[实用新型]一种基于光谱共焦技术的叶尖间隙测量系统

权利要求书

1.一种基于光谱共焦技术的叶尖间隙测量系统，用于测量航空发动机或燃气涡轮机的转子(1)，转子(1)上设有叶片(2)，其特征在于，所述叶尖间隙测量系统包括光谱共焦叶尖间隙传感器和控制器，光谱共焦叶尖间隙传感器和控制器依次设置于所述转子(1)的一侧，所述光谱共焦叶尖间隙传感器由色散透镜(3)和光纤传输线(4)组成，所述光纤传输线(4)由位于中心的主光纤和围绕在主光纤周围的辅助光纤组成，光纤传输线(4)靠近色散透镜(3)的一端为第一端口(a)，另一端分为第二端口(b)和第三端口(c)，所述第一端口(a)连接所述主光纤和辅助光纤，所述第二端口(b)连接所述辅助光纤，所述第三端口(c)连接所述主光纤；

所述控制器包括光电转换模块(5)、光纤耦合器(6)、主控单元(7)、光开关(8)、N个光谱仪(9)、宽带光源(10)；N为大于等于1的整数；所述光纤耦合器(6)包括第四端口(d)、第五端口(e)和第六端口(f)；第二端口(b)通过光纤转接头(11)与光电转换模块(5)相连，所述光电转换模块(5)与主控单元(7)相连；主控单元(7)、光开关(8)分别与光谱仪(9)相连；第三端口(c)通过光纤转接头(11)与光纤耦合器(6)的第四端口(d)相连；第五端口(e)与光开关(8)相连，宽带光源(10)发出的光从光纤耦合器(6)的第六端口(f)入射，经过第四端口(d)进入第三端口(c)连接的主光纤，继而从光纤传输线(4)的第一端口(a)射出。

2.根据权利要求1所述一种基于光谱共焦技术的叶尖间隙测量系统，其特征在于，当转子(1)的叶片(2)转动到光谱共焦叶尖间隙传感器的前方测量区域时，光经过叶片(2)表面反射后从光纤传输线(4)返回被控制器检测到；由第一端口(a)出射的光为宽带光，色散透镜(3)将宽带光不同的波长成分聚焦到透镜光轴不同的点上；正好聚焦到叶片(2)表面的波长成分作为传感光被反射进主光纤；传感光从第三端口(c)射出进入第五端口(e)，进而经过光开关(8)被光谱仪(9)检测，解调出传感光的峰值波长即可得到相应的叶尖间隙值；焦点不在叶片表面的波长成分作为触发光被主光纤周围的辅助光纤接收从第二端口(b)射出，触发光最终由光电转换模块(5)检测并将光信号转换为电信号发送给主控单元(7)；主控单元(7)在接收到光电转换模块(5)发来的电信号后，产生时序控制信号依次控制光开关(8)切换通道并触发各个光谱仪(9)对传感光进行采样。