和图4所示），电刷5与电刷导轨3滑动接触（如图5所示），传感器6数据通过电刷5、电刷导轨3以及导线4传送至数据采集卡9，数据采集卡9连接至计算机10。
其中，所述的传感器底座7垂直安装于内燃波转子通道12测点处。
其中，所述的电刷5与电刷导轨3采用贵金属簇刷式多点接触，在极低的摩擦力下保证接触可靠。
其中，所述的电刷导轨3由四个四分之一的圆弧连接而成，具有拆装方便的特点，电刷导轨3的卡槽部分3a为绝缘材料，导电片部分3b为导电金属片（如图5所示）。
其中，所述的连接支架2两端分别安装在内燃波转子排气端板1和内燃波转子进气端板11上（如图2所示），使得安装结构紧凑。
本发明还提供了一种内燃波转子数据采集方法，在电机8的驱动下，波转子通道12处于高速旋转状态，安装在波转子通道12上的传感器底座7也一起旋转，传感器底座7上的传感器6和电刷5也处于高速旋转状态，电刷导轨3通过连接支架2固定在静止的内燃波转子排气端板1和进气端板11上，电刷5与电刷导轨3处于高速相对运动，传感器6的信号经由电刷5、电刷导轨3通过导线4传送至数据采集卡9，然后传送至计算机10，完成对旋转波转子通道燃烧过程数据的采集。
本发明具体应用途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种内燃波转子数据采集装置，其特征在于：包括支架（2）、电刷导轨（3）、电刷（5）、传感器（6）、传感器底座（7）和数据采集卡（9），其中，若干传感器底座（7）安装在内燃波转子通道（12）测点处，每个传感器底座（7）上安装有传感器（6），每个传感器（6）上安装有电刷（5）；电刷导轨（3）通过支架（2）与内燃波转子排气端板（1）和内燃波转子进气端板（11）连接，电刷（5）与电刷导轨（3）滑动接触，传感器（6）数据通过电刷（5）、电刷导轨（3）以及导线（4）传送至数据采集卡（9），数据采集卡（9）连接至计算机（10）。
2.根据权利要求1所述的内燃波转子数据采集装置，其特征在于：所述的传感器底座（7）垂直安装于内燃波转子通道（12）测点处。
3.根据权利要求1所述的内燃波转子数据采集装置，其特征在于：所述的电刷（5）与电刷导轨（3）采用贵金属簇刷式多点接触。
4.根据权利要求1所述的内燃波转子数据采集装置，其特征在于：所述的电刷导轨（3）由四个四分之一的圆弧连接而成，电刷导轨（3）包括卡槽部分（3a）和导电片部分（3b）,电刷导轨（3）的卡槽部分（3a）为绝缘材料，导电片部分（3b）为导电金属片。
5.根据权利要求1所述的内燃波转子数据采集装置，其特征在于：所述的支架（2）两端分别安装在内燃波转子排气端板（1）和内燃波转子进气端板（11）上。
6.一种内燃波转子数据采集方法，其特征在于：在电机（8）的驱动下，波转子通道（12）处于高速旋转状态，安装在波转子通道（12）上的传感器底座（7）也一起旋转，传感器底座（7）上的传感器（6）和电刷（5）也处于高速旋转状态，电刷导轨（3）通过连接支架（2）固定在静止的内燃波转子排气端板（1）和进气端板（11）上，电刷（5）与电刷导轨（3）处于高速相对运动，传感器（6）的信号经由电刷（5）、电刷导轨（3）通过导线（4）传送至数据采集卡（9），然后传送至计算机（10），完成对旋转波转子通道燃烧过程数据的采集。
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