一种发动机红外测温空间坐标标定装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种发动机红外测温空间坐标标定装置，包括发动机壳体标定装置和发动机尾焰标定装置。发动机壳体标定装置包括四根塑料尺和若干软尺；四根塑料尺周向均布在发动机壳体外壁上，塑料尺与塑料尺之间径向间隔分布若干软尺，发动机壳体标定装置在发动机壳体外壁上形成网格状；塑料尺和软尺上设有若干通孔，用于放置便于标定的热源。发动机尾焰标定装包括直尺和伸缩支杆，且两者成十字型安装；直尺和伸缩支杆上设有通孔，用于放置便于标定的热源。本装置简化了标定流程，不仅提高了空间定位的精确度，保证了红外数据分析处理的准确性；而且降低工作强度，节省了时间，提高了工作效率；并且该标定装置原材料价格低廉，易于加工，操作简单。操作简单。操作简单。

【技术实现步骤摘要】
一种发动机红外测温空间坐标标定装置


[0001]本技术属于固体火箭发动机试验领域，具体涉及一种固体火箭发动机红外测温空间坐标标定装置。

技术介绍

[0002]固体火箭发动机壳体温度以及尾焰温度场是反映发动机结构性能的重要参数。
[0003]发动机壳体温度可以反映推进剂的燃烧以及绝热层的烧蚀状态。
[0004]发动机尾焰的结构形态不仅直接反映发动机的整体性能，而且对发射平台也会带来诸多影响。温度场是描述发动机尾焰以及特征信号的重要指标，也反映了推进剂的燃烧效率，对配方研制及装药结构设计都有重要意义。
[0005]随着武器系统装备的快速发展，对发动机研制尤其是发动机测试提出了更高要求。近年来，红外技术迅速发展，在航空航天、科研、工业生产、无损探伤、安全检查等领域得到了广泛的应用，尤其在军事、科研领域发挥重要作用。
[0006]红外热像测量技术属于非接触式测试范畴，红外热像仪是一种利用红外探测器和光电设备将被测目标的热辐射转变成可视的热图像的仪器，这种热图像与物体表面的热分布场相对应，通过计算机热图处理可进行温度场分析。已被用于辐射热结构和火焰温度场的测量研究中，如油池火、高温炉膛等的温度分布和辐射特性。
[0007]在固体火箭发动机地面试验中，由于试验现场环境的特殊性，目前红外热像技术主要应用于测量发动机壳体温度和测量尾焰温度场。之前的固体发动机地面试验中，试验要求中只需要定性的知晓壳体温度分布以及尾焰温度分布即可，但随着固体火箭发动机精细化设计要求越来越高，需要在固体火箭发动机地面试验中，准确测量发动机壳体温度、尾焰温度场，并利用测量结果指导固体火箭发动机壳体结构、尾喷管结构的改进设计，因此就需要准确知道发动机被测目标空间坐标与热图像素坐标的对应关系；而目前红外热像仪输出的红外图像只能大致知道温度分布范围，无法准确指导结构改进设计。
[0008]为了在热图上准确提取被测目标上指定位置或区域的温度数值，需要建立发动机被测目标空间坐标与热图像素坐标的对应关系。目前在建立两者对应关系时，主要还是靠人工进行手动标定，存在以下技术问题：
[0009]1固体火箭发动机壳体上的象限位置、某位置点热电偶位置或区域在计算机热图无法自主识别。
[0010]2测量尾焰温场时，无法准确定位空间标识。
[0011]发动机试验时，按照工作流程，首先根据被测目标确定红外热像仪位置，一般为了保证红外测量的准确性，原则上要求红外热像仪正对被测目标，既保证壳体、尾焰的辐射进入红外探测器，还要能更多的消除背景辐射干扰。但实际上，由于发动机种类多，直径、长度各异，试车架固定位置也会不同，还由于台体测量窗口限制，红外热像仪位置和测量角度也不同，导致预设标记点位置也会发生变化，导致无法准确定位空间标识。
[0012]3人工标定空间分辨率差，定位准确度不够高、效率低。
[0013]由于发动机结构以及安装位置的不同，并受限于试验台体观测窗口，每次试验红外热像仪的观测位置、角度都会有差异，都需要进行红外空间标定才能保证数据的准确性。
[0014]人工标定时，由于热源大小、手动划线的差别，以及测试距离的不同，会使得标记的点、线、区域存在空间分辨率差、定位不准确的情况。
[0015]此外，在进行尾焰测量时需采用手动标定，由于尾焰区域范围大，并且都是虚拟的空间点，人工标定操作难度较大，至少需要3名测试人员共同配合，这就使得标定时间较长。但实际出于安全考虑，每个试验台体进行了限员，这就要求红外标定人员不能长时间占用台体，以免影响其他岗位工作，因此人工标定在效率和工程实际上都存在较多问题。
[0016]因此需要设计一种新的标定装置，来克服上述缺陷。

技术实现思路

[0017]为解决现有技术存在的问题，本技术提出一种固体火箭发动机红外测温空间坐标标定装置，利用该装置，能够自动识别固体火箭发动机壳体上的象限位置，确定壳体以及尾焰测量区域，克服了传统人工标定空间分辨率差，定位准确度不够高和效率低的缺陷。
[0018]本技术的技术方案是:一种发动机红外测温空间坐标标定装置，包括发动机壳体标定架和发动机尾焰标定架；
[0019]所述发动机壳体标定架包括四根具有刻度的第一直尺和若干具有刻度的软尺；四根第一直尺周向均布在发动机壳体外壁上，每根第一直尺均平行于发动机轴线；相邻两根第一直尺之间为一个测量象限，其中径向间隔分布若干软尺；第一直尺和软尺上设有若干坐标位置已知的通孔，用于放置便于标定的热源；发动机壳体标定架在发动机壳体外壁上形成测量网格，标定时，第一直尺的零刻度与发动机前裙壁面重合；
[0020]所述发动机尾焰标定架包括具有刻度的第二直尺和具有刻度的伸缩支杆，且两者成十字型安装；第二直尺和伸缩支杆上设有若干坐标位置已知的通孔，用于放置便于标定的热源；标定时，第二直尺轴线与发动机轴线重合，第二直尺的零刻度与发动机喷管出口端面重合。
[0021]进一步的，所述发动机壳体标定架和发动机尾焰标定架能够独立使用，分别进行标定。
[0022]进一步的，所述发动机壳体标定架中的四根第一直尺，每根由若干根1米长的尺子套接组成，能够根据发动机壳体的轴向长度进行伸缩。
[0023]进一步的，所述发动机壳体标定架中的若干软尺能够与发动机壳体外壁贴合。
[0024]进一步的，所述发动机尾焰标定架的第二直尺由多根1米长的尺子组成，沿伸缩支杆左右对称分布；相邻尺子之间通过可翻转耳片连接便于折叠，第二直尺彻底展开时处于同一平面。
[0025]进一步的，标定时，所述伸缩支杆的零刻度与发动机基座底面重合，所述第二直尺处于伸缩支杆上的发动机中心高度刻度位置，方便实现第二直尺轴线与发动机轴线重合。
[0026]专利技术效果
[0027]本技术的技术效果在于：在固体火箭发动机地面试验中，应用本技术后，能够显著提高红外测试效率，简化了标定流程，不仅提高了空间定位的精确度，保证了红外数据分析处理的准确性；而且降低工作强度，节省了时间，提高了工作效率；并且该标定装
置原材料价格低廉，易于加工，操作简单。经过实际试验验证，测试人员由原来3人减至2人，标定时间由原来的人工标定15分钟缩短至5分钟，工作效率大幅提高。
附图说明
[0028]图1发动机壳体红外标定架示意图
[0029]图2发动机尾焰红外标定架示意图
[0030]图3为发动机壳体标定装置结构示意图
[0031]图4为发动机尾焰标定装置结构示意图
[0032]附图标记说明：1
‑
第一直尺；2
‑
放置热源通孔；3
‑
软尺；4
‑
第二直尺；5
‑
可翻转耳片；6
‑
伸缩支杆；7
‑
壳体标定架；8
‑
发动机；9
‑
尾焰标定架。
具体实施方式
[0033]在本技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种发动机红外测温空间坐标标定装置，其特征在于，包括发动机壳体标定架和发动机尾焰标定架；所述发动机壳体标定架包括四根具有刻度的第一直尺(1)和若干具有刻度的软尺(3)；四根第一直尺(1)周向均布在发动机壳体外壁上，每根第一直尺(1)均平行于发动机轴线；相邻两根第一直尺(1)之间为一个测量象限，其中径向间隔分布若干软尺(3)；第一直尺(1)和软尺(3)上设有若干坐标位置已知的通孔，用于放置便于标定的热源；发动机壳体标定架在发动机壳体外壁上形成测量网格，标定时，第一直尺(1)的零刻度与发动机前裙壁面重合；所述发动机尾焰标定架包括具有刻度的第二直尺(4)和具有刻度的伸缩支杆(6)，且两者成十字型安装；第二直尺(4)和伸缩支杆(6)上设有若干坐标位置已知的通孔，用于放置便于标定的热源；标定时，第二直尺(4)轴线与发动机轴线重合，第二直尺(4)的零刻度与发动机喷管出口端面重合。2.如权利要求1所述的一种发动机红外测温空间坐标标定装置，其特征在于，所述发动机壳...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢俊彦，陈端毓，李岚，王利娜，
申请(专利权)人：西安航天动力测控技术研究所，
类型：新型
国别省市：