阅读说明：本技术 一种航空发动机点火电嘴火花形态检测方法 (Method for detecting spark form of ignition electric nozzle of aircraft engine ) 是由 李星星 李成武 田涛 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本申请提供了一种航空发动机点火电嘴火花形态检测方法,包括：将点火电嘴及高速相机进行固定,并进行图像测量标定,以确定点火电嘴在图像中的位置；启动点火电嘴及高速相机,进行连续图像采集；停止图像采集之后,获取具有电火花形态的图形；确定电火花的火花长度、火花宽度及火花角度,所述火花角度为所述点火花的中心线相对于电嘴中心线的偏转角度。本申请通过高速相机获取电火花图像,记录电火花形态参数,能够确定点火电嘴相对于燃油喷嘴的位置关系或开口朝向是否符合要求,用于验证点火电嘴安装的可靠性或者用于指导点火电嘴的安装设计。(The application provides a spark form detection method for an ignition nozzle of an aircraft engine, which comprises the following steps: fixing the ignition electric nozzle and the high-speed camera, and carrying out image measurement and calibration to determine the position of the ignition electric nozzle in an image; starting an ignition electric nozzle and a high-speed camera to acquire continuous images; after stopping image acquisition, acquiring a graph with an electric spark form; determining the spark length, the spark width and the spark angle of the electric spark, wherein the spark angle is the deflection angle of the central line of the ignition spark relative to the central line of the electric nozzle. The method and the device have the advantages that the electric spark image is obtained through the high-speed camera, the electric spark form parameters are recorded, whether the position relation or the opening orientation of the ignition electric nozzle relative to the fuel nozzle meets the requirements or not can be determined, and the method and the device are used for verifying the installation reliability of the ignition electric nozzle or guiding the installation design of the ignition electric nozzle.)

一种航空发动机点火电嘴火花形态检测方法

技术领域

本发明属于发动机点火装置检测技术领域，具体涉及一种航空发动机点火电嘴火花形态检测方法。

背景技术

现有电嘴按工作原理与结构的不同，共分五种类型，分别为火花电嘴、电蚀电嘴、火炬电嘴、沿面电嘴、半导体电嘴，其基本功能是接受高压脉冲电能并释放电火花，其中火花电嘴和电蚀电嘴用于低能点火系统，沿面电嘴和半导体电嘴用于高能点火系统。目前高能点火系统广泛应用在发动机上，现有主要为高能点火系统配套沿面电嘴和半导体电嘴火花指标如下：

1)电嘴火花频率：1Hz～30Hz；

2)电嘴火花持续时间：10μs～200μs；

3)电嘴火花能量：0.1J～3J；

4)工作制式：短时、重复：接通1min，休息1min，连续接通3次为一个循环，每个循环后休息30min。

现有发动机在起动过程中，先接通27VDC电压，同时燃调供油给喷嘴雾化，当起动机转速大于3500转/分钟时，切断电压，点火成功。(正常点火时间为2～6s)，当点火时间大于8s时，由于燃油供给时间过长，燃油多，点火后T4温度过高(大于720℃)时，起动机超温爆燃，点火失败。

电嘴火花与燃油喷嘴有相对位置关系，如果火花距离喷嘴雾化位置较远，点火时间就会变长，当点火时间大于8s时，点火后T4温度过高，起动失败，因此必须对火花形态(火花长度、火花外径等)进行检测，由于点火系统火花持续时间短，且光强度高，目前没有相关检测方法及技术指标。

发明内容

为了解决上述技术问题至少之一，本申请提供了一种航空发动机点火电嘴火花形态检测方法，包括：

将点火电嘴及高速相机进行固定，并进行图像测量标定，以确定点火电嘴在图像中的位置；

启动点火电嘴及高速相机，进行连续图像采集；

停止图像采集之后，获取具有电火花形态的图形；

确定电火花的火花长度、火花宽度及火花角度，所述火花角度为所述点火花的中心线相对于电嘴中心线的偏转角度。

优选的是，所述点火电嘴与所述高速相机之间设置有光栅。

优选的是，进行连续图像采集后进一步包括将采集的图像实时存储。

优选的是，进行连续图像采集后进一步包括响应用户的请求进行图像实时存储。

优选的是，在停止图像采集之前包括停止图像存储的步骤。

优选的是，该包括根据电火花的火花长度、火花宽度及火花角度调整电嘴火花与燃油喷嘴有相对位置及开口朝向。

本申请通过高速相机获取电火花图像，记录电火花形态参数，能够确定点火电嘴相对于燃油喷嘴的位置关系或开口朝向是否符合要求，用于验证点火电嘴安装的可靠性或者用于指导点火电嘴的安装设计。

附图说明

图1是本申请航空发动机点火电嘴火花形态检测方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施方式是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施方式进行详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

参考图1，本申请的航空发动机点火电嘴火花形态检测方法，包括：

将点火电嘴及高速相机进行固定，并进行图像测量标定，以确定点火电嘴在图像中的位置；

启动点火电嘴及高速相机，进行连续图像采集；

停止图像采集之后，获取具有电火花形态的图形；

确定电火花的火花长度、火花宽度及火花角度，所述火花角度为所述点火花的中心线相对于电嘴中心线的偏转角度。

本申请的高速相机与计算机相互连接，计算机内设置有测试系统，包括相应的控制模块及数据处理模块，控制模块用于控制高速相机拍摄连续的图像，数据处理模块用于接收并处理高速相机实时导入的图片，测试系统之前配备专用设备标定，标定完成后，采用高速相机需对火花形态进行捕获及拍摄，帧数、分辨率高，要配备光栅滤除强光，保证火花形态轮廓清晰；支持最高达到2GB/s的高速采集图像数据进行持续记录。并采用专用大容量高速Flash存储介质保证大流量长时间无损存储。同时支持同步I/O信号或触发信号与计算机同步数据采集存储，并且采用Coaxpress接口，实现快速同步拍摄记录。

火花形态测量可以结合optronis的算法完成开发，通过计算机可直读，火花长度、火花宽度测量轮廓的最大值；火花角度为火花中心线相对于电嘴中心线的偏转角度。

由于火花曝光时间很短，获取图像数据量较大，通过筛选，在所有照片中选出有火花形态的照片，将未拍摄到火花的照片剔除。

在一些可选实施方式中，所述点火电嘴与所述高速相机之间设置有光栅。

在一些可选实施方式中，进行连续图像采集后进一步包括将采集的图像实时存储。

在一些可选实施方式中，进行连续图像采集后进一步包括响应用户的请求进行图像实时存储。

在一些可选实施方式中，在停止图像采集之前包括停止图像存储的步骤。

例如一个具体的实施例中，用户点击开始采集便可以控制相机气动，进行图像采集；用于在采集的过程中点击开始存储可以进行存储，点击停止采集可以关闭相机，停止图像采集，点击停止存储可以停止接收图像数据(存储过程中最好是先点击停止存储，再进行停止采集)。

在一些可选实施方式中，该包括根据电火花的火花长度、火花宽度及火花角度调整电嘴火花与燃油喷嘴有相对位置及开口朝向。

根据试验验证，用XXX-112点火电嘴配套的点火系统进行试验，当帧数调到4000fps时，一个火花可以拍摄到4张，根据火花形态参数可以确定点火电嘴的可靠性，包括安装位置开口朝向等是否满足要求。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。