[发明专利]一种叶轮叶片流线检测设备及其工作方法

权利要求书

1.一种叶轮叶片流线检测设备，其特征在于，包括三坐标检测仪、雷尼绍旋转测座和测头、压力传感器，其中三坐标检测仪包括测量底座和置于测量底座上的X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构和连接座，雷尼绍旋转测座经连接座与X轴移动机构、Y轴移动机构、Z轴移动机构传动配合，使得雷尼绍旋转测座可在测量底座上的三维空间内移动，待测量的叶轮固定设置于三坐标检测仪的测量空间内，测头可转动设置在雷尼绍旋转测座的前端，压力传感器置于测头的前端，以使测头可伸入叶轮的叶片之间，压力传感器与叶片接触时可对叶片的点坐标进行测量。

2.根据权利要求1所述的叶轮叶片流线检测设备的工作方法，其特征在于，其原理是将被测叶轮放入三坐标检测仪的测量空间，获得被测叶轮叶片上吸力曲面和压力曲面上多个对应点的空间坐标，再根据对应点的坐标值进行计算，求出被测叶轮叶片在该点处的厚度值、位置参数及其误差。

3.根据权利要求2所述的叶轮叶片流线检测设备的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

A、使用计算机根据叶轮的设计参数生成叶轮的三维模型；

B、在三维模型内提取叶轮的外子午面，并将其沿叶轮轴向移动后旋转获得旋转曲面，该旋转曲面分别与叶片吸力曲面、压力曲面相交获得对应的吸力面流线、压力面流线，提取吸力面流线、压力面流线的参数；

C、根据吸力面流线、压力面流线的参数，在吸力面流线、压力面流线上分别确定多个测量点，吸力面流线、压力面流线上的测量点分别位于叶片两侧且一一对应，提取各测量点的理论坐标值和理论法向矢量，通过对应测量点的理论坐标值可获得叶片在测量点处的理论厚度；

D、重复步骤B和步骤C，获得多组吸力面流线、压力面流线，各吸力面流线、压力面流线上同样确定多个测量点；

E、将待测量的叶轮置于三坐标检测仪内，由三坐标检测仪读入叶轮的设计参数，建立三坐标系使得叶轮的坐标原点、方向与三坐标检测仪的坐标原点、方向相同，将测头伸入叶轮，由吸力面流线规划测头的移动路径，根据吸力面流线上测量点的理论坐标值和理论法向矢量驱动测头在吸力曲面上移动，测头的压力传感器与叶片接触时，三坐标检测仪获得测量点的实际坐标值，由测头逐一完成吸力曲面上各测量点的实际坐标值的测量；

F、吸力曲面上的测量点的实际坐标值测量完成后，将测头移动至叶轮的压力曲面侧，由压力面流线规划测头的移动路径，根据压力面流线上测量点的理论坐标值和理论法向矢量驱动测头在压力曲面上移动，测头的压力传感器与叶片接触时，三坐标检测仪获得测量点的实际坐标值，由测头逐一完成该压力曲面上各测量点的实际坐标值的测量；

G、将测得的吸力曲面上各测量点的实际坐标值与相应的理论坐标值进行比对，可获得吸力曲面的形状差异状况；将测得的压力曲面上各测量点的实际坐标值与相应的理论坐标值进行比对，可获得压力曲面的形状差异状况；根据吸力曲面和压力曲面上对应测量点的实际坐标值可获得该测量点处的实际厚度，与该测量点处的理论厚度进行比对，可获得叶片的厚度情况。

4.根据权利要求3所述的叶轮叶片流线检测设备的工作方法，其特征在于，所述吸力曲面上的吸力面流线数量为9条，相邻两吸力面流线之间的距离相等，所述压力曲面上的压力面流线数量为9条，相邻两压力面流线之间的距离相等。

5.根据权利要求4所述的叶轮叶片流线检测设备的工作方法，其特征在于，各吸力面流线、压力面流线上的相邻两测量点之间的间距相等。

6.根据权利要求5所述的叶轮叶片流线检测设备的工作方法，其特征在于，所述测头沿相邻两吸力面流线的移动路径首尾相连设置，以使测头沿前一吸力面流线从头至尾测量完成后进入后一吸力面流线的尾端开始测量；所述测头沿相邻两压力面流线的移动路径首尾相连设置，以使测头沿前一压力面流线从头至尾测量完成后进入后一压力面流线的尾端开始测量。