CN209148173U - 一种用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，该装置利用舵机驱动中心轴，中心轴连接可调节长度的可移动横杆，在可移动横杆上通过定位横杆安装有可调节高度的竖直耙状结构的测温耙，测温耙上安装有一定数量的热电偶，该装置还包括舵机控制器，可控制舵机转动。本实用新型的装置结构简单，操作维护方便，可灵活测量环形燃烧室出口不同半径不同高度的温度，通过少量热电偶即可测量出环形燃烧室出口环形温度场的分布。

Description

一种用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置

技术领域

本实用新型属于航空发动机和燃气轮机领域，涉及一种用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，该装置可测量环形燃烧室工作状态下的出口温度分布。

背景技术

近些年，航空发动机领域的温度测量主要有热电偶测温、示温漆测温、红外测温以及声学测温等方式。示温漆测温是一种将温度敏感涂料涂敷在物体表面，当物体温度发生变化时其涂层颜色也会发生变化，通过颜色变化来指示物体表面温度及温度分布的测温方式。示温漆具有使用范围广泛且不破坏被测物表面、不影响气流状态等优点，但其不能实时监测，需测试后判读。如需要连续数据，则需要多次涂漆实验，实验成本高，测温速度与精度都难达到要求。红外测温技术是一种以获取来自物体自身的红外辐射，将该辐射转化为电信号后进行测量的测温方式。红外测温技术具有动态响应高、动态范围广等优点，但其测量设备制造复杂，其测量结果容易受到被测物体自身红外辐射发射率、周围环境辐射、大气辐射等影响，测量误差大并且复杂。声学测温是一种利用声波在不同温度环境下声速不同进行测量的测温方式，精度低，误差大。热电偶测温是一种利用感温元件导体两端材质不同，不同温度下产生电子扩散，从而产生热电动势的测温方式。相比较而言，热电偶测温技术具有响应时间快，不干扰附壁流场、不破坏表面结构，能在高温环境工作等优点，适应航空发动机工作状态下恶劣的高温环境，并且测量精度高，误差小。

现有热电偶测温装置多采用固定点测量的方式，将热电偶装置固定于构件的具体位置，可测得单点或多点的温度数据。这种方式适合于测量构件或空间内相对稳定的温度。然而，在航空发动机领域，温度场大多是不均匀、不稳定的，而且需要获得相对完整连续的温度场数据。现有的方式是在构件表面布置大量热电偶元件，通过密集点温度的测量得到连续温度场的数据。该方式缺点在于测量范围固定，热电偶装置需量大，成本较高且组装不便。而本实用新型的优点在于通过简单的机械结构与舵机的配合，可以测量环形燃烧室出口不同高度不同半径的温度点，在保证温度场测量范围广的同时节省了大量的热电偶。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对目前热电偶测温技术测量范围固定、测量范围小、热电偶所需数量大等不足，提供一种可调节测温半径和测温高度的用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置。该装置通过舵机带动中心轴，进而带动热电偶测温耙圆周运动，从而测得完整连续的温度场。

本实用新型的技术方案如下：

一种用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，包括：舵机控制器、舵机、金属框、轴承、固定板、中心轴、可移动横杆、可移动竖杆、热电偶放置板、定位横杆、连接杆、热电偶；所述的固定板安装于燃烧室内，金属框一端安装在固定板上，另一端安装舵机，舵机连接舵机控制器，中心轴与固定板通过轴承连接，中心轴一端与舵机的输出轴连接，另一端与可移动横杆一端连接，可移动横杆另一端通过连接杆与定位横杆相连，定位横杆上开有平键形孔，可移动竖杆安装在平键形孔内并可根据需要自由横移和竖移，热电偶放置板与可移动竖杆端部连接，热电偶放置板上安装有热电偶，可移动竖杆与热电偶放置板构成竖直耙状的测温耙。

上述技术方案中，进一步的，可移动竖杆配有螺纹，其穿过定位横杆上的平键形孔，由两个螺帽固定在定位横杆的上下两个平面上。

进一步的，可移动横杆一端设有螺纹，穿入中心轴端部，由两个螺帽固定，其穿入长度可调。

进一步的，热电偶放置板上安装的热电偶与中心轴的轴线平行。

进一步的，可移动竖杆与热电偶放置板采用不锈钢310s材料。

进一步的，所述的舵机控制器具有显示功能用于显示舵机转动角度。

本实用新型的装置通过固定板安装在燃烧室内，测温耙的高度以及测温耙距中心轴的距离均可自由调节，能够测量环形燃烧室内不同高度、不同半径处的温度场。舵机控制器可对舵机转速进行检测与调节，在环形燃烧室开始工作前，通过调节该测试器上旋钮可调节舵机转速，以一定的转速可自由调节旋转角度，按照旋转角度控制测量位置，当旋转一周时即可测量环形燃烧室出口的环形温度场。本实用新型通过简单的机械结构与舵机的配合，可以测量环形燃烧室出口不同高度不同半径的温度点，在保证温度场测量范围广的同时节省了大量的热电偶。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。

图1为本实用新型的一种具体测量装置结构示意图。

图中：1：舵机控制器，2：舵机，3：金属框，4：轴承，5：固定板，6：中心轴，7：可移动横杆，8：可移动竖杆，9：热电偶放置板，10：定位横杆，11：连接杆，12：热电偶。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方案对本实用新型作进一步的的说明。

本装置通过舵机带动中心轴，进而带动热电偶装置圆周运动，从而测得完整连续的温度场。结合图1，本测量装置包括：舵机控制器1、舵机2、金属框3、轴承4、固定板5、中心轴6、可移动横杆7、可移动竖杆8、热电偶放置板9、定位横杆10、连接杆11、热电偶12。金属框3通过顶部的螺钉安装在固定板5 上，而其底部通过螺钉连接舵机2，数字化显示的舵机控制器1可直观操控舵机 2的旋转角度，通过舵机2的输出轴带动中心轴6，中心轴6与固定板5通过轴承4连接，固定板5上开有两个通孔方便螺钉将整个装置固定在燃烧室内部，可移动横杆7直穿过中心轴6，同样通过螺钉固定。定位横杆8与可移动横杆7通过两个连接杆11连接，可移动竖杆8在可移动横杆7的平键形孔上根据需要可自由横移，同时可移动竖杆8可方便调节竖直的高度，热电偶放置板9与可移动竖杆8连接，一端留有若干个开孔，用于安装热电偶12，可移动竖杆8与热电偶9放置板构成竖直耙状结构的测温耙。

可移动竖杆8配有螺纹，其穿过定位横杆上的平键形孔，由两个螺帽固定在定位横杆的上下两个平面上。

热电偶放置板9上安装五个热电偶，并与中心轴的轴线需保持平行。

通过调节测温耙的高度可测量不同高度的温度场。

可移动横杆7在半径方向上可自由调节缩进量，配合可移动竖杆8在定位横杆上的平行移动，可以测量不同半径的温度场。

为了对舵机转速进行检测与调节，在舵机位置安装有舵机控制器，在环形燃烧室开始工作前，通过调节该测试器上旋钮可调节舵机转速，以一定的转速可自由调节旋转角度，按照旋转角度控制测量位置，当旋转一周时即可测量环形燃烧室出口的环形温度场。

正式测量开始前，通过调整测温耙的可移动竖杆8与可移动横杆7，调节测温半径与测温高度。开启热电偶采集卡，启动环形燃烧室。形成稳定燃烧后，通过调节舵机控制器，测量水平0°到45°范围内，离环形燃烧室出口平面向下 5cm高度的温度场，间隔5°测量。

Claims (6)

1.一种用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，其特征在于，包括：舵机控制器(1)、舵机(2)、金属框(3)、轴承(4)、固定板(5)、中心轴(6)、可移动横杆(7)、可移动竖杆(8)、热电偶放置板(9)、定位横杆(10)、连接杆(11)、热电偶(12)；所述的固定板(5)安装于燃烧室内，金属框(3)一端安装在固定板(5)上，另一端安装舵机(2)，舵机(2)连接舵机控制器(1)，中心轴(6)与固定板(5)通过轴承(4)连接，中心轴(6)一端与舵机(2)的输出轴连接，另一端与可移动横杆(7)一端连接，可移动横杆(7)另一端通过连接杆(11)与定位横杆(10)相连，定位横杆(10)上开有平键形孔，可移动竖杆(8)安装在平键形孔内并可根据需要自由横移和竖移，热电偶放置板(9)与可移动竖杆(8)端部连接，热电偶放置板上安装有热电偶(12)，可移动竖杆(8)与热电偶放置板(9)构成竖直耙状的测温耙。

2.根据权利要求1所述的用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，其特征在于，可移动竖杆(8)配有螺纹，其穿过定位横杆(10)上的平键形孔，由两个螺帽固定在定位横杆(10)的上下两个平面上。

3.根据权利要求1所述的用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，其特征在于，可移动横杆(7)一端设有螺纹，穿入中心轴(6)端部，由两个螺帽固定，其穿入长度可调。

4.根据权利要求1所述的用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，其特征在于，热电偶放置板(9)上安装的热电偶与中心轴(6)的轴线平行。

5.根据权利要求1所述的用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，其特征在于，可移动竖杆(8)与热电偶放置板(9)采用不锈钢310s材料。

6.根据权利要求1所述的用于测量环形燃烧室出口温度的热电偶集成装置，其特征在于，所述的舵机控制器(1)具有显示功能用于显示舵机转动角度。