导读：城市表层土壤重金属污染分析
随着航空发动机性能的不断提高，对关键参数的测量也提出了更高的要求。本文针对航空发动机高温、动压、应变及振动等参数的计量测试技术及难点问题，归纳总结了各种测量方法，介绍了国内外相关机构为满足测量需求、提高测量准确度所开展的研究工作及成果，并重点介绍了若干前沿测量技术的特点、应用情况。本文内容旨在提高航空发动机测试技术的研究效率，为我国航空发动机的研究提供参考。 引言
计量技术是航空发动机研制过程中重要的基础技术，涉及航空发动机设计、生产和使用的全过程。有了可靠的计量手段和相应的控制方法，才能保障航空发动机性能测试的准确可信; 同时，计量技术能够揭示航空发动机更深层次的性质( 如结构内部缺陷) ，实现健康监测、诊断和预计，有助于优化其设计。朝阳木化石
由于航空发动机的工作环境极为恶劣，很多关键参数又必须采用在现场或在线的方式进行测
试，随着其性能的不断提高，对关键参数的测量也提出了更高的要求。
目前，在发动机测试技术上，研究内容主要有信号传输技术( 滑环和遥测) 、高温动压测量与传感技术、高温燃气测量技术、非干涉壁温测试技术、动应力测量技术等; 在发动机校准技术上，注重更高精度校准技术的研究; 在发动机检测技术上，复合材料、金属基体材料和超级合金的应用及新加工工艺的应用所需的检测技术是国外一流发动机公司特别关注的技术; 在发动机的控制上，注重机构复杂、控制功能及性能要求高的数控系统和先进测试技术及校准手段的研究; 在发动机零部件检测方面，解决了一系列的具体问题，如采用激光扫描、影像测量和三坐标测量机对推重比大于10 的发动机和大涵道比涡扇发动机叶片类部件、发动机燃烧室和火焰筒类部件小孔位置度、发动机推力矢量喷管等进行测量，开发适用于非金属叶片的叶尖间隙测量技术等，但具体技术细节未见报道。 本文主要介绍了航空发动机高温、动压、应变及振动等参数的通用测量方法及前沿测量技术，并就研究、应用情况及未来的发展做了较详细分析和介绍。
1 高温参数计量测试技术
准确测量发动机热端部件特别是涡轮等旋转部温度，是正确评价涡轮叶片冷却效果和工作状态、保证发动机工作在最佳的温度范围及其安全性的前提，其测试方法主要包括:
1) 测量高温气流温度的方法包括: 热电偶测温;燃气分析方法; 辐射测温仪测温; 声学测温仪测温; 激光测量技术测温;蓝宝石光纤测温。2) 测量高温表面温度的方法包括: 薄膜热电偶测温; 示温漆测温; 光电高温计测温; 各种辐射测温方法，如红外辐射测温、多波长温度测量、谱温度测量、多光谱测量方法等。目前国内发动机温度测量大多使用水冷或气冷保护外壳的铂铑30 － 铂铑6 热电偶传感器。随着高推重比型号发动机的研制，燃烧室后燃气温度将越来越高。在未来一段时期内，这些场合的温度测量将继续采用热电偶接触法测量，因此满足更高要求的热电偶温度传感器是未来的研究重点。
国外，美国NASA 在干烧热电偶方面进行了深入的研究，选用耐温更高的热电偶材料以及外壳( 支撑)材料制成温度传感器，可以不使用水冷或气冷，使测温更高、更准确。选用的热电偶材料主要包括:
1) 耐温更高的贵金属热电偶材料如PtＲh40，PtＲh20 以及铱铑热电偶;
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2) 难熔金属热电偶材料如钨铼合金，测温上限可以达到2300℃或更高，价格只是贵金属热电偶材料的1 /10 到1 /15，通过表面镀膜或惰性物填充等工艺改善，可用于高温测量中。美国NASA Glenn 研究中心将钨铼热电偶( W － 5% Ｒe /W － 26% Ｒe) 置于BeO 保护套管内，并在保护套管内充入惰性气体，BeO 本身具有优良的高温绝缘性能并且抗热冲击性强，该传感器在高温气流中使用不需水冷，测温上限可达2589 K;3) 非金属热电偶材料如ZrB2，ZrC 材料等，如能采取良好的增韧措施，将具有非常广阔的应用前景。对于干烧热电偶的外壳材料，俄罗斯选用难熔金属，并在其表面通过电子束溅射等方式镀膜，目前国内也有单位打算效仿，但镀膜工艺是个难点。此外，还有两种新兴的测温方法:
1) 光纤温度传感器测温光纤温度传感器是国内外研究和使用最多的一种，并广泛应用于各个领域，这也为航空测控系统中的温度测量提供了新手段。光纤测温系统与传统的传感器相比具有动态范围大、灵敏度高、响应快、抗电磁干扰、耐腐蚀、光路可弯曲、便于实现遥测等优点。目前这一领域的应用研究国内外尚处于起步阶段。
2) 相干反斯托克斯拉曼波谱( CAＲS) 法相干反斯托克斯拉曼波谱法是一种非常好的温度测量方法，其探测区的产生与迈克尔逊干涉仪类似，都是通过叠加两束或更多不同频率光束
企业家天地产生相干信号。对相干反斯托克斯拉曼波谱信号进行频率分析，可获得和检测分子的拉曼波谱相关的相干反斯托克斯拉曼波谱，从波谱的形状可以归纳出温度。该测量方法提供了高质量的数据，误差只有百分之几。除了因激光扭曲无法对在高压条件下运行的燃烧室进行测量外，几乎能测量所有的区域，甚至最复杂的试验设备，但应用该技术进行测量所需的时间和费用都很高。图1所示为目前CAＲS 测温常用实验装置。
近年来美国NASA 已成功地将CAＲS 测温技术应用于燃气涡轮发动机的温度测量。该方法测量的时间、空间以及光谱的分辨力均较高，可用于测量燃烧场的分子密度、温度及浓度分布等复合参量，对分析燃烧场的燃烧过程具有重要指导意义，因而可应用于发动机等燃烧场的测量诊断中，但对环境条件要求较高，整套设备价格昂贵。
2 动压参数计量测试技术
航空发动机研制过程中需要对压力参数进行大量测试，作为设计及技术验证的依据。国内某研究所针对压力传感器的室内动态校准问题，相继研制了激波管、中频正弦信号发生器等校准标准，但压力范围有限，幅值脉动较高，无法模拟负压测量环境，且因缺少校准方法难以保证实际测量精度。早在20 世纪50 年代，美国和前苏联就开始对动压系统的动态特性及其测量系统的校准方法进行研究，并提出动态测量的计量保障问题; 70 年代后，动态校准技术引起了科技界和工业部门的广泛重视，动压校准装置及其相应的校准方法层出不穷。近几年，有报道称俄罗斯CIAM 实验基地已成功研制出现场发动机压力测量通道过渡特性的专用校准设备，通过模拟发动机过渡态的实际压力变化，实现对测量系统的现场校准，但国内尚未见到类似的专用校准装置。
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