[发明专利]基于相位锁定法的转子叶片表面全域动态压力测量装置及方法

权利要求书

1.一种基于相位锁定法的转子叶片表面全域动态压力测量装置，其特征在于包括编码器(6)、编码器信号接收板卡(15)、计算机(17)、信号发生板卡(16)、相机(10)和激光光源(11)，编码器(6)外壳固定于电机外壳使其保持静止，编码器(6)内轴与电机轴固定使得转子旋转时编码器接收到相同的旋转信息；编码器(6)输出信号经机匣孔连接至编码器信号接收板卡(15)，编码器信号接收板卡(15)与计算机(17)相连再连接信号发生板卡(16)，信号发生板卡(16)与相机(10)相连并控制相机拍摄，相机(10)正对叶盘法线方向且能够完整拍摄整个叶片，激光光源(11)固定于涂有光学压敏涂料的被测叶片前端并对准。

2.一种采用权利要求1所述的装置实现的基于相位锁定法的转子叶片表面全域动态压力测量方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：叶片静止时关闭光源(11)拍摄一张图片作为暗背景图像；

步骤2：叶片静止时在大气压P_ref环境下叶片表面压力分布为均匀分布，开启光源(11)拍摄一张图片并减去暗背景图像作为参考图像I_ref；

步骤3：叶片旋转时编码器(6)输出脉冲信号，由编码器信号接收板卡(15)接收并传递给计算机(17)，计算机(17)接收脉冲信号并记录脉冲数量；

步骤4：设定相位触发阈值，当记录脉冲数量达到阈值后，计算机(17)发出数字脉冲信号，控制信号发生板卡(16)同步发出5V的TTL脉冲信号用于触发相机(10)开启拍摄，拍摄后的图像减去暗背景图像以获得实时光强I，为减小测量误差，在相同相位多次采集并取平均值；

步骤5：调节相位触发阈值，拍摄不同相位的光学压敏图像并减去暗背景图像以获得不同相位的I；

步骤6：依据光学压敏涂料测压原理的S-V公式，计算不同相位下的转子叶片面全域的动态压力信息：

I_ref/I＝AP/P_ref+B

其中，A与B为常数且校准可得，I和I_ref分别为实时光强和参考光强，P_ref为参考压力。