航空零件流通能力测量设备及其光感液位测量装置的制作方法

1.本发明涉及液位测量技术领域，特别地，涉及一种光感液位测量装置和采用所述光感液 位测量装置的航空零件流通能力测量设备。


背景技术：

2.由于航空零件大多对自身流通能力有着严格要求，例如叶片、涡轮等零部件，但这类零 部件大多通径较大并且截面为异形结构，采用市面上常见的流量计等测量方式无法精准测量 其流通能力特性。对此，可采用储水桶与航空零件连接，利用储水桶内的水介质通过被测航 空零件的流速来测量航空零部件的流通能力。
3.然而，现有液位测量装置大多采用内置于测量管道内的浮子和用于感应浮子高度的磁感 应开关来实现测量，但由于浮子与测量管道之间会存在一定间隙，当浮子随液面升降时并非 处于绝对竖直状态，而是与测量管道呈一定角度摆动，导致浮子与磁感应开关之间的动作并 不能准确反应出水面实际高度，而是与实际高度有一定随机误差。其次，磁感应开关的感应 具有一定的范围，并且浮子的金属部分也有一定的竖直高度，当浮子在测量水道中升降时， 金属部分在磁感应开关的感应范围内升降的过程中，磁感应开关将会持续动作，导致利用这 种测量结构给系统输出信号反应水面高度是某一个数值，其实际上却是具有一定的延时性的 时间段，因此，针对于高精度的航空零件而言，无法满足测量精度的要求。


技术实现要素：

4.本发明主要提供一种光感液位测量装置，以解决在航空零件流通能力测量设备中无法及 时且精准测量出液位高度的技术问题。
5.本发明还提供一种航空零件流通能力测量设备，采用上述光感液位测量装置。
6.根据本发明的一个方面，提供一种光感液位测量装置，包括用于固定至测量管道上的安 装座、设于所述安装座上的激光收发模块和反射板，所述激光收发模块和所述反射板用于分 设在所述测量管道相对的两侧，所述激光收发模块包括出光方向向下倾斜设置的激光发射器 和设于所述激光发射器下方的激光接收器，所述反射板相对所述安装座的位置可调并用于将 所述激光发射器发射出的激光反射至所述激光接收器。
7.优选地，所述光感液位测量装置还包括固定板、安装板和紧固螺母，所述固定板与所述 安装座连接，所述固定板上开设有调节孔，所述安装板上设有穿设于所述调节孔的调节螺杆， 所述反射板设于所述安装板上并通过所述调节螺杆沿所述调节孔可转动地设置，所述紧固螺 母与所述调节螺杆穿过所述调节孔并伸出至所述安装板外的外伸端螺纹连接。
8.优选地，所述调节孔为沿竖直方向延伸并用于供所述调节螺杆升降滑动的腰形孔。
9.优选地，所述紧固螺母为蝶形螺母。
10.优选地，所述光感液位测量装置还包括与所述安装座连接的升降机构，所述激光收发模 块和反射板均设于所述升降机构上，所述升降机构用于带动所述激光收发模块和所述反射板 相对所述安装座升降移动。
11.进一步地，所述升降机构包括升降座、升降螺母和升降螺栓，所述激光收发模块和反射 板均安装于所述升降座上，所述升降座设于所述安装座的下方，所述升降螺母与所述升降座 固定连接，所述安装座开设有升降孔，所述升降螺栓沿所述安装座的上方穿过所述升降孔并 与所述升降螺母螺纹连接。
12.进一步地，所述升降座包括用于套设在所述测量管道上并沿所述测量管道可升降滑动地 设置的导向套。
13.优选地，所述光感液位测量装置还包括遮光罩，所述激光收发模块和所述反射板均设于 所述遮光罩内。
14.根据本发明第二方面，还提供一种航空零件流通能力测量设备，包括储水筒和设于所述 储水筒底部并用于安装航空零件的测量工位，以及与所述储水筒连通并且与所述储水筒保持 相同液位高度的测量管道、设于所述测量管道上并用于在所述测量管道内的液位到达预设高 度位置时发出信号的上述光感液位测量装置。
15.优选地，所述储水筒包括底部设有所述测量工位的第一储水筒和与所述第一储水筒的顶 端连通的第二储水筒，所述第二储水筒的口径大于所述第一储水筒的口径，所述测量管道包 括与所述第一储水筒连接的第一测量管道和与所述第二储水筒连接的第二测量管道，所述光 感液位测量装置包括设于所述第一测量管道上的第一光感液位测量装置和设于所述第二测量 管道上的第二光感液位测量装置。
16.本发明具有以下有益效果：
17.本发明提供的光感液位测量装置中，待测位置的测量管道为激光可定向穿透的管道，通 过激光发射器相对于测量管道呈倾斜状态地发射激光，使激光能够穿过测量管道内的液体之 后被反射板反射回激光接收器上；使用时先通入液体以使液体朝向待测位置的测量管道方向 流动，当测量管道内的液体到达预设高度时，发射出的激光将从液面上表面穿入液体内，并 受空气与水面性质不同折射反射率等参数的影响发生变化，从而被激光接收器及时感知，精 准测量出液面到达预设高度时的时间节点。其次，由于激光发射器和激光接收器设于同一模 块内，二者之间的间距和角度可精确控制，不受测量管道口径的影响，安装时仅需调节反射 板的位置便能够具备较佳的测量精度，有效降低测量操作难度并保证测量精度，能够更好地 应用于航空零件流通能力测量设备中对参数要求较高的航空零件进行流通能力测量。
18.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
19.构成本技术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：
20.图1为本发明实施例提供的光感液位测量装置的立体图；
21.图2为图1所示的光感液位测量装置另一角度的立体图；
22.图3为图1所示的光感液位测量装置的使用状态参考图；
23.图4为本发明实施例提供的航空零件流通能力测量设备的结构示意图；
24.图5为图4所示的航空零件流通能力测量设备中a区域的局部放大图。
25.图例说明：
26.1000、航空零件流通能力测量设备；1、光感液位测量装置；11、安装座；12、激光收发 模块；121、激光发射器；122、激光接收器；13、反射板；14、升降机构；141、升降座；1411、 导向套；142、升降螺母；143、升降螺栓；15、固定板；151、调节孔；16、安装板；161、 调节螺杆；17、紧固螺母；171、驱动部；2、测量管道；21、第一测量管道；22、第二测量 管道；3、水箱；4、抽水装置；5、储水筒；51、第一储水筒；52、第二储水筒；6、导水筒； 7、控制管道；8、控制装置；81、浮子；82、磁感应开关；2000、航空零件。
具体实施方式
27.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的 多种不同方式实施。
28.请结合图1和图2，本发明实施例提供的光感液位测量装置1包括安装座11、激光收发模 块12和反射板13，所述激光收发模块12和所述反射板13均设于所述安装座11上，所述安 装座11用于固定至测量管道2上，所述激光收发模块12和反射板13用于分设在所述测量管 道2相对的两侧，所述测量管道2采用石英管或者其他透光材料制成的管道，以确保能够穿 过激光并不对激光产生折射、反射等影响。
29.如图3所示，所述激光收发模块12包括沿竖直方向并排设置的激光发射器121和激光接 收器122，所述激光发射器121的出光方向朝向所述反射板13并且相对水平面向下倾斜设置， 所述激光接收器122设于所述激光发射器121的下方，所述反射板13用于将所述激光发射器 121发射出的激光反射至所述激光接收器122内。
30.其中，待测位置的测量管道2为激光可定向穿透的管道，所述光感液位测量装置1通过 所述激光发射器121相对于所述测量管道2向下倾斜地发射激光，使激光穿过测量管道2内 的液体之后被所述反射板13反射回所述激光接收器122上，相比直接沿水平方向发射激光的 方式，当所述测量管道2内的液体到达预设高度时，发射出的激光将从液面上表面斜向穿入 液体内，使激光更容易受空气与水面性质不同折射反射率等参数的影响发生变化，从而被所 述激光接收器122及时并精准感知，精确测量出液面到达预设高度时的时间节点。
31.其次，由于所述激光发射器121和所述激光接收器122设于同一模块内，二者之间的间 距和角度可提前精确控制调整，在安装于测量管道2上时不受所述测量管道2结构和口径的 影响，即无需根据测量管道2的口径来依次调节所述激光发射器121和所述激光接收器122 的安装位置及角度，仅需调整所述反射板13的位置便能够具备较佳的测量精度，有效降低测 量操作难度并保证测量精度，使所述光感液位测量装置1能够更好地应用于航空零件流通能 力测量设备中对参数要求较高的航空零件进行流通能力测量。
32.在图1和图2中均有示出，所述光感液位测量装置1还包括升降机构14，所述激光收发 模块12和所述反射板13均设于所述升降机构14上，所述升降机构14与所述安装座11连接 并可相对所述安装座11升降移动，从而带动所述激光收发模块12和所述反射板13同步
升降 移动，在保证所述激光收发模块12和所述反射板13之间相对位置不变的情况下，对所述激 光收发模块12和所述反射板13同时进行高度方向上的微调，以精准调整所述光感液位测量 装置1的液面触发位置，方便精确测量。
33.进一步地，所述测量管道2上预设有用于表示液位高度的刻度线，所述升降机构14包括 用于观察及对齐所述刻度线的调节窗口(图未示，下同)，通过所述调节窗口方便将所述升降 机构14精准升降调节至预设位置，进一步提升测量精度。
34.进一步地，所述升降机构14包括升降座141、升降螺母142和升降螺栓143，所述激光 收发模块12和所述反射板13均安装于所述升降座141上，所述升降座141设于所述安装座 11的下方，所述升降螺母142与所述升降座141固定连接，所述安装座11开设有升降孔，所 述升降螺栓143沿所述安装座11的上方穿过所述升降孔并与所述升降螺母142螺纹连接，在 使用时可采用扳手驱动所述升降螺栓143转动地带动所述升降螺母142升降移动，从而带动 所述升降座141升降移动，实现所述光收发模块12和所述反射板13的升降调节，升降结构 简单且连接强度高、稳定性好，并能够降低生产成本。
35.更进一步地，所述升降座141还包括用于套设在所述测量管道2上并可沿所述测量管道2 升降滑动的导向套1411，所述导向套1411采用分设于所述测量管道2相对两侧的两个半圆槽 卡件相互拼接构成，通过所述导向套1411对所述升降座141是升降移动进行限位及导向，提 升所述升降座141的升降精度和稳定性。
36.优选地，所述升降机构14还包括设于所述安装座11上并用于限制所述升降螺栓143轴向 移动的限位结构(图未示，下同)，所述限位结构具体可为抵接或者卡接于所述升降螺栓143 的顶部并不对所述升降螺栓143的转动造成影响的卡槽结构，通过所述限位结构对所述升降 螺栓143进行轴向限位，避免所述升降螺栓143直接被提拉上移地带动所述升降座141整体 移动，保证所述升降座141的稳定性和位置精度。
37.如图2所示，所述光感液位测量装置1还包括固定板15、安装板16和紧固螺母17，所 述固定板15设于所述升降座141上，所述固定板15开设有调节孔151，所述安装板16的一 面用于安装所述反射板13，另一面设有穿设于所述调节孔151内的调节螺杆161，所述安装 板16可通过所述调节螺杆161沿所述调节孔151转动，从而带动所述反射板13转动，所述 紧固螺母17与所述调节螺杆161穿过所述调节孔151并伸出至所述安装板16外的外伸端螺 纹连接，即所述紧固螺母17设于所述固定板15远离所述安装板16的一面，通过所述紧固螺 母17可将所述调节螺杆161旋紧固定于所述固定板15上，实现所述安装板16相对所述固定 板15的固定连接。
38.由于受加工精度和平整度的影响，所述反射板13表面不同位置的反射效果可能不同，在 实际使用过程中，当所述反射板13的反射效果不佳时，可在拧松所述紧固螺母17之后，沿 所述调节螺杆161的轴线轻微转动所述反射板13以改变所述反射板13表面用于反射激光的 位置，提升反射效果。
39.优选地，所述调节孔151为沿竖直方向延伸并用于供所述调节螺杆161升降滑动的腰形 孔，即在拧松所述紧固螺母17之后，所述调节螺杆161可沿所述腰形孔升降移动，单独实现 所述反射板13的升降移动，从而调节所述反射板13相对所述激光收发模块12的安装高度， 使所述反射板13更好地适配所述激光收发模块12。
40.优选地，所述紧固螺母17为蝶形螺母，其相对的两侧设有突出的驱动部171，该驱
动部 171具体为朝远离所述调节螺杆161的方向延伸形成的片状结构，通过所述驱动部171便于人 手直接拧动所述紧固螺母17，提升调节便利性。
41.在图1中示出，所述光感液位测量装置1还包括遮光罩18，所述激光收发模块12和所述 反射板13均设于所述遮光罩18内，通过所述遮光罩18屏蔽外界光线，避免外界光线对所述 激光收发模块12的正常工作产生影响。
42.优选地，所述括遮光罩18的内壁涂覆有深色涂料，保证外部光线屏蔽效果的同时，避免 对内部光线进行反射。
43.如图4所示，根据本发明第二方面，还提供一种航空零件流通能力测量设备1000，包括 上述光感液位测量装置1和测量管道2。进一步地，所述航空零件流通能力测量设备1000还 包括水箱3、抽水装置4、储水筒5和导水筒6，所述水箱3用于提供整个系统的测试液体， 所述抽水装置4用于将所述水箱3内的液体抽取至所述储水筒5内，所述储水筒5的底部设 有用于安装航空零件2000的测量工位，所述导水筒6的顶端用于与所述测量工位上的航空零 件2000连通，底端与所述水箱3连接，并且所述导水筒6内设有阀门。
44.具体地，所述测量管道2沿竖直方向设置并且其上下两端均与所述储水筒5连通，以使 所述测量管道2内的液位高度与所述储水筒5的液位高度保持相同，所述光感液位测量装置1 设于所述测量管道2上并用于实时检测所述测量管道2的液位高度，从而实时检测所述储水 筒5的液位高度。
45.进一步地，所述光感液位测量装置1设有至少两个，两个所述光感液位测量装置1沿竖 直方向间隔设置，以分别检测所述测量管道2的液体到达两个高度处的时间节点。
46.所述航空零件流通能力测量设备1000的测试过程为：先关闭所述导水筒6内的阀门，通 过所述抽水装置4将所述水箱3内的测试液体抽取至所述储水筒5内，使所述储水筒5内的 液体达到预设体积；然后开启所述导水筒6内的阀门，使所述储水筒5内的测试液体沿所述 航空零件2000流通回所述水箱3内，当所述储水筒5内的液体下降至第一预设高度时，通过 其中一个所述光感液位测量装置1记录该时间节点t1，当所述储水筒5内的液体下降至第二 预设高度时，通过另一个所述光感液位测量装置1记录该时间节点t2，最后通过时间节点t2 减去时间节点t1得出固定水量流通所述航空零件2000所需要的时长，精准计算出所述航空零 件2000的流通能力。
47.优选地，所述储水筒5包括底部设有所述测量工位的第一储水筒51和与所述第一储水筒 51的顶端连通的第二储水筒52，所述第二储水筒52的口径大于所述第一储水筒51的口径， 所述测量管道2包括与所述第一储水筒51连接的第一测量管道21和与所述第二储水筒52连 接的第二测量管道22，所述光感液位测量装置1包括设于所述第一测量管道21上的第一光感 液位测量装置和设于所述第二测量管道22上的第二光感液位测量装置。
48.当对流通能力较大的航空零件2000进行测量时，可通过所述抽水装置4将测试液体抽取 至灌满所述第一储水筒51之后并填充所述第二储水筒52，由口径更大的第二储水筒52进行 测试，避免测试液体过快流完，保证测量有效性。而当对流通能力较小的航空零件2000进行 测试时，可仅通过口径较小的第一储水筒51进行测试，提升测量精度。
49.进一步地，所述水箱3的容量为所述储水筒5容量的1.5～1.8倍，以确保所述水箱3能够 为整个测量过程中的配件提高充足的测试液体，保证测量作业的顺利运行。
50.进一步地，所述测量管道2内还设有温度传感器和压力传感器，通过所述温度传感
器和 压力传感器实时检测测试液体的温度和水压是否符合测量要求，保证测量结果的准确性。
51.请结合图5，所述航空零件流通能力测量设备1000还包括控制管道7和控制装置8，所 述控制管道7与所述储水筒5连通并且与所述储水筒5保持相同液位高度，所述控制装置8 用于根据所述控制管道7内的液位高度发出控制信号。
52.具体地，所述控制装置8包括设于所述控制管道7内并可漂浮于液体表面的浮子81和设 于所述控制管道7外的磁感应开关82，当所述浮子81到达预设高度时可被所述磁感应开关 82所感应，以在所述储水箱5内的液体高度达到测量起始点或者测量终点时被感知并发出控 制信息来开始或者停止整个测试作业。由于所述控制装置8无需较高的精度，相比采用所述 光感液位测量装置1进行控制的结构，可降低成本并具有较佳的可靠性。
53.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。

技术特征：
1.一种光感液位测量装置，其特征在于，包括用于固定至测量管道(2)上的安装座(11)、设于所述安装座(11)上的激光收发模块(12)和反射板(13)，所述激光收发模块(12)和所述反射板(13)用于分设在所述测量管道(2)相对的两侧，所述激光收发模块(12)包括出光方向向下倾斜设置的激光发射器(121)和设于所述激光发射器(121)下方的激光接收器(122)，所述反射板(13)相对所述安装座(11)的位置可调并用于将所述激光发射器(121)发射出的激光反射至所述激光接收器(122)。2.根据权利要求1所述的光感液位测量装置，其特征在于，所述光感液位测量装置还包括固定板(15)、安装板(16)和紧固螺母(17)，所述固定板(15)与所述安装座(11)连接，所述固定板(15)上开设有调节孔(151)，所述安装板(16)上设有穿设于所述调节孔(151)的调节螺杆(161)，所述反射板(13)设于所述安装板(15)上并通过所述调节螺杆(161)沿所述调节孔(151)可转动地设置，所述紧固螺母(17)与所述调节螺杆(161)穿过所述调节孔(151)并伸出至所述安装板(15)外的外伸端螺纹连接。3.根据权利要求2所述的光感液位测量装置，其特征在于，所述调节孔(151)为沿竖直方向延伸并用于供所述调节螺杆(161)升降滑动的腰形孔。4.根据权利要求2所述的光感液位测量装置，其特征在于，所述紧固螺母(17)为蝶形螺母。5.根据权利要求1所述的光感液位测量装置，其特征在于，所述光感液位测量装置还包括与所述安装座(11)连接的升降机构(14)，所述激光收发模块(12)和反射板(13)均设于所述升降机构(14)上，所述升降机构(14)用于带动所述激光收发模块(12)和所述反射板(13)相对所述安装座(11)升降移动。6.根据权利要求5所述的光感液位测量装置，其特征在于，所述升降机构(14)包括升降座(141)、升降螺母(142)和升降螺栓(143)，所述激光收发模块(12)和反射板(13)均安装于所述升降座(141)上，所述升降座(141)设于所述安装座(11)的下方，所述升降螺母(142)与所述升降座(141)固定连接，所述安装座(11)开设有升降孔，所述升降螺栓(143)沿所述安装座(11)的上方穿过所述升降孔并与所述升降螺母(142)螺纹连接。7.根据权利要求6所述的光感液位测量装置，其特征在于，所述升降座(141)包括用于套设在所述测量管道(2)上并沿所述测量管道(2)可升降滑动地设置的导向套(1411)。8.根据权利要求1所述的光感液位测量装置，其特征在于，所述光感液位测量装置还包括遮光罩(18)，所述激光收发模块(12)和所述反射板(13)均设于所述遮光罩(18)内。9.一种航空零件流通能力测量设备，包括储水筒(5)和设于所述储水筒(5)底部并用于安装航空零件(2000)的测量工位，以及与所述储水筒(5)连通并且与所述储水筒(5)保持相同液位高度的测量管道(2)、设于所述测量管道(2)上并用于在所述测量管道(2)内的液位到达预设高度位置时发出信号的液位测量装置，其特征在于，所述液位测量装置为权利要求1至8中任意一项所述的光感液位测量装置。10.根据权利要求9所述的航空零件流通能力测量设备，其特征在于，所述储水筒(5)包括底部设有所述测量工位的第一储水筒(51)和与所述第一储水筒(51)的顶端连通的第二储水筒(52)，所述第二储水筒(52)的口径大于所述第一储水筒(51)的口径，所述测量管道(2)包括与所述第一储水筒(51)连接的第一测量管道(21)和与所述第二储水筒(52)连接的第二测量管道(22)，所述光感液位测量装置包括设于所述第一测量管道(21)上的第一光感
液位测量装置和设于所述第二测量管道(22)上的第二光感液位测量装置。

技术总结
本发明公开了一种航空零件流通能力测量设备及其光感液位测量装置，其中，所述光感液位测量装置包括安装座、设于安装座上的激光收发模块和反射板，所述激光收发模块包括出光方向向下倾斜设置的激光发射器和设于激光发射器下方的激光接收器，所述反射板用于将激光发射器发射出的激光反射至激光接收器。本发明提供的光感液位测量装置通过激光发射器向下倾斜地发射激光，使激光穿过测量管道内的液体之后被反射板反射回激光接收器上，当测量管道内的液体到达预设高度时，发射出的激光将从液面上表面穿入液体内，并受空气与水面性质不同折射反射率等参数的影响发生变化，从而被激光接收器及时感知，精准测量出液面到达预设高度时的时间节点。的时间节点。的时间节点。


技术研发人员：周捷 钟自强 贾骏 袁毅 袁南翔 陈毅能 唐波 赵树军
受保护的技术使用者：中国航发南方工业有限公司
技术研发日：2021.11.10
技术公布日：2022/3/8