[实用新型]一种基于密闭环境下的叶尖间隙测量装置

说明书

本实用新型公开一种基于密闭环境下的叶尖间隙测量装置，用于嵌套安装在需要检测的转子叶片上，转子叶片位于机匣内，叶尖间隙测量装置包括电容传感器、检测电路单元、无线传输模块、供电电池和紧固装置，所述电容传感器设置于叶尖间隙测量装置的顶部，通过调节紧固装置调整叶尖间隙测量装置的径向位置，使电容传感器的极板与转子叶片的顶端平行；所述电容传感器、检测电路单元和无线传输模块依次连接，所述供电电池用于提供叶尖间隙测量装置所需的电能。

技术领域

本实用新型涉及叶尖间隙测量领域，尤其涉及一种基于密闭环境下的叶尖间隙测量装置。

背景技术

在航空发动机、燃气轮机、汽轮机等旋转机械中，转子叶片顶端与机匣内壁之间的微小距离称为叶尖间隙，是影响旋转机械性能的重要参数之一。减小叶尖间隙能够降低燃油消耗率，显著提高旋转机械运行效率，但过小的叶尖间隙值会导致叶片与机匣的碰摩，严重危害旋转机械运行安全。因此，叶尖间隙测量技术对提高旋转机械性能、保障旋转机械安全运行具有重要的意义。

目前，成熟的叶尖间隙测量方法有放电探针法、激光三角法、光纤束法、电涡流法、电容法和微波法，除电涡流法在机匣厚度较薄时无须开孔外，其余几种方法均需在机匣表面开孔安装传感器，通过测量叶片顶端到传感器顶端之间的距离来实现间隙值的测量。这种方法破坏了旋转机械内部环境的密闭性，容易导致流体的泄漏，同时机匣开孔是永久伤害，且一旦更换测点就必须重新开孔，给旋转机械造成了较大的损伤，容易导致故障发生。

为了保证旋转机械环境的密闭性，常见的叶尖间隙测量方法有橡皮泥法。将橡皮泥均匀的涂抹到机匣内壁上，高速旋转的叶片会将多余的橡皮泥削去，停机后测量剩余橡皮泥的高度，即为工作过程中叶尖间隙的最小值。这种方法实施较为简单，成本较小，不会对旋转机械造成任何破坏，但测量精度较低，只能测出一级叶片整个工作过程的间隙最小值，且只能在启停机时测量，无法得知叶尖间隙的实时值。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中对旋转机械密闭环境造成破坏，间隙值测量精度较低，且只能测出一级转子叶片整个工作过程的间隙最小值，未能实现多个叶片间隙值实时显示的缺点，提供一种适用于密闭环境，能够实现多叶片高精度、实时的，结构简单成本低廉的叶尖间隙测量装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于密闭环境下的叶尖间隙测量装置，用于嵌套安装在需要检测的转子叶片，转子叶片位于机匣内，叶尖间隙测量装置包括电容传感器、检测电路单元、无线传输模块、供电电池和紧固装置，所述电容传感器设置于叶尖间隙测量装置的顶部，通过调节紧固装置调整叶尖间隙测量装置的径向位置，使电容传感器的极板与转子叶片的顶端平行；所述电容传感器、检测电路单元和无线传输模块依次连接，所述供电电池用于提供叶尖间隙测量装置所需的电能。

进一步的，所述检测电路单元包括信调模块和主控芯片。

与现有技术相比，本实用新型的技术方案所带来的有益效果是：

1.本实用新型的叶尖间隙测量装置安装嵌套在需要检测的转子叶片上，因此能够在旋转机械机匣的密闭环境中测量转子叶片叶尖间隙值，无须在机匣上打孔安装传感器，避免了对旋转机械结构的破坏；

2.本实用新型的叶尖间隙测量装置可以通过无线传输模块将测量数据实时发送给上位机，因此能够在转子叶片高速旋转状态下实时在线测量，克服了传统间隙测量方法中，只能在启停机时刻进行叶尖间隙测量的不足；

3.本实用新型的叶尖间隙测量装置可以通过无线传输模块将测量数据实时发送给上位机，能够实现对任意转子叶片叶尖间隙的实时在线测量，克服了传统间隙测量方法中，只能测量工作过程中叶尖间隙最小值的不足；

4.由于本实用新型的叶尖间隙测量装置体积小巧、设计精妙，且不会对旋转机械造成结构性损伤，因此单级叶片能够同时安装多个测量装置；