[实用新型]一种航空发动机气路在线监测的静电传感器标定装置

说明书

本发明公开了一种用于航空发动机气路在线监测的静电传感器标定装置，其特征在于：所述装置由油滴滴定装置、真空桶盖、等效电容模块、等效电容器定位机构、环状静电传感器、第一固定定位模块、针状静电传感器，第二固定定位模块、法拉第桶模块、真空桶、固定支架模块、静电传感器数据终端、直流电源和真空泵模块组成；通过对标定装置的静电传感器进行多次标定；改变针状静电传感器、环状静电传感器与油滴滴落轨迹的相对位置以及油滴的电荷量大小，针状静电传感器与环状静电传感器以及法拉第桶采集的信号形成试验对照组，进而分别对针状和环状静电传感器获取油滴静电信号的可靠性、灵敏度、准确性等进行研究；同时为研究油滴轨迹偏离静电传感器探头中心轴线时对获取信号的影响提供数据支撑。

技术领域

本实用新型属于静电传感器标定技术领域，涉及一种航空发动机气路在线监测的静电传感器标定装置。

背景技术

航空发动机气路系统长期服役在高温、高压、高转速、交变负载等条件下，导致叶片等关键部位极易产生故障，因此，围绕航空发动机气路及关键部件开展在线监测与故障诊断，对提升发动机服役运行期间的安全保障能力具有强烈的应用背景与技术需求。静电传感器作为航空发动机气路静电在线监测的核心部件，是获取航空发动机气路健康状态和故障发生参数变化的基本环节，其准确性、可靠性、高精度及多尺度空间灵敏性等性能的优劣直接影响到对监测部件工作状态的准确把握，为此，在实际采集数据之前，有必要对静电传感器的可靠性、精度和灵敏度等性能指标进行有效的标定。

目前，静电传感器标定装置及方法大部分采用油滴和固体颗粒作为介质进行标定。利用固体颗粒作为介质设计静电传感器标定装置，其结构简单，操作方便，但颗粒物电荷量具有不连续特征，其颗粒物的速度、浓度等难以精确控制。专利CN102608840A公开了一种静传感器试验装置及颗粒摩擦带电量的测量方法，该装置虽然解决了同种介质中的摩擦荷电和接触电荷可能导致荷电磨粒的变化量的标定问题，但该标定装置的不足之处其一荷电产生来源只有摩擦起电一种形式，无法模拟复杂环境、大荷电量的问题，同时带电颗粒物的荷电量和速度也不易较准确控制；其二无法调节电颗粒物下落轨迹与传感器探头中心轴线的偏移距离，进而无法研究传感器空间多尺度灵敏度、准确性、可靠性等性能，其三装置机构复杂，操作可靠性差；利用油液作为介质设计静电传感器标定装置，电荷量能够精确控制，其标定结果的精度大幅度提高，但装置结构相对复杂。专利CN104215557B公开的一种静电传感器标定装置，解决了油滴产生电荷量的极性及油滴轨迹与传感器探头的相对位置等问题，但该装置的不足之处其一易受实验环境温度、湿度等因素的影响，油滴产生的电荷量可能在滴落过程中会消除；其二油滴轨迹与传感器探头的相对距离采用卡尺测量，卡尺测量耗时耗力且存在测量误差，故标定结果可能存在较大的误差；其三该装置无法解决静电传感器在距油滴的竖直高度和水平位置的移动问题，无法研究空间度尺度灵敏度问题；其四采用润滑油作为标定介质，油液滴受高电压原因结构容易发生破坏，除此之外，该装置缺少静电传感器对照组，使得静电传感器标定结果的准确性无法进行对比验证。

综上，现有的静电传感器标定装置中，静电传感器探头中心轴线到带电油滴轨迹的相对距离、油滴产生的大小与频率、油滴电荷量的准确控制、试验环境的干扰等因素仍然严重影响着静电传感器所采集的电荷信号，致使静电传感器标定装置存在较大的误差。因此，寻求一种具有可靠性高、能准确控制、高精度及多尺度空间灵敏度的静电传感器标定装置是实现航空发动机气路有效在线监测的重点问题之一。

实用新型内容

本实用新型的目的在于通过对标定装置的静电传感器进行多次标定，改变针状静电传感器、环状静电传感器与油滴滴落轨迹的相对位置以及油滴的电荷量大小，针状静电传感器与环状静电传感器以及法拉第桶采集的信号形成试验对照组，进而分别对针状和环状静电传感器获取油滴静电信号的可靠性、灵敏度、准确性等进行研究；同时为研究油滴轨迹偏离静电传感器探头中心轴线时对获取信号的影响提供数据支撑。