用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，包括：聲級計，與被測結構件間隔且相對設置，且聲級計的傳聲器探頭垂直于被測結構件的結構表面以檢測被測結構件在外力驅動下振動時生成的聲波信號；電荷放大器，接收聲級計輸出的電壓信號并進行放大處理；動態信號分析儀，連接電荷放大器，用于接收經電荷放大器放大處理后的信號并進行振動頻譜分析得到被測結構件的固有頻率。本實用新型專利技術解決了因無法剛性安裝振動加速度傳感器檢測被測結構件振動信號的問題，且由于無需在被測結構件上安裝振動加速度傳感器，避免了剛性接觸的傳感器的附加重量對被測結構件的剛度造成影響，從而提高了檢測結果的準確性。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及航空發動機檢測領域，特別地，涉及一種用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置。
技術介紹
航空發動機在試車過程中，在經過某一轉速狀態下振動超差，有時會懷疑發動機某一結構某階固有頻率可能與該工作轉速對應的基頻接近后出現共振現象。因此，常需借助于振動加速度傳感器、二次儀表及動態信號分析儀器所組成的振動測試系統，利用敲擊法對初步分析后需要測量固有頻率的發動機某個結構部件進行靜頻測試，測量后再做進一步分析。該項技術是根據結構受迫振動方程中的激振力成為瞬態力后，在較短的時間內該方程轉化為自由振動方程，通過當前約束條件求解此方程的有限階特征值與特征向量，即為模態頻率與模態振型或固有頻率與固有振型。現有技術中，一般選用振動加速度傳感器、電荷放大器、動態信號分析儀器及振動測試線若干，構成振動測試系統。利用錘擊法測量結構固有頻率，對于質量較小或者表面不規整的結構，測量粗略結果。利用接觸式振動加速度傳感器進行結構件固有頻率測試，在某些情況下會遇到以下四個關鍵性的問題：1、發動機的某些結構較小，由于振動加速度傳感器僅在所測量結構質量遠大于它的情況下才不會因傳感器的附加質量對所測結構的剛度造成影響，所以對于結構較小部件應用振動加速度傳感器無法準確測量其固有頻率；2、發動機某些結構僅存在曲面或波紋面，無振動加速度傳感器所需安裝的平面，對于可以安裝測振轉接座間接安裝振動傳感器的結構若不考慮轉接座的附加振動的影響及具有充足的時間加工轉接座的條件下，可以滿足該情況問題。但若所測結構無法安裝測振轉接座，則會導致該結構的靜頻測試出現困難性；3、發動機結構部件中可以有效地安裝振動傳感器且由于某種原因多個振動傳感器顯示結果不一致的條件下，對進行靜頻測試的結果會持有一種懷疑的態度，無法進行下一步振動分析；4、若傳感器安裝在結構的節點位置，由于結構的模態頻率理論上存在無窮多個，就無法測量該階模態振型所對應的固有頻率。
技術實現思路
本技術提供了一種用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，以解決現有的固有頻率測試機構因對待測結構的附加質量導致無法準確測量固有頻率、且振動加速度傳感器難以安裝及測試結果不穩定的技術問題。本技術采用的技術方案如下：一種用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，包括：聲級計，與被測結構件間隔且相對設置，且聲級計的傳聲器探頭垂直于被測結構件的結構表面以檢測被測結構件在外力驅動下振動時生成的聲波信號；電荷放大器，接收聲級計輸出的電壓信號并進行放大處理；動態信號分析儀，連接電荷放大器，用于接收經電荷放大器放大處理后的信號并進行振動頻譜分析得到被測結構件的固有頻率。進一步地，電荷放大器內置在聲級計內，且聲級計經振動測試線連接動態信號分析儀的輸入端。進一步地，動態信號分析儀的輸出端連接用于顯示振動頻譜的顯示模塊。進一步地，本技術用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置還包括：振動加速度傳感器，安裝于被測結構件上，用于檢測被測結構件在外力驅動下振動時生成的振動信號，以與聲級計互補；振動加速度傳感器經電荷放大器連接動態信號分析儀的輸入端。進一步地，振動加速度傳感器經磁性基座吸附于被測結構件上。進一步地，聲級計與被測結構件的間距為5至8厘米。進一步地，聲級計的傳聲器采用電容式、晶體式、駐體式或者動圈式傳聲器。本技術具有以下有益效果：本技術用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，通過采用聲級計對被測結構件在外力驅動下振動時生成的聲波信號，并通過動態信號分析儀對信號進行振動頻譜分析得到被待測結構件的固有頻率，解決了因無法剛性安裝振動加速度傳感器檢測被測結構件振動信號的問題，且由于無需在被測結構件上安裝振動加速度傳感器，避免了剛性接觸的傳感器的附加重量對被測結構件的剛度造成影響，從而提高了檢測結果的準確性。除了上面所描述的目的、特征和優點之外，本技術還有其它的目的、特征和優點。下面將參照圖，對本技術作進一步詳細的說明。附圖說明構成本申請的一部分的附圖用來提供對本技術的進一步理解，本技術的示意性實施例及其說明用于解釋本技術，并不構成對本技術的不當限定。在附圖中：圖1是本技術優選實施例用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置的結構示意圖。附圖標記說明：10、被測結構件；20、聲級計；30、動態信號分析儀；40、振動測試線；50、顯示模塊；60、振動加速度傳感器；70、電荷放大器；80、電源；90、敲擊錘。具體實施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本技術。參照圖1，本技術的優選實施例提供了一種用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，本實施例測量裝置包括：聲級計20，與被測結構件10間隔且相對設置，且聲級計20的傳聲器探頭垂直于被測結構件10的結構表面以檢測被測結構件10在外力驅動下振動時生成的聲波信號；電荷放大器，接收聲級計20輸出的電壓信號并進行放大處理；動態信號分析儀30，連接電荷放大器，用于接收經電荷放大器放大處理后的信號并進行振動頻譜分析得到被測結構件10的固有頻率。其中，動態信號分析儀30接收用于反映被測結構件10的振動頻率的信號，經振動頻譜分析得到被測結構件10的固有頻率方法與現有的動態信號分析儀30接收振動加速度傳感器檢測的被測結構件的振動頻率后進行振動頻譜分析，進而得到其固有頻率的方法相同，故屬于現有技術，在此不再贅述。本實施例的改進在于，改變傳統的在被測結構件10上剛性安裝振動加速度傳感器以檢測被測結構件的振動頻率信號的方式，通過采用本實施例非接觸式的檢測方式，既解決了因無法剛性安裝振動加速度傳感器檢測被測結構件10振動信號的問題，且由于無需在被測結構件10上安裝振動加速度傳感器，避免了剛性接觸的傳感器的附加重量對被測結構件的剛度造成影響，從而提高了檢測結果的準確性。優選地，電荷放大器內置在聲級計20內，且聲級計20經振動測試線40連接動態信號分析儀30的輸入端。本實施例聲級計20的傳聲器采用電容式、晶體式、駐體式或者動圈式傳聲器。優選地，采用電容式傳聲器，電容式傳聲器的輸出端連接電荷放大器，且二者集成在聲級計內。優選地，聲級計20與被測結構件10的間距為5至8厘米，以確保較好的檢測效果。可選地，動態信號分析儀30的輸出端連接本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，其特征在于，包括：聲級計(20)，與被測結構件(10)間隔且相對設置，且所述聲級計(20)的傳聲器探頭垂直于所述被測結構件(10)的結構表面以檢測所述被測結構件(10)在外力驅動下振動時生成的聲波信號；電荷放大器，接收聲級計(20)輸出的電壓信號并進行放大處理；動態信號分析儀(30)，連接所述電荷放大器，用于接收經所述電荷放大器放大處理后的信號并進行振動頻譜分析得到所述被測結構件(10)的固有頻率。

【技術特征摘要】
1.一種用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，其特征在于，包括：
聲級計(20)，與被測結構件(10)間隔且相對設置，且所述聲級計(20)的傳聲器
探頭垂直于所述被測結構件(10)的結構表面以檢測所述被測結構件(10)在外力驅動
下振動時生成的聲波信號；
電荷放大器，接收聲級計(20)輸出的電壓信號并進行放大處理；
動態信號分析儀(30)，連接所述電荷放大器，用于接收經所述電荷放大器放大處理
后的信號并進行振動頻譜分析得到所述被測結構件(10)的固有頻率。
2.根據權利要求1所述的用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，其特征在于，
所述電荷放大器內置在所述聲級計(20)內，且所述聲級計(20)經振動測試線(40)
連接所述動態信號分析儀(30)的輸入端。
3.根據權利要求2所述的用于航空發動機結構件固有頻率的測量裝置，其特征在于，
所述動態信號分析儀(30)的輸出端連接用于顯示振動頻...

【專利技術屬性】
技術研發人員：朱林，
申請(專利權)人：中國南方航空工業集團有限公司，
類型：新型
國別省市：湖南;43