[实用新型]一种用于涡轮发动机叶尖间隙测量的光纤探头

说明书

本实用新型公开了一种用于涡轮发动机叶尖间隙测量的光纤探头，包括：气流引流件、光纤插芯组件、光纤组件和LC光纤转接头，光纤插芯组件设置在气流引流件内，光纤组件的第一端与光纤插芯组件固定连接，光纤组件的第二端与LC光纤转接头固定连接；设定气流引流件相对于光纤组件所在的一侧为光纤探头的前端；气流引流件内设置有引流通孔，光纤插芯组件设置在引流通孔内且与引流通孔的后端密封连接；光纤插芯组件的外侧面与引流通孔的内侧面之间设置有气体引流腔，气体引流件的外侧面设置有连通引流通孔与气体引流件外部的引流孔，气体引流件的前端面设置有连通引流通孔与气体引流件外部的喷嘴。

技术领域

本实用新型涉及航空发动机测试领域，具体涉及一种用于涡轮发动机叶尖间隙测量的光纤探头。

背景技术

航空发动机在工作状态下，涡轮叶片和机匣在发动机内部较高温度和较强载荷的作用下，长时间运行将会出现变形，导致发动机叶尖间隙变化，这直接影响发动机的安全性能和工作效率。因此，对发动机在工作状态下的涡轮叶尖间隙进行测量和分析，是发动机研究过程中的重要内容。

发动机在高转速运行过程中，内部会形成一个温度较高、气流压强较大、油污染严重的环境，这对发动机的叶尖间隙测量带来一定难度。

目前，用于发动机涡轮叶尖间隙测量的较成熟的方法主要有探针放电测量法和电容测量法等，名称为《航空发动机叶尖间隙测量研究》的文献(邱立新等，航空发动机2001年第4期)和名称为《航空发动机叶尖间隙测量技术》的文献(张娜等，未来测量2010年第13期航空制造技术)，介绍了多种叶尖间隙的测量方法。

其中，探针放电法是利用施加高压的探针移动到距叶尖微米量级的距离时对叶片放电的原理进行测量，此方法性能稳定、测量精度高，但只适用于低温环境(＜600℃)的涡轮发动机，只能测量最小间隙，并且存在一定的安全风险；

电容测量法采用探头电极和叶尖电极之间距离的变化导致两者之间电容发生变化，最终将其转化为电路中电压信号变化的测量原理，此方法的时间响应和频响高、最大工作温度可达1300℃，但其测量精度受环境和校准的影响较大，并且对绝缘要求较高。

采用激光信号对叶尖间隙测量是一种相对较新的测量技术，它利用叶尖对激光的反射光信号，或通过反射光强度、位置、与入射光干涉频率的变化等多种原理，获取叶尖间隙信息。此方法在时间响应、测量精度、抗电磁干扰等方面具有较大优势，但存在易受污染而导致灵敏度下降的不足，另外，由于原材料特性和制作工艺上的限制，目前最高工作温度为700℃左右。

由此可见，发动机内部的复杂结构，和工作状态下内部部件变形、油污、振动、尤其是高温(＞1000℃)等特有的环境，对叶间间隙实时、准确的测量构成了巨大的挑战。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于为了解决光纤探头无法适应高温的情况，而提供一种用于涡轮发动机叶尖间隙测量的光纤探头。

一种用于涡轮发动机叶尖间隙测量的光纤探头，包括：气流引流件、光纤插芯组件、光纤组件和LC光纤转接头，所述光纤插芯组件设置在所述气流引流件内，所述光纤组件的第一端与所述光纤插芯组件固定连接，所述光纤组件的第二端与所述LC光纤转接头固定连接；

设定所述气流引流件相对于所述光纤组件所在的一侧为所述光纤探头的前端；

所述气流引流件内设置有引流通孔，所述光纤插芯组件设置在所述引流通孔内且与所述引流通孔的后端密封连接；

所述光纤插芯组件的外侧面与所述引流通孔的内侧面之间设置有气体引流腔，所述气体引流件的外侧面设置有连通所述引流通孔与所述气体引流件外部的引流孔，所述气体引流件的前端面设置有连通所述引流通孔与所述气体引流件外部的喷嘴。

具体地，所述喷嘴为与所述引流通孔同轴设置的锥形孔，所述喷嘴的前端直径小于所述喷嘴的后端直径，所述喷嘴的后端直径等于所述引流通孔的直径。