超声测温技术在模拟航空发动机燃烧室温度测量中的应用

温度的测试对航空发动机的发展具有重要的意义,燃烧室出口温度是航空发动机的一个重要参数.超声测温技术具有测温范围广、响应快、精度高等优点,近年来被广泛应用于高温测量领域.设计了一套应用于模拟航空发动机燃烧室的超声测温系统.介绍了超声测温的基本原理,设计了基于铱铑合金的超声测温传感器,并在1 600℃高温炉内进行温度与声速的标定实验,最后将铱铑合金超声测温系统应用于模拟航空发动机燃烧室出口气流温度的测量试验中,获得温度-时间曲线,同时将测量结果与热电偶测量数据进行对比分析.结果表明,铱铑超声温度传感器的测量准确度可以达到97%.     

热电偶使用时的不均质误差

在热电偶的制造和使用中,常因某些因素而造成沿偶丝长度上热电性质的不一致,称为不均质。不均质偶丝在使用时若存在温度梯度,将产生不均质热电势ε,它与热电偶测温热电势E(t,t_0)迭加,即引入测温附加误差——不均质误差,其值可达几度至几十度。不均质热电势与热电偶使用时的温度分布有关。热电偶是在环境温度下穿过测量对象外壳的保温层再插入测温区的,沿热电偶长度X方向的     

航空发动机热电偶冷端温度检测电路设计

航空发动机涡轮后燃气温度是发动机重要的性能参数,涡轮后燃气温度通过镍铬-镍铝元件组成的热电偶来测量。本文分析推导了热电偶测温公式,阐述了热电偶测温原理,在此基础上设计冷端温度检测电路,经应用于某型航空发动机检测系统证明,效果非常理想,很好地满足了实际工程需要。     

热障涂层服役温度测试与隔热机理

热障涂层(TBC)被用于航空发动机涡轮叶片表面的热防护,主要由粘结层和陶瓷层组成,准确测量陶瓷层表面与粘结层/陶瓷层界面温度分布对指导涂层高隔热结构设计与制备具有重要意义。现有非接触式与接触式测温技术可测量表面温度,接触式测温技术可测量界面温度。主要介绍了3种用于测量航空发动机涡轮叶片表面温度的技术,其中,适用于TBC表面测温的包括以光学原理为主的红外辐射、荧光、晶体、光纤测温技术;以热致变原理为主的示温漆测温技术;适用于TBC界面测温的以热电原理为主的填埋式热电偶、薄膜热电偶测温技术,并介绍了其测温的原理、优势和局限性。进一步对TBC隔热机理及性能优化进行了介绍,并对TBC表/界面测温技术及涂层结构设计方向进行了展望。     

高性能钨铼热电偶材料及补偿技术研究

文章介绍了高性能钨铼热电偶材料制备方法,分析了钨铼热电偶材料热电特性影响因素及其补偿方式,通过EDS、SEM等分析手段,对微量元素分布、材料微观组织等进行表征,探讨了微量元素分布及微观组织与热电特性的关系,同时分析了钨铼热电偶补偿温度对测温精度的影响,该热电偶材料制成的快速偶头现场测试结果显示其稳定性可控制在±3℃以内,具有良好的测温可靠性。     

基于高温黑体炉的钨铼热电偶校准方法研究

基于中国计量科学研究院的高温黑体炉设计了一种适用于钨铼偶等高温热电偶的校准方法。优化设计的均温块测温孔轴向均匀性20mm范围内小于0.5℃,优选的测温孔与中心孔的辐射温度差异可达到小于0.5℃。经铂铑10-铂热电偶验证了基于高温黑体炉的校准方法,在800~1300℃与S型热电偶标准热电势间差异小于0.5℃,不确定度评估为0.8~1.5℃,k=2。在800~1900℃范围内,测试了多只不同来源的C型钨铼偶热电势并考核了偶丝校准前后的均匀性,实验结果表明,钨铼偶丝与国际标准钨铼偶热电势的差异基本保持在1%以内,校准不确定度为3.7~13.0℃,相对不确定度为0.7%t (t为温度),k=2。     

高性能钨铼热电偶材料及补偿技术研究

介绍了高性能钨铼热电偶材料制备方法,分析了钨铼热电偶材料热电特性影响因素及其补偿方式,通过EDS、SEM等分析手段,对微量元素分布、材料微观组织等进行表征,探讨了微量元素分布及微观组织与热电特性的关系,同时分析了钨铼热电偶补偿温度对测温精度的影响,该热电偶材料制成的快速偶头现场测试结果显示其稳定性可控制在±3℃以内,具...     

使用测温环测试炉温均匀性

正0引言对箱式电阻炉、固化炉等热处理设备进行温度均匀性测试,一般采用热电偶作为测温元件。但部分设备没有预留测温通道,炉体内测温热电偶的热电势信号无法采集,无法使用通用的测试方法。本文尝试采用测温环作为测温元件进行炉温测试,作为一种应急备选方案。1试验原理测温采用的测温环是一种高精度的陶瓷温度指     

高精度NiCr-NiSi热电偶材料的提出和应用

在航空发动机整机试验和部件试验中,广泛应用镍铬—镍硅型热电偶材料来测量温度,以整机试验气流温度测量为例,采用镍铬—镍硅型热电偶材料多达50％至80％。通过对试验数据的分析,发现偶丝材料的精度直接影响到试验结果。一机部上海电器科学研究所1979年研制成的高精度镍铬—镍硅热电偶材料,引起国内不少科研单位、大专院校和生产部门的重视,并逐步推广使用。     

热电偶非线性修正和冷端温度补偿的一种新方法

热电偶作为测温元件,其结构简单、制造容易、使用方便,可就地测量和远传。在工作时只要显示仪表配合即可测量气体、液体、固体的温度,所以热电偶是使用最广泛的测温元件之一。但是其输出热电势与温度之间的关系为非线性特性,且其非线性程度较严重,又由热电偶的工作原理可知,热电偶产生的热电势与热电偶两端的温度差有关,而热电偶的温度———热电势分度表是以参考温度为0℃时给出的,所以在实际使用中,热电偶的线性化处理和冷端温度的补偿准确度,是影响热电偶测量准确度的两大重要因素。最近我们在研制多路测温仪中,尝试了一种新的线性化处理…     

金-铂热电偶的压气机流场测温分析

为提高航空压气机气流温度测量的准确度和传感器的使用寿命,提出应用金-铂热电偶测量航空压气机气流温度的新方法。通过分析、归纳金-铂热电偶的研究、应用现状,及其应用于航空压气机的可行性和可能存在的困难,可知金-铂热电偶适用于航空压气机气流温度测量,可以满足允差±0.3℃时长期稳定工作的新要求。改善测量方法有助于促进航空发动机的试验工作,也为航空发动机的设计提供更准确的试验数据支持。     

航空发动机研制高温测量技术探讨

针对发动机高温测量的新要求,探讨了各种高温测量技术在航空发动机高温测量上的应用情况,并重点叙述了非标准分度热电偶、蓝宝石光纤测温技术、细线超声波测温技术和多光谱测温技术的发展和应用前景.     

红外测温系统在航空发动机轮盘试验中的应用

该文论述了红外测温基本理论和红外测温仪工作原理,设计开发了适用于航空发动机轮盘试验的非接触红外测温系统,分析影响红外测温系统测量准确度的主要因素,研究发射率的确定方法,在轮盘静止和旋转状态下进行了试验验证。其结果表明:影响红外测温系统测量准确度最重要的因素是发射率;用热电偶对发射率进行确定的方法是可行的;轮盘在静止和旋转状态下的发射率相同,静止状态下确定的发射率可用于旋转状态下的温度测量。     

热电偶测温技术相关特性研究

温度测量技术的范围十分广泛,利用各种热电现象是温度测量的重要手段。热电偶因其温度范围广、低成本、结构简单、容易安装等优点成为接触式温度测量的主力。文章从测温原理、不同材料特性、测量电路以及物理、电气误差消除等方面对热电偶测温技术进行较全面分析介绍。     

新一代的热电偶固结粉

消耗型快速热电偶（YB／T163-2008）是一种用于快速测量熔体金属温度的微型热电偶,在制作微型热电偶时,需要用热电偶固结粉将测温电偶丝、石英玻璃保护管、参考端焊点以及金属帽按标准要求固定在耐火泥头中。因此,热电偶固结粉必须具有良好的浇灌性能、固结性能、耐高温性能和电绝缘性能。     

SiC晶体测温技术研究

针对航空发动机结构复杂和工况条件苛刻的问题,研究基于SiC晶体材料的测温技术,解决航空发动机燃烧室、涡轮和尾喷管等高温部件的测温难题。选取国产6H-SiC晶体作为材料,进行6H-SiC晶体的中子辐照。研究晶体测温的温度判读方法,提出X射线衍射峰半高宽作为温度判读参数,测量温度可达1 600℃,测量精度达到1%,比国外晶体测温技术的测温范围更高。该测温技术具有微尺寸、微质量、无引线的非侵入式优点,可用于航空发动机及燃气轮机的高温测量。     

航空发动机旋转盘腔测试温度补偿和压力修正方法研究

为了提高旋转盘腔温度和压力测试的准确性，开展温度补偿和压力修正方法研究。针对旋转盘腔温度测试时，滑环引电器普通导线无法产生电势差导致测温误差较大的问题，提出了温度补偿方法，将温差转换为电势差补偿到输出电势中，之后根据热电偶电势与温度的关系计算得到测量端真实温度；针对旋转盘腔旋转状态下，引压管中的空气柱产生管涌效应导致低半径处的传感器产生测量误差的问题，提出了压力修正方法，将管内空气柱进行分段，每段视作均温气体，推导得到压力修正公式。开展试验对所提出的温度补偿和压力修正方法的应用效果进行验证，结果表明：对热电偶测温结果进行补偿后，误差低于1%；对压力测量结果进行修正后，相对偏差不超过0.8%，且转速越高，压力修正效果越明显。修正后的温度和压力精度满足航空发动机旋转盘腔实际测量需求，证明了所提出方法的准确性，为航空发动机转子的寿命评估提供了重要技术支撑。     

燃气稳态温度测量及误差分析

该文旨在研究燃气流稳态温度的测量技术,搭建模拟航空发动机燃烧室出口温度测量实验台。根据燃气温度测量实验台测试段的结构特点,选取横向总温热电偶作为总温传感器。采用总温热电偶对实验台测试段燃气流的稳态温度进行测量,并对得到的总温热电偶测量端燃气温度数据进行导热、速度、辐射和动态响应等方面的误差分析,且提出相应的减小误差的措施,将各个误差控制在合理范围之内。     

液氮汽蚀实验中低温热电偶的标定及误差分析

提出并验证了一种方便、快捷的获得77—90 K之间稳定温度点的方法,并基于该方法对应用于液氮汽蚀实验中温度测量的热电偶进行了标定。对标定后热电偶的测温结果进行了详细的不确定度分析,该分析方法旨在结合标定与使用时的各种条件对测量结果的影响,得出应用该热电偶进行每一次测温时所得结果的综合不确定度。分析结果表明,该方法标定所得的热电偶具有良好的测温精度,满足液氮汽蚀实验的测温需求;Keithley2700在测量热电势时的量程误差分量是对标定热电偶测温精度影响最大的部分。     

热电偶温度自动测量及预测系统研制

在利用热电偶对石油、石化等场所的设备进行温度测量时,由于某些测试环境的特殊性,这就要求热电偶对测温点进行"瞬态"测量,而热电偶的热接点由于受热惯性的影响,短时间很难对测温点进行准确测量.考虑到热电偶测温的阶跃响应特性,利用计算机及A/D转换装置研制了热电偶温度自动监测系统并编制了温度测试系统"预测"软件,在对部分采样的数据进行线性回归后,可实现对温度信号的自动采集及对测量值的跟踪"预测",缩短了测试时间并降低了测试强度.