CN108931363A - 一种平面及三维叶栅远程实验装置 - Google Patents

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朱光宇
朱胜利
卫渊
张国和
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Abstract

本发明公开了一种平面及三维叶栅远程实验装置，包括远程控制端，用于制压力探针在空间XYZ三个方向移动的三个直线电机，控制压力探针旋转的一个步进电机，控制叶栅旋转的一个步进电机，设置在第一步进电机输出轴上的压力探针及第一步进电机壳体上用于采集实时图像的摄像探头，以及用于将压力探针的位置信息、旋转角度，叶栅的旋转角度，及压力探针测量的压力信号传输给远程控制端的若干传感器；其中，摄像探头用于将采集的实时图像信号反馈给远程控制端，远程控制端分别用于控制三个直线电机和两个步进电机动作。本发明运用远程控制叶栅及压力探针的方法，实现对某测量点压力的精准测量，提高了测量精度与实验效率，为进一步的研究提供便利。

Description

一种平面及三维叶栅远程实验装置
技术领域
本发明属于叶轮机械技术领域，具体涉及一种平面及三维叶栅远程实验装置。
背景技术
目前对于平面及三维叶栅已经有较为广泛的应用，可以通过测量叶栅进出口处的压力对燃气轮机、汽轮机等叶轮机械内叶片的气动性能进行实验评估和验证。但是由于需要在叶栅出口处进行多点测量，手动操作不仅繁琐复杂而且测量精度有限；同时，在对叶栅出口处总压进行测量时，测量点压力信号与测量点空间坐标的对应关系需要手动记录，容易出错。这些问题会导致实验测量结果不准确，由此我们设计出了一种平面及三维叶栅远程实验装置。本发明能很好地解决人为操控手轮和手动调节叶栅以及压力探针测量不同进气角叶栅出口处总压的数据时产生的抖动以及误差等测量问题，同时利用无线连接的方式对实验装置进行远程控制，并且充分考虑了叶栅旋转角度、压力探针的空间运动等因素。
发明内容
本发明的目的在于提供一种平面及三维叶栅远程实验装置，利用无线连接的方式远程控制压力探针及叶栅来测量叶栅进出口处的压力，进而对燃气轮机、汽轮机等叶轮机械内叶片的气动性能进行实验评估和验证。
本发明采用以下技术方案予以实现的：
一种平面及三维叶栅远程实验装置，包括远程控制端，用于在X向移动的X向直线电机，设置在X向直线电机上用于在Y向移动的Y向直线电机，设置在Y向直线电机上用于在Z向移动的Z向直线电机，设置在Z向直线电机上用于控制压力探针旋转的第一步进电机，设置在第一步进电机输出轴上的压力探针及第一步进电机壳体上用于采集实时图像的摄像探头，用于控制叶栅旋转的第二步进电机，以及用于将压力探针的位置信息、旋转角度，叶栅的旋转角度，及压力探针测量的压力信号传输给远程控制端的若干传感器；其中，
摄像探头用于将采集的实时图像信号反馈给远程控制端，远程控制端分别用于控制三个直线电机和两个步进电机动作。
本发明进一步的改进在于，摄像探头采集的实时图像信号通过2.4GHz或5GHz的无线或有线信号实时反馈给远程控制端，并通过PLC远程控制该叶栅远程实验装置的启停。
本发明进一步的改进在于，传感器通过蓝牙、Wi-Fi无线传输或有线传输的方式将压力探针的位置信息、旋转角度以及叶栅的旋转角度，以及压力探针测量的压力信号传输给远程控制端。
本发明进一步的改进在于，压力探针部位布置有激光发射装置，用于叶栅远程实验装置的初始定位及指示压力探针的测量位置。
本发明具有如下有益的技术效果：
本发明重点阐述了一种平面及三维叶栅远程实验装置的设计原理及实现过程，最终将手动操作的测量过程改进为远程自动控制。
具体来说，本发明将叶栅、压力探针、控制器以及无线远程控制端结合起来形成一个高效的实验装置系统。该系统能够通过远程控制端将叶栅及压力探针精确定位到空间中的某一有效点，并精准测量该点处的压力，测量结束后及时将数据反馈给远程控制端，控制端接收数据后能够根据需要对数据进行实时处理，以评估和验证叶片的气动性能。远程控制端接收到数据后，直接对数据进行处理，通过压力数值对叶片的气动性能进行评估，不但能提高实验结果的精确度，而且可以缩小实验周期从而提高效率。
进一步，通过本发明能够达到提高实验效率以及测量数据精确度的目的，增强实验评估的准确度，为进一步的研究提供便利。
附图说明
图1是本次发明的整体结构示意图。
附图标记说明：1-叶栅，2-压力探针，3-X向直线电机，4-Y向直线电机，5-Z向直线电机，6-第一步进电机，7-第二步进电机，8-远程控制端，9-摄像探头。
具体实施方式
以下结合附图对本发明做进一步的说明。
参照附图，本发明提供的一种平面及三维叶栅远程实验装置，包括控制压力探针2在空间XYZ三个方向移动的X向直线电机3、Y向直线电机4及Z向直线电机5，控制压力探针2旋转的第一步进电机6，控制叶栅旋转的第二步进电机7，采集实验装置实时图像的摄像探头9，将压力探针2的位置信息、旋转角度以及叶栅1的旋转角度，压力探针2测量的压力信号传输给远程控制端8的若干传感器，摄像探头9采集的实验装置图像信号通过2.4GHz或5GHz的无线或有线信号实时反馈给远程控制端8。具体地，利用远程PLC系统可以对实验装置的启停进行控制。将叶栅1开启，使其工作一段时间处于稳定状态后，打开远程控制实验装置。通过远程控制端8输入目标测量点空间位置及叶栅旋转角度(也可以按照预先编制的测量路径)对该点压力进行测量，按照此方法依次对所有目标点处的压力进行测量。将所得数据收集，经过蓝牙传送到远程控制端8。

Claims (4)

1.一种平面及三维叶栅远程实验装置，其特征在于，包括远程控制端(8)，用于在X向移动的X向直线电机(3)，设置在X向直线电机(3)上用于在Y向移动的Y向直线电机(4)，设置在Y向直线电机(4)上用于在Z向移动的Z向直线电机(5)，设置在Z向直线电机(5)上用于控制压力探针(2)旋转的第一步进电机(6)，设置在第一步进电机(6)输出轴上的压力探针(2)及第一步进电机(6)壳体上用于采集实时图像的摄像探头(9)，用于控制叶栅(1)旋转的第二步进电机(7)，以及用于将压力探针(2)的位置信息、旋转角度，叶栅(1)的旋转角度，及压力探针(2)测量的压力信号传输给远程控制端(8)的若干传感器；其中，
摄像探头(9)用于将采集的实时图像信号反馈给远程控制端(8)，远程控制端(8)分别用于控制三个直线电机和两个步进电机动作。
2.根据权利要求1所述的一种平面及三维叶栅远程实验装置，其特征在于，摄像探头(9)采集的实时图像信号通过2.4GHz或5GHz的无线或有线信号实时反馈给远程控制端(8)，并通过PLC远程控制该叶栅远程实验装置的启停。
3.根据权利要求1所述的一种平面及三维叶栅远程实验装置，其特征在于，传感器通过蓝牙、Wi-Fi无线传输或有线传输的方式将压力探针(2)的位置信息、旋转角度以及叶栅(1)的旋转角度，以及压力探针(2)测量的压力信号传输给远程控制端(8)。
4.根据权利要求1所述的一种平面及三维叶栅远程实验装置，其特征在于，压力探针(2)部位布置有激光发射装置，用于叶栅远程实验装置的初始定位及指示压力探针(2)的测量位置。
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