[发明专利]一种基于三维成像的轮机叶片冷却孔测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于三维成像的轮机叶片冷却孔测量装置，包括把柄(1)、防滑纹(2)、三维探测器(3)、探头(4)、无线信号收发器(5)、计算机(6)、鼠标(7)、键盘(8)、叶轮表面(9)、冷却孔(10)和测量针(11)，其特征在于，所述把柄(1)上设有防滑纹(2)，在把柄(1)的顶端安装有三维探测器(3)，在三维探测器(3)上安装有三个探头(4)，且在三维探测器(3)上设有无线信号收发器(5)，所述三维探测器(3)通过无线信号收发器(5)与计算机(6)连接，所述计算机(6)和与计算机(6)连接的鼠标(7)和键盘(8)共同组成三维成像设备，所述三维探测器(3)用于探测叶轮表面(9)的冷却孔(10)，在进行探测前，在冷却孔(10)内安装测量针(11)，其中，所述计算机(6)为一体机，在计算机(6)内安装有三维建模软件，该三维建模软件具有配套的三维模型测量插件，在所述三维模型中以所述测量针（11）的中心轴为基准轴，计算出所述冷却孔（10）的包括孔径和角度在内的相关数据，其中，以所述测量针(11)的中心轴为基准轴，以垂直于所述基准轴且穿过所述冷却孔(10)的平面为基准面1，以过所述基准轴且与所述叶轮表面(9)垂直的平面为基准面2，所述冷却孔(10)与基准面1相交的圆的直径即为所述冷却孔(10)直径，基准轴与基准面2和所述叶轮表面(9)的交线之间的夹角为所述冷却孔(10)与所述叶轮表面(9)的夹角；

所述三维探测器(3)上安装探头(4)的一面为内凹式弧面，在弧面的底端安装有一个探头(4)，在弧面的两端分别安装一个探头(4)，所述探头（4）为时差测距式激光探头，所述三维探测器(3)对所述冷却孔(10)内插入所述测量针(11)的所述叶轮表面(9)进行全方位的非接触式探测。

2.根据权利要求1所述的基于三维成像的轮机叶片冷却孔测量装置，其特征在于，在探头(4)的中心位置设有激光发射器，在激光发射器的周围设有激光信号接收器。

3.根据权利要求1所述的基于三维成像的轮机叶片冷却孔测量装置，其特征在于，所述计算机(6)与鼠标(7)和键盘(8)无线连接。

4.一种使用权利要求1所述测量装置的基于三维成像的轮机叶片冷却孔测量方法，其具体步骤如下：

S1.测前准备：启动计算机(6)，确保计算机(6)与三维探测器(3)连接通畅，将测量针(11)插入叶轮表面(9)的冷却孔(10)；

S2.开始探测：使用三维探测器(3)对冷却孔(10)内插入测量针(11)的叶轮表面(9)进行探测，所述三维探测器(3)对所述冷却孔(10)内插入所述测量针(11)的所述叶轮表面(9)进行全方位的非接触式探测；

S3.三维建模：根据三维探测器(3)上的无线信号收发器(5)传来的数据信号，计算机(6)进行三维建模；

S4.数据分析：根据三维模型计算出冷却孔(10)的包括孔径和角度在内的相关数据，其中，在三维模型中以测量针(11)的中心轴为基准轴，以垂直于基准轴且穿过冷却孔(10)的平面为基准面1，以过基准轴且与叶轮表面(9)垂直的平面为基准面2，所述冷却孔(10)与基准面1相交的圆的直径即为所述冷却孔(10)直径，基准轴与基准面2和所述叶轮表面(9)的交线之间的夹角为所述冷却孔(10)与所述叶轮表面(9)的夹角。

5.根据权利要求4所述的基于三维成像的轮机叶片冷却孔测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，测量针(11)与冷却孔(10)间隙配合，且测量针(11)垂直插入冷却孔(10)内，即测量针(11)的外壁与冷却孔(10)的内壁相贴，测量针(11)的中心轴与冷却孔(10)的中心轴重合。