CN108917624A - 用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法、装置及绝热层厚度检测方法、系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法、装置及绝热层厚度检测方法、系统，包括：搭建检测平台；使数控车在简支梁上移动，到达测量位置后，采用特定的挠度计算方法得到简支梁产生的挠度偏移距离；使发动机壳体以简支梁为转轴旋转一周，位移传感器采集探头与其正上方的发动机壳体内壁之间的位移；改变测量位置，重复测量，直到发动机壳体内表面的所有位移数据全部被采集完为止；卸装发动机壳体，待发动机壳体内表面粘贴完绝热层后，重复上述步骤，获得简支梁产生的挠度偏移距离，以及贴装隔热层后的位移；将两次测量的位移相减，得到发动机内表面绝热层的厚度；本发明检测效率和检测精度较高，克服了人工检测存在的弊端。

Description

用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法、装置及 绝热层厚度检测方法、系统

技术领域

本发明涉及机电自动控制及电子测量的技术领域，具体涉及一种用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法、装置及绝热层厚度检测方法、系统。

背景技术

固体火箭发动机绝热层是固体火箭发动机的重要组成部分，其厚度的均匀性对固体火箭发动机的整体性能至关重要。由于此类发动机是军工品，检查过程中的安全要求非常高，因此研制一套发动机内型面检测系统对保证发动机的可靠性、安全性、内表面缺陷检出能力具有重要的意义。目前，较常使用的射线照相、射线CT、超声、激光、微波等无损检测方法，主要应用于固体发动机壳体外表面的检测，对于发动机内型面的检测，传统的检测方法主要为人工检测手段，这种人工检测手段工作效率和检测精度都较低。

发明内容

针对相关技术中存在的不足，本发明所要解决的技术问题在于：提供一种效率较高、检测精度较高的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法、装置及绝热层厚度检测方法、系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法，包括：S101、当数控车位于简支梁的固定端、接收屏接收到激光源发出的水平激光射线之后，获取水平激光射线在接收屏上形成的光点的位置信息，将该位置设定为基准中心位置；此时，用于捕捉光点位置的摄像机镜头的中心点位于上述水平激光射线的投射路径上；S102、当数控车在简支梁上移动进行发动机内表面绝热层的厚度检测时，实时获取接收屏上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy，该横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy即为简支梁在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离；此时，用于捕捉光点位置的摄像机镜头的中心点偏离上述水平激光射线的投射路径且与上述水平激光射线位于同一水平面上；其中，所述简支梁的固定端与第一驱动装置固定连接，所述简支梁的测量端悬空，所述数控车位于所述简支梁上并可在简支梁的固定端与测量端之间移动，所述接收屏和所述摄像机均位于所述数控车上，所述激光源位于所述简支梁的固定端的一侧。

优选地，当得到摄像机拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy之后：首先，根据公式(1)、(2)计算得到Δx、Δy：

其中，Δx、Δy分别表示摄像机实时捕捉光点位置时在水平方向上、竖直方向上产生的切向畸变；r表示摄像机拍摄到的光点至基准中心位置的实际偏移距离，K₁、K₂分别表示水平方向上、竖直方向上的切向畸变参数，均为常数；

然后，根据公式(3)、(4)计算得到e₁、e₂：

e₁＝dx–Δx (3)

e₂＝dy–Δy (4)

其中，e₁、e₂分别表示矫正后的简支梁在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离。

优选地，所述的挠度计算方法还包括：获取接收屏上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy；将上述的横向偏移距离dx、竖向偏移距离dy与光点至基准中心位置的实际横向偏移距离dx′、实际竖向偏移距离dy′进行比较，根据公式(1)、 (2)、(5)、(6)计算得到K₁、K₂：

dx′＝dx–Δx (5)

dy′＝dy–Δy (6)

重复上述过程，获取多组不同的光点位置信息，求解出多组K₁、K₂，最后分别求出所有K₁、K₂的数学平均值，将得出的数学平均值作为最终的K₁、K₂值。

相应地，用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，包括：基准设定单元：用于当数控车位于简支梁的固定端、接收屏接收到激光源发出的水平激光射线之后，获取水平激光射线在接收屏上形成的光点的位置信息，将该位置设定为基准中心位置；此时，用于捕捉光点位置的摄像机镜头的中心点位于上述水平激光射线的投射路径上；挠度计算单元：用于当数控车在简支梁上移动进行发动机内表面绝热层的厚度检测时，实时获取接收屏上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy，该横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy即为简支梁在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离；此时，用于捕捉光点位置的摄像机镜头的中心点偏离上述水平激光射线的投射路径且与上述水平激光射线位于同一水平面上；其中，所述简支梁的固定端与第一驱动装置固定连接，所述简支梁的测量端悬空，所述数控车位于所述简支梁上并可在简支梁的固定端与测量端之间移动，所述接收屏和所述摄像机均位于所述数控车上，所述激光源位于所述简支梁的固定端的一侧。

优选地，用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，还包括：挠度矫正单元：用于当得到摄像机拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy之后：首先，根据公式(1)、(2)计算得到Δx、Δy：

其中，Δx、Δy分别表示摄像机实时捕捉光点位置时在水平方向上、竖直方向上产生的切向畸变；r表示摄像机拍摄到的光点至基准中心位置的实际偏移距离，K₁、K₂分别表示水平方向上、竖直方向上的切向畸变参数，均为常数；

然后，根据公式(3)、(4)计算得到e₁、e₂：

e₁＝dx–Δx (3)

e₂＝dy–Δy (4)

其中，e₁、e₂分别表示矫正后的简支梁在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离。

优选地，用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，还包括：畸变参数确定单元：用于获取接收屏上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy；将上述的横向偏移距离dx、竖向偏移距离dy与光点至基准中心位置的实际横向偏移距离 dx′、实际竖向偏移距离dy′进行比较，根据公式(1)、(2)、(5)、(6)计算得到 K₁、K₂：

dx′＝dx–Δx (5)

dy′＝dy–Δy (6)

重复上述过程，获取多组不同的光点位置信息，求解出多组K₁、K₂，最后分别求出所有K₁、K₂的数学平均值，将得出的数学平均值作为最终的K₁、K₂值。

相应地，发动机内表面绝热层厚度检测方法，包括：S201、搭建检测平台，使得简支梁的固定端与第一驱动装置固定连接，简支梁的测量端悬空并水平伸入发动机壳体内部，简支梁上设有数控车，数控车可在简支梁的固定端与测量端之间移动，数控车上设有接收屏、摄像机和位移传感器，简支梁的固定端的一侧设有激光源；S202、使数控车从简支梁的固定端向测量端移动，到达测量位置后，采用如上任一所述的挠度计算方法得到数控车位于该测量位置时简支梁在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离e₁、e₂；S203、使发动机壳体以简支梁为转轴匀速旋转一周，同时位移传感器开始工作，采集得到位移数据d₁；其中，位移数据d₁为传感器探头与旋转至其正上方的发动机壳体内壁之间的位移集合；S204、使数控车在简支梁上移动，改变测量位置，重复步骤S203，直到整个发动机壳体内表面的所有位移数据全部被位移传感器采集完为止；S205、卸装发动机壳体，待发动机壳体内表面粘贴完绝热层后，重复步骤S201～S204，获得数控车位于指定测量位置时简支梁在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离e₁′、e₂′，以及位移数据d₂，其中，位移数据d₂为传感器探头与旋转至其正上方的已贴装绝热层后的发动机壳体内壁之间的位移集合；S206、根据公式(7)，计算得到发动机内表面绝热层的厚度数据d：

d＝(d₁-e₂)-(d₂-e₂′) (7)

其中，厚度数据d为发动机壳体内表面贴装完的绝热层的厚度集合。

相应地，发动机内表面绝热层厚度检测系统，包括：简支梁：水平设置，其固定端与第一驱动装置固定连接，其测量端悬空并水平伸入发动机壳体内部，用于为测量组件提供测量路径；数控车：位于所述简支梁上并可在所述简支梁的固定端与测量端之间移动，用于固定位移传感器，并为位移传感器提供精确的测量位置；位移传感器：固定于所述数控车上，用于采集传感器探头与发动机壳体内圆周表面之间的位移数据，并将采集到的位移数据发送给主控单元；激光源：位于所述简支梁固定端的一侧，用于发射水平激光射线，以使水平激光射线在接收屏上形成光点；接收屏：固定于所述数控车上，用于接收并成像所述激光源发出的水平激光射线，以为计算所述简支梁产生多少挠度提供参考；摄像机：固定于所述数控车上，用于拍摄所述接收屏上形成的光点图像，并将拍摄到的图像信息发送给主控单元；主控单元：位于所述数控车上，分别与所述数控车、位移传感器和摄像机电气连接，所述主控单元包含如上任一所述的挠度计算装置，所述主控单元用于控制数控车在简支梁上移动，根据摄像机拍摄到的接收屏上的光点位置变化信息，计算出发动机壳体内表面贴装隔热层前、后，简支梁在竖直方向上产生的挠度偏移距离e₂、e₂′，结合位移传感器采集到的发动机壳体内表面贴装隔热层前、后的位移数据d₁、d₂，依据公式d＝(d₁-e₂)-(d₂-e₂′)，计算出发动机内表面绝热层的厚度数据d。

优选地，发动机内表面绝热层厚度检测系统，还包括：关节臂：与所述主控单元电气连接，用于将所述位移传感器固定在所述数控车上，并接收主控单元传递的控制命令，调节位移传感器与发动机壳体内表面之间的距离；所述主控单元：还用于在接收到位移传感器与发动机壳体内表面之间的距离数据之后，将该距离数据与预先设定的距离阈值进行比较，根据比较结果向所述关节臂发送控制命令，以调节位移传感器与发动机壳体内表面之间的距离。

优选地，发动机内表面绝热层厚度检测系统，还包括：第一控制系统：与所述第一驱动装置电气连接，用于控制简支梁的测量端水平伸入发动机壳体内部；第二控制系统：与待检测发动机壳体电气连接，用于控制发动机壳体以简支梁为转轴匀速旋转。

本发明的有益技术效果在于：

1、本发明中的检测平台包括简支梁、数控车、位移传感器和主控单元，检测开始前，将待检测的发动机壳体吊装至工作台上，使发动机壳体的开口朝向水平方向，将简支梁的一端固定作为固定端、另一端悬空作为测量端，将测量端水平伸入发动机壳体内部；检测开始时，控制数控车从简支梁的固定端向测量端移动，到达测量位置后，使发动机壳体以简支梁为转轴匀速旋转，与此同时，数控车上的位移传感器开始工作，采集传感器探头与旋转至其正上方的发动机壳体内壁之间的位移数据，每到达一个测量位置，就重复一次发动机壳体匀速旋转一周、位移传感器实时采集其与其正上方的发动机壳体内壁之间的位移数据，直到整个发动机壳体内表面的所有位移数据全部被位移传感器采集完为止；然后将简支梁的测量端移出发动机壳体内部，卸装发动机壳体以给发动机壳体内表面粘贴隔热层，待绝热层粘贴完毕后，重复上述过程，使贴装了绝热层的整个发动机壳体内表面的所有位移数据全部被位移传感器采集到，通过主控单元对位移传感器采集到的隔热层粘贴前后的数据进行计算和处理，最终得到贴装的隔热层的厚度数据集合，后续根据该厚度数据集合，即可评价出发动机隔热层厚度的均匀性，为评判发动机的整体性能提供重要依据。本发明中的发动机内表面隔热层厚度的检测流程简单、检测平台方便搭建、检测效率和检测精度都较高，克服了人工检测存在的效率和精度都较低等一系列弊端。

2、本发明中，由于数控车搭载位移传感器在简支梁上移动时，简支梁悬空的测量端在负重的情况下必然会向下弯曲，产生一定的挠度，从而使得位移传感器采集到的发动机壳体内表面的位移数据存在一定的误差，即使最终在计算隔热层厚度时是将隔热层贴装前后的测量值进行相减，最后得到的结果是有一定误差的，因为简支梁的挠度值变化比较大，变化方向也不同，即使在同一测量位置，数控车及其上搭载的测量组件先后两次对简支梁压迫而产生的挠度也不一定是相同的；因此，在本方案中，还在数控车上固定安装有接收屏和摄像机，在简支梁的固定端的一侧设有激光源；检测开始前，数控车的初始位置是在简支梁的固定端，此时，打开激光源，激光源发出的激光射线射向接收屏，并在接收屏上成像出光点，摄像机拍摄下该光点图像，并将该图像发送给主控单元，主控单元将该光点位置设定为基准中心位置；检测开始后，当位移传感器在指定测量位置采集其正上方的发动机壳体内壁的位移数据时，摄像机同步记录接收屏上的光点位置变化，主控单元将新的光点位置信息与基准中心位置信息进行对比，计算出简支梁在该指定测量位置产生的挠度偏移距离；本方案在计算隔热层的厚度时，降低了绝热层贴装前后简支梁由于挠度产生的偏移距离的影响，从而获得了精确的测量结果。

3、本发明中，摄像机在同步记录接收屏上的光点位置变化时，为了保证激光源发出的激光射线能够在接收屏上产生光点，即为了不挡住激光射线投射到接收屏上，摄像机的拍摄平面需要与激光射线呈一定角度，即摄像机的镜头中心点要偏离上述水平激光射线的投射路径；这样的话，由于摄像机的拍摄平面与接收屏不平行，所以会造成摄像机捕捉到的光点位置图像产生了一定的切向畸变，也就是矢量端点沿切线方向发生了变化；因此，本方案在计算绝热层贴装前后简支梁由于挠度产生的偏移距离时，剔除了由于摄像机斜拍造成的切向畸变因素，进一步提高了测量结果的精确性。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法的流程图；

图2是本发明实施例二提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法的流程图；

图3是本发明实施例三提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法的流程图；

图4是本发明实施例一提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置的结构示意图；

图5是本发明实施例二提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置的结构示意图；

图6是本发明实施例三提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置的结构示意图；

图7是本发明实施例一提供的发动机内表面绝热层厚度检测方法的流程图；

图8是本发明实施例一提供的发动机内表面绝热层厚度检测系统的结构示意图；

图9是图8的俯视效果图；

图中：10为数控车，20为简支梁，30为接收屏，40为激光源，50为摄像机，60 为位移传感器，70为关节臂，101为基准设定单元，102为挠度计算单元，103为挠度矫正单元，104为畸变参数确定单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；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。

本发明提供了一种用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法，图1是其实施例一的流程图，如图1所示，用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法，可包括：

S101、当数控车10位于简支梁20的固定端、接收屏30接收到激光源40发出的水平激光射线之后，获取水平激光射线在接收屏30上形成的光点的位置信息，将该位置设定为基准中心位置；此时，用于捕捉光点位置的摄像机50镜头的中心点位于上述水平激光射线的投射路径上。

S102、当数控车10在简支梁20上移动进行发动机内表面绝热层的厚度检测时，实时获取接收屏30上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机50 拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy，该横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy即为简支梁20在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离；此时，用于捕捉光点位置的摄像机50镜头的中心点偏离上述水平激光射线的投射路径且与上述水平激光射线位于同一水平面上。

其中，所述简支梁20的固定端与第一驱动装置固定连接，所述简支梁20的测量端悬空，所述数控车10位于所述简支梁20上并可在简支梁20的固定端与测量端之间移动，所述接收屏30和所述摄像机50均位于所述数控车10上，所述激光源40位于所述简支梁20的固定端的一侧。

具体地，所述摄像机50与所述激光源40位于所述接收屏30的同一侧。在常规的图像采集方式中，通常接收屏均采用半透屏，摄像机和入射激光位于接收屏的两侧，摄像机采集半透的光点影像。但是，在大型发动机内表面检测系统中，由于工作环境较为复杂，不能长期实时维护，受其影响半透屏成像效果不能保证，导致检测效果不佳。本发明将摄像机50设置在与激光源40同侧的位置上，且摄像机50与接收屏30 和激光源40之间具有一定的夹角，从而便于摄像机50对接收屏30上的光点图像进行采集。

具体地，所述摄像机50和所述接收屏30可通过固定架托安装在所述数控车10上，保证摄像机50和接收屏30与测量组件(位移传感器60等)具有同步位移；所述摄像机50的镜头可为12mm，安装时，所述摄像机50和所述接收屏30之间应相距一定的距离和角度，从而保证最佳的拍摄效果。

具体地，所述激光源40可由水平放置的线状光源构成，可采用LSR532ML，其波长为532nm，光速直径为2mm，外形尺寸为100mm×34mm×45mm，重量为300g，光束质量优良、稳定可靠、寿命长，可固定在基准平台上。

更具体地，所述基准平台可选用具有10KG配重的定位架，放置在距离简支梁20 固定端2m处，在地面设置标志位，基准平台的固定标志位与地面标志相匹配。平台面可为三维可调云台，可以通过旋钮锁紧，激光源40通过固定支架与云台连接，云台带有水平校准仪，云台校准后锁紧。

具体地，所述接收屏30可采用低反射接收屏，其大小为10cm×10cm，其上可设置位置坐标系。

具体地，所述摄像机50可为CCD数字摄像机，可采用工业相机MV-EM120M，其像素为1280×960，最大帧率为40fps，光学尺寸为1/3"，有效感光面积为 4.8mm×3.6mm，外形尺寸为29mm×35mm×48.9mm，配工业镜头M1214-MP2，可捕捉兆级像素的全部分辨率，具有低变形率(低于1.0％)，具有高对比度及清晰度的图像。

更具体地，涉及到的图像采集卡可采用MV-EGigE，MV-EGigE是一款机器视觉领域专业的数字图像采集传输卡，PCI-E(PCI)总线标准，GigE(1000Mbps)网络接口，高速串行实时数据流传输，标准RJ45网络接口，全双工。

具体地，所述简支梁20的长度可为12m，截面可为8cm×8cm的正方形，制作材料可为铝合金材质。对于本发明来说，数控车10在简支梁20上移动时，由于重力，简支梁20势必会产生一定的挠度，尤其距离固定端越远，产生的挠度越大。

挠度是指在一定的荷载作用下，支撑结构所产生的竖向位移。目前挠度检测技术主要有桥梁挠度检测仪、机械式位移计、连通管等，而且相关研究主要集中在桥梁挠度检测中。主要采用的检测原理及结构有：

1、电子千分表挠度测量法：电子千分表是在机械千分表的基础上改进的可自动数字记录的一种精度较高的位移量具。由于需要在桥下搭设固定支架，因此电子千分表只适用于干涸的河流或者水较浅的河流上的桥梁挠度测试，而且精度相对较差，不适用于高精度检测应用。

2、GPS挠度监测法：在梁跨中布置GPS传感器，测量位置的竖向和横向振动位移，但是利用GPS监测挠度时，只能达到厘米级的精度。

3、加速度传感器挠度测量法：通过对加速度进行两次积分就可以得到位移量，但由于数字积分会带来漂移和失真，难以得到精确的测量结果。虽然有相关技术人员使用地震低频传感器测试铁路桥动挠度取得了较好的效果，但需要知道荷载的实际情况和许多结构边界条件，所以在实际应用中，很难实现动态实时挠度监测。

4、连通管液位式挠度测量法：由于重力的作用，液体在连通的管道内不同的位置，其高度会相同，通过比较测量点与参考点的水准计的液体深度的差异变化情况来获得测量点的竖向挠度变化情况。但由于液体的粘滞阻尼系数很小，自身的自由振荡需要较长时间才能衰减完毕，因此在动态检测过程中，测试结果存在很大的失真，精度只能达到1mm，且安装和观测困难。

5、基于光学的挠度测量法：目前基于光学的动挠度测试仪器主要有全站仪、激光图像挠度仪、光电挠度仪和位置敏感传感器挠度仪等光学挠度测试仪。对于全站仪法来说：主要由棱镜及主机组成，棱镜被安装于桥梁各被测点，通过主机逐步测定各棱镜的距离、水平角和垂直角，然后基于各点的空间位置变化计算出测点的挠度变化；全站仪法数据分析简单，但安装不方便、调试过程复杂，另外，该测量方式受视距影响大，棱镜需要经常清洁，不适合长期监测。对于激光图像法来说：此方法的测量原理是：在测点放置激光接收器来接收安装在参考点的激光器发出的光源，然后过检测激光接收器上的光点位置X的变化而得到被测点的挠度变化值；此方法是一种远距离、非接触式位移测量方法。对于光电标靶成像法来说：其是在测点上安装一个标靶，在靶上制作一个光学标志点，通过光学镜头把标志点成像在CCD接收面阵上，当产生挠度时，标靶也随之移动，通过测出靶上光标点在CCD接收面上成像位置的变化值，就可计算出实际的挠度值，由于CCD面阵的接收范围有限，本方法适用于挠度变化较小的检测应用。对于位置敏感(PSD)传感器法来说：激光发射器发射激光束垂直射向透镜镜面，光点在位置敏感传感器上成像，测点的竖向移动引起光点照在位置敏感传感器的位置也移动，通过位置敏感传感器测得的成像点位置，从而计算得到测点挠度变化值；该方法精度较高、可测量动态和静态挠度，但其测量范围较小，费用较高，限制了其大规模的应用。

如上所述，目前的挠度测量技术中，电子千分表、GPS、加速度传感器、连通管液位式挠度检测精度相对较低，动态检测效果较差。大型发动机内表面检测系统要求动态高速检测，挠度检测精度要求小于0.02mm，上述方法无法满足系统要求。虽然无接触光学挠度检测方法检测精度较高，但其中全站仪法安装不便，光学棱镜需要经常清洁，不适合工业环境的长期使用。CCD和PSD检测方法，受到光学接收面积的影响，测量范围较小，费用较高，由于本检测系统中的简支梁长度约12m，截面为8cm×8cm 的正方形，检测行程较长，挠度变化比较大，所以也不适用于本系统检测。而激光图像法检测精度高，挠度测量范围大，且具有非接触、测量距离远的优点，但是目前的激光图像法主要是针对桥梁挠度的检测方案，其检测结构、检测系统硬件组成、检测过程方法、检测数据处理都不适用于大型发动机内表面检测系统中的简支梁挠度检测，所以针对应用要求进行了设计了本发明中的挠度计算方案。本发明中的挠度测量精度可达到0.02mm，整个系统测量精度可达到0.1mm。

图2是本发明实施例二提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法的流程图，如图2所示，在实施例一的基础上，当得到摄像机50拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy之后，还可包括：

S103、根据切向畸变公式计算摄像机拍摄时产生的切向畸变，利用切向畸变对简支梁产生的挠度偏移距离进行矫正，具体包括：

首先，根据公式(1)、(2)计算得到Δx、Δy：

其中，Δx、Δy分别表示摄像机50实时捕捉光点位置时在水平方向上、竖直方向上产生的切向畸变；r表示摄像机50拍摄到的光点至基准中心位置的实际偏移距离，K₁、K₂分别表示水平方向上、竖直方向上的切向畸变参数，均为常数；

然后，根据公式(3)、(4)计算得到e₁、e₂：

e₁＝dx–Δx (3)

e₂＝dy–Δy (4)

其中，e₁、e₂分别表示矫正后的简支梁20在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离。

图3是本发明实施例三提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法的流程图，如3所示，在实施例二的基础上，所述的挠度计算方法还可包括：

S101-1、确定切向畸变参数，具体包括：

获取接收屏30上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机50 拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy；

将上述的横向偏移距离dx、竖向偏移距离dy与光点至基准中心位置的实际横向偏移距离dx′、实际竖向偏移距离dy′进行比较，根据公式(1)、(2)、(5)、(6) 计算得到K₁、K₂：

dx′＝dx–Δx (5)

dy′＝dy–Δy (6)

重复上述过程，获取多组不同的光点位置信息，求解出多组K₁、K₂，最后分别求出所有K₁、K₂的数学平均值，将得出的数学平均值作为最终的K₁、K₂值。

本实施例中，光点至基准中心位置的实际横向偏移距离dx′、实际竖向偏移距离dy′可采用两种方法获取：1、在挠度变化范围内，直接在接收屏30上标定一个确定位置的光点，例如该光点的位置坐标可标为(5mm，5mm)，那么该光点的实际横向偏移距离dx′、实际竖向偏移距离dy′即为(5mm，5mm)，之后再与摄像机50拍摄到的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy进行比较，当需要获取第二组位置信息时，直接在接收屏30上改变光点的位置，例如可将光点的位置坐标变为(3mm，3mm)，然后再用摄像机50拍摄改变后的光点位置，得到第二组横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy，以此类推；2、控制数控车10在简支梁20上移动，每到达一个位置，就实际测量此时光点在接收屏30上的位置坐标，再与摄像机50拍摄到的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy进行比较，然后再控制数控车10在简支梁20上移动到下一个位置，再采集光点的实际位置坐标和拍摄位置坐标，以此类推。上述两种方法都各有优点，第1种方法操作和运用较为简单，第2种方法较为符合实际应用环境，在实际运用中可根据情况具体采用不同的方式。

本发明还提供了一种用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，图4是其实施例一的结构示意图，如图4所示，所述的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，可包括：

基准设定单元101：用于当数控车10位于简支梁20的固定端、接收屏30接收到激光源40发出的水平激光射线之后，获取水平激光射线在接收屏30上形成的光点的位置信息，将该位置设定为基准中心位置；此时，用于捕捉光点位置的摄像机50镜头的中心点位于上述水平激光射线的投射路径上。

挠度计算单元102：用于当数控车10在简支梁20上移动进行发动机内表面绝热层的厚度检测时，实时获取接收屏30上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机50拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy，该横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy即为简支梁20在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离；此时，用于捕捉光点位置的摄像机50镜头的中心点偏离上述水平激光射线的投射路径且与上述水平激光射线位于同一水平面上。

其中，所述简支梁20的固定端与第一驱动装置固定连接，所述简支梁20的测量端悬空，所述数控车10位于所述简支梁20上并可在简支梁20的固定端与测量端之间移动，所述接收屏30和所述摄像机50均位于所述数控车10上，所述激光源40位于所述简支梁20的固定端的一侧。

图5是本发明实施例二提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置的结构示意图，如图5所示，在实施例一的基础上，所述的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，还可包括：

挠度矫正单元103：用于当得到摄像机50拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy之后：

首先，根据公式(1)、(2)计算得到Δx、Δy：

其中，Δx、Δy分别表示摄像机50实时捕捉光点位置时在水平方向上、竖直方向上产生的切向畸变；r表示摄像机50拍摄到的光点至基准中心位置的实际偏移距离，K₁、K₂分别表示水平方向上、竖直方向上的切向畸变参数，均为常数；

然后，根据公式(3)、(4)计算得到e₁、e₂：

e₁＝dx–Δx (3)

e₂＝dy–Δy (4)

其中，e₁、e₂分别表示矫正后的简支梁20在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离。

图6是本发明实施例三提供的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置的结构示意图，如图6所示，在实施例二的基础上，所述的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，还可包括：

畸变参数确定单元104：用于获取接收屏30上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机50拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx 和竖向偏移距离dy；将上述的横向偏移距离dx、竖向偏移距离dy与光点至基准中心位置的实际横向偏移距离dx′、实际竖向偏移距离dy′进行比较，根据公式(1)、(2)、 (5)、(6)计算得到K₁、K₂：

dx′＝dx–Δx (5)

dy′＝dy–Δy (6)

重复上述过程，获取多组不同的光点位置信息，求解出多组K₁、K₂，最后分别求出所有K₁、K₂的数学平均值，将得出的数学平均值作为最终的K₁、K₂值。

本发明还提供一种发动机内表面绝热层厚度检测方法，图7是其实施例一的流程图，如图7所示，所述的发动机内表面绝热层厚度检测方法可包括：

S201、搭建检测平台，使得简支梁20的固定端与第一驱动装置固定连接，简支梁20的测量端悬空并水平伸入发动机壳体内部，简支梁20上设有数控车10，数控车10 可在简支梁20的固定端与测量端之间移动，数控车10上设有接收屏30、摄像机50 和位移传感器60，简支梁20的固定端的一侧设有激光源40。

S202、使数控车10从简支梁20的固定端向测量端移动，到达测量位置后，采用如上任一所述的挠度计算方法得到数控车10位于该测量位置时简支梁20在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离e₁、e₂。

S203、使发动机壳体以简支梁20为转轴匀速旋转一周，同时位移传感器60开始工作，采集得到位移数据d₁；其中，位移数据d₁为传感器探头与旋转至其正上方的发动机壳体内壁之间的位移集合。

S204、使数控车10在简支梁20上移动，改变测量位置，重复步骤S203，直到整个发动机壳体内表面的所有位移数据全部被位移传感器60采集完为止。

S205、卸装发动机壳体，待发动机壳体内表面粘贴完绝热层后，重复步骤 S201～S204，获得数控车10位于指定测量位置时简支梁20在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离e₁′、e₂′，以及位移数据d₂，其中，位移数据d₂为传感器探头与旋转至其正上方的已贴装绝热层后的发动机壳体内壁之间的位移集合。

S206、根据公式(7)，计算得到发动机内表面绝热层的厚度数据d：

d＝(d₁-e₂)-(d₂-e₂′) (7)

其中，厚度数据d为发动机壳体内表面贴装完的绝热层的厚度集合。

虽然简支梁20在受到压力时会产生水平方向上和竖直方向上的挠度，但是本发明在实际检测过程中简支梁20产生的挠度对检测结果的影响是其竖直方向上的偏移特征，因此水平方向上的位移在最后的数据分析计算中可以忽略。

本发明还提供了一种发动机内表面绝热层厚度检测系统，图8是其实施例一的结构示意图，，图9是图8的俯视效果图，如图8、图9所示，所述的发动机内表面绝热层厚度检测系统可包括：

简支梁20：水平设置，其固定端与第一驱动装置固定连接，其测量端悬空并水平伸入发动机壳体内部，用于为测量组件提供测量路径。

数控车10：位于所述简支梁20上并可在所述简支梁20的固定端与测量端之间移动，用于固定位移传感器60，并为位移传感器60提供精确的测量位置。

位移传感器60：固定于所述数控车10上，用于采集传感器探头与发动机壳体内圆周表面之间的位移数据，并将采集到的位移数据发送给主控单元。

激光源40：位于所述简支梁20固定端的一侧，用于发射水平激光射线，以使水平激光射线在接收屏30上形成光点。

接收屏30：固定于所述数控车10上，用于接收并成像所述激光源40发出的水平激光射线，以为计算所述简支梁20产生多少挠度提供参考。

摄像机50：固定于所述数控车10上，用于拍摄所述接收屏30上形成的光点图像，并将拍摄到的图像信息发送给主控单元。

主控单元：位于所述数控车10上，分别与所述数控车10、位移传感器60和摄像机50电气连接，所述主控单元包含如上任一所述的挠度计算装置，所述主控单元用于控制数控车10在简支梁20上移动，根据摄像机50拍摄到的接收屏30上的光点位置变化信息，计算出发动机壳体内表面贴装隔热层前、后，简支梁20在竖直方向上产生的挠度偏移距离e₂、e₂′，结合位移传感器60采集到的发动机壳体内表面贴装隔热层前、后的位移数据d₁、d₂，依据公式d＝(d₁-e₂)-(d₂-e₂′)，计算出发动机内表面绝热层的厚度数据d。

具体地，所述主控单元可包括工控机，所述工控机可采用研华工控机，集成千兆网卡，6USB，5个PCI插槽，500G硬盘，处理速度、存储能力和板卡接口满足系统要求。

进一步地，所述的发动机内表面绝热层厚度检测系统，还可包括：

关节臂70：与所述主控单元电气连接，用于将所述位移传感器60固定在所述数控车10上，并接收主控单元传递的控制命令，调节位移传感器60与发动机壳体内表面之间的距离。

本发明中，当数控车10带动位移传感器60到达测量位置后，由于发动机的型号种类繁多，形状、尺寸大小各异，以及传感器探头的测量范围的限制，需要采用关节臂系统来调节位移传感器60的探头与待测发动机壳体内壁之间的距离。本实施例中的关节臂系统可主要由关节臂70、驱动器、多路实时自反馈信号处理器、高精度角度传感器、多路角度位置反馈控制器等组成，实现关节臂的快速运转。

所述主控单元：还用于在接收到位移传感器60与发动机壳体内表面之间的距离数据之后，将该距离数据与预先设定的距离阈值进行比较，根据比较结果向所述关节臂 70发送控制命令，以调节位移传感器60与发动机壳体内表面之间的距离。

进一步地，所述的发动机内表面绝热层厚度检测系统，还可包括：

第一控制系统：与所述第一驱动装置电气连接，用于控制简支梁20的测量端水平伸入发动机壳体内部。

第二控制系统：与待检测发动机壳体电气连接，用于控制发动机壳体以简支梁20为转轴匀速旋转。

本发明中的检测平台包括简支梁20、数控车10、位移传感器60和主控单元，检测开始前，将待检测的发动机壳体吊装至工作台上，使发动机壳体的开口朝向水平方向，将简支梁20的一端固定作为固定端、另一端悬空作为测量端，将测量端水平伸入发动机壳体内部；检测开始时，控制数控车10从简支梁20的固定端向测量端移动，到达测量位置后，使发动机壳体以简支梁20为转轴匀速旋转，与此同时，数控车10 上的位移传感器60开始工作，采集传感器探头与旋转至其正上方的发动机壳体内壁之间的位移数据，每到达一个测量位置，就重复一次发动机壳体匀速旋转一周、位移传感器60实时采集其与其正上方的发动机壳体内壁之间的位移数据，直到整个发动机壳体内表面的所有位移数据全部被位移传感器60采集完为止；然后将简支梁20的测量端移出发动机壳体内部，卸装发动机壳体以给发动机壳体内表面粘贴隔热层，待绝热层粘贴完毕后，重复上述过程，使贴装了绝热层的整个发动机壳体内表面的所有位移数据全部被位移传感器60采集到，通过主控单元对位移传感器60采集到的隔热层粘贴前后的数据进行计算和处理，最终得到贴装的隔热层的厚度数据集合，后续根据该厚度数据集合，即可评价出发动机隔热层厚度的均匀性，为评判发动机的整体性能提供重要依据。本发明中的发动机内表面隔热层厚度的检测流程简单、检测平台方便搭建、检测效率和检测精度都较高，克服了人工检测存在的效率和精度都较低等一系列弊端。

本发明中，由于数控车10搭载位移传感器60在简支梁20上移动时，简支梁20 悬空的测量端在负重的情况下必然会向下弯曲，产生一定的挠度，从而使得位移传感器60采集到的发动机壳体内表面的位移数据存在一定的误差，即使最终在计算隔热层厚度时是将隔热层贴装前后的测量值进行相减，最后得到的结果是有一定误差的，因为简支梁20的挠度值变化比较大，变化方向也不同，即使在同一测量位置，数控车10 及其上搭载的测量组件先后两次对简支梁20压迫而产生的挠度也不一定是相同的；因此，在本方案中，还在数控车10上固定安装有接收屏30和摄像机50，在简支梁20 的固定端的一侧设有激光源；检测开始前，数控车10的初始位置是在简支梁20的固定端，此时，打开激光源，激光源发出的激光射线射向接收屏30，并在接收屏30上成像出光点，摄像机50拍摄下该光点图像，并将该图像发送给主控单元，主控单元将该光点位置设定为基准中心位置；检测开始后，当位移传感器60在指定测量位置采集其正上方的发动机壳体内壁的位移数据时，摄像机50同步记录接收屏30上的光点位置变化，主控单元将新的光点位置信息与基准中心位置信息进行对比，计算出简支梁20 在该指定测量位置产生的挠度偏移距离；本方案在计算隔热层的厚度时，降低了绝热层贴装前后简支梁20由于挠度产生的偏移距离的影响，从而获得了精确的测量结果。

本发明中，摄像机50在同步记录接收屏30上的光点位置变化时，为了保证激光源发出的激光射线能够在接收屏30上产生光点，即为了不挡住激光射线投射到接收屏 30上，摄像机50的拍摄平面需要与激光射线呈一定角度，即摄像机50的镜头中心点要偏离上述水平激光射线的投射路径；这样的话，由于摄像机50的拍摄平面与接收屏 30不平行，所以会造成摄像机50捕捉到的光点位置图像产生了一定的切向畸变，也就是矢量端点沿切线方向发生了变化；因此，本方案在计算绝热层贴装前后简支梁20由于挠度产生的偏移距离时，剔除了由于摄像机50斜拍造成的切向畸变因素，进一步提高了测量结果的精确性。

本发明能满足不同口径及长度的发动机内表面检测，提供了自动、精密的挠度校正和绝热层厚度测量装置，对提升我国固体火箭发动机绝热层厚度测量的水平、及时指导固体火箭发动机的生产过程、优化工艺参数、提高固体火箭发动机的制造工艺水平具有重要的工程应用价值。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法，其特征在于：包括：

S101、当数控车(10)位于简支梁(20)的固定端、接收屏(30)接收到激光源(40)发出的水平激光射线之后，获取水平激光射线在接收屏(30)上形成的光点的位置信息，将该位置设定为基准中心位置；此时，用于捕捉光点位置的摄像机(50)镜头的中心点位于上述水平激光射线的投射路径上；

S102、当数控车(10)在简支梁(20)上移动进行发动机内表面绝热层的厚度检测时，实时获取接收屏(30)上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机(50)拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy，该横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy即为简支梁(20)在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离；此时，用于捕捉光点位置的摄像机(50)镜头的中心点偏离上述水平激光射线的投射路径且与上述水平激光射线位于同一水平面上；

其中，所述简支梁(20)的固定端与第一驱动装置固定连接，所述简支梁(20)的测量端悬空，所述数控车(10)位于所述简支梁(20)上并可在简支梁(20)的固定端与测量端之间移动，所述接收屏(30)和所述摄像机(50)均位于所述数控车(10)上，所述激光源(40)位于所述简支梁(20)的固定端的一侧。

2.根据权利要求1所述的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法，其特征在于：当得到摄像机(50)拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy之后：

首先，根据公式(1)、(2)计算得到Δx、Δy：

其中，Δx、Δy分别表示摄像机(50)实时捕捉光点位置时在水平方向上、竖直方向上产生的切向畸变；r表示摄像机(50)拍摄到的光点至基准中心位置的实际偏移距离，K₁、K₂分别表示水平方向上、竖直方向上的切向畸变参数，均为常数；

然后，根据公式(3)、(4)计算得到e₁、e₂：

e₁＝dx–Δx (3)

e₂＝dy–Δy (4)

其中，e₁、e₂分别表示矫正后的简支梁(20)在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离。

3.根据权利要求2所述的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算方法，其特征在于：所述的挠度计算方法还包括：

获取接收屏(30)上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机(50)拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy；

将上述的横向偏移距离dx、竖向偏移距离dy与光点至基准中心位置的实际横向偏移距离dx′、实际竖向偏移距离dy′进行比较，根据公式(1)、(2)、(5)、(6)计算得到K₁、K₂：

dx′＝dx–Δx (5)

dy′＝dy–Δy (6)

重复上述过程，获取多组不同的光点位置信息，求解出多组K₁、K₂，最后分别求出所有K₁、K₂的数学平均值，将得出的数学平均值作为最终的K₁、K₂值。

4.用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，其特征在于：包括：

基准设定单元(101)：用于当数控车(10)位于简支梁(20)的固定端、接收屏(30)接收到激光源(40)发出的水平激光射线之后，获取水平激光射线在接收屏(30)上形成的光点的位置信息，将该位置设定为基准中心位置；此时，用于捕捉光点位置的摄像机(50)镜头的中心点位于上述水平激光射线的投射路径上；

挠度计算单元(102)：用于当数控车(10)在简支梁(20)上移动进行发动机内表面绝热层的厚度检测时，实时获取接收屏(30)上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机(50)拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy，该横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy即为简支梁(20)在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离；此时，用于捕捉光点位置的摄像机(50)镜头的中心点偏离上述水平激光射线的投射路径且与上述水平激光射线位于同一水平面上；

其中，所述简支梁(20)的固定端与第一驱动装置固定连接，所述简支梁(20)的测量端悬空，所述数控车(10)位于所述简支梁(20)上并可在简支梁(20)的固定端与测量端之间移动，所述接收屏(30)和所述摄像机(50)均位于所述数控车(10)上，所述激光源(40)位于所述简支梁(20)的固定端的一侧。

5.根据权利要求4所述的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，其特征在于：还包括：

挠度矫正单元(103)：用于当得到摄像机(50)拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy之后：

首先，根据公式(1)、(2)计算得到Δx、Δy：

其中，Δx、Δy分别表示摄像机(50)实时捕捉光点位置时在水平方向上、竖直方向上产生的切向畸变；r表示摄像机(50)拍摄到的光点至基准中心位置的实际偏移距离，K₁、K₂分别表示水平方向上、竖直方向上的切向畸变参数，均为常数；

然后，根据公式(3)、(4)计算得到e₁、e₂：

e₁＝dx–Δx (3)

e₂＝dy–Δy (4)

其中，e₁、e₂分别表示矫正后的简支梁(20)在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离。

6.根据权利要求5所述的用于发动机内表面绝热层厚度检测的挠度计算装置，其特征在于：还包括：

畸变参数确定单元(104)：用于获取接收屏(30)上光点的位置信息，并与基准中心位置进行比较，得到摄像机(50)拍摄到的光点位置相对于基准中心位置的横向偏移距离dx和竖向偏移距离dy；

将上述的横向偏移距离dx、竖向偏移距离dy与光点至基准中心位置的实际横向偏移距离dx′、实际竖向偏移距离dy′进行比较，根据公式(1)、(2)、(5)、(6)计算得到K₁、K₂：

dx′＝dx–Δx (5)

dy′＝dy–Δy (6)

重复上述过程，获取多组不同的光点位置信息，求解出多组K₁、K₂，最后分别求出所有K₁、K₂的数学平均值，将得出的数学平均值作为最终的K₁、K₂值。

7.发动机内表面绝热层厚度检测方法，其特征在于：包括：

S201、搭建检测平台，使得简支梁(20)的固定端与第一驱动装置固定连接，简支梁(20)的测量端悬空并水平伸入发动机壳体内部，简支梁(20)上设有数控车(10)，数控车(10)可在简支梁(20)的固定端与测量端之间移动，数控车(10)上设有接收屏(30)、摄像机(50)和位移传感器(60)，简支梁(20)的固定端的一侧设有激光源(40)；

S202、使数控车(10)从简支梁(20)的固定端向测量端移动，到达测量位置后，采用如权利要求1～3任一所述的挠度计算方法得到数控车(10)位于该测量位置时简支梁(20)在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离e₁、e₂；

S203、使发动机壳体以简支梁(20)为转轴匀速旋转一周，同时位移传感器(60)开始工作，采集得到位移数据d₁；其中，位移数据d₁为传感器探头与旋转至其正上方的发动机壳体内壁之间的位移集合；

S204、使数控车(10)在简支梁(20)上移动，改变测量位置，重复步骤S203，直到整个发动机壳体内表面的所有位移数据全部被位移传感器(60)采集完为止；

S205、卸装发动机壳体，待发动机壳体内表面粘贴完绝热层后，重复步骤S201～S204，获得数控车(10)位于指定测量位置时简支梁(20)在水平方向上和竖直方向上产生的挠度偏移距离e₁′、e₂′，以及位移数据d₂，其中，位移数据d₂为传感器探头与旋转至其正上方的已贴装绝热层后的发动机壳体内壁之间的位移集合；

S206、根据公式(7)，计算得到发动机内表面绝热层的厚度数据d：

d＝(d₁-e₂)-(d₂-e₂′) (7)

其中，厚度数据d为发动机壳体内表面贴装完的绝热层的厚度集合。

8.发动机内表面绝热层厚度检测系统，其特征在于：包括：

简支梁(20)：水平设置，其固定端与第一驱动装置固定连接，其测量端悬空并水平伸入发动机壳体内部，用于为测量组件提供测量路径；

数控车(10)：位于所述简支梁(20)上并可在所述简支梁(20)的固定端与测量端之间移动，用于固定位移传感器(60)，并为位移传感器(60)提供精确的测量位置；

位移传感器(60)：固定于所述数控车(10)上，用于采集传感器探头与发动机壳体内圆周表面之间的位移数据，并将采集到的位移数据发送给主控单元；

激光源(40)：位于所述简支梁(20)固定端的一侧，用于发射水平激光射线，以使水平激光射线在接收屏(30)上形成光点；

接收屏(30)：固定于所述数控车(10)上，用于接收并成像所述激光源(40)发出的水平激光射线，以为计算所述简支梁(20)产生多少挠度提供参考；

摄像机(50)：固定于所述数控车(10)上，用于拍摄所述接收屏(30)上形成的光点图像，并将拍摄到的图像信息发送给主控单元；

主控单元：位于所述数控车(10)上，分别与所述数控车(10)、位移传感器(60)和摄像机(50)电气连接，所述主控单元包含如权利要求4～6中任一所述的挠度计算装置，所述主控单元用于控制数控车(10)在简支梁(20)上移动，根据摄像机(50)拍摄到的接收屏(30)上的光点位置变化信息，计算出发动机壳体内表面贴装隔热层前、后，简支梁(20)在竖直方向上产生的挠度偏移距离e₂、e₂′，结合位移传感器(60)采集到的发动机壳体内表面贴装隔热层前、后的位移数据d₁、d₂，依据公式d＝(d₁-e₂)-(d₂-e₂′)，计算出发动机内表面绝热层的厚度数据d。

9.根据权利要求8所述的发动机内表面绝热层厚度检测系统，其特征在于：还包括：

关节臂(70)：与所述主控单元电气连接，用于将所述位移传感器(60)固定在所述数控车(10)上，并接收主控单元传递的控制命令，调节位移传感器(60)与发动机壳体内表面之间的距离；

所述主控单元：还用于在接收到位移传感器(60)与发动机壳体内表面之间的距离数据之后，将该距离数据与预先设定的距离阈值进行比较，根据比较结果向所述关节臂(70)发送控制命令，以调节位移传感器(60)与发动机壳体内表面之间的距离。

10.根据权利要求8所述的发动机内表面绝热层厚度检测系统，其特征在于：还包括：

第一控制系统：与所述第一驱动装置电气连接，用于控制简支梁(20)的测量端水平伸入发动机壳体内部；

第二控制系统：与待检测发动机壳体电气连接，用于控制发动机壳体以简支梁(20)为转轴匀速旋转。