航空发动机红外测温监控技术研究与系统设计

发布时间：2017-04-01 09:07

  本文关键词：航空发动机红外测温监控技术研究与系统设计，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：我国对航空发动机的试车状态监控的需求越来越高,传统的发动机工作温度监控方法由于不能全面、直观、迅速地给出发动机试车过程中的温度分布,无法及时发现试车过程中出现的异常,因此已经不能满足当前的测试需求。目前,利用红外成像测温技术可以远距离、不解体、不停电、实时、准确地在线测温与监控,具有传统方法不可比拟的优势。为此,本文基于红外辐射测温原理,从红外测温热像仪的选型、测温方法的分析筛选以及测温误差补偿方法的研究出发,设计、搭建了一套针对航空发动机的红外测温监控系统,并完成了具有强大功能的上位机软件的设计与实现。首先,本文从红外测温基础理论出发,详细分析了当前几种红外辐射测温方法的优缺点,并根据实际应用需求和目标温度特性,选择相应的红外探测器作为主要的测试设备,并完成了航空发动机测温监控系统的总体设计和系统组成。其次,从红外测温影响因素出发,对发动机试车过程中的可能产生的测温误差进行了分析,并且提出了相应的温度补偿方法,并通过对高温火焰发射率的测量实验,验证了通过确定火焰发射率以及温度补偿方法,使得测温精度达到了测温读数的5%以内。然后,根据试车监控中的软件需求,设计并实现了发动机红外测温监控集成上位机软件,展示了软件运行后的主要界面。该软件具备图像增强、温度数据采集分析、数据库存储与报警功能,其数据可为将来应用到专门发动机故障检测的专家系统提供数据支持。最后,对本文开展的研究工作进行总结,并指出需进一步研究的内容和建议。
【关键词】：航空发动机检测 红外辐射测温 温度场 环境辐射标定 状态监控
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V263.4;TN219
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-19
• 1.1 课题研究背景11-12
• 1.2 国内外研究发展现状12-18
• 1.2.1 航空发动机监控技术与故障检测手段概述12
• 1.2.2 航空发动机热端温度测量手段的技术现状12-17
• 1.2.3 航空发动机测温监控系统技术现状17-18
• 1.3 论文的内容与组织结构18-19
• 第2章 红外辐射测温理论及测量方法19-26
• 2.1 引言19
• 2.2 物体红外辐射原理19-22
• 2.2.1 黑体辐射19-21
• 2.2.2 实际物体的红外辐射规律21-22
• 2.3 几种基本红外辐射测温方法22-24
• 2.4 本系统测温方法的确定24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 红外测温监控系统设计与测温误差分析26-42
• 3.1 引言26
• 3.2 红外测温监控系统的设计26-29
• 3.3 影响红外热像测温精度的主要因素29-33
• 3.3.1 环境辐射对红外辐射测温的影响30-32
• 3.3.2 物体辐射发射率的影响32
• 3.3.3 实测实验中误差影响分析32-33
• 3.4 测温计算与误差分析33-38
• 3.4.1 红外热像仪测温基本理论33-35
• 3.4.2 红外热像仪测温误差计算分析35-36
• 3.4.3 环境辐射的标定实验36-38
• 3.5 被测物体表面发射率的测量38-39
• 3.6 高温火焰发射率测量实验39-41
• 3.7 本章小结41-42
• 第4章 红外测温监控软件设计42-59
• 4.1 引言42
• 4.2 外测温监控软件的总体设计42-44
• 4.2.1 软件需求分析42-43
• 4.2.2 红外测温监控软件的工作流程43-44
• 4.3 软件功能模块详细设计44-57
• 4.3.1 图像采集与显示模块设计45-47
• 4.3.2 图像处理模块47-53
• 4.3.3 数据处理模块53-56
• 4.3.4 设备控制模块56-57
• 4.4 线程与模块数据通信57-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 软件设计结果与测试59-67
• 5.1 引言59
• 5.2 红外测温监控软件结果59-64
• 5.2.1 图像显示区域60-62
• 5.2.2 曲线绘制区域62
• 5.2.3 参数输入区域62-63
• 5.2.4 外部设备与数据库区域63-64
• 5.3 数据分析软件设计结果64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 总结与展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-72

【引证文献】

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 赵会妮;李杨;龚强国;徐静;;红外测温仪在航空发动机燃烧室试验中的应用[A];探索 创新 交流——第六届中国航空学会青年科技论坛文集（下册）[C];2014年

2 李杨;李志敏;熊兵;熊庆荣;;航空发动机涡轮叶片温度测量技术现状与发展[A];第十五届中国科协年会第13分会场：航空发动机设计、制造与应用技术研讨会论文集[C];2013年

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本文编号：280346