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CN105486220B - 桨距测量装置 - Google Patents

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CN105486220B
CN105486220B CN201510815877.0A CN201510815877A CN105486220B CN 105486220 B CN105486220 B CN 105486220B CN 201510815877 A CN201510815877 A CN 201510815877A CN 105486220 B CN105486220 B CN 105486220B
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李立峰
刘建峰
李兴
沈奔
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China National South Aviation Industry Co Ltd
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    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明公开了一种桨距测量装置，包括：设于发动机的桨轴上的凸轮及在凸轮的作用下沿发动机的轴向位移的顶杆，顶杆上远离凸轮的端部设有被测体；电涡流传感器，与被测体相对设置，用于检测其与被测体在桨叶旋转桨距角度变化时相对应的位移变化转换为电信号输出给发动机控制盒；发动机控制盒，用于对电涡流传感器输出的电信号进行换算处理得到发动机的桨距角度。通过电涡流传感器测量与被测体的距离，从而输出与位移对应的电信号给发动机控制盒，发动机控制盒通过该电信号与桨距变化的对应关系，经数据处理即可得到发动机的桨距的非接触式、周期性测量。

Description

桨距测量装置
技术领域
本发明涉及传感器检测领域，特别地，涉及一种桨距测量装置。
背景技术
现有的桨距测量装置主要由传感器、主动齿轮、从动齿轮组成。其中，主动齿轮固定在桨叶桨根外套上、传感器及从动齿轮安装在桨轴的支座上，传感器安装孔处压装弹簧，以便压紧传感器，保证齿轮啮合无间隙，导电环与传感器连接，主动齿轮随桨叶转动带动从动齿轮转动，从动齿轮带动传感器转动改变传感器中输出电阻，从而改变导电环上刷盒输出电压值，此电压值是与桨距转角成一定比例关系的，用于反映实际桨距转角大小。但现有的桨距测量装置由于导电环接触电阻过大且不稳定，及传动齿轮暴露在外部环境中，同时工作过程中存在较大振动，齿轮传动精度差，导致桨距测量准确性差。因此，现有的桨距测量装置在实际试车时发现输出信号波动较大，不能正确反映桨距角度。
发明内容
本发明提供了一种桨距测量装置，以解决现有的桨距测量装置因接触电阻不稳定及环境因素造成信号波动大、桨距角度检测准确度低的技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种桨距测量装置，用于发动机的桨距角度测量，该桨距测量装置包括：
设于发动机的桨轴上的凸轮及在凸轮的作用下沿发动机的轴向位移的顶杆，顶杆上远离凸轮的端部设有被测体；
电涡流传感器，与被测体相对设置，用于检测其与被测体在桨叶旋转桨距角度变化时相对应的位移变化转换为电信号输出给发动机控制盒；
发动机控制盒，用于对电涡流传感器输出的电信号进行换算处理得到发动机的桨距角度。
进一步地，顶杆经导向机构安装于发动机的桨毂上，且沿发动机的轴向与桨毂活动连接。
进一步地，顶杆与桨毂间设有用于顶杆回位的弹性机构。
进一步地，导向机构包括与顶杆固接的导向块及设于桨毂上的导向座，顶杆经导向块与导向座的配合沿发动机的轴向与桨毂活动连接。
进一步地，电涡流传感器经支架安装于发动机的减速机匣上，且电涡流传感器经信号传输电缆连接发动机控制盒。
进一步地，电涡流传感器为两个，其中，第一个与被测体相对设置，用于检测其与被测体在桨叶旋转桨距角度变化时相对应的位移变化转换为电信号输出给发动机控制盒；第二个与第一个电涡流传感器位于同一圆周且相对设置，用于发动机的负拉力检测标定并输出用于反映负拉力的电信号给发动机控制盒，
发动机控制盒对两个电涡流传感器的电信号进行差运算得到正确的桨距角度。
进一步地，电涡流传感器包括用于感应生成涡流磁场的探头线圈，涡流磁场随探头线圈与被测体间的距离变化而改变。
进一步地，发动机为航空涡桨发动机，桨叶为螺旋桨叶。
本发明具有以下有益效果：
本发明桨距测量装置，通过设于发动机桨轴上的凸轮随桨轴转动，从而使得桨轴变距时，凸轮推动顶杆沿发动机的轴向位移，以将桨距转换为线性的位移量，进一步，通过电涡流传感器测量与被测体的距离，从而输出与位移对应的电信号给发动机控制盒，发动机控制盒通过该电信号与桨距变化的对应关系，经数据处理即可得到发动机的桨距的非接触式、周期性测量，其解决了传统的接触式测量带来的引测量电阻及外界环境导致的误差，可靠性高，且便于航空发动机后续的数字化控制及管理。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明优选实施例桨距测量装置的结构示意图；
图2是本发明优选实施例电涡流传感器的输出特性示意图。
附图标记说明：
1、凸轮；2、顶杆；3、信号传输电缆；4、支架；
5、电涡流传感器；6、被测体；7、桨叶；8、桨轴；
9、弹性机构。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本发明的优选实施例提供了一种桨距测量装置，用于发动机的桨距角度测量，参照图1，本实施例桨距测量装置包括：
设于发动机的桨轴8上的凸轮1及在凸轮1的作用下沿发动机的轴向位移的顶杆2，顶杆2上远离凸轮1的端部设有被测体6；
电涡流传感器5，与被测体6相对设置，用于检测其与被测体6在桨叶旋转桨距角度变化时相对应的位移变化转换为电信号输出给发动机控制盒；
发动机控制盒，用于对电涡流传感器5输出的电信号进行换算处理得到发动机的桨距角度。
本实施例中，被测体6为圆盘状的金属感应盘，且该感应盘的轴心设有安装槽与顶杆2的端部固接，电涡流传感器5经支架4安装于发动机的减速机匣上，且电涡流传感器5经信号传输电缆3连接发动机控制盒。
发动机正常工作时，驱动桨轴8变距，固设于桨轴8上的凸轮1随桨轴8转动，顶杆2在旋转周期内随凸轮1的转动而转换为沿发动机轴向的移动，电涡流传感器5固定安装在减速机匣一侧，在变距旋转过程中，电涡流传感器5的探头与被测体6之间发生电涡流感应变化。
本实施例电涡流传感器5包括用于感应生成涡流磁场的探头线圈，涡流磁场随探头线圈与被测体6间的距离变化而改变。该探头线圈的阻抗Z是距离X的单值函数，在一定的范围内可以近似为线性函数，阻抗Z的变化通过电涡流传感器5内置的电子线路处理转换成电压Uout。具体地，顶杆2端面的被测体6相对电涡流传感器5的探头距离发生改变，距离改变引起感应涡流磁场改变，从而引起探头线圈谐振峰值改变，通过对谐振峰值的放大、检波和滤波处理电路能得到脉冲信号UDC，通过峰值检测逻辑电路将脉冲信号UDC转换成连续的随桨距变化的电压Uout给发动机控制盒进行运算控制。本实施例电涡流传感器5的输出特性曲线如图2所示。当电涡流传感器5的探头与感应盘的间距增大时，电涡流传感器感应输出的电压Uout相应增大。
当发动机变距时，凸轮1随桨轴8旋转，推动顶杆2沿发动机轴向产生位移，被测体6随顶杆2发生位移，将桨距转换为线性的位移量，利用电涡流传感器5测量被测体6的距离，产生位移-电压信号。本实施例电涡流传感器5输出的电压信号经信号传输电缆3传输到发动机控制盒，对该电压信号进行换算处理，实现发动机周期性、非接触式的桨距检测。
本实施例通过设于发动机桨轴上的凸轮随桨轴转动，从而使得桨轴变距时，凸轮推动顶杆沿发动机的轴向位移，以将桨距转换为线性的位移量，进一步，通过电涡流传感器测量与被测体的距离，从而输出与位移对应的电信号给发动机控制盒，发动机控制盒通过该电信号与桨距变化的对应关系，经数据处理即可得到发动机的桨距的非接触式、周期性测量，其解决了传统的接触式测量带来的引测量电阻及外界环境导致的误差，可靠性高，且便于航空发动机后续的数字化控制及管理。
参照图1，优选地，本实施例顶杆2经导向机构安装于发动机的桨毂上，且沿发动机的轴向与桨毂活动连接。由于经导向机构定位，使得设于顶杆2端部的被测体6与电涡流传感器5之间有较好的同轴度，避免了因被测体6位移过程中的轴向偏移导致的检测误差，确保了非接触式的检测精度。本实施例导向机构包括与顶杆2固接的导向块及设于桨毂上的导向座，顶杆2经导向块与导向座的配合沿发动机的轴向与桨毂活动连接。
优选地，顶杆2与桨毂间设有用于顶杆2回位的弹性机构9。本实施例弹性机构9采用弹簧，通过设置弹簧使得顶杆2在每个检测周期均可自动复位，从而确保了发动机桨距的非接触式、周期性检测。
本实施例发动机为航空涡桨发动机，桨叶7为螺旋桨叶，桨轴8为螺旋桨。
可选地，考虑到负拉力作用使得螺旋桨产生沿发动机轴向的位移的影响，本实施例电涡流传感器5为两个，其中，第一个与被测体6相对设置，用于检测其与被测体6在桨叶旋转桨距角度变化时相对应的位移变化转换为电信号输出给发动机控制盒；第二个与第一个电涡流传感器5位于同一圆周且相对设置，用于发动机的负拉力检测标定并输出用于反映负拉力的电信号给发动机控制盒，发动机控制盒对两个电涡流传感器5的电信号进行差运算得到正确的桨距角度，通过采用两个电涡流传感器5对桨距检测过程中的负拉力影响进行屏蔽，提高了桨距检测的准确度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种桨距测量装置，用于发动机的桨距角度测量，其特征在于，所述桨距测量装置包括：
设于发动机的桨轴(8)上的凸轮(1)及在所述凸轮(1)的作用下沿所述发动机的轴向位移的顶杆(2)，所述顶杆(2)上远离所述凸轮(1)的端部设有被测体(6)；
电涡流传感器(5)，与所述被测体(6)相对设置，用于检测其与所述被测体(6)在桨叶旋转桨距角度变化时相对应的位移变化转换为电信号输出给发动机控制盒；
发动机控制盒，用于对所述电涡流传感器(5)输出的电信号进行换算处理得到发动机的桨距角度；
所述电涡流传感器(5)为两个，其中，第一个与所述被测体(6)相对设置，用于检测其与所述被测体(6)在桨叶旋转桨距角度变化时相对应的位移变化转换为电信号输出给发动机控制盒；第二个与第一个电涡流传感器(5)位于同一圆周且相对设置，用于发动机的负拉力检测标定并输出用于反映负拉力的电信号给所述发动机控制盒，
所述发动机控制盒对两个所述电涡流传感器(5)的电信号进行差运算得到正确的桨距角度。
2.根据权利要求1所述的桨距测量装置，其特征在于，
所述顶杆(2)经导向机构安装于发动机的桨毂上，且沿所述发动机的轴向与所述桨毂活动连接。
3.根据权利要求2所述的桨距测量装置，其特征在于，
所述顶杆(2)与所述桨毂间设有用于所述顶杆(2)回位的弹性机构(9)。
4.根据权利要求3所述的桨距测量装置，其特征在于，
所述导向机构包括与所述顶杆(2)固接的导向块及设于所述桨毂上的导向座，所述顶杆(2)经所述导向块与所述导向座的配合沿发动机的轴向与所述桨毂活动连接。
5.根据权利要求1所述的桨距测量装置，其特征在于，
所述电涡流传感器(5)经支架(4)安装于发动机的减速机匣上，且所述电涡流传感器(5)经信号传输电缆(3)连接所述发动机控制盒。
6.根据权利要求1所述的桨距测量装置，其特征在于，
所述电涡流传感器(5)包括用于感应生成涡流磁场的探头线圈，所述涡流磁场随所述探头线圈与所述被测体(6)间的距离变化而改变。
7.根据权利要求1所述的桨距测量装置，其特征在于，
所述发动机为航空涡桨发动机，所述桨叶为螺旋桨叶。
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