影像測量技術在葉尖間隙測量中的應用

鄭 臣，朱目成

（1.西南科技大學 信息工程學院自動化技術研究所，四川 綿陽621010；2.西南科技大學 制造過程測試技術教育部重點實驗室，四川 綿陽621010）

引言

航空發動機的葉尖間隙對渦輪和壓氣機的效率、壽命及油耗有很大的影響，葉尖間隙的精確度直接影響到發動機的經濟性和可靠性。目前中國航空工業沈陽發動機設計研究所使用英國RCMS4的間隙測量系統屬探針測量法［1］，測量中探針和葉尖端面的污損，會改變放電的起始距離，產生測量誤差。D.Muller等人［2］開發的電容式葉尖間隙測量系統，測量間隙不確定度優于0.06mm，但精度受多方面因素的影響如介質的介電常數變化、探頭及機匣受熱變形等。超聲波法［3］和激光法［4］也由于設備造價昂貴、系統搭建困難，難以運用到實際測量中。

本文正是基于葉尖間隙測量難度大、精確度低的難題，依靠影像測量技術［5］，搭建了葉尖間隙影像測量系統，對葉尖間隙進行了模擬測量，驗證了該方法的可行性。目前國外研究比較前端的文獻［1］測量精確度達到25μm，國內前段方法文獻［3］測量精確度達到30μm，以及相關的影像測量文獻［10］精確度達到20μm，且系統只適應于葉尖間隙測量，本測量系統主要依賴后期圖像算法的設計，減輕了圖像采集硬件壓力，解放了對測量環境的依賴，從而達到了節省設備成本的目的，并且不僅用于葉尖間隙測量，還可以移植用于測量壓氣機葉盤與靜葉的軸向距離、靜葉內環封嚴間隙以及其他方面的微間隙測量，適用性更廣泛。……