[发明专利]基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统及测量方法

权利要求书

1.基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统，其特征在于，该系统包括：金属探针，绝缘层，高压放电电源模块，数据处理模块，数据采集模块，脉冲电压产生模块和等离子体激励器；所述等离子体激励器和金属探针均嵌入航空发动机的机闸内，且金属探针与发动机的叶片相对；

根据来流气体的流速大小与气压大小，数据处理模块控制脉冲电压产生模块产生脉冲电压信号，所述脉冲电压产模块将产生的脉冲电压施加在等离子体激励器上，从而使得等离子体激励器在机匣与叶片之间的流道中产生稳定的等离子体，并通过气流的流动作用使得该等离子体覆盖叶片与金属探针之间的间隙；数据处理模块通过高压放电电源模块将电压信号施加在发动机的叶片上；所述数据采集模块实时采集金属探针上的电信号和高压放电电源模块的电信号，并将采集的信号传送至数据处理模块，所述数据处理模块根据金属探针上的电信号判断是否发生辉光放电，若发生辉光放电，则数据采集模块将采集到的辉光放电时的电信号传送至数据处理模块，该数据处理模块根据收到的电信号计算出发电机的叶尖间隙；若未发生辉光放电，则数据处理模块控制高压放电电源模块的输出电压逐步提高，从而在叶片与金属探针之间产生高强度的电场环境，当金属探针与叶片之间的电压大于等离子体的击穿电压时，叶片与金属探针之间的等离子体被击穿，辉光放电发生。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统，其特征在于，所述金属探针与机匣接触处采用绝缘材料包裹。

3.根据权利要求2所述的基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统，其特征在于，所述绝缘材料采用耐高温高压的绝缘材料。

4.根据权利要求1所述的基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统，其特征在于，所述等离子体激励器包括暴露电极，等离子体和覆盖电极；所述暴露电极和等离子体置于机匣表面，所述覆盖电极设置在机匣内部，且覆盖电极与机匣接触处用绝缘材料包裹，在暴露电极与覆盖电极之间的气隙空间中设有一块绝缘介质，且该绝缘介质形成介质阻挡层。

5.根据权利要求1所述的基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统，其特征在于，所述脉冲电压产生 模块采用介质阻挡放电的方式放电。

6.根据权利要求1所述的基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统，其特征在于，所述数据处理模块计算叶尖间隙具体为：数据处理模块计算根据等离子体被击穿时数据采集模块采集的电信号的时域特征和频域特征，确定该信号具有的物理特征，之后选择小波变换或S变换抽取相关的特征量，从中进行分析总结，并通过制定评价指标的方法，将抽取的特征量组合成一个表征量，并将该表征量确定为叶尖间隙的表征。

7.基于权利要求1所述的基于脉冲介质阻挡放电的叶尖间隙测量系统的测量方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤1：在发动机叶片和发动机机匣之间产生稳定的等离子体；

步骤2：在叶片上施加电压，判断金属探针与叶片之间是否发生辉光放电，若是则转步骤3，否则增大施加在叶片上的电压，直至金属探针与叶片之间发生辉光放电；

步骤3：采集辉光放电时的电信号，根据该电信号计算出发动机叶片的叶尖间隙。