DE102010045598A1 - Test device for testing specimens made of high temperature resistant material - Google Patents

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Abstract

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material angegeben. Mittels eines Flammspritzbrenners und einer Prüfkörperhalterung wird ein Gasstrahl erzeugt, der zur Simulation von Hochtemperaturbedingungen eingesetzt wird. Dabei ist der Flammspritzbrenner derart blind geschlossen, dass kein Spritzzusatz, also kein Spritzzusatzstoff, in den Flammspritzbrenner gelangt. Dadurch wird eine Simulation von Temperatur und Druckzuständen, wie sie in Abgasbereichen von Antrieben von Raumfahrzeugen vorherrschen, ermöglicht.According to one embodiment of the invention, a test device for testing test specimens made of high temperature resistant material is specified. By means of a flame spray burner and a specimen holder, a gas jet is generated, which is used to simulate high-temperature conditions. In this case, the flame spray burner is blind closed so that no spray additive, so no spray additive, enters the flame spray burner. As a result, a simulation of temperature and pressure conditions, as prevail in exhaust gas areas of propulsion of spacecraft, made possible.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die Erfindung betrifft die Messtechnik im Hochtemperaturbereich. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Prüfvorrichtung, ein Verfahren zum Prüfen von Prüfkörpern sowie die Verwendung eines Flammspritzbrenners zum Prüfen von Prüfkörpern.The invention relates to the measurement technology in the high temperature range. In particular, the invention relates to a test device, a method for testing specimens and the use of a flame spray burner for testing specimens.

TECHNOLOGISCHER HINTERGRUNDTECHNOLOGICAL BACKGROUND

Im Abgasbereich von Luftfahrzeugantrieben wie beispielsweise Raketentriebwerken oder Satellitentriebwerken müssen die nötigen Bauteile aus hochtemperaturfestem Material gefertigt sein. Damit wird gewährleistet, dass die dort befindlichen Bauteile den dort auftretenden Spitzentemperaturen standhalten, ohne strukturellen oder funktionellen Schaden zu nehmen. Heutzutage werden bei der Entwicklung hochtemperaturfester Materialien sowie bei der Entwicklung von Bauteilen aus hochtemperaturfesten Materialien Testvorgänge beispielsweise in Öfen zur Überprüfung der temperaturabhängigen Materialeigenschaften durchgeführt. Dabei kommen mehrere Temperaturzyklen im Ofenbetrieb zum Einsatz, um die Eigenschaften der hochtemperaturfesten Materialien und den darauf gefertigten Komponenten zu überprüfen.In the exhaust area of aircraft engines such as rocket engines or satellite engines, the necessary components must be made of high temperature resistant material. This ensures that the components located there withstand the peak temperatures occurring there, without causing any structural or functional damage. Today, in the development of high-temperature resistant materials as well as in the development of components made of high-temperature resistant materials, for example, tests are carried out in furnaces for checking the temperature-dependent material properties. Several kiln temperature cycles are used to verify the properties of the high-temperature resistant materials and their components.

Andererseits gibt es professionelle Raketenprüfstände für Raumfahrtantriebe, welche jedoch für den Material- bzw. Bauteilhersteller nur unter hohen Kosten zugänglich sind. Dabei kommen neben Kosten für den Versuchsaufbau hohe Betriebskosten und hohe Auswertkosten für solche Tests in Raketenprüfständen auf den Materialhersteller zu. Da es insgesamt nur eine sehr begrenzte Anzahl solcher Raketenprüfstände gibt, sind neben langen Anfahrtswegen zu diesen seltenen Prüfständen auch entsprechend lange Wartezeiten die Regel, was wiederum mit hohen Kosten verbunden ist.On the other hand, there are professional rocket test rigs for space propulsion, which are accessible to the material or component manufacturer only at high cost. In addition to costs for the experimental setup, high operating costs and high evaluation costs for such tests in rocket test rigs are attributed to the material manufacturer. Since there is only a very limited number of such rocket test rigs overall, in addition to long access routes to these rare test rigs, correspondingly long waiting times are the rule, which in turn is associated with high costs.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Es kann als eine Aufgabe der Erfindung angesehen werden, eine vereinfachte Prüfung von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material anzugeben.It can be regarded as an object of the invention to provide a simplified test of specimens of high temperature resistant material.

Die Aufgabe der Erfindung wird gemäß den Gegenständen der unabhängigen Ansprüche gelöst.The object of the invention is achieved according to the subjects of the independent claims.

Es sind eine Prüfvorrichtung zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material, ein Verfahren zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material sowie die Verwendung eines Flammspritzbrenners zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche angegeben. Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.There are provided a test apparatus for testing high temperature resistant specimens, a method of testing specimens of high temperature resistant material, and the use of a flame spraying torch for testing specimens of high temperature resistant material according to the features of the independent claims. Further developments of the invention will become apparent from the dependent claims.

Die beschriebenen Ausführungsbeispiele betreffen gleichermaßen die Prüfvorrichtung, das Verfahren und die Verwendung eines Flammspritzbrenners. Beispielsweise lassen sich Merkmale, die im Folgenden im Hinblick auf die Prüfvorrichtung beschrieben werden, in entsprechender Weise auch als Merkmale des Verfahrens sowie der Verwendung implementieren, und umgekehrt.The described embodiments equally relate to the test apparatus, the method and the use of a flame spray burner. For example, features which will be described below with regard to the test apparatus can also be correspondingly implemented as features of the method and of use, and vice versa.

Weiterhin sei angemerkt, dass in jedem der nachgenannten Ausführungsbeispiele der Erfindung Verfahrensschritte neben der explizit genannten Reihenfolge auch in anderen Reihenfolgen erfolgen können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.Furthermore, it should be noted that in each of the following embodiments of the invention method steps can be carried out in addition to the explicitly mentioned order in other orders, without departing from the scope of the invention.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Prüfvorrichtung zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material angegeben, wobei die Prüfvorrichtung einen Flammspritzbrenner und eine Prüfkörperhalterung aufweist.According to one exemplary embodiment of the invention, a test device for testing test specimens made of high-temperature-resistant material is specified, the test device having a flame-spraying burner and a test specimen holder.

Mit anderen Worten wird der Flammspritzbrenner ohne einen Spritzzusatz betrieben, um einen Gasstrahl zum Prüfen von hochtemperaturfesten Materialien zu erzeugen.In other words, the flame spray burner is operated without a spray additive to produce a gas jet for testing high temperature resistant materials.

Als Kern der Erfindung kann es demnach angesehen werden, den Flammspritzbrenner zur Prüfung des Prüfkörpers einzusetzen, ohne dass jedoch ein Spritzzusatzwerkstoff in den Flammspritzbrenner eingegeben wird. Bei der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung wird der Flammspritzbrenner also nicht betrieben, um ein Material auf einen Prüfkörper aufzuschmelzen. Hingegen wird der Flammspritzbrenner gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, um einen Gasstrahl, der auch als Flammstrahl bezeichnet wird, zu erzeugen. Dies erfolgt um das Abgas eines Raketenantriebes oder eines Satellitenantriebes zu simulieren und damit den Prüfkörper den Zuständen im Abgasbereich eines Raketenantriebes auf kostengünstige, schnelle und apparativ einfache Art und Weise aussetzen zu können.Accordingly, it can be regarded as the essence of the invention to use the flame spray burner for testing the test specimen, without, however, inputting a spray additive into the flame spray burner. In the test apparatus according to the invention, therefore, the flame-spraying burner is not operated in order to melt a material onto a test specimen. On the other hand, the flame spray burner according to the present invention is used to generate a gas jet, also called a flame jet. This is done in order to simulate the exhaust gas of a rocket engine or a satellite drive and thus to be able to expose the test specimen to the conditions in the exhaust area of a rocket engine in a cost-effective, fast and simple manner.

Beispielsweise kann der einstellbare und interessante Temperaturbereich zwischen 1.400 und 2.200°C liegen. Aber auch andere Temperaturen sind nicht ausgeschlossen.For example, the adjustable and interesting temperature range can be between 1,400 and 2,200 ° C. But other temperatures are not excluded.

Weiterhin kann die molekulare Zusammensetzung des erzeugten Gasstrahls beispielsweise Wasserdampf im Bereich bis zu 30% bezogen auf das Gesamtgas des Gasstrahls zur Verfügung stellen. Darüber hinaus kann erreicht werden, dass der Rest-Sauerstoffgehalt bis zu 15% beträgt.Furthermore, the molecular composition of the generated gas jet, for example, provide water vapor in the range up to 30% based on the total gas gas jet. In addition, it can be achieved that the residual oxygen content is up to 15%.

Dabei können im Kontext der vorliegenden Erfindung unter dem Begriff Flammspritzbrenner verschiedenste Vorrichtungen im Labormaßstab verstanden werden, die in der Lage sind einen Gasstrahl zu erzeugen, der dem Abgasstrahl eines Luftfahrzeugantriebes entspricht. Beispielsweise kann das ein Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner sein oder eine andere Vorrichtung, die zum thermischen Spritzen geeignet ist. Wichtig ist jedoch, dass gemäß der Erfindung der Flammspritzbrenner stets ohne den aufzuspritzenden Stoff, der auch als Spritzzusatz bezeichnet wird, betrieben wird. Beispielsweise können dazu Pulverinjektoren eines Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenners blindgeschlossen sein.Here, in the context of the present invention, the term flame spray burner A variety of devices are understood on a laboratory scale, which are able to produce a gas jet, which corresponds to the exhaust jet of an aircraft propulsion. For example, this may be a high speed flame spray burner or other device suitable for thermal spraying. It is important, however, that according to the invention, the flame spray burner always without the aufzuspritzenden substance, which is also referred to as spray additive, operated. For example, powder injectors of a high-speed flame spray burner may be blind-closed.

Durch die Kombination des Flammspritzbrenners mit der Prüfkörperhalterung kann der Prüfkörper zur Durchführung der Prüfung in den vom Flammspritzbrenner erzeugten Gasstrahl platziert werden. Mit anderen Worten wird eine Prüfvorrichtung bereitgestellt, mit welcher ein Flammspritzbrenner mit einer Prüfkörperhalterung kombiniert wird, ohne dass jedoch ein aufzuspritzender Stoff, der auch als Spritzzusatz bezeichnet wird, ausgespritzt wird.By combining the flame spray torch with the test specimen holder, the test specimen can be placed in the flame of the gas generated by the flame spray torch to carry out the test. In other words, a test apparatus is provided, with which a flame spray torch is combined with a test specimen holder, without, however, being sprayed on a substance to be sprayed on, which is also referred to as a spraying additive.

Damit wird eine Prüfvorrichtung bereitgestellt, welche handlich und im Labormaßstab ausgeführt ist. Damit können in vereinfachter Art und Weise schnell Hochtemperaturwerkstoffe auf ihre Eigenschaften bezüglich hoher Temperaturen und hoher Auftreffgeschwindigkeit von Gasmolekülen auf die Prüfkörper überprüft werden. Weiterhin können mit der Prüfvorrichtung oxidierende und reduzierende Gasatmosphären realisiert werden, welche beispielsweise den Zuständen im Abgasraum eines Raketenantriebs entsprechen. Ebenso werden dadurch lange Wartezeiten vermieden, da mit geringem finanziellen und technischen Aufwand die Prüfvorrichtung für hochtemperaturfeste Materialien bereitgestellt wird.Thus, a test device is provided, which is designed to be handy and on a laboratory scale. Thus, in a simplified manner, high-temperature materials can be quickly checked for their properties with respect to high temperatures and high impact velocity of gas molecules on the test specimens. Furthermore, oxidizing and reducing gas atmospheres can be realized with the test apparatus, which correspond, for example, to the conditions in the exhaust space of a rocket drive. Likewise, long waiting times are avoided because the test device for high temperature resistant materials is provided with little financial and technical effort.

Damit kann eine effizientere Materialentwicklung und eine wesentlich verkürzte Evaluierung der Schichteigenschaften der zu überprüfenden Materialien, aus denen der Prüfkörper besteht, bereitgestellt werden.Thus, a more efficient material development and a significantly shortened evaluation of the layer properties of the materials to be tested, which make up the test specimen, can be provided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Flammspritzbrenner zur Bereitstellung eines Gasstrahls ausgeführt und die Prüfkörperhalterung ist zur Fixierung des Prüfkörpers in dem Gasstrahl ausgeführt. Weiterhin erzeugt der Flammspritzbrenner zum Prüfen des Prüfkörpers den Gasstrahl ohne einen Spritzzusatz.According to a further embodiment of the invention, the flame spray burner is designed to provide a gas jet and the test body holder is designed for fixing the test specimen in the gas jet. Furthermore, the flame spray burner for testing the test specimen generates the gas jet without a spray additive.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Flammspritzbrenner ein Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner.According to a further embodiment of the invention, the flame spray burner is a high-speed flame spray burner.

Ein Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner kann auch als High Velocity Oxy Fuel (HVOF) bezeichnet werden.A high speed flame spray burner can also be referred to as High Velocity Oxy Fuel (HVOF).

Beim Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner erfolgt eine kontinuierliche Gasverbrennung mit hohen Drücken innerhalb einer Brennkammer. Der in der Brennkammer erzeugte hohe Druck des Brenngas-Sauerstoffgemischs und der meist nachgeordneten Expansionsdüse erzeugen die gewünschte hohe Strömungsgeschwindigkeit im Gasstrahl. Beispielsweise können als Brenngas Propan, Propen, Ethylen, Acetylen oder andere verwendet werden. Ferner sind auch flüssige Brennstoffe, wie Kerosin und andere Kohlenwasserstoffe möglich. Als Oxidator kann beispielsweise Sauerstoff oder ein andere Sauerstoffträger eingesetzt werden.The high-speed flame spray burner is a continuous gas combustion with high pressures within a combustion chamber. The high pressure generated in the combustion chamber of the fuel gas-oxygen mixture and the mostly downstream expansion nozzle produce the desired high flow velocity in the gas jet. For example, propane, propene, ethylene, acetylene or others can be used as fuel gas. Furthermore, liquid fuels such as kerosene and other hydrocarbons are possible. As the oxidizer, for example, oxygen or another oxygen carrier can be used.

Weiterhin kann im zentralen Bereich des Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenners ein zusätzliches Fördergas zum Einsatz kommen. Weiterhin kann der Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner eine Brenndüse mit oder ohne Wasserkühlung aufweisen.Furthermore, an additional conveying gas can be used in the central region of the high-speed flame spray burner. Furthermore, the high-speed flame spray burner may have a combustion nozzle with or without water cooling.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der Flammspritzbrenner und die Prüfkörperhalterung zur Durchführung einer Relativbewegung zueinander ausgeführt. Mittels der Durchführung der Relativbewegung ist zumindest ein Parameter veränderbar, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Abstand zwischen der Prüfkörperhalterung und dem Flammspritzbrenner und Winkel zwischen einem Gasstrahl des Flammspritzbrenners und einem in der Prüfkörperhalterung fixierten Prüfkörper.According to a further embodiment of the invention, the flame-spraying burner and the specimen holder are designed to carry out a relative movement relative to one another. By means of the implementation of the relative movement, at least one parameter is variable, which is selected from the group consisting of the distance between the Prüfkörperhalterung and the flame spray burner and angle between a gas jet of the flame spray burner and a fixed in the Prüfkörperhalterung specimen.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist es möglich, unterschiedliche Abstände zwischen dem Prüfkörper und dem Flammspritzbrenner zu erzeugen, so dass der Prüfkörper bei gegebenem Gasstrahl in verschiedene Bereiche des Gasstrahls platziert werden kann. Beispielsweise kann die Relativbewegung durch eine Verschiebung entlang einer mechanischen Schiene gewährleistet werden. Jedoch kann auch eine kippbare Prüfkörperhalterung bereitgestellt werden, welche unterschiedliche Winkel zwischen der Oberfläche des Prüfkörpers und dem darauf auftreffenden Gasstrahl erzeugen kann.According to this embodiment of the invention, it is possible to generate different distances between the test specimen and the flame spray burner, so that the test specimen can be placed in different areas of the gas jet for a given gas jet. For example, the relative movement can be ensured by a displacement along a mechanical rail. However, a tiltable specimen holder may be provided which may produce different angles between the surface of the specimen and the gas jet impinging thereon.

Dadurch ist es möglich, den Prüfkörper mittels der Prüfvorrichtung in unterschiedlichsten Kombinationen aus Abständen und Winkeln hinsichtlich seiner Hochtemperaturfestigkeit zu platzieren und anschließend zu prüfen. Damit ist eine schnelle Messreihe, die verschieden Abstände und Winkel beinhaltet im Labormaßstab möglich.This makes it possible to place the test specimen by means of the tester in a variety of combinations of distances and angles with respect to its high temperature strength and then to test. This makes a fast measurement series, which includes different distances and angles on a laboratory scale possible.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Prüfvorrichtung eine Fremdgaszuführung auf, wobei die Fremdgaszuführung zur Zuführung eines Fremdgases in den Gasstrahl des Flammspritzbrenners ausgeführt ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the test device has a foreign gas feed, wherein the foreign gas feed is designed to supply a foreign gas into the gas jet of the flame spray burner.

Dabei kann die Zuführung des Fremdgases in den Gasstrahl innerhalb oder auch außerhalb des Flammspritzbrenners erfolgen. In this case, the supply of the foreign gas into the gas jet within or outside of the flame spray burner can take place.

Bei der Zuführung außerhalb des Flammspritzbrenners ist mit anderen Worten damit eine externe, zusätzliche Zuführung eines Fremdgases möglich. Damit können unterschiedlichste Parameter des Gasstrahls des Flammspritzbrenners erzeugt werden, wodurch eine optimale Simulation eines Raketenabgases durch die Prüfvorrichtung gegeben ist.In the supply outside of the flame spray burner is in other words so that an external, additional supply of a foreign gas possible. Thus, a wide variety of parameters of the gas jet of the flame spray burner can be generated, whereby an optimal simulation of a rocket exhaust gas is given by the tester.

Alternativ ist es auch möglich, die Fremdgaszuführung innerhalb des Flammspritzbrenners durchzuführen. Weiterhin ist es möglich, das Fremdgas über ein Y-Stück mit dem Oxidator (Sauerstoff) zu vermischen und dieses Gemisch dann anschließend von hinten in die Brennkammer des Flammspritzbrenners zu injizieren. Diese beiden Alternativen sind jedoch in 2 nicht gezeigt.Alternatively, it is also possible to perform the foreign gas supply within the flame spray burner. Furthermore, it is possible to mix the foreign gas via a Y-piece with the oxidizer (oxygen) and then inject this mixture then from behind into the combustion chamber of the flame spray burner. However, these two alternatives are in 2 Not shown.

Bei allen drei Alternativen kann dadurch eine optimale Anpassung der Stöchiometrie des Gasstrahls erreicht werden.For all three alternatives, an optimal adjustment of the stoichiometry of the gas jet can be achieved.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Prüfvorrichtung eine zugehörige Anlage zum Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner auf, wobei die Anlage einen Steuerschrank, eine Gasversorgung und eine Kabine umfasst.According to a further exemplary embodiment of the invention, the test apparatus has an associated system for the high-speed flame spray burner, the system comprising a control cabinet, a gas supply and a cabin.

Weiterhin wird dadurch eine wechselseitige Generierung von Daten im Versuch ermöglicht und es wird eine Simulation zur Verifizierung der angenommenen Temperaturfestigkeit des zu überprüfenden Materials bzw. des zu überprüfenden Prüfkörpers durch die Prüfvorrichtung ermöglicht.Furthermore, this allows a mutual generation of data in the experiment and it is a simulation for verification of the assumed temperature resistance of the material to be tested or the test body to be checked by the tester allows.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Prüfvorrichtung den Prüfkörper auf. Weiterhin weist die Prüfvorrichtung Thermoelemente zur Messung einer Oberflächentemperatur des Prüfkörpers auf.According to a further exemplary embodiment of the invention, the testing device has the test body. Furthermore, the test apparatus has thermocouples for measuring a surface temperature of the test specimen.

Diese Thermoelemente können beispielsweise auf der Oberfläche des Prüfkörpers angeordnet sein. Beispielsweise können Sacklöcher an dem Prüfkörper angeordnet sein.These thermocouples may be arranged, for example, on the surface of the test specimen. For example, blind holes can be arranged on the test specimen.

Bei der Anordnung der Sacklöcher zur Aufnahme der Thermoelemente kann die Anordnung die sein, dass die Thermoelemente derart angeordnet sind, dass ein Profil des Gasstrahls beziehungsweise des Gasauftrefffleckes aufgenommen werden kann. Beispielsweise kann Gasstrahl beziehungsweise der Gasauftrefffleck dadurch kreisförmig aufgenommen werden. Dazu werden die Thermoelemente beziehungsweise die Sacklöcher vorteilhaft über den zentralen Kreisdurchmesser von hinten in den Prüfkörper eingebracht. Damit kann eine Mitte-Randverteilung der Temperatur des Prüfkörpers bestimmt werden. Alternativ dazu können bei ausreichender Dicke der Probe entsprechende Sacklöcher auch von den Rändern der Probe eingebracht werden.In the arrangement of the blind holes for receiving the thermocouples, the arrangement may be that the thermocouples are arranged such that a profile of the gas jet or the gas impact spot can be recorded. For example, the gas jet or the gas impact spot can thereby be received in a circular manner. For this purpose, the thermocouples or the blind holes are advantageously introduced via the central circle diameter from behind into the test specimen. Thus, a center-to-edge distribution of the temperature of the test specimen can be determined. Alternatively, with sufficient thickness of the sample, corresponding blind holes may also be introduced from the edges of the sample.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Prüfvorrichtung ein Spektroskop auf, wobei das Spektroskop zur Spektroskopie des Gasstrahls des Flammspritzbrenners ausgeführt ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the test apparatus has a spectroscope, the spectroscope being designed for the spectroscopy of the gas jet of the flame spray burner.

Um eine molekulare Zusammensetzung des Gasstrahls analysieren zu können, kann das Spektroskop eingesetzt werden. Dabei können bestimmte Leitmoleküle, wie beispielsweise OH, CH, oder auch CH2 Leitmoleküle sein, welche mittels der Spektroskopie detektiert werden. Weiterhin kann das Spektroskop derart ausgeführt sein, dass eine Spektroskopie entlang des Gasstrahls erfolgen kann. Mit anderen Worten können Daten durch das Spektroskop entlang einer Längs- und Querachse des Gasstrahls aufgenommen werden. Dadurch ist eine genaue Charakterisierung des Gasstrahls möglich.In order to analyze a molecular composition of the gas jet, the spectroscope can be used. In this case, certain guide molecules, such as OH, CH, or CH 2 may be guide molecules, which are detected by spectroscopy. Furthermore, the spectroscope can be designed such that spectroscopy can take place along the gas jet. In other words, data can be collected by the spectroscope along a longitudinal and transverse axis of the gas jet. As a result, an accurate characterization of the gas jet is possible.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die Prüfvorrichtung eine Thermokamera auf, wobei die Thermokamera zur Aufnahme von Infrarotstrahlung an der Oberfläche des Prüfkörpers ausgeführt ist.According to a further exemplary embodiment of the invention, the test apparatus has a thermal camera, wherein the thermal camera is designed to receive infrared radiation on the surface of the test specimen.

Diese Alternative zu den Thermoelementen auf der Oberfläche des Prüfkörpers ermöglicht ebenso die genaue Bestimmung der Temperatur der Oberfläche des Prüfkörpers.This alternative to the thermocouples on the surface of the specimen also allows the accurate determination of the temperature of the surface of the specimen.

Weiterhin ist es möglich, dass die Prüfvorrichtung eine Kontrolleinheit aufweist, welche Daten beispielsweise von dem Thermoelement, von dem Spektroskop oder auch von der Thermokamera übermittelt bekommt, um beispielsweise das Verhältnis zwischen Sauerstoff und dem verwendeten Brenngas, mit welchen der Flammspritzbrenner betrieben wird, wie gewünscht anzupassen. Damit ist eine optimale Simulation des Zustandes im Abgasstrahl eines Luftfahrzeugantriebs möglich.Furthermore, it is possible for the test apparatus to have a control unit which receives data, for example from the thermocouple, from the spectroscope or from the thermal camera, for example, the ratio between oxygen and the fuel gas used, with which the flame spray burner is operated, as desired adapt. Thus, an optimal simulation of the state in the exhaust stream of an aircraft engine is possible.

Mit anderen Worten kann der Flammspritzbrenner auch als Flammspritzpistole bezeichnet werden. Der Hochgeschwindigkeitsflammstrahl bzw. der Hochgeschwindigkeitsgasstrahl wird auf den Prüfkörper gerichtet und trifft dort in einem vordefinierten Abstand unter einem Winkel α auf die Oberfläche des Prüfkörpers. Beide Parameter können kontinuierlich und wie gewünscht durch den Benutzer mittels der Prüfvorrichtung eingestellt werden.In other words, the flame spray burner can also be referred to as a flame spray gun. The high-velocity flame jet or the high-velocity gas jet is directed onto the test piece and hits there at a predefined distance at an angle α on the surface of the test piece. Both parameters can be adjusted continuously and as desired by the user by means of the tester.

Weiterhin kann der Gasstrahl hinsichtlich seines Mischungsverhältnisses von Oxidator (zum Beispiel Sauerstoff und andere) zu Brennstoff (zum Beispiel Kerosin, Propan, Propen, Ethylen, Acetylen und andere) in der chemischen Stöchiometrie verändert werden. Ebenso ist mittels der Prüfvorrichtung eine Einstellung der Flussraten von Oxidator zu Brennstoff möglich.Furthermore, the gas jet can be used in terms of its mixing ratio of oxidizer (for example, oxygen and others) to fuel (for Example kerosene, propane, propene, ethylene, acetylene and others) can be changed in the chemical stoichiometry. Likewise, by means of the test device, an adjustment of the flow rates of oxidizer to fuel possible.

Mittels der Prüfvorrichtung wird damit eine erosive Beanspruchung des Prüfkörpers gegeben. Neben der Temperaturbeanspruchung der Probe wird auch eine chemische Beanspruchung der Probe durch die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung ermöglicht.By means of the test device is thus given an erosive stress on the test specimen. In addition to the temperature stress of the sample, a chemical stress of the sample is made possible by the test device according to the invention.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Verfahren zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material angegeben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist. Erzeugung eines Gasstrahls durch einen Flammspritzbrenner unter Vermeidung einer Verwendung eines Spritzzusatzes des Flammspritzbrenners, Platzieren eines Prüfkörpers in dem Gasstrahl des Flammspritzbrenners, und Prüfen eines Zustandes des Prüfkörpers nach dem Platzieren in dem Gasstrahl.According to a further embodiment of the invention, there is provided a method of testing high temperature resistant specimens, the method comprising the following steps. Generation of a gas jet by a flame spray burner while avoiding use of a spray additive of the flame spray burner, placing a sample in the gas jet of the flame spray burner, and checking a state of the sample after placing in the gas jet.

Mit anderen Worten wird in diesem Prüfverfahren ein Flammspritzbrenner, der beispielsweise ein Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner sein kann, eingesetzt, ohne dass jedoch der sonst übliche Spritzzusatz verwendet wird. Dadurch ist eine optimale Simulation von Temperaturzuständen und chemischen Zuständen, wie sie in Antrieben von Raumfahrzeugen herrschen, möglich. Dadurch kann auch die oxidierende und/oder reduzierende Gasatmosphäre praxisnah realisiert werden.In other words, in this test method, a flame spray burner, which may be, for example, a high-speed flame spray burner, used, but without the usual spray additive is used. As a result, an optimal simulation of temperature conditions and chemical states, as prevail in drives of spacecraft, possible. As a result, the oxidizing and / or reducing gas atmosphere can be realized in practice.

Es kann der weitere Verfahrensschritt blindverschließen von an dem Flammspritzbrenner befindlichen Pulverinjektoren in dem Verfahren enthalten sein.It may be contained in the method blind closing the further process step of located on the flame spray burner Pulverinjektoren.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt des Messen einer molekularen Zusammensetzung des Gasstrahls mittels eines Spektroskops auf.According to another embodiment of the invention, the method further comprises the step of measuring a molecular composition of the gas jet by means of a spectroscope.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren weiterhin den Schritt Messen einer Oberflächentemperatur des Prüfkörpers auf, wobei das Messen der Oberflächentemperatur entweder mittels eines Thermoelements oder mittels einer Thermokamera unter Aufnahme von Infrarotstrahlung einer Oberfläche des Prüfkörpers erfolgt.According to a further embodiment of the invention, the method further comprises the step of measuring a surface temperature of the test specimen, wherein the measurement of the surface temperature is effected either by means of a thermocouple or by means of a thermal camera taking infrared radiation of a surface of the specimen.

Die Thermoelemente können dabei beispielsweise auf der Oberfläche des Prüfkörpers angeordnet sein.The thermocouples can be arranged, for example, on the surface of the specimen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren den Schritt des Anpassen einer molekularen Zusammensetzung des Gasstrahls an eine Zielzusammensetzung des Gasstrahls auf.According to another embodiment of the invention, the method comprises the step of adjusting a molecular composition of the gas jet to a target composition of the gas jet.

Mit anderen Worten wird durch dieses Verfahren eine Feedback-Schleife bereitgestellt, welche gewährleistet, dass durch den Gasstrahl des Flammspritzbrenners eine optimale Simulation der Zustände, wie sie in einem Antrieb eines Raumfahrzeuges im Abgasbereich vorliegen, erfolgt.In other words, a feedback loop is provided by this method, which ensures that the gas jet of the flame spray burner optimal simulation of the states, such as exist in a propulsion of a spacecraft in the exhaust area occurs.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das Messen der molekularen Zusammensetzung des Gasstrahls entlang einer Längsrichtung des Gasstrahls mittels eines Spektroskops an verschiedenen Stellen erfasst. Mit anderen Worten wird der Gasstrahl mittels des Spektroskops entlang der Längsachse des Gasstrahls abgetastet und vermessen.According to a further embodiment of the invention, the measurement of the molecular composition of the gas jet along a longitudinal direction of the gas jet is detected at different locations by means of a spectroscope. In other words, the gas jet is scanned and measured by means of the spectroscope along the longitudinal axis of the gas jet.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Anpassen auf Basis eines Ergebnisses einer spektroskopischen Messung der molekularen Zusammensetzung.According to a further embodiment of the invention, the adaptation is based on a result of a spectroscopic measurement of the molecular composition.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Anpassen der molekularen Zusammensetzung auf Basis eines Ergebnisses einer Messung der Oberflächentemperatur des Prüfkörpers.According to a further embodiment of the invention, the adaptation of the molecular composition is based on a result of a measurement of the surface temperature of the specimen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Verwendung eines Flammspritzbrenners zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material angegeben.According to a further embodiment of the invention, the use of a flame spray burner for testing of specimens made of high temperature resistant material is specified.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Programmelement angegeben, das, wenn es auf einem Prozessor einer Prüfvorrichtung ausgeführt wird, den Prozessor anleitet, die oben und im Folgenden beschriebenen Schritte durchzuführen.According to another embodiment of the invention, there is provided a program element which, when executed on a processor of a test apparatus, instructs the processor to perform the steps described above and below.

Im Folgenden werden mit Verweis auf die Figuren Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.In the following, embodiments of the invention will be described with reference to the figures.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGURENBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES

1 bis 4 zeigen schematische, zweidimensionale Darstellungen von Prüfvorrichtungen gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. 1 to 4 show schematic, two-dimensional representations of test devices according to embodiments of the invention.

5 und 6 zeigen Flussdiagramme von Verfahren gemäß Ausführungsbeispielen der Erfindung. 5 and 6 show flowcharts of methods according to embodiments of the invention.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The illustrations in the figures are schematic and not to scale.

In der folgenden Figurenbeschreibung werden für die gleichen oder ähnlichen Elemente die gleichen Bezugsziffern verwendet.In the following description of the figures, the same reference numerals are used for the same or similar elements.

1 zeigt eine Prüfvorrichtung 100 zum Prüfen von Prüfkörpern 101 aus hochtemperaturfestem Material. Dabei weist die Prüfvorrichtung einen Flammspritzbrenner 102 auf, der hier beispielhaft als Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner 105 ausgeführt ist. Weiterhin ist die Prüfkörperhalterung 103 gezeigt, welche den Prüfkörper 101 in einem definierten und fest vorgegebenen Abstand 106 zu dem Flammspritzbrenner fixiert. Um verschiedene Testparameter zu realisieren, kann jedoch der Abstand 106 mittels der Prüfkörperhalterung an den Flammspritzbrenner angenähert oder entfernt werden. Weiterhin ist der Prüfkörper unter einem Winkel α 107 gegenüber dem Gasstrahl 104 des Flammspritzbrenners fixiert. Mit anderen Worten sind der Flammspritzbrenner und die Prüfkörperhalterung derart ausgeführt, dass eine Relativbewegung 108 durchgeführt werden kann. Damit sind der Abstand 106 und der Winkel 107 veränderbar. 1 shows a tester 100 for testing specimens 101 made of high temperature resistant material. In this case, the test apparatus has a flame spray burner 102 on, the example here as a high-speed flame spray burner 105 is executed. Furthermore, the specimen holder 103 shown which the test specimen 101 in a defined and fixed distance 106 fixed to the flame spray burner. However, to realize different test parameters, the distance can be 106 be approximated or removed by the Prüfkörperhalterung to the flame spray burner. Furthermore, the specimen is at an angle α 107 opposite the gas jet 104 fixed the flame spray burner. In other words, the flame spraying burner and the specimen holder are designed such that a relative movement 108 can be carried out. This is the distance 106 and the angle 107 variable.

Weiterhin ist gezeigt, dass in den Flammspritzbrenner lediglich ein Oxidator 110 und ein Brennstoff 109 jeweils oberhalb und unterhalb der zentralen Achse eingegeben wird. Es ist jedoch zu sehen, dass gemäß der vorliegenden Erfindung kein Spritzzusatz gemäß der vorliegenden Erfindung in den Flammspritzbrenner eingegeben wird. Mit anderen Worten sind Pulverinjektoren des Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenners blindgeschlossen.Furthermore, it is shown that in the flame spray burner only an oxidizer 110 and a fuel 109 each input above and below the central axis. However, it can be seen that according to the present invention, no spray additive according to the present invention is input to the flame spray burner. In other words, powder injectors of the high speed flame spray burner are blind closed.

Dabei ist von entscheidender Bedeutung, dass für die Prüfvorrichtung und das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung jedoch kein Spritzzusatz verwendet wird. Es wird lediglich ein Gasstrahl, der auch als Flammstrahl bezeichnet werden kann, von dem Flammspritzbrenner erzeugt, um den gewünschten Gasstrahl, der ein Raketenantriebsabgas simuliert, zu erzeugen.It is crucial, however, that for the test apparatus and the method according to the present invention, no spray additive is used. Only a gas jet, which may also be referred to as a flame jet, is generated by the flame spray burner to produce the desired gas jet that simulates rocket propulsion exhaust gas.

2 zeigt eine Prüfvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein Flammspritzbrenner 102 den Gasstrahl 104 auf den Prüfkörper 101 abgibt. Mittels der Prüfvorrichtung kann der Abstand 106 und der Winkel 107 aufgrund der Relativbewegung, welche symbolisch durch die Pfeiler 108 dargestellt ist, realisiert werden. Bitte überprüfen!!! 2 shows a test apparatus according to another embodiment of the invention, wherein a flame spray burner 102 the gas jet 104 on the test specimen 101 emits. By means of the test device, the distance 106 and the angle 107 due to the relative movement, which symbolically through the pillars 108 is shown realized. Please check!!!

Weiterhin ist in 2 gezeigt, dass der Flammspritzbrenner 102 den vollständigen Gasstrahl 104 ausgibt. Extern von dem Flammspritzbrenner ist eine Fremdgaszuführung 201 gezeigt, welche einen Fremdgastank 202 aufweist und Leitungen 203, um das Fremdgas in den Gasstrahl 104 einzuführen beziehungseise einzublasen. Alternativ ist es auch möglich, die Fremdgaszuführung innerhalb des Flammspritzbrenners durchzuführen. Weiterhin ist es möglich, das Fremdgas über ein Y-Stück mit dem Oxidator (Sauerstoff) zu vermischen und dieses Gemisch dann anschließend von hinten in die Brennkammer des Flammspritzbrenners zu injizieren. Diese beiden Alternativen sind jedoch in 2 nicht gezeigt.Furthermore, in 2 shown that the flame spray burner 102 the complete gas jet 104 outputs. Externally from the flame spray burner is a foreign gas supply 201 shown which a foreign gas tank 202 has and lines 203 to the foreign gas in the gas jet 104 to introduce a leaflet. Alternatively, it is also possible to perform the foreign gas supply within the flame spray burner. Furthermore, it is possible to mix the foreign gas via a Y-piece with the oxidizer (oxygen) and then inject this mixture then from behind into the combustion chamber of the flame spray burner. However, these two alternatives are in 2 Not shown.

Bei allen drei Alternativen kann dadurch eine optimale Anpassung der Stöchiometrie des Gasstrahls erreicht werden. Auch kann eine optimale Zusammensetzung des Gasstrahls erreicht werden, die optimalerweise die Zustände in einem Abgasbereich eines Antriebs eines Raumfahrzeugs nachbildet.For all three alternatives, an optimal adjustment of the stoichiometry of the gas jet can be achieved. Also, an optimal composition of the gas jet may be achieved, optimally modeling the conditions in an exhaust region of a spacecraft propulsion system.

3 zeigt eine Prüfvorrichtung 100, mit welcher ein Prüfkörper 101 auf seine Temperaturfestigkeit durch Bestrahlung mit einem Gasstrahl 104 aus dem Flammspritzbrenner 102 geprüft wird. Weiterhin sind Thermoelemente 300 gezeigt, welche auf verschiedenen Oberflächen des Prüfkörpers 101 angeordnet sind. Die Haltering 103, welche veränderlich in ihrem Abstand und in ihrer Winkeleinstellung ist, fixiert den Prüfkörper im Gasstrahl. Weiterhin weist die Prüfvorrichtung 100 ein Spektroskop 301 auf, welches an verschiedenen Positionen entlang der Längsachse des Gasstrahls spektroskopische Daten aufnehmen kann. Dabei sind beispielhaft die beiden Positionen 305 und 306 gezeigt. Über Leitung 307 ist das Spektroskop mit einer Kontrolleinheit 304 verbunden. Ebenso ist die Thermokamera 302 über die Leitungen 308 mit der Kontrolleinheit 304 verbunden. Auch ist ein Thermoelement 300 mittels der Leitung 303 an die Kontrolleinheit 304 angeschlossen. Diese zentrale Kontrolleinheit, welche als Rechen- und Speichereinheit ausgeführt sein kann, ermöglicht es, Daten von dem Spektroskop, dem Thermoelement und der Thermokamera zu sammeln. Auf Basis dieser Daten kann beispielsweise über Leitungen 309 die Zufuhr von Brennstoff und Oxidator, welche in Tanks 310 und 311 separat gespeichert sein können, angepasst werden. Mit anderen Worten ist dadurch eine Feedback-Schleife gezeigt, mit welcher eine optimale molekulare Zusammensetzung des Gasstrahls 104 erreicht werden kann. 3 shows a tester 100 , with which a test specimen 101 on its temperature resistance by irradiation with a gas jet 104 from the flame spray burner 102 is checked. Furthermore, thermocouples 300 shown which on different surfaces of the specimen 101 are arranged. The retaining ring 103 , which is variable in their distance and in their angle setting, fixes the specimen in the gas jet. Furthermore, the testing device 100 a spectroscope 301 which can record spectroscopic data at various positions along the longitudinal axis of the gas jet. In this case, the two positions are exemplary 305 and 306 shown. Via wire 307 is the spectroscope with a control unit 304 connected. Likewise, the thermal camera 302 over the wires 308 with the control unit 304 connected. Also is a thermocouple 300 by means of the line 303 to the control unit 304 connected. This central control unit, which can be designed as a computing and storage unit, makes it possible to collect data from the spectroscope, the thermocouple and the thermal camera. Based on this data, for example, via lines 309 the supply of fuel and oxidizer, which in tanks 310 and 311 can be stored separately. In other words, this shows a feedback loop with which an optimal molecular composition of the gas jet 104 can be achieved.

Die Kontrolleinheit 302 kann beispielsweise folgendes regeln und/oder steuern: Hinsichtlich der Testaufgabe kann es primär erforderlich sein, Wasserdampf bis zu 30% bezogen auf das Gesamtgas des Gasstrahls zur Verfügung zu stellen. Darüber hinaus kann ein Rest-Sauerstoffgehalt bis zu 15% erforderlich sein. Es sind primär diese Komponenten, die an einer chemischen Korrosion der Hochtemperaturmaterialien beteiligt sind. Die Kontrolleinheit 304 kann auf Signale des Spektroskops 302, des Thermoelements 300 und/oder der Thermokamera 302 hin die Dosierung von Brennstoff und Oxidator, welche in Tanks 310 und 311 separat gespeichert sind, regeln und/oder steuern.The control unit 302 For example, the following may be regulated and / or controlled: With regard to the test task, it may be primarily necessary to provide water vapor of up to 30%, based on the total gas gas flow. In addition, a residual oxygen content of up to 15% may be required. It is primarily these components that are involved in chemical corrosion of the high temperature materials. The control unit 304 can be on signals of the spectroscope 302 , the thermocouple 300 and / or the thermal camera 302 down the dosage of fuel and oxidizer, which in tanks 310 and 311 are stored, regulated and / or controlled separately.

Beispielsweise kann dadurch eine Feedback-Schleife durch die Vorrichtung bereitgestellt werden, die zu optimalen Simulationsergebnissen führen kann.For example, this may provide a feedback loop through the device that can lead to optimal simulation results.

4 zeigt eine Prüfvorrichtung 100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es ist der Prüfkörper 101, gehaltert durch die Prüfkörperhalterung 103 sowie der Gasstrahl 104 gezeigt. Der Flammspritzbrenner 102, der hier beispielhaft als Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner ausgeführt ist, weist eine Vorsatzdüse 400, ein Kühlsystem 401 sowie eine Brennkammer in Laval-Düsengeometrie 402 auf. 4 shows a tester 100 according to a further embodiment of the invention. It is the test piece 101 , held by the specimen holder 103 as well as the gas jet 104 shown. The flame spray burner 102 , which is exemplified here as a high-speed flame spray burner, has a front nozzle 400 , a cooling system 401 and a combustion chamber in Laval nozzle geometry 402 on.

An der Vorsatzdüse 400 können verschiedene Längen angeflanscht werden. Diese Düse dient der Führung des beschleunigten und gezündeten Gemischs bis zur Düsenaustrittsöffnung. Ab dort beginnt der sogenannte Freistrahlbereich. Der Freistrahl, der auch als Gasstrahl bezeichnet wird, ist im wunschgemäßen Abstand und wunschgemäßen Winkel auf die Prüfkörperoberfläche gerichtet.At the attachment nozzle 400 Different lengths can be flanged. This nozzle serves to guide the accelerated and ignited mixture to the nozzle outlet opening. From there begins the so-called free jet area. The free jet, which is also referred to as a gas jet, is directed at the desired distance and desired angle to the specimen surface.

Das Kühlsystem 401 dient der Kühlung der Düse 400 und der Brennkammer 402. Dabei kann beispielsweise eine Wasserkühlung oder auch eine Luftkühlung eingesetzt werden. Die Brennkammer 402 weist eine Laval-Düsengeometrie auf. Hier wird das Oxidator-/Brennstoffgemisch gezündet. Die Verbrennung führt zu einer stark beschleunigten Gasströmung, die durch die Laval-Geometrie mehrfache Überschallgeschwindigkeit erreicht.The cooling system 401 serves to cool the nozzle 400 and the combustion chamber 402 , In this case, for example, a water cooling or air cooling can be used. The combustion chamber 402 has a Laval nozzle geometry. Here the oxidizer / fuel mixture is ignited. The combustion leads to a strongly accelerated gas flow, which achieves multiple supersonic speeds due to the Laval geometry.

Weiterhin ist der Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner derart ausgeführt, dass daran befindliche Pulverinjektoren blindgeschlossen sind.Furthermore, the high-speed flame-spraying burner is designed such that powder injectors located thereon are blind-closed.

Es erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel sowie in jedem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung keine Injektion von Spritzzusatz, also keine Injektion von beispielsweise Pulver. Es wird lediglich der Hochgeschwindigkeitsgasstrahl zur Überprüfung der hochtemperaturfesten Materialien verwendet.It takes place in this embodiment and in any other embodiment of the invention no injection of spray additive, so no injection of, for example, powder. Only the high velocity gas jet is used to check the high temperature resistant materials.

5 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Flussdiagramm der 5 weist den Verfahrensschritt Erzeugen eines Gasstrahls durch einen Flammspritzbrenner unter Vermeidung einer Verwendung eines Spritzzusatzes des Flammspritzbrenners S1 auf. Weiterhin ist der Schritt S2 gezeigt, mit welchem das Platzieren eines Prüfkörpers in dem Gasstrahl des Flammspritzbrenners durchgeführt wird. Weiterhin ist der Schritt Prüfen eines Zustandes des Prüfkörpers nach dem Platzieren in dem Gasstrahl, welcher mit S3 bezeichnet ist, Teil des Flussdiagramms der 5. 5 shows a flowchart of a method according to an embodiment of the invention. The flowchart of 5 has the method step generating a gas jet by a flame spray burner while avoiding the use of a spray additive of the flame spray burner S1. Furthermore, the step S2 is shown, with which the placing of a test specimen in the gas jet of the flame spray burner is performed. Further, the step of checking a state of the specimen after placing in the gas jet denoted by S3 is part of the flowchart of FIG 5 ,

6 zeigt ein weiteres Flussdiagramm gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die beiden Schritte S1 und S2 sind analog zum bereits beschriebenen Ausführungsbeispiel der 5. Jedoch ist mit Verfahrensschritt S3a das Messen einer molekularen Zusammensetzung des Gasstrahls mittels eines Spektroskops gezeigt. Anschließend erfolgt der Schritt S3c, mit welchem das Anpassen einer molekularen Zusammensetzung des Gasstrahls an eine Zielzusammensetzung des Gasstrahls erfolgt. Danach kann wieder das Überprüfen des Zustandes des Prüfkörpers nach dem Platzieren in dem Gasstrahl durch Schritt S3 erfolgen. 6 shows a further flowchart according to another embodiment of the invention. The two steps S1 and S2 are analogous to the embodiment already described 5 , However, method step S3a shows the measurement of a molecular composition of the gas jet by means of a spectroscope. Subsequently, step S3c takes place, with which the adaptation of a molecular composition of the gas jet to a target composition of the gas jet takes place. Thereafter, the state of the test specimen can be checked again after placing in the gas jet by step S3.

Claims (15)

Prüfvorrichtung (100) zum Prüfen von Prüfkörpern (101) aus hochtemperaturfestem Material, die Vorrichtung aufweisend: einen Flammspritzbrenner (102), und einer Prüfkörperhalterung (103).Tester ( 100 ) for testing specimens ( 101 ) of high-temperature-resistant material, the device comprising: a flame-spraying burner ( 102 ), and a specimen holder ( 103 ). Prüfvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Flammspritzbrenner zur Bereitstellung eines Gasstrahls (104) ausgeführt ist, wobei die Prüfkörperhalterung zur Fixierung des Prüfkörpers in dem Gasstrahl ausgeführt ist, und wobei der Flammspritzbrenner zum Prüfen des Prüfkörpers den Gasstrahl ohne einen Spritzzusatz erzeugt.Test device according to claim 1, wherein the flame spray burner for providing a gas jet ( 104 ), wherein the specimen holder is designed for fixing the specimen in the gas jet, and wherein the flame spray burner for testing the specimen generates the gas jet without a spray additive. Prüfvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Flammspritzbrenner ein Hochgeschwindigkeits-Flammspritzbrenner (105) ist.Test device according to one of claims 1 or 2, wherein the flame spray burner is a high-speed flame spray burner ( 105 ). Prüfvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Flammspritzbrenner und die Prüfkörperhalterung zur Durchführung einer Relativbewegung (108) zueinander ausgeführt sind, und wobei mittels der Durchführung der Relativbewegung zumindest ein Parameter veränderbar ist, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Abstand (106) zwischen der Prüfkörperhalterung und dem Flammspritzbrenner, und Winkel (107) zwischen einem Gasstrahl des Flammspritzbrenners und einem in der Prüfkörperhalterung fixierten Prüfkörper.Test device according to one of the preceding claims, wherein the flame spray burner and the test body holder for carrying out a relative movement ( 108 ) are carried out to each other, and wherein by means of the implementation of the relative movement at least one parameter is variable, which is selected from the group consisting of distance ( 106 ) between the specimen holder and the flame spraying burner, and angle ( 107 ) between a gas jet of the flame spraying burner and a specimen fixed in the specimen holder. Prüfvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Prüfvorrichtung weiterhin aufweisend: eine Fremdgaszuführung (201), wobei die Fremdgaszuführung zur Zuführung eines Fremdgases in den Gasstrahl des Flammspritzbrenners ausgeführt ist.Test device according to one of the preceding claims, the test device further comprising: a foreign gas feed ( 201 ) wherein the foreign gas supply is performed for supplying a foreign gas into the gas jet of the flame spray burner. Prüfvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Prüfvorrichtung weiterhin aufweisend: einen Prüfkörper, und Thermoelemente (300) zur Messung einer Oberflächentemperatur des Prüfkörpers.Test device according to one of the preceding claims, the test device further comprising: a test specimen, and thermocouples ( 300 ) for measuring a surface temperature of the specimen. Prüfvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Prüfvorrichtung weiterhin aufweisend: ein Spektroskop (301), wobei das Spektroskop zur Spektroskopie des Gasstrahls des Flammspritzbrenners ausgeführt ist.Test apparatus according to one of the preceding claims, the test apparatus further comprising: a spectroscope ( 301 ), wherein the spectroscope for spectroscopy of the gas jet of the flame spray burner is executed. Prüfvorrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, die Prüfvorrichtung weiterhin aufweisend: eine Thermokamera (302), wobei die Thermokamera zur Aufnahme von Infrarotstrahlung einer Oberfläche des Prüfkörpers ausgeführt ist.Test apparatus according to one of the preceding claims, the test apparatus further comprising: a thermal camera ( 302 ), wherein the thermal camera is designed to receive infrared radiation of a surface of the specimen. Verfahren zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material, das Verfahren aufweisend die Schritte: Erzeugen eines Gasstrahls durch einen Flammspritzbrenner unter Vermeidung einer Verwendung eines Spritzzusatzes des Flammspritzbrenners (S1), Platzieren eines Prüfkörpers in dem Gasstrahl des Flammspritzbrenners (S2), und Prüfen eines Zustandes des Prüfkörpers nach dem Platzieren in dem Gasstrahl (S3).A method of testing specimens of high temperature resistant material, the method comprising the steps of: Generating a gas jet by a flame spray burner while avoiding the use of a spray additive of the flame spray burner (S1), Placing a test specimen in the gas jet of the flame spray burner (S2), and Checking a state of the specimen after placing in the gas jet (S3). Verfahren gemäß Anspruch 9, das Verfahren weiterhin aufweisend den Schritt: Messen einer molekularen Zusammensetzung des Gasstrahls (S3a), wobei das Messen spektroskopisch erfolgt.The method of claim 9, the method further comprising the step: Measuring a molecular composition of the gas jet (S3a), the measurement being carried out spectroscopically. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, das Verfahren weiterhin aufweisend den Schritt: Messen einer Oberflächentemperatur des Prüfkörpers (S3b), wobei das Messen der Oberflächentemperatur entweder mittels eines Thermoelements oder mittels einer Thermokamera unter Aufnahme von Infrarotstrahlung einer Oberfläche des Prüfkörpers erfolgt.Method according to one of claims 9 or 10, the method further comprising the step: Measuring a surface temperature of the specimen (S3b), wherein the measuring of the surface temperature takes place either by means of a thermocouple or by means of a thermocamera taking up infrared radiation of a surface of the specimen. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, das Verfahren weiterhin aufweisend den Schritt: Anpassen einer molekularen Zusammensetzung des Gasstrahls an eine Zielzusammensetzung des Gasstrahls (S3c).Method according to one of claims 9 to 11, the method further comprising the step: Adjusting a molecular composition of the gas jet to a target composition of the gas jet (S3c). Verfahren gemäß Anspruch 12, wobei das Anpassen auf Basis eines Ergebnisses einer spektroskopischen Messung der molekularen Zusammensetzung erfolgt.A method according to claim 12, wherein the fitting is based on a result of spectroscopic measurement of the molecular composition. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, wobei das Anpassen auf Basis eines Ergebnisses einer Messung der Oberflächentemperatur des Prüfkörpers erfolgt.A method according to any one of claims 12 or 13, wherein said fitting is based on a result of a measurement of the surface temperature of the specimen. Verwendung eines Flammspritzbrenners zum Prüfen von Prüfkörpern aus hochtemperaturfestem Material.Use of a flame spray torch for testing specimens made of high temperature resistant material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2990756A1 (en) * 2012-05-18 2013-11-22 Ge Energy Products France Snc METHOD FOR CREATING A COLLISION BETWEEN A CURRENT GAS AND PARTICLES AND A TARGET
CN105509917A (en) * 2015-11-27 2016-04-20 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 Temperature measurement testing apparatus of aircraft tail cover

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107525911B (en) * 2017-09-12 2023-08-08 滨州学院 Test bed and test method for simulating generation of engine oil carbon deposit
CN110455859B (en) * 2019-09-10 2024-04-23 山东源瑞试验设备有限公司 Sweating cooling test system and method based on oxyacetylene platform
CN115416880A (en) * 2022-04-28 2022-12-02 扬州睿炬科技有限公司 Application method of thermal assessment test system for hypersonic aircraft
CN115072012A (en) * 2022-04-28 2022-09-20 扬州睿炬科技有限公司 Thermal examination test system for thermal protection structure of hypersonic aircraft

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4089293A (en) * 1976-10-29 1978-05-16 Eutectic Corporation Multiple-coordinate means for applying a metal coating to a metal substrate
DE3423637A1 (en) * 1984-06-27 1986-01-02 Kulzer & Co GmbH, 6393 Wehrheim PROCESSING ARRANGEMENT FOR A FLAME HYDROLYSIS COATING DEVICE
DE4427262C1 (en) * 1994-07-30 1995-03-23 Mtu Muenchen Gmbh Process and apparatus for flame spraying
US6777374B2 (en) * 2000-07-18 2004-08-17 The United States Of America As Represented By The Environmental Protection Agency Process for photo-induced selective oxidation of organic chemicals to alcohols, ketones and aldehydes using flame deposited nano-structured photocatalyst

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2990756A1 (en) * 2012-05-18 2013-11-22 Ge Energy Products France Snc METHOD FOR CREATING A COLLISION BETWEEN A CURRENT GAS AND PARTICLES AND A TARGET
US9046221B2 (en) 2012-05-18 2015-06-02 General Electric Company Process to create a collision between a stream of gas and particles and a target
CN105509917A (en) * 2015-11-27 2016-04-20 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 Temperature measurement testing apparatus of aircraft tail cover
CN105509917B (en) * 2015-11-27 2018-12-11 中国航空工业集团公司沈阳飞机设计研究所 A kind of aircraft tail fairing thermometric experimental rig

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