[发明专利]一种基于光谱仪组件的非接触式发动机羽焰监测装置

摘要

本发明提供一种基于光谱仪组件的非接触式发动机羽焰监测装置，该装置能够在不影响发动机正常工作的情况在，监测发动机的健康状态。其工作原理为：前置光学系统采集发动机羽焰中的复合辐射，由光纤传入光谱仪组件，在光谱仪组件内复合辐射先通过光栅分解为单色辐射，再由CCD探测器将模拟信号转换为数字信号。光谱仪组件处理后的数据通过高速USB2转网络模块由网线端口输出，再经路由器传入计算机。计算机接收光谱数据，通过比较该光谱与目标元素理论光谱来判断发动机羽焰中金属的存在情况，便可判断发动机的磨损情况。

主权项

一种基于光谱仪组件的非接触式发动机羽焰监测装置，包括支架(3)、计算机(5)、光纤束(6)、路由器(7)、USB数据总线(8)、高速USB2转网络模块(26)，其特征在于，还包括前置光学系统(2)和光谱仪组件(4)；其连接关系为：所述前置光学系统(2)安装在支架(3)上，前置光学系统(2)与光谱仪组件(4)间通过光纤束(6)连接，光谱仪组件(4)通过USB数据总线(8)与高速USB2转网络模块(26)连接，再采用网线(27)依次连接高速USB2转网络模块(26)、路由器(7)和计算机(5)；所述前置光学系统(2)包括采集光路和瞄准光路(16)；采集光路包括镜头盖(9)、消光筒(10)、测量筒(11)、透镜(24)、调节筒(14)、光纤座(15)及光纤探头(23)；其连接关系为：镜头盖(9)右端通过消光筒(10)与测量筒(11)左端连接，透镜(24)固定于测量筒(11)左端；调节筒(14)安装在测量筒(11)右端，调节筒(14)右端与光纤座(15)连接；光纤座(15)中心有光纤探头(23)凹槽，用于固定光纤探头(23)，所述光纤探头(23)固定在光纤束(6)的端部；所述瞄准光路(16)采用内置分划板和背景灯的瞄准镜标准件；瞄准光路(16)通过瞄准镜固定架(17)与采集光路测量筒(11)外圆周的顶部连接；所述光谱仪组件(4)为三通道光纤光谱仪，光谱仪组件(4)的三路通道均定在光谱仪组件(4)的仪器箱中；每路通道包括光纤连接器(18)、球面准直镜(19)、分光光栅(20)、聚焦镜(21)及CCD探测器(22)；经光纤束(6)分出的三根光纤分别与三路通道的光纤连接器(18)连接，每路通道的光路信号为：前置光学系统(2)采集到的信号光通过光纤连接器(18)进入光谱仪组件(4)，信号光先经过球面准直镜(19)成为准直光，再由分光光栅(20)把该准直光色散，经聚焦镜(21)聚焦，最后将聚焦后的光谱投射到CCD探测器(22)上。