[发明专利]发动机尾喷流颗粒物参数监测装置与方法

权利要求书

1.一种发动机尾喷流颗粒物参数监测装置，通过尾喷流颗粒物参数评估发动机工作安全状态，其特征在于，

发动机尾喷流颗粒物参数监测装置具有辐射测量、颗粒测量与同步测量三种工作方式，同步监测尾喷流颗粒物粒径、浓度、组分等参数与来源，以及辐射温度、辐射率、辐射强度等辐射参数，同时快速触发三维图像测量捕获颗粒三维图像，来评估发动机工作安全状态，包括：

激光光源部，位于发动机尾喷流一侧，用于产生不同波长的入射激光；

光接收探测部，位于发动机尾喷流另一侧，用于接收辐射光或散射光，转换为电信号，并发出颗粒监测触发信号；

颗粒三维成像部，接收颗粒监测触发信号后开始工作，通过背光成像及三维投影重构获得颗粒三维图像；以及

颗粒物监测处理部，用于控制激光光源部与光接收探测部工作模式，

其中，所述颗粒物监测处理部分别与所述激光光源部、所述光电探测部以及颗粒三维成像部通信连接，按照辐射测量、颗粒测量与同步测量三种工作方式控制所述激光光源部、所述光电探测部工作模式，并处理、保存与显示发动机尾喷流颗粒物参数，从而评估发动机工作安全状态。

2.根据权利要求1所述的发动机尾喷流颗粒物参数监测装置，其特征在于：

其中，所述激光光源部包括激光控制器、多个激光器、光纤耦合器、准直器，

所述颗粒物监测处理部控制所述激光控制器的工作模式、激光器波长及激光输出强度参数，

所述激光控制器是由特征信号测试处理部通过控制信号电缆控制开启和关闭两种工作模式、激光器波长及激光输出强度参数，

所述激光器产生的激光经光纤输出至光纤耦合器中，

所述光纤耦合器接收激光器产生的激光并将激光耦合到输出光纤，

所述准直器与所述光纤耦合器连接并输出激光照射测量区。

3.根据权利要求1所述的发动机尾喷流颗粒物参数监测装置，其特征在于：

其中，所述光接收探测部包括滤波衰减器、汇光光纤耦合器、光纤、准直器、光栅、多个光电探测器以及光电探测处理器，

所述滤波衰减器有滤光与无滤光两种可控工作模式，

所述尾喷流辐射光、所述激光光源部产生的激光或两者混合光照射尾喷流测量区颗粒产生的颗粒散射光经所述滤波衰减器后进入光纤耦合器，

所述滤波衰减器与所述光纤耦合器设置在同一直线上，该直线与所述激光光源部发出激光的照射方向的角度为锐角，

所述准直器与所述光纤耦合器通过光纤连接，将所述颗粒散射光进行准直后的准直激光照射在所述光栅上，

所述光栅接收所述准直激光后按照波长分成多束分光，

所述多个所述光电探测器分别接收多束所述分光后将光信号转变为电信号通过电缆输出，

所述光电探测处理器采集多个所述光电探测器输出的所述电信号并将所述电信号转变为数字信号，获得不同波长光的强度，并输出至所述颗粒物监测处理部，并发出颗粒监测触发信号至所述颗粒三维成像部。

4.根据权利要求1所述的发动机尾喷流颗粒物参数监测装置，其特征在于：

其中，所述颗粒三维成像部包括至少两组光路、颗粒三维成像处理器以及触发器，

每组光路上有光源、镜头与工业相机，

所述触发器接收所述光接收探测部输出的颗粒监测触发信号后，触发所述颗粒三维成像处理器工作，从而控制所述光路上的光源、镜头以及工业相机的工作。

5.根据权利要求3所述的发动机尾喷流颗粒物参数监测装置，其特征在于：

其中，所述颗粒物监测处理部连接所述激光控制器，用于控制入射激光的产生与关闭、波长及强度，

所述颗粒物监测处理部连接所述滤波衰减器，用于控制所述滤波衰减器的工作模式，

所述颗粒物监测处理部连接所述光电探测处理器，用于获取辐射光或散射光的强度，基于建立的发动机尾喷流颗粒物参数分析算法，同步得到尾喷流颗粒物参数。