CN204228417U - 对气流扰动较小的声学测量耙 - Google Patents

Abstract

一种对气流扰动较小的声学测量耙，其能支持同时测量得到周向和径向管道声模态，也便于减少对流场的干扰。其特点是包括静环、在静环内可转动安装的旋转环、固定安装在旋转环上的支架，所述支架在所述旋转环中径向向内延伸，所述支架包括连接体和支撑体，所述支撑体用于安装传声器，所述连接体连接所述支撑体并用于将所述支架安装在旋转环上，所述支撑体具有扁平状的本体、横截面形状为圆弧形的前缘以及为楔形的尾缘，所述支架具有空腔，楔形的尖端侧用于安装传声器，所述支撑体还分布有引气孔，所述引气孔与所述空腔连通，所述空腔还用于布置连接传声器和信号传输装置的引线。

Description

对气流扰动较小的声学测量耙

技术领域

本实用新型涉及发动机声学测试系统，尤其涉及发动机声学旋转式测量耙。

背景技术

发动机风扇管道声模态测量有两种方式，根据运动机制不同可分为固定于管壁周向均布传声器测量和使用旋转式测量耙进行测量。固定于管道周向均布传声器测量，不影响气体流动，但是使用传声器数量较多，且只能获得管道周向声模态。使用旋转式测量耙进行测量，优势在于所需的传声器数量少，同时获得管道周向和径向声模态，且可以任意控制周向角度位置，提高周向测量的分辨率，但是影响气体流动，且位移机构较复杂。对于民用航空发动机而言，旋转式测量耙一般安装于进气道进口，气流进入进气道进口，安装于传声器安装支架中的传声器进行管道声模态测试。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种对气流扰动较小的声学测量耙，其能支持同时测量得到周向和径向管道声模态，也便于减少对流场的干扰。

为实现所述目的的对气流扰动较小的声学测量耙，其特点是，包括静环、在静环内可转动安装的旋转环、固定安装在旋转环上的支架，所述支架在所述旋转环中径向向内延伸，所述支架包括连接体和支撑体，所述支撑体用于安装传声器，所述连接体连接所述支撑体并用于将所述支架安装在旋转环上，所述支撑体具有扁平状的本体、横截面形状为圆弧形的前缘以及为楔形的尾缘，所述支架具有空腔，楔形的尖端侧用于安装传声器，所述支撑体还分布有引气孔，所述引气孔与所述空腔连通，所述空腔还用于布置连接传声器和信号传输装置的引线。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述支架包括引线支架和传声器支架，所述传声器支架为所述楔形部分，所述引线支架为所述连接体和所述支撑体的所述本体和所述前缘，所述传声器支架和所述引线支架为分体且可拆卸地设置。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述传声器支架和所述引线支架插接，并通过螺栓插入二者的连接孔进行紧固，所述连接孔和所述引气孔在一直线上交替布置。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述传声器支架和所述引线支架都为空腔结构。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述引线支架通过支架座可拆卸地安装在所述旋转环上。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述旋转环包括位于轴向一端侧的支撑段以及自所述支撑段轴向延伸的悬置段，所述静环包括外周侧壁、内周侧壁以及连接外周侧壁和内周侧壁的径向侧壁，所述支撑段位于所述外周侧壁和所述内周侧壁之间，所述径向侧壁和所述支撑段的第一端面之间在径向高度不同的两处设置有驱动用轴承，所述外周侧壁一端设置有挡环，所述挡环和所述支撑段的第二端面之间设置有支撑用轴承，所述支撑段的内周侧和所述内周侧壁之间保持有间隙。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述支撑用轴承包括由环形的工字钢构成的保持架以及在所述工字钢的腹板中形成的孔中放置的滚珠，所述保持架固定在所述挡环上，所述滚珠夹设在所述挡环和所述支撑段的所述第二端面之间。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述旋转环上设置有无线传输装置，所述无线传输装置通过所述引线与安装在所述楔形的所述尖端侧的所述传声器连接，以便于将声压信号传输到一个采集系统。

所述的声学测量耙，其进一步的特点是，所述静环上设置有吊装装置。

本实用新型由于采用旋转式测量耙进行测量，相对于固定于管壁周向均布传声器测量方式，可以使用较少的传声器，获得周向及径向管道声模态信息，通过选择扁平状的本体、横截面形状为圆弧形的前缘以及为楔形的尾缘，这一合适的测量耙截面，合理布置传感器位置和开设引气孔等处理降低测量耙对流场的干扰，在一定程度上降低传声器耙对于气流的干扰，提高测量精度。

附图说明

本实用新型的上述的以及其他的特征、性质和优势将通过下面结合附图和实施例的描述而变得更加明显，其中：

图1为本实用新型一实施例中处于工作状态的对气流扰动较小的声学测量耙的沿轴向剖开的剖视图。

图2为图1中对气流扰动较小的声学测量耙的轴测视图。

图3为图1中支架的轴测视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本实用新型的保护范围。

需要注意的是，图1至图3均仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本实用新型实际要求的保护范围构成限制。

如图1所示，对气流扰动较小的声学测量耙包括静环4、在静环4内可转动安装的旋转环6、固定安装在旋转环6上的支架2。如图2所示，支架2在旋转环6中径向向内延伸。支架2包括连接体291和支撑体292，支撑体292用于安装传声器(在图中没有示出)。连接体291连接支撑体292并用于将支架2安装在旋转环6上。如图3所示，支撑体292具有扁平状的本体2921、横截面形状为圆弧形的前缘2920以及为楔形的尾缘2923，支架2具有空腔，楔形即尾缘2923的尖端侧用于安装传声器，通常的做法是在尾缘2923的上形成多个孔，将传声器(大致成圆柱状)插入到该孔中，虽然图中没有示出这一点，但本领域技术人员根据传声器的形状可以确定多种安装方式。支撑体292还分布有引气孔293，引气孔293与空腔(在图中没有显示出来)连通，所述空腔还用于布置连接传声器和信号传输装置13的引线。

为了降低成本，将支架2分成两个独立的部分，即引线支架和传声器支架，引线支架即为除了尾缘2923的部分，而传声器支架就是尾缘2923的部分，传声器支架2923可以以插接的方式连接在引线支架的支撑体的本体2921的后侧，如图3所示，二者是以螺栓或者其他紧固件穿过二者的连接孔290的方式进行紧固，沿一直线方向，本体2921上还设置有多个引气孔293，引气孔293和连接孔290是一一交错的方式布置。如果传声器损坏需要更换，则仅需要拆除传声器支架即可，无需将整个支架2更换。

在较佳的实施例中，支架2通过支架座27安装在旋转环6上，并且是可以拆卸的，这样安装支架2也变得很容易。

支架2为空腔结构，包括其中的引线支架和传声器支架都为空腔结构，这样引线就在空腔内布置，将传声器和安装在旋转环6上的信号传输装置13连接，信号传输装置13最好是无线信号发射装置。通过无线信号将声压信号传输到一个采集系统，避免旋转时引线失效。

如图1所示，旋转环6包括位于轴向一端侧的支撑段61以及自支撑段61轴向延伸的悬置段62，静环4包括外周侧壁41、内周侧壁42以及连接外周侧壁41和内周侧壁42的径向侧壁43，支撑段61位于外周侧壁41和内周侧壁42之间，径向侧壁43和支撑段61的右端面之间在径向高度不同的两处设置有驱动用轴承71、72，外周侧壁41的左端设置有挡环5，挡环5和支撑段61的左端面之间设置有支撑用轴承73，支撑段61的内周侧和内周侧壁42之间保持有间隙。这个间隙就是由支撑用轴承73支持的，即由于旋转环6具有轴向延伸出的在图1中呈悬置状态的悬置段62，旋转环6可能向左倾斜，但由于支撑用轴承73提供一个向右的可转动的支撑，这样旋转环6就不会倾斜，因此不会与内周侧壁42接触。

在较佳的实施例中，支撑用轴承73包括由环形的工字钢构成的保持架以及在工字钢的腹板中形成的孔中放置的滚珠，保持架固定在挡环5上，所述滚珠夹设在挡环5和支撑段61的左端面之间。这样的支撑用轴承73体积小，支撑用轴承73在图2中还通过挖去一部分旋转环6的材料的方式来显示出来，其具体的构造细节在图中没有显示。

静环4上设置有吊装装置3，通过吊装装置3就可以将整个声学测量耙移动到实验台上。

前述的声学测量耙可以是安装了传声器的状态，也可以没有安装传声器的状态。

在前述实施例中，尾缘为楔形，前缘为圆弧形的支架形状对流场干扰较小(通过对几种截面进行流场评估，选择总压损失最小的截面形状)。大致相同材料的情况下，将支架的截面形状为矩形或者标准跑道形(矩形圆角后的形状)的形状与本实施例进行流场评估，其评估结果如表一所示：

表一

另外，在前述实施例中，支架2上还开设引气孔293，这与空腔配合，由于支架内部为空腔，产生负压，对气流有吸附作用，可以减小气流尾迹。

在前述实施例中，两个驱动轴承71、72可以保证旋转环6周向双向平稳运动。通过支撑轴承73保证旋转环6和静环4之间不发生碰磨。

本实用新型虽然以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做出可能的变动和修改。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何修改、等同变化及修饰，均落入本实用新型权利要求所界定的保护范围之内。

Claims (9)

1.对气流扰动较小的声学测量耙，其特征在于，包括静环、在静环内可转动安装的旋转环、固定安装在旋转环上的支架，所述支架在所述旋转环中径向向内延伸，所述支架包括连接体和支撑体，所述支撑体用于安装传声器，所述连接体连接所述支撑体并用于将所述支架安装在旋转环上，所述支撑体具有扁平状的本体、横截面形状为圆弧形的前缘以及为楔形的尾缘，所述支架具有空腔，楔形的尖端侧用于安装传声器，所述支撑体还分布有引气孔，所述引气孔与所述空腔连通，所述空腔还用于布置连接传声器和信号传输装置的引线。

2.如权利要求1所述的声学测量耙，其特征在于，所述支架包括引线支架和传声器支架，所述传声器支架为所述楔形部分，所述引线支架为所述连接体和所述支撑体的所述本体和所述前缘，所述传声器支架和所述引线支架为分体且可拆卸地设置。

3.如权利要求2所述的声学测量耙，其特征在于，所述传声器支架和所述引线支架插接，并通过螺栓插入二者的连接孔进行紧固，所述连接孔和所述引气孔在一直线上交替布置。

4.如权利要求2所述的声学测量耙，其特征在于，所述传声器支架和所述引线支架都为空腔结构。

5.如权利要求2所述的声学测量耙，其特征在于，所述引线支架通过支架座可拆卸地安装在所述旋转环上。

6.如权利要求1所述的声学测量耙，其特征在于，所述旋转环包括位于轴向一端侧的支撑段以及自所述支撑段轴向延伸的悬置段，所述静环包括外周侧壁、内周侧壁以及连接外周侧壁和内周侧壁的径向侧壁，所述支撑段位于所述外周侧壁和所述内周侧壁之间，所述径向侧壁和所述支撑段的第一端面之间在径向高度不同的两处设置有驱动用轴承，所述外周侧壁一端设置有挡环，所述挡环和所述支撑段的第二端面之间设置有支撑用轴承，所述支撑段的内周侧和所述内周侧壁之间保持有间隙。

7.如权利要求6所述的声学测量耙，其特征在于，所述支撑用轴承包括由环形的工字钢构成的保持架以及在所述工字钢的腹板中形成的孔中放置的滚珠，所述保持架固定在所述挡环上，所述滚珠夹设在所述挡环和所述支撑段的所述第二端面之间。

8.如权利要求1所述的声学测量耙，其特征在于，所述旋转环上设置有无线传输装置，所述无线传输装置通过所述引线与安装在所述楔形的所述尖端侧的所述传声器连接，以便于将声压信号传输到一个采集系统。

9.如权利要求1所述的声学测量耙，其特征在于，所述静环上设置有吊装装置。