[实用新型]一种叶尖间隙传感器的低温快速温变试验装置

说明书

本实用新型公开了一种叶尖间隙传感器的低温快速温变试验装置，包括试验箱(1)、传感器安装件(5)、温度传感器(6)、工质供给组件、工质置换组件、排气管路(22)和控制器(23)；模拟叶片(29)及其叶尖间隙传感器(25)和温度传感器均通过传感器安装件安装在试验箱内；试验箱上形成有若干个不同口径的工质进口，工质供给组件的供气管路通过电磁阀经工质进口与试验箱连通，将低温氮气输入试验箱内；排气管路和工质置换组件连试验箱，控制器与温度传感器、工质供给组件和工质置换组件连接。本实用新型能实现试验环境的低温快速温变，以精确模拟叶尖间隙传感器的工作环境，从而在叶尖间隙传感器投入应用前有效验证其工作性能。

技术领域

本实用新型涉及一种叶尖间隙测量设备，尤其涉及一种叶尖间隙传感器的低温快速温变试验装置。

背景技术

在航空发动机、燃气轮机、汽轮机、压缩机等旋转机械中，转子叶片顶端与机匣内壁之间的微小距离称为叶尖间隙，是影响旋转机械性能的重要参数之一。较小的叶尖间隙能够减少叶尖处的燃气泄漏，显著提高旋转机械运行效率，但叶尖间隙过小会造成叶片与机匣的碰摩，严重危害旋转机械运行安全。影响旋转机械叶尖间隙的因素较多，其中转子叶片和机匣等部件的温度改变是影响叶尖间隙值的重要因素，变工况引起的温度变化使得叶片和机匣膨胀收缩，从而直接导致叶尖间隙变化。

旋转机械的应用环境复杂多样，其中工业用低温压缩机的工作环境温度为-50℃～-170℃，且因为变工况运行和冷却工质快速流入的影响，部分区域温度甚至会以4℃/s的速度迅速下降，这给叶尖间隙测量系统的温度适应性带来了极大挑战。为保证叶尖间隙传感器能够在这种严苛条件下正常工作，应对叶尖间隙传感器在低温快速变温条件下的性能状况进行相应的试验验证。

目前，用于叶尖间隙传感器低温快速变温试验的方案包括：

1、采用高低温试验箱，现有技术的高低温试验箱降温速度较慢，普遍低于10℃/min，难以满足快速变温的需求，无法准确验证叶尖间隙传感器在实际工况中的温度适应性。且高低温试验箱的冷却工质一般为液氮和氮气的混合物，液氮的存在会严重影响叶尖间隙传感器的工作性能，进一步加剧试验结果的误差。

2、将叶尖间隙传感器直接插入液氮中实现快速降温，但液氮的降温速率难度精确和有效的控制，试验模拟环境与实际环境不符，无法准确验证叶尖间隙传感器在实际工况中的温度适应性。同样，在液氮的影响下尖间隙传感器的工作性能也无法得到保证。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种叶尖间隙传感器的低温快速温变试验装置，能精确模拟叶尖间隙传感器的低温快速温变的工作环境，从而叶尖间隙传感器投入应用前验证其工作性能；通过本实用新型能实施降温速率精确可控的快速温变试验，温变速度能达到4℃/s，满足叶尖间隙传感器工作性能的验证试验的温变要求。

本实用新型是这样实现的：

一种叶尖间隙传感器的低温快速温变试验装置，包括试验箱、密封件、传感器安装件、温度传感器、工质供给组件、工质置换组件、排气管路和控制器；试验箱上预留线缆孔并能通过密封件密封，模拟叶片及其叶尖间隙传感器和温度传感器均通过传感器安装件安装在试验箱内，叶尖间隙传感器的线缆通过线缆孔引出试验箱并外接试验采集设备；试验箱上形成有若干个不同口径的工质进口，工质供给组件的若干根供气管路分别通过电磁阀经若干个工质进口与试验箱连通，使工质供给组件将低温氮气输入试验箱内；排气管路与试验箱连通，排气管路上设有气压阀，工质置换组件与试验箱连通；控制器与温度传感器、工质供给组件和工质置换组件电连接。

所述的工质供给组件包括双层杜瓦瓶、第一供气管路、第一电磁阀、第二供气管路、第二电磁阀、第三供气管路和第三电磁阀；双层杜瓦瓶的下层通过储液罐注满液氮，双层杜瓦瓶的上层通过储气罐注满低温氮气，储液罐上形成有呈螺旋状环绕在储气罐外部的液氮管路，使储气罐内充满汽化形成的低温氮气；第一供气管路通过第一电磁阀连接在储气罐和试验箱之间，第二供气管路通过第二电磁阀连接在储气罐和试验箱之间，第三供气管路通过第三电磁阀连接在储气罐和试验箱之间。