善測(cè)（天津）科技有限公司位于天津市西青學(xué)府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊(cè)資本 500 萬(wàn)，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

為了改善裝配過(guò)程中葉尖間隙一直以來(lái)采用塞尺測(cè)量帶來(lái)的效率低和精度不高，甚至對(duì)葉片石墨涂層掛傷的缺點(diǎn)，依據(jù)如今碰壁發(fā)展的先進(jìn)光學(xué)影像測(cè)量技術(shù)和運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)，突出了一種利用光學(xué)影像測(cè)量裝配過(guò)程中葉尖間隙的非接觸測(cè)量方法。

在測(cè)量系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，在橫向上采用左右螺旋直線直線運(yùn)動(dòng)單元，縱向上采用雙直線運(yùn)動(dòng)單元，如此，可依據(jù)實(shí)際情況和需要，選用單個(gè)或雙個(gè)CCD攝像機(jī)進(jìn)行測(cè)量。

基于大頻差雙頻激光的旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙測(cè)量技術(shù)

主要包括以下幾個(gè)部分:

(1)研究采用光纖光路結(jié)構(gòu)的拍波(雙頻激光的合成波)信號(hào)傳輸技術(shù),提出了基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測(cè)量新方法。雙路拍波信號(hào)的相位差只與包含葉尖間隙信息的光程差有關(guān),而與葉片特性、電磁環(huán)境干擾等無(wú)關(guān),從而提高測(cè)量精度,并可實(shí)現(xiàn)自標(biāo)定(標(biāo)定的基準(zhǔn)單位是自身的拍波波長(zhǎng))。(3)詳細(xì)設(shè)計(jì)并制作了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的軟、硬件,形成較完整的系統(tǒng)樣機(jī)。

 (2)深入分析了基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)的誤差源并經(jīng)理論推導(dǎo)建立了誤差模型和影響機(jī)制。使用matlab工具驗(yàn)證了誤差模型的正確性,指出影響系統(tǒng)測(cè)量精度的主要誤差因素,較系統(tǒng)地探索了該方法的測(cè)量精度潛力。

 (3)詳細(xì)設(shè)計(jì)并制作了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的軟、硬件,形成較完整的系統(tǒng)樣機(jī)。具體包括:1)雙路拍波光纖化、微型化光路系統(tǒng)搭建和光纖傳感器設(shè)計(jì);2)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制板和調(diào)試,如APD高壓偏置電源電路、低噪聲微波級(jí)聯(lián)放大電路、本振電路、混頻電路;3)基于全相位FFT的數(shù)字相位檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn),上位機(jī)程序及應(yīng)用軟件編寫等。間隙減小雖然能減少工作介質(zhì)泄露,提高工作效率,但是過(guò)小的葉尖間隙會(huì)導(dǎo)致葉尖與機(jī)閘相互磨損碰撞,進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)的安全性和可靠性,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)損壞,造成大量的經(jīng)濟(jì)損失,甚至威脅到人身安全。

 (4)設(shè)計(jì)并完成了系統(tǒng)各子模塊調(diào)試實(shí)驗(yàn)和樣機(jī)聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn),主要包括空間雙路比相實(shí)驗(yàn)和單路光纖傳輸?shù)碾p路比相測(cè)距實(shí)驗(yàn)。

磁鐵吸合的工作臺(tái)要擦拭干凈

測(cè)量中的注意事項(xiàng)：①因?yàn)榇藴y(cè)量是精密測(cè)量，精度是 在0.001mm的范圍內(nèi)，首要注意千分表的指針要與測(cè)量面相垂 直，讀數(shù)時(shí)目視方向與表盤相垂直，以保證檢測(cè)的準(zhǔn)確性。②在 測(cè)量的過(guò)程中，指針需持續(xù)壓在檢測(cè)面上，不能離開(kāi)零件，直到 測(cè)量完畢，避免表針離開(kāi)工件時(shí)，再次壓到檢測(cè)面時(shí)會(huì)發(fā)生震 動(dòng)，使誤差加大。③磁鐵吸合的工作臺(tái)要擦拭干凈，以免吸合不 穩(wěn)發(fā)生表座移動(dòng)，影響測(cè)量精度。分析葉片厚度、葉片轉(zhuǎn)速、傳感器敏感區(qū)大小、信號(hào)采樣速率引起的空間濾波效應(yīng),以及對(duì)葉尖間隙測(cè)量結(jié)果的影響。

GSK980TD車床控制系統(tǒng)為例

反向間隙參數(shù)調(diào)整

以廣數(shù)GSK980TD車床控制系統(tǒng)為例。測(cè)量前先把X與Z方向的反向間隙數(shù)值清 零，操作方法：按面板上的“設(shè)置”→ 按字母“L”把參數(shù)開(kāi)關(guān)變?yōu)?“開(kāi)”,→按“錄入”→按“參數(shù)”→按翻頁(yè)鍵 找到 034（035），移動(dòng)箭頭使光標(biāo)在034（X方向反向間隙補(bǔ)償）或035 （Z方向反向間隙補(bǔ)償）中→ 輸入“0”→ 按“輸入”即可把034與 035參數(shù)清零。修改完成后，按面板上的“設(shè)置”→ 按字母“W”把參數(shù)開(kāi)關(guān)變?yōu)椤瓣P(guān)”。在后期的改進(jìn)中,該部分控制電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換器、RAM的控制邏輯一樣應(yīng)被設(shè)計(jì)在CPLD中,由此能大幅提高系統(tǒng)的檢測(cè)精度。