[发明专利]一种旋转叶片表面温度非接触式测量定位方法及装置

权利要求书

1.一种旋转叶片表面温度非接触式测量定位装置，主要包括：

测量旋转叶片表面温度的光纤比色测温系统和测量旋转叶片相对位移变化信息的反射补偿型光纤位移测量系统；其中：

光纤比色测温系统的结构为：

透镜和光纤温度探头连接光纤束，光纤束分为两束，第一束光纤对应第一滤光片，第一滤光片的光路上安装有第一光电转换部件；

第二束光纤对应第二滤光片，第二滤光片的光路上安装有第二光电转换部件；

反射补偿型光纤位移测量系统的结构为：

透镜和光纤探头连接光纤束，光纤束包括发射光纤、信号光纤和参考光纤；

发射光纤与一光源的光路上安装有滤光镜；

信号光纤对应第三滤光片，第三滤光片的光路上安装有第三光电转换部件；

参考光纤对应第四滤光片，第四滤光片的光路上安装有第四光电转换部件；

信号光纤与发射光纤之间的间距与参考光纤与发射光纤之间的间距不相等；

光纤比色测温系统和反射补偿型光纤位移测量系统均分别连接同步/异步触发装置和数据采集仪，同步/异步触发装置连接至数据采集仪，同步/异步触发装置和数据采集仪连接计算机。

2.根据权利要求1所述的旋转叶片表面温度非接触式测量定位装置，其中，光纤比色测温部分设有多套。

3.根据权利要求1所述的旋转叶片表面温度非接触式测量定位装置，其中，光电转换部件包括光电转换、信号滤波与放大功能。

4.利用权利要求1所述旋转叶片表面温度非接触式测量定位装置进行测量定位的方法，首先由计算机发出数据测量、采集记录指令给同步/异步触发装置，分别触发反射补偿型光纤位移测量系统、光纤比色测温系统和数据采集仪开始工作：

旋转叶片的辐射光能通过透镜和光纤温度探头后进入光纤束，然后光纤束分为两路，分别经过第一滤光片和第二滤光片对两束光进行滤波，获得测温用波长为λ₁和λ₂的光辐射能，再分别经过第一光电转换部件和第二光电转换部件获得波长为λ₁和λ₂的光辐射能对应的电压或电流信号，该电压或电流信号通过数据采集仪进行采集记录并输入计算机进行处理，获得旋转叶片表面的温度；

光源产生的光束经过滤光镜后获得测量位移所需波长λ₃的光能进入发射光纤，并通过光纤束、光纤探头和透镜发射到旋转叶片表面，由旋转叶片表面反射的光再经过透镜和光纤探头进入光纤束中的信号光纤和参考光纤，信号光纤经第三滤光片、参考光纤经第四滤光片得到波长为λ₃的光辐射能，然后分别经过第三光电转换部件和第四光电转换部件获得信号光纤与参考光纤波长λ₃光辐射能对应的电压或电流信号，信号光纤和参考光纤的两路电压或电流信号经过数据采集仪进行数据采集存记录并输入计算机进行处理，获得光纤探头与旋转叶片表面之间的相对距离变化信息。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，反射补偿型光纤位移测量系统与光纤比色测温系统是同步或异步启动。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中，反射补偿型光纤位移测量系统的响应时间小于5微妙。

7.根据权利要求4所述的方法，其中，测量位移的波长λ3要远离测温用波长λ₁和λ₂的区间。

8.根据权利要求4所述的方法，其中，叶片温度与位移对应关系与反射补偿型光纤位移测量系统的响应时间ts、光纤比色测温系统响应时间td、温度探头和位移探头的安装间距及径向位置有关，t2时刻所测温度值与叶片表面对应点可以由t1(t1＝t2+ts-td)时刻所测叶片相对位置获得。