CN112798121B - 一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于航空发动机测温技术领域，特别涉及一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法。包括：步骤一、获取测温晶体以及空心陶瓷管，将高温胶灌注到所述空心陶瓷管孔内，填充满所述空心陶瓷管内孔；步骤二、将所述测温晶体塞入所述空心陶瓷管孔内的一端，通过高温胶覆盖所述测温晶体，填充满所述空心陶瓷管内孔，填充时保证无气泡；步骤三、进行高温胶固化，制作成腔温晶体受感部；步骤四、将所述腔温晶体受感部安装在发动机平面零部件或者曲面零部件上。本申请的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，腔温晶体受感部尺寸小、无引线，可以实现发动机复杂结构和狭小空间的安装，显著提高一次试验中温度测点的数量。

Description

一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法

技术领域

本申请属于航空发动机测温技术领域，特别涉及一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法。

背景技术

航空发动机各系统的气流温度测量一般采用热电偶手段，但是由于发动机结构复杂，有些位置无法安装热电偶，已经不能满足设计分析的需求。因此引进测温晶体，测温晶体是一种微尺寸、微重量、无引线的传感器，可以测量发动机各系统的气流温度，原有的安装工艺是把测温晶体安装在空心陶瓷管内，按照陶瓷管直径在发动机零部件安装位置加工安装孔，用粘接胶将陶瓷管直立粘接在安装孔内，称为“测温晶体立式粘接安装工艺”，见图1。

现有的热电偶测量气流温度和测温晶体粘接安装测量气流温度的工艺存在以下缺点：

(1)发动机结构复杂，有些位置无法安装热电偶安装和测试测试引线，所以有些位置无法安装热电偶测量气流温度；

(2)“测温晶体立式粘接安装工艺”测量气流温度，在发动机高转速离心载荷的工况下，转子件上安装的陶瓷管沿径向受力，粘接胶的强度有限，测温晶体容易脱落；

(3)“测温晶体立式粘接安装工艺”测量气流温度，陶瓷管高出零部件表面一定高度，很多发动机复杂结构和狭小空间无法安装陶瓷管测量气流温度。

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

本申请的目的是提供了一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。

本申请的技术方案是：

一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，用于在发动机平面零部件或者曲面零部件轴向表面安装测温晶体进行发动机转子系统的气流温度测量，包括：

步骤一、获取测温晶体以及空心陶瓷管，将高温胶灌注到所述空心陶瓷管孔内，填充满所述空心陶瓷管内孔；

步骤二、将所述测温晶体塞入所述空心陶瓷管孔内的一端，通过高温胶覆盖所述测温晶体，填充满所述空心陶瓷管内孔，填充时保证无气泡；

步骤三、进行高温胶固化，制作成腔温晶体受感部；

步骤四、将所述腔温晶体受感部安装在发动机平面零部件或者曲面零部件上，包括：

S401、将薄金属片按照所述腔温晶体受感部的形状按压制作成盖片；

S402、

在平面零部件安装腔温晶体受感部时，将腔温晶体受感部设置在平面零部件测试位置的中心线上，与气流方向一致，将所述腔温晶体受感部装测温晶体的一端迎气流方向悬空，采用点焊方法通过所述盖片将所述腔温晶体受感部固定在平面零部件表面；

在曲面零部件安装腔温晶体受感部时，将腔温晶体受感部设置在曲面零部件测试位置的中心线上，与曲面轴向一致，将所述腔温晶体受感部装测温晶体的一端迎气流方向悬空，采用点焊方法通过所述盖片将所述腔温晶体受感部固定在曲面零部件表面。

可选地，步骤一中，在所述将高温胶灌注到所述空心陶瓷管孔内，填充满所述空心陶瓷管内孔之前，还包括：

获取金属管，在所述空心陶瓷管的外表面涂抹高温胶，将所述空心陶瓷管套设在所述金属管的内部，一端与所述金属管对齐，另一端露出预定长度，并进行高温胶固化。

可选地，通过自然干燥24小时以上，或者使用烘箱在100～120℃条件烘干2小时的方式进行高温胶固化。

可选地，步骤一中，所述测温晶体的尺寸不大于0.5mm。

可选地，步骤一中，所述空心陶瓷管的内径为0.7～1.0mm，壁厚为0.2～0.3mm，所述空心陶瓷管的长度不小于(x+4)mm，x为腔温晶体受感部的悬空长度。

可选地，所述腔温晶体受感部的悬空长度x不小于2mm。

可选地，步骤二中，将所述测温晶体塞入所述空心陶瓷管孔内的一端，深度1mm。

可选地，步骤三中，通过自然干燥24小时以上，或者使用烘箱在100～120℃条件烘干2小时的方式进行高温胶固化。

可选地，S401中，还包括：在发动机平面零部件或者曲面零部件上点焊多层薄金属片作为垫片，所述垫片的厚度大于0.2mm。

发明至少存在以下有益技术效果：

本申请的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，腔温晶体受感部尺寸小、无引线，可以实现发动机复杂结构和狭小空间的安装，显著提高一次试验中温度测点的数量。

附图说明

图1是现有技术中的测温晶体立式粘接安装示意图；

图2是本申请一个实施方式的腔温晶体受感部示意图；

图3是本申请一个实施方式的腔温晶体受感部安装在平面零部件示意图；

图4是本申请一个实施方式的腔温晶体受感部安装在曲面零部件示意图；

图5是本申请另一个实施方式的腔温晶体受感部示意图；

图6是本申请另一个实施方式的腔温晶体受感部安装在平面零部件示意图；

图7是本申请另一个实施方式的腔温晶体受感部安装在曲面零部件示意图。

其中：

1-测温晶体；2-空心陶瓷管；3-高温胶；4-金属管；5-腔温晶体受感部；6-垫片；7-盖片；8-平面零部件；9-曲面零部件。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，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，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请保护范围的限制。

下面结合附图2至图7对本申请做进一步详细说明。

本申请提供了一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，用于在发动机平面零部件或者曲面零部件轴向表面安装测温晶体进行发动机转子系统的气流温度测量，方法包括以下步骤：

步骤一、获取测温晶体1以及空心陶瓷管2，将高温胶3灌注到空心陶瓷管2孔内，填充满空心陶瓷管2内孔；

步骤二、将测温晶体1塞入空心陶瓷管2孔内的一端，通过高温胶3覆盖测温晶体1，填充满空心陶瓷管2内孔，填充时保证无气泡；

步骤三、进行高温胶3固化，制作成腔温晶体受感部5；

步骤四、将腔温晶体受感部5安装在发动机平面零部件8或者曲面零部件9上，包括：

S401、将薄金属片按照腔温晶体受感部的形状按压制作成盖片7；

S402、

在平面零部件8安装腔温晶体受感部5时，将腔温晶体受感部5设置在平面零部件8测试位置的中心线上，与气流方向一致，将腔温晶体受感部5装测温晶体1的一端迎气流方向悬空，采用点焊方法通过盖片7将腔温晶体受感部5固定在平面零部件8表面；

在曲面零部件9安装腔温晶体受感部5时，将腔温晶体受感部5设置在曲面零部件9测试位置的中心线上，与曲面轴向一致，将腔温晶体受感部5装测温晶体1的一端迎气流方向悬空，采用点焊方法通过盖片7将腔温晶体受感部5固定在曲面零部件9表面。

在本申请的一个实施方式中，步骤一中，在将高温胶3灌注到空心陶瓷管2孔内，填充满空心陶瓷管2内孔之前，还包括：

获取金属管4，在空心陶瓷管2的外表面涂抹高温胶3，将空心陶瓷管2套设在金属管4的内部，一端与金属管4对齐，另一端露出预定长度，并进行高温胶3固化。

在本申请一个实施方式中，S401中，还包括：在发动机平面零部件8或者曲面零部件9上点焊多层薄金属片作为垫片6。

在本申请的一个优选实施例中，腔温晶体受感部5伸出悬空长度x小于amm(a≥2)进行气流温度测量：

首先，获取测温晶体1以及空心陶瓷管2，测温晶体1的尺寸不大于0.5mm，截取一段空心陶瓷管2，要求空心陶瓷管2的内径为0.7～1.0mm，壁厚为0.2～0.3mm，空心陶瓷管2的长度不小于(x+4)mm，将高温胶3灌注到空心陶瓷管2孔内，填充满空心陶瓷管2内孔；

然后，将测温晶体1塞入空心陶瓷管2孔内的一端，深度为1mm，再用高温胶3覆盖测温晶体1，填充满空心陶瓷管2内孔，填充时需要保证无气泡；

将装有测温晶体1的空心陶瓷管2自然干燥24小时以上，或者使用烘箱在100～120℃条件烘干2小时，进行高温胶固化，制作成腔温晶体受感部5，如图2所示；

最后，将腔温晶体受感部5安装在发动机平面零部件8或者曲面零部件9上，腔温晶体受感部5安装时要求离壁面高度大于0.2mm，因此，首先在发动机零部件表面点焊多层薄金属片作为垫片6，按照测试要求确定垫片6位置，平面零部件8的垫片6中心线与气流方向一致，曲面零部件9的垫片6中心线与曲面轴向一致，焊接的垫片6要求整体厚度大于0.2mm，表面平整；然后，将一片薄金属片按照腔温晶体受感部5的形状按压制作成盖片7，盖片7边长尺寸与垫片6相同或略小于垫片6；在平面零部件8安装腔温晶体受感部5时，将腔温晶体受感部5放在垫片6的中心线位置，与气流方向一致，腔温晶体受感部5装测温晶体1的一端迎气流方向悬空xmm，采用点焊方法用盖片7将空心陶瓷管2固定压牢在垫片6上，如图3所示；在曲面零部件9安装腔温晶体受感部5时，将腔温晶体受感部5放在垫片6的中心线位置，与曲面轴向一致，腔温晶体受感部5装测温晶体1的一端迎气流方向悬空xmm，采用点焊方法用盖片7将空心陶瓷管2固定压牢在垫片6上，如图4所示。对于伸出零部件端面测量气流温度的情况，腔温晶体受感部5伸出长度一般不小于2mm。

在本申请的第二个优选实施例中，腔温晶体受感部5伸出悬空长度x大于等于amm(a≥2)进行气流温度测量：

首先，获取测温晶体1以及空心陶瓷管2，测温晶体1的尺寸不大于0.5mm，截取一段空心陶瓷管2，要求空心陶瓷管2的内径为0.7～1.0mm，壁厚为0.2～0.3mm，空心陶瓷管2的长度不小于(x+4)mm，截取一段金属管4，金属管4的内径比空心陶瓷管2的外径大0.1～0.2mm，金属管4的壁厚为0.2～0.3mm，长度比空心陶瓷管2的长度短2mm，在空心陶瓷管2外表面涂抹高温胶3，将金属管4套设在空心陶瓷管2外侧，一端对齐，一端空心陶瓷管2露出2mm，然后自然干燥24小时以上，或者使用烘箱在100～120℃条件烘干2小时，使高温胶3固化；然后，将高温胶3灌注空心陶瓷管2孔内，填充满空心陶瓷管2内孔；

将测温晶体1塞入空心陶瓷管2孔内的一端，深度为1mm，再用高温胶3覆盖测温晶体1，填充满空心陶瓷管2内孔，填充时需要保证无气泡；

然后，将装有测温晶体的陶瓷管自然干燥24小时以上，或者使用烘箱在100～120℃条件烘干2小时，使高温胶3固化，制作成腔温晶体受感部5，如图5所示；

最后，将腔温晶体受感部5安装在发动机平面零部件8或者曲面零部件9上，腔温晶体受感部5安装时要求离壁面高度大于0.2mm，若空心陶瓷管2的外径比金属管外径小0.2mm以上，则无需焊接垫片6；将一片薄金属片按照腔温晶体受感部5的形状按压制作成盖片7；在平面零部件8安装腔温晶体受感部5时，将腔温晶体受感部5放在测试位置的中心线上，与气流方向一致，腔温晶体受感部5装测温晶体1的一端迎气流方向悬空，悬空长度x大于amm并且小于bmm，采用点焊方法用盖片7将腔温晶体受感部5固定压牢在在垫片6上，如图6所示；在曲面零部件9安装腔温晶体受感部5时，将腔温晶体受感部5放在测试位置的中心线上，与曲面轴向一致，腔温晶体受感部5装测温晶体1的一端迎气流方向悬空，悬空长度x大于amm并且小于bmm，采用点焊方法用盖片7将将腔温晶体受感部5固定压牢在垫片6上，如图7所示。

本申请的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，完成安装尺寸的具体设计后，可以先根据发动机试验工况进行离心载荷和振动环境考核试验，考核通过后再应用，其中，空心陶瓷管2断裂值为amm，“金属管4+空心陶瓷管2”断裂弯折值为bmm，测试要求悬空伸出长度小于amm采用第1种情况的工艺，测试要求悬空伸出长度大于等于amm并且小于bmm采用第2种情况的工艺。

本申请的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，腔温晶体受感部尺寸小、无引线，可以在各种发动机零部件上安装，显著提高一次试验中温度测点的数量；采用点焊方法固定，能承受很高的离心载荷，不容易脱落，保证安装可靠性；安装后高出壁面高度很小，可以实现发动机复杂结构和狭小空间的安装。本申请的腔温晶体受感部安装工艺，能够有效的解决发动机各系统气流温度测量的难题。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，用于在发动机平面零部件或者曲面零部件轴向表面安装测温晶体进行发动机转子系统的气流温度测量，其特征在于，包括：方法1与方法2，方法1包括：

步骤一、获取测温晶体以及空心陶瓷管，将高温胶灌注到所述空心陶瓷管孔内，填充满所述空心陶瓷管内孔；

步骤二、将所述测温晶体塞入所述空心陶瓷管孔内的一端，通过高温胶覆盖所述测温晶体，填充满所述空心陶瓷管内孔，填充时保证无气泡；

步骤三、进行高温胶固化，制作成腔温晶体受感部；

步骤四、将所述腔温晶体受感部安装在发动机平面零部件或者曲面零部件上，包括：

S401、将薄金属片按照所述腔温晶体受感部的形状按压制作成盖片；

S402、

在平面零部件安装腔温晶体受感部时，将腔温晶体受感部设置在平面零部件测试位置的中心线上，与气流方向一致，将所述腔温晶体受感部装测温晶体的一端迎气流方向悬空，采用点焊方法通过所述盖片将所述腔温晶体受感部固定在平面零部件表面；

在曲面零部件安装腔温晶体受感部时，将腔温晶体受感部设置在曲面零部件测试位置的中心线上，与曲面轴向一致，将所述腔温晶体受感部装测温晶体的一端迎气流方向悬空，采用点焊方法通过所述盖片将所述腔温晶体受感部固定在曲面零部件表面；

方法2包括：

方法2在方法1的基础上，在步骤一中，在所述将高温胶灌注到所述空心陶瓷管孔内，填充满所述空心陶瓷管内孔之前，还包括：

获取金属管，在所述空心陶瓷管的外表面涂抹高温胶，将所述空心陶瓷管套设在所述金属管的内部，一端与所述金属管对齐，另一端露出预定长度，并进行高温胶固化；

判断使用方法1或者方法2的条件为：空心陶瓷管的断裂值为amm，所述金属管与空心陶瓷管的断裂弯折值为bmm；当测试要求悬空伸出长度小于amm时采用方法1，测试要求悬空伸出长度大于等于amm并且小于bmm时采用方法2。

2.根据权利要求1所述的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，其特征在于，通过自然干燥24小时以上，或者使用烘箱在100～120℃条件烘干2小时的方式进行高温胶固化。

3.根据权利要求2所述的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，其特征在于，步骤一中，所述测温晶体的尺寸不大于0.5mm。

4.根据权利要求3所述的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，其特征在于，步骤一中，所述空心陶瓷管的内径为0.7～1.0mm，壁厚为0.2～0.3mm，所述空心陶瓷管的长度不小于x+4mm，x为腔温晶体受感部的悬空长度。

5.根据权利要求4所述的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，其特征在于，所述腔温晶体受感部的悬空长度x不小于2mm。

6.根据权利要求5所述的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，其特征在于，步骤二中，将所述测温晶体塞入所述空心陶瓷管孔内的一端，深度1mm。

7.根据权利要求6所述的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，其特征在于，步骤三中，通过自然干燥24小时以上，或者使用烘箱在100～120℃条件烘干2小时的方式进行高温胶固化。

8.根据权利要求6所述的测温晶体测量气流温度的轴向安装方法，其特征在于，S401中，还包括：在发动机平面零部件或者曲面零部件上点焊多层薄金属片作为垫片，所述垫片的厚度大于0.2mm。

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