本發(fā)明涉及一種檢測裝置，尤其涉及一種發(fā)動機葉片內(nèi)腔流量檢測裝置。

背景技術(shù)：

發(fā)動機葉片的性能是航空發(fā)動機質(zhì)量要素之一。為了適應(yīng)發(fā)動機高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速的工作環(huán)境，大部分發(fā)動機葉片采用空心結(jié)構(gòu)設(shè)計?？招慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計的葉片需對內(nèi)腔進行流量檢測，通過檢測來確定葉片是否符合設(shè)計要求。發(fā)動機葉片水流量試驗器是為號航空發(fā)動機葉片檢測而設(shè)計開發(fā)的裝置，通過測量單位時間通過葉片內(nèi)腔水流流量的大小而實現(xiàn)對發(fā)動機葉片內(nèi)腔的檢測。

水流量試驗器主要基于液壓控制技術(shù)，檢測范圍0.21m3/h～5.60m3/h。相關(guān)工作人員可以根據(jù)測量結(jié)果直接進行發(fā)動機裝配的串臺與配臺。該檢測裝置的設(shè)計成功縮短了生產(chǎn)現(xiàn)場的生產(chǎn)周期，節(jié)省了人力，減輕了工人的勞動強度，提高了勞動生產(chǎn)率，是一種可以使用戶獲得良好經(jīng)濟效益的產(chǎn)品。該裝置可以測量機高低導(dǎo)及高渦等三種類型的葉片。水流量試驗器總體技術(shù)參數(shù)的確定需要滿足發(fā)動機葉片的工藝要求:高渦葉片的工作壓力在0.31±0.01MPa范圍內(nèi)，對應(yīng)流量在0.28～0.88m3/h范圍內(nèi)，溫度在10℃～36℃范圍內(nèi)；高導(dǎo)葉片的工作壓力在0.26±0.01MPa范圍內(nèi)，對應(yīng)流量在0.67～1.41m3/h范圍內(nèi)，溫度在10℃～36℃范圍內(nèi)；低導(dǎo)葉片的工作壓力在0.26±0.01MPa范圍內(nèi)，對應(yīng)流量在4.62～5.60m3/h范圍內(nèi)，溫度在10℃～36℃范圍內(nèi)。發(fā)動機葉片必須滿足表內(nèi)參數(shù)要求才能夠達到葉片的額定使用壽命，該參數(shù)作為重要的試驗數(shù)據(jù)是檢驗葉片是否合格的關(guān)鍵標準。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了，設(shè)計了一種發(fā)動機葉片內(nèi)腔流量檢測裝置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：發(fā)動機葉片內(nèi)腔流量檢測裝置由PLC控制器、觸摸屏、AD模塊、電磁流量測量系統(tǒng)等部分構(gòu)成。系統(tǒng)采用儀表和觸摸屏分別對檢測數(shù)據(jù)進行顯示，采用可編程序控制器PLC進行控制，并通過PLC與AD數(shù)據(jù)采集模塊配合使用，保證了檢測數(shù)據(jù)精確性，以及儀表和觸摸屏數(shù)據(jù)顯示的一致性。在編制PLC程序時，特別注意了AD采集模塊中模擬信號參數(shù)標定公式，對采集的流量信號進行精確計算整定，并在觸摸屏中顯示檢測數(shù)據(jù)。

所述的PLC型號為三菱公司的FX2n-16MR，控制器輸出類型為繼電器型輸出，該控制器為8點開關(guān)量輸入、8點開關(guān)量輸出控制器。

所述的AD模塊型號為FX2nc-4AD，是四路模擬量信號采集卡，可采集不同類型的電壓、電流信號。流量信號由現(xiàn)場一次傳感器采集并轉(zhuǎn)換為4mA～20mA標準信號發(fā)送給PLC模擬量采集卡FX2cn-4AD，由采集卡進行AD轉(zhuǎn)換，通過信號修正和處理，最后在觸摸屏上進行流量顯示。其電流輸入范圍DC4mA～20mA（輸入電阻250Ω），分辨率20μA。

所述的觸摸屏作為顯示單元，可直觀顯示葉片測試過程中的瞬時流量和累計流量。觸摸屏型號為A950GOT，其為6英寸人機界面，標配豐富接口、以太網(wǎng)、RS-422/485和RS-232一應(yīng)俱全。

所述的電磁流量測量系統(tǒng)選用E+H公司生產(chǎn)的Promag53型電磁流量測量裝置，該裝置具有信號采集后就地儀表顯示及遠程傳輸?shù)裙δ??？稍O(shè)置遠程輸出標準信號的類型及量程，輸出4mA～20mA標準信號。在romag53快速設(shè)置菜單下，可對流量計輸出信號量程、顯示單位等參數(shù)進行設(shè)置。在設(shè)置4mA～20mA標準信號量程時，根據(jù)水流量試驗器管路設(shè)計參數(shù)等情況，4mA對應(yīng)流量值0，20mA對應(yīng)流量值3750，流量單位為升/秒。

本發(fā)明的有益效果是：本文詳細論述了發(fā)動機葉片內(nèi)腔流量檢測裝置的設(shè)計過程，包括控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和程序設(shè)計等，最后經(jīng)現(xiàn)場驗正，葉片內(nèi)腔流量檢測數(shù)據(jù)能夠在觸摸屏和電磁流量計就地顯示儀表中同步顯示，能夠達到生產(chǎn)現(xiàn)場的工藝要求，并且測試結(jié)果準確，能夠檢驗出葉片是否符合設(shè)計要求，適用于批量檢測，同時也指導(dǎo)了工人高效地進行發(fā)動機裝配的串臺與配臺。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是控制系統(tǒng)示意圖。

圖2是FX2nc-4AD模擬量通道定義。

圖3是CH1通道流量信號接線圖。

圖4是PLC梯形圖。

具體實施方式

如圖1所示，發(fā)動機葉片內(nèi)腔流量檢測裝置由PLC控制器、觸摸屏、AD模塊、電磁流量測量系統(tǒng)等部分構(gòu)成。系統(tǒng)采用儀表和觸摸屏分別對檢測數(shù)據(jù)進行顯示，采用可編程序控制器PLC進行控制，并通過PLC與AD數(shù)據(jù)采集模塊配合使用，保證了檢測數(shù)據(jù)精確性，以及儀表和觸摸屏數(shù)據(jù)顯示的一致性。在編制PLC程序時，特別注意了AD采集模塊中模擬信號參數(shù)標定公式，對采集的流量信號進行精確計算整定，并在觸摸屏中顯示檢測數(shù)據(jù)。PLC型號為三菱公司的FX2n-16MR，控制器輸出類型為繼電器型輸出，該控制器為8點開關(guān)量輸入、8點開關(guān)量輸出控制器。AD模塊型號為FX2nc-4AD，是四路模擬量信號采集卡，可采集不同類型的電壓、電流信號。流量信號由現(xiàn)場一次傳感器采集并轉(zhuǎn)換為4mA～20mA標準信號發(fā)送給PLC模擬量采集卡FX2cn-4AD，由采集卡進行AD轉(zhuǎn)換，通過信號修正和處理，最后在觸摸屏上進行流量顯示。其電流輸入范圍DC4mA～20mA（輸入電阻250Ω），分辨率20μA。觸摸屏作為顯示單元，可直觀顯示葉片測試過程中的瞬時流量和累計流量。觸摸屏型號為A950GOT，其為6英寸人機界面，標配豐富接口、以太網(wǎng)、RS-422/485和RS-232一應(yīng)俱全。電磁流量測量系統(tǒng)選用E+H公司生產(chǎn)的Promag53型電磁流量測量裝置，該裝置具有信號采集后就地儀表顯示及遠程傳輸?shù)裙δ??？稍O(shè)置遠程輸出標準信號的類型及量程，輸出4mA～20mA標準信號。在romag53快速設(shè)置菜單下，可對流量計輸出信號量程、顯示單位等參數(shù)進行設(shè)置。在設(shè)置4mA～20mA標準信號量程時，根據(jù)水流量試驗器管路設(shè)計參數(shù)等情況，4mA對應(yīng)流量值0，20mA對應(yīng)流量值3750，流量單位為升/秒。

如圖2所示， FX2nc-4AD模擬量采集模塊為四路模擬量信號采集卡，可采集不同類型的電壓、電流信號，在程序中需對四路采集通道依據(jù)采集的信號類型進行定義，通道的定義依據(jù)如圖示。

如圖3所示，在控制系統(tǒng)程序設(shè)計過程中，仍需對對應(yīng)通道進行相關(guān)設(shè)置，否則數(shù)據(jù)將無法被正確采集。該本控制系統(tǒng)中，流量信號由CH1通道輸入，為4mA～20mA標準信號電流，根據(jù)模塊功能，其程序通道定義為H3331。

如圖4所示， PLC的程序是基于三菱公司提供的GX-Developer設(shè)計工具而完成的，該程序為梯形圖結(jié)構(gòu)語句。本試驗器控制系統(tǒng)程序由模擬量采集處理及操作單元順序控制兩部分程序構(gòu)成，其中的核心為模擬量信號處理程序，其中包括模擬量信號增溢設(shè)置、模擬量信號偏移設(shè)置、信號計算參數(shù)設(shè)置等幾部分負責就地儀表顯示數(shù)據(jù)的電磁流量計輸出的是4mA～20mA電流信號，其對應(yīng)量程設(shè)定為0～3750mL/s。本系統(tǒng)PLC程序中模擬量增溢的設(shè)置為：4mA對應(yīng)數(shù)值0.20mA對應(yīng)數(shù)值為1000。電磁流量計輸出電流值a（單位mA）在設(shè)置模擬量增溢后的對應(yīng)數(shù)值x應(yīng)為式x=250(a-4)/4；就地儀表顯示的檢測數(shù)據(jù)與設(shè)置模擬量增溢后的顯示值的比例為公式k=15/4；而觸摸屏顯示的檢測數(shù)據(jù)應(yīng)與電磁流量計就地儀表顯示的數(shù)據(jù)一致。因此，當電磁流量計遠程輸出電流a，設(shè)置模擬量增溢后的對應(yīng)數(shù)值為x時，觸摸屏顯示的檢測數(shù)據(jù)y應(yīng)在程序中計算公式y(tǒng)=kx ；即當電磁流量計遠程輸出a為20mA時，代入公式x=250(a-4)/4，得到設(shè)置模擬量增溢后的數(shù)值x為1000，繼而將x代入公式y(tǒng)=kx，得到觸摸屏中顯示的檢測數(shù)據(jù)y的值為3750。本系統(tǒng)PLC程序中模擬量信號偏移設(shè)置為250，導(dǎo)致0mA對應(yīng)數(shù)值0，16mA對應(yīng)數(shù)值為1000。即當電磁流量計輸出電流為4mA時，設(shè)置模擬量偏移后產(chǎn)生的模擬量信號偏移為250，而不再是數(shù)值0。此時觸摸屏顯示的數(shù)據(jù)y應(yīng)在程序中計算公式y(tǒng)=15(x-250)/4；在本系統(tǒng)的PLC程序設(shè)計中，模擬量計算處理的程序如圖4所示。