【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及液体火箭发动机零组件低温端面密封的试验，特别是一种全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统和方法。
技术介绍
1、液体火箭发动机涡轮泵采用低温端面密封技术，端面密封具有密封性能好、可重复使用、使用范围广等优点，作为发动机关键构建之一，端面密封的产品质量对保障整个发动机的稳定性和可靠性起着至关重要的作用。
2、在端面密封研制的过程中，通常采用低温端面密封试验考核低温端面密封产品的性能，低温端面密封试验台可模拟实际工作环境，主要包括压力、温度、流量及转速等参数，对端面密封产品的密封性能和结构合理性进行测试。低温端面密封的产品包括静环和动环。
3、低温端面密封试验台如图1所示，由电机驱动系统1、增速箱3、试验装置10、冷却润滑系统4、介质供应系统5、测量系统和控制系统组成。电机驱动系统1主要包括电机和变频器，试验装置10采用电机驱动，通过增速箱3增速，试验装置10达到额定试验转速，通过变频器进行调频调速；冷却润滑系统4实现为增速箱3在高转速下提供轴承和齿轮的冷却和润滑，防止增速箱3损坏；介质供应系统5为试验装置提供规定的冷却流量，既满足产品试验冷却流量需求，又对工艺轴承进行冷却，防止其损坏；控制系统实现对端面密封试验过程进行控制，实现功能主要包括试验装置10转速的调节、冷却润滑系统4控制和介质供应系统5的控制等。
4、试验过程中将产品安装在试验台架上，按试验任务书要求进行试验，技术人员需要根据试验任务书编写试验规程，低温端面密封的试验操作需要按照试验规程执行。
5、试验涉及
6、低温端面密封试验主要包括试验前、试验和试验后三个阶段，试验前阶段主要进行密封产品外观检查及静态测试；试验阶段为产品上台进行运转试验，测试运转试验参数；
7、试验后阶段主要进行静态测试、数据处理、外观检查。
8、试验全过程数据包含运行日志、产品交接表、端面密封试验装配记录表、试验数据曲线、产品多媒体图像，通常采用的记录方式为，操作人员使用单反相机拍照对产品外观检查，拍摄的多媒体图像通过人工手动导出到计算机；静态测试主要实现对密封产品的测量，使用的工具主要有高度尺、深度尺以及游标卡尺，记录的方式也是通过人手工进行测量，然后将量具的数值抄录到端面密封试验装配记录表上，其中的计算参数需要通过计算器进行手动计算，最后抄写到装配记录本上；按试验规程要求，每台次试验均需要对试验台的试前试后状态检查、岗位分工、运行状态等过程信息进行记录，通常采用的方式为通过人工手动记录，上述信息需要记录在运行日志和产品交接表上；运转试验的数据需要生成试验数据曲线，存储在试验台工控机上，生成的数据曲线最后需要附在试验报告上。
9、当前，航天型号任务每年都成大规模上涨趋势，低温端面密封试验件的需求数量较大，试验台饱和度逐年增高，低温端面密封试验过程数据采用手动记录、拍照和纸质留存的方式，导致型号研制周期较长，试验效率较低，无法应对未来试验任务的增长；纸质版的过程数据没有按产品的类别及批次进行分类，导致历史试验数据查阅不便利。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统和方法，实现试验全流程过程数据自动测量，形成结构化电子文档，有效提升试验效率。
2、本专利技术的技术解决方案是：全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统，包括硬件系统和控制系统；
3、所述硬件系统包括静态测量单元、运转试验测量单元、工控机、交换机；
4、所述静态测量单元用于静态参数的测量；
5、所述运转试验测量单元用于实验运转过程中动态参数的测量；
6、所述交换机包括装配间交换机、试验间交换机和操纵间交换机，装配间交换机、试验间交换机通过以太网连接操纵间的交换机，实现数据通讯；
7、所述工控机与操纵间的交换机通信连接；
8、所述控制系统包括控制模块、量具数据显示及存储模块、图像数据显示及存储模块、测量数据显示及存储模块；
9、所述控制模块用于控制静态参数和动态参数的测量以及试验任务的执行；
10、所述量具数据显示及存储模块存储静态参数；
11、所述图像数据显示及存储模块存储产品试前、试后的图片信息；
12、所述测量数据显示及存储模块处理试验前、试验中、试验后需要确认的各项指标。
13、在上述的全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统中，所述静态测量单元用于静态参数的测量，包括游标卡尺、高度尺、深度尺和工业摄像头；高度尺、深度尺分别用于测量静环组件的总高度h1、静环台高h2和静环石墨凸台高度h3；游标卡尺用于测量实际静环垫片厚度；
14、所述游标卡尺、高度尺和深度尺输出信号经过多路转换器输出连接到装配间工控机；工业摄像头实现对产品外观的拍摄，工业摄像头输出直接连接交换机。
15、在上述的全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统中，所述运转试验测量单元包括转速检测元件、介质流量检测元件、温度检测元件、压力检测元件、泄漏流量检测元件、功率检测元件、采集器；
16、所述的转速检测元件采用非接触电磁式转速传感器，经转速计变送输出电流信号到采集器；介质流量检测元件采用低温质量流量计，输出电流信号到采集器；温度检测元件采用pt100型温度变送器，输出电流信号到采集器；压力检测元件采用压阻式压力变送器，通过引压管连接压力变送器和试验装置，压力变送器输出电流信号到采集器；泄漏流量检测元件采用气体量热式流量计，输出电流信号到采集器；功率检测元件采用多功能功率表，输出的电流信号连接采集器；采集器对上述传感器信号进行采集，通过网络连接到交换机，并将采集的数据传输到操纵间工控机，工控机显示运转试验测量参数。
17、应用上述全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统的测量方法，包括，
18、试验前，按静环产品型号规格新建试验任务；
19、试验时，控制模块执行试验任务，每个实验任务包括依次执行以下步骤，
20、步骤一、确定试验岗位人员；
21、步骤二、产品接收；
22、步骤三、工装、工具准备；
23、步骤四、试前检查；
24、步骤五、产品装配和安装；
25、步骤六、产品试验；
26、步骤七、试验结束；
27、步骤八、试验台整理；
28、步骤九、产品交付；
29、步骤十、编制试验报告。
30、在上述的测量方法中，所述步骤二产品接收时，显示产品交接检查表；对照产品交接检查表的检查内容依次进行检查，并记录检查结果；通过工业相机获取产品外观图像，将该信息以本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统，其特征在于：包括硬件系统和控制系统；
2.根据权利要求1所述的全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统，其特征在于：所述静态测量单元用于静态参数的测量，包括游标卡尺、高度尺、深度尺和工业摄像头；高度尺、深度尺分别用于测量静环组件的总高度h1、静环台高h2和静环石墨凸台高度h3；游标卡尺用于测量实际静环垫片厚度；
3.根据权利要求1所述的全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统，其特征在于：所述运转试验测量单元包括转速检测元件、介质流量检测元件、温度检测元件、压力检测元件、泄漏流量检测元件、功率检测元件、采集器；
4.应用如权利要求1～3中任一项所述全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统的测量方法，其特征在于：包括，
5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤二产品接收时，显示产品交接检查表；对照产品交接检查表的检查内容依次进行检查，并记录检查结果；通过工业相机获取产品外观图像，将该信息以图片形式存储至图像数据显示及存储模块；利用OCR字符识别技术识别产品图号信息并实时存储；
6.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤三中工装、工具准备时，调取测试所需的工装工具列表并显示；依据工装工具列表，确认试验必备的工装工具准备是否齐全。
7.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤五产品装配和安装时，
8.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤六产品试验中，控制运转试验测量单元测量实验运转过程中动态参数；设置试验过程判断和参数异常提醒，产品参数异常将无法进行试验。
9.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤七试验结束后，拆除试验装置，分解试验产品；拆解后，控制静态测量单元对拆除后的静环组件，测量、记录并自动计算磨损量；测量静环石墨凸台高度h2，检查动环、静环情况并记录变化量。
10.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤十编制试验报告包括显示试验过程产生的相关数据，生成电子版过程文件，过程文件包括装配记录表，试验运行日志，调同轴记录表，产品交接记录表。
...【技术特征摘要】
1.全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统，其特征在于：包括硬件系统和控制系统；
2.根据权利要求1所述的全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统，其特征在于：所述静态测量单元用于静态参数的测量，包括游标卡尺、高度尺、深度尺和工业摄像头；高度尺、深度尺分别用于测量静环组件的总高度h1、静环台高h2和静环石墨凸台高度h3；游标卡尺用于测量实际静环垫片厚度；
3.根据权利要求1所述的全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统，其特征在于：所述运转试验测量单元包括转速检测元件、介质流量检测元件、温度检测元件、压力检测元件、泄漏流量检测元件、功率检测元件、采集器；
4.应用如权利要求1～3中任一项所述全流程数字化低温端面密封试验数据测量系统的测量方法，其特征在于：包括，
5.根据权利要求4所述的测量方法，其特征在于：所述步骤二产品接收时，显示产品交接检查表；对照产品交接检查表的检查内容依次进行检查，并记录检查结果；通过工业相机获取产品外观图像，将该信息以图片形式存储至图像数据显示及存储模块；利用ocr字符识别技术识别产品...
【专利技术属性】
技术研发人员：秦雷，刘瑞欣，何伟锋，董丽双，张卫东，臧东情，王洪福，冯晓鸣，李佳，刘鑫，
申请(专利权)人：北京航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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