涡轮盘非接触式测温技术研究

发布时间：2017-09-23 10:42

  本文关键词：涡轮盘非接触式测温技术研究

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【摘要】：涡轮盘作为燃气涡轮发动机中的一个关键部件,其性能是影响航空发动机特性的一个重要因素,涡轮盘在试验器上测试时要实时监测其表面温度。目前国内外常用热电偶、红外测温仪、示温漆等方法来测量涡轮盘温度,各有局限性。因此,需要研究一种非接触式温度测量方法,完成高温、高速旋转、强烈振动以及强烈背景辐射下的温度测量。本文介绍了辐射测温的基本理论和方法,分析实际的应用场景,提出了补偿强背景辐射的方法,并在比色测温的基础上提出了三波段测温和多光谱测温相结合的技术方案。根据技术方案设计和研制了一体化辐射测温系统。完成机械设计,以碲镉汞(HgCdTe)红外传感器和红外热电堆为核心,设计了信号采集与处理电子系统,实现信号的采集以及测温系统的控制。设计开发了基于MFC的数据处理软件,实现了通信控制、数据采集、曲线显示、数据存储以及历史数据查询等功能。涡轮盘的温度指标是衡量发动机正常工作的重要指标,因此,研制的辐射测温系统要经过大量的试验研制测温系统的可行性、可靠性、稳定性以及测量精度。设计了模拟应用场景的试验台,完成了探测器原理验证试验,黑体标定试验,计量检定试验和现场考核试验等一系列试验。试验初步证明了非接触式辐射测温系统在原理和应用上的可行性。大量的试验为系统后期的改进和优化提供了指导和方向。
【关键词】：涡轮盘 非接触测温 多光谱测温 背景辐射 试验研究
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK311
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 非接触测温的发展和现状9-15
• 1.3 研究的目的及意义15-16
• 1.4 本文研究内容16-17
• 2 辐射测温原理及研究17-33
• 2.1 引言17
• 2.2 热辐射基本理论17-24
• 2.3 多光谱测温理论24-27
• 2.4 强背景辐射干扰补偿原理27-29
• 2.5 探测器工作原理和选型29-32
• 2.6 本章小结32-33
• 3 辐射测温系统设计与实现33-47
• 3.1 引言33
• 3.2 系统总体方案设计33-34
• 3.3 系统机械设计34-38
• 3.4 系统电路设计38-42
• 3.5 系统软件设计42-46
• 3.6 本章小结46-47
• 4 辐射测温系统试验研究47-61
• 4.1 引言47
• 4.2 模拟试验台研制47-48
• 4.3 系统原理验证试验48-53
• 4.4 系统标定试验53-57
• 4.5 系统考核验证试验方案57-58
• 4.6 误差分析58-60
• 4.7 本章小结60-61
• 5 总结与展望61-64
• 5.1 总结61-62
• 5.2 展望62-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-70
• 附录I 攻读硕士学位期间发表的论文70

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