摘要：动叶片与发动机机匣之间的叶尖间隙参数是反映航空发动机工作性能和运行安全的关键状态参数之一。多级多叶片叶尖间隙同时进行测量时,叶尖间隙测量数据量巨大,多通道数据快速处理与传输至关重要。设计了基于USB3.0的4通道叶尖间隙数据采集系统,提出了全采集和在板处理两种数据处理方法。利用FPGA高速并行处理多路ADC量化数据,通过USB3.0总线将预处理后数据传输至计算机,以进行数据后处理、显示与存储。通过实验验证了数据采集系统的有效性,USB3.0接口的数据传输带宽可达400 MB/s,系统理论上可扩展至32通道叶尖间隙信号输入。数据采集系统可同时满足叶尖间隙离线数据分析和实时在线监测的不同测量需求,设计方法在叶尖间隙测量工程应用方面具有重要意义。

摘要：叶尖间隙是航空发动机设计和试验的关键参数,直接影响发动机的工作效率和运行安全。航空发动机叶尖间隙的实时在线监测已成为测试大纲中的必备项目。随着新型航空发动机的发展,叶尖间隙测量技术进一步成熟和深入。介绍了叶尖间隙在线测量原理,阐述了系统典型结构及常用测量流程,归纳了叶尖间隙在线测量的6大关键技术,详细分析了放电探针法、光纤法、电容法、电涡流法和微波法等叶尖间隙测量方法的工作原理、性能特征、关键技术发展历程及未来发展方向,对比总结了各种方法的研究成果和最新产品,提出了叶尖间隙测量领域的发展趋势与展望,从6个方面总结了叶尖间隙测量领域的未来重点研究方向,为后续研究提供参考。

摘要：叶片振动参数的实时监测是保障航空发动机健康运行的关键。传统的叶尖定时传感信号预处理方法会因转子转速变化范围较宽(20~20 000 r/min),产生较大的定时误差,影响叶片振动参数的辨识精度。通过分析采样率转换模型,提出了一种基于空域变换的叶尖定时信号预处理方法,将叶尖信号的等时间采样转换为等角度空间采样,实现高精度叶尖定时信号的获取;使用基于三阶拉格朗日插值的Farrow结构并通过流水线优化技巧,在现场可编程逻辑门阵列上实现了逻辑资源占用与数据处理速率的均衡设计。实验验证表明,该方法可以有效完成等空间角度采样,降低了转速变化的影响,在实时转速为1 000~8 000 rpm,基准转速为3 000 rpm时,无论采用前沿时刻鉴别还是采用双边沿时刻鉴别,本文采用的方法振动位移测量误差均在20.19μm内,远低于传统位移测量方法的测量误差,提高了叶片到达时刻及叶片振动位移的测量精度。

摘要：为了提升长导轨五自由度测量中直线度测量精度,对五自由度测量装置中直线度测量单元的测量光路、误差模型和标定方法等进行研究。长距离测量时基准光束角度漂移会造成严重的直线度误差,光路中采用了望远物镜结构测量角度漂移,相比于单透镜,这种可以在有限空间内增加焦距,使得组合焦距大于机械尺寸,从而提高测量精度,并通过补偿提高测量稳定性;分析了角度串扰引入的误差,并结合装置中的角度测量值建立了补偿模型;采用四象限探测器作为直线度测量传感器,为解决传感器测量非线性随量程变大而加剧以及测量灵敏度随长导轨移动非线性变化的问题,提出了一种多项式拟合与三次样条插值拟合相结合的分区间标定方法。试验结果表明:在5 m的测量距离以及±400μm的量程内,与激光干涉仪测量结果对比,误差标准差小于0.3μm,3 h内漂移小于±0.5μm。满足长导轨直线度测量对大量程、高精度、高稳定性的要求。

摘要：针对现有倾角传感器分辨力不足、精度不高、线性度差等问题,设计了一种使用柔性铰链连接极板和外框架进行角度传递的差动电容式倾角传感器,该传感器兼具稳定性好、分辨力高和线性度好的优点。提出了在检测能力一定的情况下通过改变结构参数获得不同分辨力和量程的倾角传感器设计方法。分析了差动式电容极板测倾角原理并进行了线性度评定。构建了结构参数对传递灵敏系数的影响模型,根据选择的结构参数设计了传感器并结合数字电容检测电路进行了验证。实验结果表明在±1000″量程范围内分辨力优于0.14″,测量误差小于±2″,线性度优于0.17%。

摘要：正交分光测量系统在动态位姿测量场景中有重要应用,待测目标的特征点坐标快速、有效匹配是系统实现动态测量的关键,传统坐标匹配方法存在速度慢、动态误差大等问题。提出一种基于射影不变量的多点坐标匹配方法,依据正交分光测量系统的成像特性,将射影变换中的交比不变量和顺序性作为坐标匹配的约束条件,设计了一种共线多点的合作靶标,完成图像坐标和物点的匹配,讨论并解决了测量过程中可能出现的坐标重叠情况。实验结果显示:所提方法单帧的坐标匹配时间最多为3 ms;随着被测目标运动速度的增加,与位姿解算方法 optimal solution to perspective-n-point problem(OPnP)结合的旋转矩阵误差不超过6°,平移向量误差不超过2%。

摘要：设计了一种基于AT89C55单片机的智能火灾两级报警与联动控制系统。此系统结合多种火灾因素探测器和运用模糊神经网络算法来提高报警的可靠性,采用两级报警和主控中心联动灭火的设计提高报警和自动灭火的及时性。分别说明了系统的硬件电路设计、系统的通讯方式和软件设计思想。这一设计可提高火灾报警系统的可靠性与及时性,减少误报率,提高系统的智能化程度。

摘要：动叶片的叶尖间隙参数直接决定航空发动机的工作效率和运行安全,随着发动机朝着质量更轻、运转效率更高的方向发展,碳纤维复合材料(CFRP)被广泛应用于大涵道比航空发动机风扇叶片的设计,然而材料导电性会影响间隙测量结果。提出了一种基于电容法的CFRP叶片叶尖间隙测量方法;利用显微观察和元素分析,获取了CFRP叶片导电性规律,建立了仅碳纤维层参与构成电容器极板的叶尖间隙测量模型;开展了金属叶片和CFRP叶片叶尖间隙测量的仿真和实验,结果表明,两种叶片在不同间隙值下的电容输出呈比例关系,CFRP叶片的叶尖间隙测量精度优于45μm;完成了某型大涵道比航空发动机的测量试验,验证了航空发动机CFRP风扇叶片叶尖间隙测量方法的可行性和可靠性。

摘要：转盘电极发射光谱分析技术在油液成分检测中有重要应用,研究表明,电弧光源的稳定性对光谱分析的结果有重要影响,传统的电弧发生器多使用火花放电器作为引弧电路的核心器件,在油液成分分析中引弧的稳定性和可靠性难以保证。文章提出了一种用于电弧光源激发的数字化自动引弧电路,建立了高频引弧电路拓扑结构模型,使用双路可控硅代替火花放电器,并使用基于FPGA和电流反馈的Buck电路自动调整输出电压,分析了电路参数和控制策略对输出波形的影响。对间隙长度2~6 mm、覆盖油液样品厚度0.2 mm的电弧结构进行了电击穿仿真,结果显示电路的输出电压能够随间隙变化自动调整,且在不同间隙长度和电极上有无油液样品覆盖的情况下均能实现可靠引弧。

摘要：为满足钢板表面缺陷在线检测系统宽幅面、高速、高分辨率的检测要求,优化设计了钢板表面缺陷视觉检测系统的光学部分。采用了一种新型LED线光源获得高强度均匀照明,多线阵CCD拼接成像完成幅面分割。明、暗域相结合的成像模式确保了大部分缺陷的有效检出。综合考虑光源、镜头与线阵CCD的影响,计算并优化选取了光学镜头的焦距、f数和视场角等参数以满足检测需要,整个光学系统设计满足在线检测需要并在样机中得以应用。