本發明屬于高速旋轉機械葉片表面溫度測量技術，涉及一種高速旋轉機械葉片表面熱輻射量測量方法。

背景技術：

高速旋轉機械中由于氣體的減速增壓或高溫高壓氣體減壓增速，使得選擇機械內部固體、氣體換熱現象復雜，而高速旋轉機械葉片就工作在非常復雜惡劣的環境中。為了評估高速旋轉機械葉片的壽命，需要測量葉片表面溫度，用理論分析的方法研究這種復雜的換熱現象，把握旋轉機械內傳熱換熱規律，關鍵在于建立轉子葉片真實傳熱換熱的數學物理模型，而數理模型最終來自試驗數據。只有通過試驗，詳細測量轉子葉片表面溫度，才能真正認識高速旋轉機械內流換熱機理，有效評估高速旋轉機械葉片壽命。

技術實現要素：

本發明的目的是：提供一種旋轉機械葉片表面熱輻射量測量方法及裝置，在盡可能保證測試安全的前提下，能快速獲取高速旋轉機械葉片表面輻射量。

本發明的技術方案是：一種旋轉機械葉片表面熱輻射量測量方法，其硬件包括驅動機構和紅外探針，其中，驅動機構包括電磁閥、汽缸和高低壓氣路，電磁閥控制高低壓氣路切換，當切換至高壓氣路時，通過汽缸驅動紅外探針伸入旋轉機械流道，當切換至低壓氣路時，紅外探針回縮，紅外探針包括光電探測器及電機和反光鏡，反光鏡安裝在紅外探針頭部，材料為鉑金，該反光鏡在電機驅動的拉桿的作用下能夠自由翻轉，翻轉角度為45°～71°(反光鏡法向與探針軸向夾角)，完成一次掃描。反光鏡在翻轉過程中將葉片表面的輻射量反射到光電探測器上，通過電信號分析葉片表面輻射量分布，進而分析葉片表面溫度分布，為高速旋轉機械葉片壽命評估提供數據支持，當驅動機構上電磁閥切換至低壓氣路時，汽缸驅動紅外探針回縮至機匣壁面(初始位置)，結束掃描。

所述驅動機構需要1MPa和0.5MPa兩路氣源，由電磁閥控制，配合汽缸驅動探針伸縮，伸縮距離為30mm。

一種旋轉機械葉片表面熱輻射量測量裝置，包括驅動機構和紅外探針，其中，驅動機構包括電磁閥、汽缸和高低壓氣路，電磁閥控制高低壓氣路切換，當切換至高壓氣路時，通過汽缸驅動紅外探針伸入旋轉機械流道，當切換至低壓氣路時，紅外探針回縮。

紅外探針包括光電探測器、電機和反光鏡，反光鏡安裝在紅外探針頭部，材料為鉑金，該反光鏡在電機驅動的拉桿的作用下能夠自由翻轉，翻轉角度為45°～71°(反光鏡法向與探針軸向夾角)，完成一次掃描。反光鏡在翻轉過程中將葉片表面的輻射量反射到光電探測器上，通過電信號分析葉片表面輻射量分布，進而分析葉片表面溫度分布，為高速旋轉機械葉片壽命評估提供數據支持，當驅動機構上電磁閥切換至低壓氣路時，汽缸驅動紅外探針回縮至機匣壁面(初始位置)，結束掃描。

本發明的有益效果是：本發明驅動機構能夠根據測試指令，在需要測量時，驅動機構驅動探針伸入高溫內流道，測試完成時回縮至機匣壁面(初始位置)。不僅減少了探針暴露在高溫環境下的時間，有效延長了探針使用壽命，最大程度保證傳感器及被測對象的安全，在測試完成后不再影響內流場，完全可以搭車試驗，節約試驗測試成本。另外，通過探針頭部的反光鏡翻轉的形式，減小了探針伸入流道的長度，不僅能夠掃描整個葉片表面輻射量，還最大程度降低了測試對原流場的影響。同時，該技術在其他一些特殊的葉片表面特性檢測領域也具有重要推廣應用價值和參考意義。

附圖說明

圖1本發明高速旋轉機械葉片表面熱輻射量測量方法結構框圖；

其中：1-驅動機構、2-驅動氣路、3-光電探測器及電機、4-反光鏡。

具體實施方式

下面結合附圖1對本發明進行詳細說明。

圖1是發明高速旋轉機械葉片表面熱輻射量測量方法的結構框圖。

本發明高速旋轉機械葉片表面熱輻射量測量方法的硬件包括驅動機構和紅外探針，其中，驅動機構包括電磁閥、汽缸和高低壓氣路，需要提供1MPa和0.5MPa兩路氣源，由電磁閥對兩路高低壓進行切換控制，驅動探針伸縮，伸縮距離為30mm。電磁閥切換至高壓氣路時，控制汽缸驅動紅外探針伸入旋轉機械流道，探針內的電機控制拉桿拉動反光鏡翻轉，翻轉角度為45°～71°(反光鏡法向與探針軸向夾角)，完成一次掃描。反光鏡在翻轉過程中將葉片表面的輻射量反射到光電探測器上，通過電信號分析葉片表面輻射量分布，進而分析葉片表面溫度分布，為高速旋轉機械葉片壽命評估提供數據支持。當驅動機構上電磁閥切換至低壓氣路時，汽缸驅動紅外探針回縮至機匣壁面(初始位置)，結束掃描。