利用物联网数据对航空发动机先进高温测试技术的研究.docx

    利用物联网数据对航空发动机先进高温测试技术的研究    陈星彤　尹鑫铭　冯晓铭　赵紫博·摘 要：在航空发动机的检测过程中，其温度的检测过程是一个重要的环节，在当今大数据与物联网工程的发展前提下，其检测方式也应该做到与时俱进所以我们利用现在的专业设备对其进行更加合理的研究目前的测温技术有热电偶测温技术、红外光谱测温技术、蓝宝石光纤测温技术、示温漆测温技术、超声波测温技术等8大测温技术我们通过进行相关文献的查阅，全面论述其原理、结构组成、系统分类、特点、用途、应用举例，最后得出个人对当前测量方式的看法Key：热端部件;高温检测;测温装置;各领域应用一、引言在航空发动机高温检测的过程中，主要测试的是燃烧室、涡轮、加力燃烧室和尾喷口的温度，测量的难点在于工作部件的位置复杂，温度传感器不好安装航空发动机高温测试技术，主要针对的是燃烧的气体、气缸壁面以及热端部件的温度进行测试[1]航空发动机实际上实质上它是介于传统涡桨和涡扇之间的一种新概念的发动机它在打飞机与军事飞机的是应用十分广泛，发动机技术的好会关系到一个国家的航空事业的发展和国家领空安全，其作用不允小视，目前我们自主研制的发动机扇叶处于国际领先水平，但各种检查装备有些还在依赖进口。

目前从航空发动机的设计和验证试验的需求上来看，在实际的应用过程中实时监测航空发动机各部件的表面溫度和气体，气缸温度的分布特性，并对其准确测试具有重大意义[2-3]随着航空发动机的不断在打飞机和大型机上的利用，为符合其工作需要，发动机的功率也在不断的增加，涡轮机进口温度以从第3代的1750K增加到到第4代的1977K，未来第5代发动机的进口温度甚至达到2000-2250K二、测试技术2.1热电偶测温热电偶测温是目前应用最广的一种测温技术，它的特点是具有测量结构简单、能够同步测量、在较短的时间内响应、成本较低等，能适应不同复杂结构和环境的检测但是，目前我国的新型燃烧室的气体温度和气缸温度已经远远超出了常规热电偶测温器的测温范围，需要利用更加先进的工作仪器进行测量工作2.2薄膜热电偶薄膜热电偶是采用化学涂层，直接安装在叶片表面而不需去除其表面材料的薄膜温度传感器，一改过去的以丝状或块状材料为传感器的敏感元件的传统，真空蒸镀、真空溅射或电镀等技术，将金属薄膜直接镀制在金属表面，形成沉积有绝缘材料层的薄膜传感器，其中，接触电动势和温差电动势两部分构成了回路中的电动势2.3示温漆测温示温漆测温直接将功能性涂料涂覆在被测件面，是一种非干涉式，非侵入式的测温方法，根据其颜色就可以判断出其大概的温度范围，但这样的温度检测技术材料的温度不准确，这是一个大概的范围，一般利用在对温度测量结果要求不高的位置去测量。

单变色不可逆示温漆，如靛蓝与TiO2混合制成蓝色涂料SW-S的变色机理，就是利用感温颜料的升华、颜料的热分解反应、固相反应、氧化反应等引起的颜色变化的现象来指示温度的[7]，当达到一定温度时颜料颜色机会发生变化，蓝色物质发生升华，只剩下白色的Tio2涂层，这种测温就是利用这种颜色的变化达到测温的目的，但是这样的检测方式也有很大的问题，由于受到周围温度的影响，其测量结果可能会有有所误差2.4示温漆测温实物图2.5红外光谱测温红外辐射能量的大小会按照波长的分布进行显示出来，就像我们见到的红外仪器一个原理，工作部件在红外仪器镜头下成像出不同的颜色分布，温度最高的部位会成像出深红色，温度较低的位置会成像出红色，再低的时候会成像出橙色，如果与室温大概相同时会变位绿色，我们就是根据不同部分的颜色分布来判断出温度最高的部位目前我们应用的红外测温仪具有的主要特点是：结构简单、工件精巧、测温效果好、非接触式、测温范围广泛、响应速度快，灵敏度高、测温范围宽广等但是在被测对象的发射率不同的影响下，可能会测不到到被测对象的真实温度，测量的只是工作零件的表面温度美国的R.Dils公司最早的研制出蓝宝石光纤温度测试仪器，后来Luxtron公司生产的温度仪可以测量达2200 ℃的工件温度。

20世纪80年代末，浙江大学的沈永行教授等人成功研制了中国蓝宝石单晶光纤传感器，为我国在这方面的研究做出了重要的贡献2.6超声波测温超声波测温技术是利用超声波在不同温度的工件中弹回的波长不同来达到测温效果的，同时，声速c和温度T之间的函数关系满足：三、结论①随着新型发动机的设计和新型合成材料在先进发动机中的使用，高温测试技术得到了很大的发展许多新的高温测试技术已得到了应用，一些新的方法正在研究中，目前应继续提高温度仪表性能、精度、灵敏度和寿命，缩短动态响应时间②计算机技术与传感器结合是发展趋势③重视和加强理论计算预测方法的研究，理论计算预测与试验相结合，相互验证和补充，可以节省人力、物力和时间、提高效率Reference[1]李志诚，航天装备的温度测试测技术，航空航天出版社，2016.[2]邓时军，李凯，王云龙，结微纳蓝子术所，2015，52（3）：178-184.[3]王明瑞，王振华，韩冰，结，空工试涉及部分温涡轮技加术所[J]，空工试涉及，2016，42（5）：87-93锦绣·下旬刊2019年6期锦绣·下旬刊的其它文章初中数学高效课堂教学策略探讨成为自己情境教学法在高中英语教学中的实践与探索青少年钢琴教育的音乐兴趣培养论中小学生学习乒乓球兴趣的培养方法地铁刚性接触网常见故障策略探讨  -全文完-。