先進(jìn)熱動(dòng)力測(cè)試技術(shù)AdvancedThermalandPowerEngineeringMeasurementTechnology課程概述二、授課安排和考核要求授課模式：課堂教學(xué)——32學(xué)時(shí)/實(shí)踐教學(xué)——4學(xué)時(shí)（與實(shí)驗(yàn)課程合并教學(xué)）課堂學(xué)習(xí)：理論講授——大約26學(xué)時(shí)專題學(xué)習(xí)/翻轉(zhuǎn)課堂——大約4學(xué)時(shí)視頻教學(xué)——大約2學(xué)時(shí)作業(yè)要求：（1）至少會(huì)布置6~8次作業(yè)，作業(yè)會(huì)在大連理工大學(xué)數(shù)智教學(xué)平臺(tái)發(fā)布（2）用A4白紙作答，寫清姓名、學(xué)號(hào)，作答完，拍照或掃描，形成1個(gè)pdf文檔上傳

至大連理工大學(xué)數(shù)智教學(xué)平臺(tái)，紙質(zhì)版作業(yè)自行留存，供期末復(fù)習(xí)使用。課程概述三、授課安排和考核要求考核方式：【過程考核（含實(shí)踐教學(xué)考核）】40%+【期末考核】60%過程考核包括：作業(yè)+隨機(jī)測(cè)試+PPT制作+……期末考核包括：期末考試（閉卷）實(shí)踐教學(xué)考核包括：日常表現(xiàn)+作業(yè)課程概述四、教材選用參考教材：《能源與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)》，穆林、尚妍、東明編著，尹洪超審，化學(xué)工業(yè)出版社，2024年參考輔導(dǎo)書：《熱能與動(dòng)力工程測(cè)試技術(shù)（第3版）》，ISBN978-7-111-58644-9，俞小莉、嚴(yán)兆大主編，機(jī)械工業(yè)出版社，2018年目錄PAGEDIRECTORY緒論1測(cè)量技術(shù)的基本知識(shí)2誤差分析與測(cè)量不確定度3溫度測(cè)量4壓力測(cè)量5流量測(cè)量7液位測(cè)量8氣體成分及顆粒物測(cè)量9轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩及功率測(cè)量10振動(dòng)與噪聲測(cè)量11流速測(cè)量6先進(jìn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展12緒論現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其在能源動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用測(cè)量的概念01第一章第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義設(shè)于路易斯安那州的LIGO設(shè)于華盛頓的LIGOLIGO——theLaserInterferometerGravitational-waveObservatory（激光干涉引力波天文臺(tái)）

第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義引力波探測(cè)器主要由兩個(gè)互相垂直的長臂（每個(gè)臂長4千米）構(gòu)成，臂的末端懸掛著反射鏡，管道采用不銹鋼制成，直徑1.2米，內(nèi)部真空度為10-12大氣壓。在兩臂交會(huì)處，從激光光源發(fā)出的光束被一分為二，分別進(jìn)入互相垂直并保持超真空狀態(tài)的兩空心圓柱體內(nèi)，然后被終端的鏡面反射回原出發(fā)點(diǎn)，激光束在臂中來回反射大約50次，使等效臂長增加，這樣就會(huì)形成干涉條紋，如果有引力波通過，便會(huì)引起時(shí)空變形，一臂的長度會(huì)略為變長而另一臂的長度則略為縮短，這樣就會(huì)造成光程差發(fā)生變化，因此激光干涉條紋就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義LIGO的基本原理是，如果引力波沒有經(jīng)過，那么經(jīng)過LIGO的兩臂的2束激光正好互相抵消（相消干涉），檢測(cè)不到信號(hào)；如果引力波經(jīng)過，LIGO的兩臂長度發(fā)生相對(duì)變化，2束激光無法互相抵消，產(chǎn)生信號(hào)。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義2018年2月11日在莫斯科附近的薩拉托夫墜毀的An-148航班最終調(diào)查報(bào)告出爐。An-148災(zāi)難發(fā)生的原因是飛機(jī)操作系統(tǒng)的三種流體流顯示器結(jié)冰（阻塞冰），導(dǎo)致飛行員讀取了錯(cuò)誤的速度數(shù)據(jù)，并不斷使飛機(jī)攀爬，最終進(jìn)入俯沖狀態(tài)并隨后與地面發(fā)生碰撞，機(jī)上65名乘客和6名機(jī)組人員全部遇難。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義1996年，秘魯航空603號(hào)班機(jī)墜海地勤工人清潔完飛機(jī)外表之后，忘記將黏在皮托管靜壓孔上的膠布撕掉第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義皮托管一般安裝在軍用飛機(jī)的機(jī)頭，而民用航空飛機(jī)的皮托管安裝在飛機(jī)的機(jī)翼、機(jī)尾甚至尾部。皮托管又稱全壓管和皮托管。它可以測(cè)量氣流的總壓和靜壓，并將測(cè)量數(shù)據(jù)傳送給飛機(jī)的裝置。皮托管的主要功能是測(cè)量飛機(jī)的速度。同時(shí)，皮托管還具有許多其他功能。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義殲11BG是目前我軍殲11加裝最先進(jìn)的戰(zhàn)機(jī)升級(jí)型號(hào)，其目的就是在我軍大量現(xiàn)役殲11B系戰(zhàn)機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行全新的四代半多用途現(xiàn)代化升級(jí)改裝，從而加強(qiáng)空軍重型機(jī)部隊(duì)的整體作戰(zhàn)能力。嚴(yán)格來說，“殲11BG”是軍迷朋友們自己取的一個(gè)稱呼，它是殲11的“中期升級(jí)”版本，“G”是漢字“改”的意思。殲11BG明顯的特征就是白色雷達(dá)罩和空速管特征。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義當(dāng)戰(zhàn)斗機(jī)起飛時(shí)，由于它被安裝在飛機(jī)的最前端，因此它也是最先能夠感知飛機(jī)前方飛行環(huán)境的裝置，它更夠先飛機(jī)一步將前方的壓力數(shù)據(jù)傳輸給飛機(jī)的總計(jì)算機(jī)并進(jìn)行分析，如果前方環(huán)境有變，飛行員也能第一時(shí)間做出相應(yīng)的抉擇。它最重要的功能還是用于測(cè)量飛機(jī)的飛行時(shí)速，與和地面上的交通工具不同的是，它的速度參照物并不是地面，而是戰(zhàn)斗機(jī)周邊的大氣環(huán)境，因此才被稱之為空速管。在測(cè)量飛機(jī)的飛行速度時(shí)，當(dāng)飛機(jī)的飛行速度變快，機(jī)身周圍的大氣密度就會(huì)相對(duì)較低，這時(shí)動(dòng)壓就會(huì)變小，而空速表內(nèi)的膜盒就會(huì)變形，而根據(jù)膜盒不同的變形程度從而測(cè)出飛機(jī)的飛行時(shí)速。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義為達(dá)到隱身、減小飛機(jī)雷達(dá)的電磁干擾，新型戰(zhàn)機(jī)（如殲20）取消了這根安裝在飛機(jī)前端的長管。為了保證最佳的飛行質(zhì)量，工程師們將管子移裝到了飛機(jī)側(cè)面，這樣既能最大化降低飛機(jī)的飛行隱患同時(shí)還能正常地搜集飛行數(shù)據(jù)。與此同時(shí)，飛機(jī)上的空速管并沒有真正地被取消，而是改名換姓為“嵌入式大氣數(shù)據(jù)傳感器”安裝在了機(jī)頭的側(cè)面，相比于傳統(tǒng)的空速管，這根傳感器就要小很多，它以“L”的形式靜靜地被安裝在飛機(jī)的側(cè)面。雖然體積沒有前輩那么大，但是它的作用卻一點(diǎn)也沒少，它同樣具備感受氣流的總壓和靜壓的能力，并且能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸給電腦，電腦再通過伯努利公式計(jì)算出飛機(jī)的飛行速度。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試技術(shù)涉及流體力學(xué)、熱力學(xué)、計(jì)算機(jī)、電子學(xué)、控制學(xué)、材料學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等。在航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)發(fā)展過程中，試驗(yàn)及測(cè)試貫穿于研制過程和技術(shù)發(fā)展的各個(gè)環(huán)節(jié)且占比依然很大。建設(shè)滿足基礎(chǔ)技術(shù)、應(yīng)用技術(shù)、產(chǎn)品研制和使用發(fā)展等方面要求的、完整且能逼真模擬航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際使用工況的試驗(yàn)測(cè)試能力體系，成為發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)進(jìn)步的重要標(biāo)志之一。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是戰(zhàn)機(jī)的“心臟”，其制造技術(shù)被譽(yù)為“皇冠上的明珠”第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義新型航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制強(qiáng)調(diào)走一步試驗(yàn)一步，從部件到整機(jī)要通過設(shè)計(jì)—試制—試驗(yàn)的幾個(gè)循環(huán)才能達(dá)到實(shí)用階段，甚至投入使用后仍在試驗(yàn)，以使設(shè)計(jì)的薄弱環(huán)節(jié)充分暴露，并予以改進(jìn)。早在二十世紀(jì)七十年在英國一種新型發(fā)動(dòng)機(jī)被批準(zhǔn)定型投入使用前建造了20臺(tái)進(jìn)行試驗(yàn)，地面運(yùn)轉(zhuǎn)了一萬余小時(shí)，飛行兩千多小時(shí)。某型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制費(fèi)用中，設(shè)計(jì)占10%，制造占40%，而試驗(yàn)要占50%。研制發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)國家發(fā)動(dòng)機(jī)裝備飛機(jī)地面試驗(yàn)

臺(tái)數(shù)飛行試驗(yàn)

臺(tái)數(shù)實(shí)驗(yàn)總臺(tái)

數(shù)地面實(shí)驗(yàn)

時(shí)數(shù)飛行實(shí)驗(yàn)

時(shí)數(shù)總試驗(yàn)時(shí)數(shù)美F100F-15/162787114120005750約18000美F404F/A-185343914000500019000美F101B-1282755110001100035000英RB199狂風(fēng)16355114500650021000俄AL-31F蘇-274985714425627520700第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義MTU的發(fā)動(dòng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控（ECM）MTU航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司是德國領(lǐng)先的引擎制造商，從事于在所有推力和功率范疇的商用和軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)以及地面燃?xì)廨啓C(jī)的設(shè)計(jì)，開發(fā)，生產(chǎn)，銷售以及支持工作。該公司的核心技術(shù)是低壓渦輪，高壓壓氣機(jī)技術(shù)，渦輪輪盤以及制造工藝和維修技術(shù)。該公司在商用發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)服務(wù)提供商上，排名前5。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義RollsRoyce的發(fā)動(dòng)機(jī)健康管理系統(tǒng)第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)——傳感器技術(shù)未來發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展要求更高的渦輪進(jìn)口溫度、效率和可靠性，新一代智能發(fā)動(dòng)機(jī)將采用更多的主動(dòng)控制技術(shù)和健康管理技術(shù)，這對(duì)傳感技術(shù)提出了更高要求。傳感器的發(fā)展趨勢(shì)主要有兩點(diǎn)：(1)發(fā)展高性能、高靈敏度、高精度、高可靠性、高環(huán)境適應(yīng)性的傳感器；(2)發(fā)展智能傳感器，推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)和測(cè)試技術(shù)的發(fā)展。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)——?jiǎng)討B(tài)測(cè)試技術(shù)在復(fù)雜多變的飛行環(huán)境下，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道流場(chǎng)畸變特性、進(jìn)氣道/發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)態(tài)相容性、動(dòng)態(tài)工作特性、壓氣機(jī)流道氣流的變化和穩(wěn)定工作裕度、過渡過程下燃燒室工作穩(wěn)定性的研究非常關(guān)鍵。發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)中瞬變過程的動(dòng)態(tài)壓力、動(dòng)態(tài)溫度、流量變化、流場(chǎng)特性的變化規(guī)律掌握，對(duì)于實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)控制和調(diào)節(jié)極其重要?！獢?shù)據(jù)采集技術(shù)試車臺(tái)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)試車臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)的重要組成部分，集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)監(jiān)控、數(shù)據(jù)顯示和數(shù)據(jù)管理為一體，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)試車過程，為客觀評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提供依據(jù)。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)——試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫技術(shù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制中各種試驗(yàn)數(shù)據(jù)量龐大，美國、英國等國建立起龐大的數(shù)據(jù)庫、發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)軟件庫和仿真建模庫，將各種試驗(yàn)、各次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)統(tǒng)一分門別類地存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中，便于發(fā)動(dòng)機(jī)的改進(jìn)、改型、新機(jī)研制和數(shù)值模型仿真，降低研制成本?！摂M試驗(yàn)技術(shù)按“傳統(tǒng)設(shè)計(jì)”，研制一臺(tái)全新發(fā)動(dòng)機(jī)的周期約8～10年，需40～50臺(tái)試驗(yàn)樣機(jī)?！邦A(yù)測(cè)設(shè)計(jì)”方法主要在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行設(shè)計(jì)和修改，完成大量的數(shù)值模擬和虛擬仿真，少量的物理樣機(jī)試驗(yàn)只對(duì)最終結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證和校核?！邦A(yù)測(cè)設(shè)計(jì)”可縮短研制時(shí)間4-5年，所需的試驗(yàn)樣機(jī)減少到10臺(tái)左右，從而大大節(jié)約研制經(jīng)費(fèi)和時(shí)間。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)——前沿技術(shù)概覽在發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試技術(shù)上，主要有信號(hào)傳輸技術(shù)(滑環(huán)和遙測(cè))、高溫動(dòng)壓測(cè)量與傳感技術(shù)、高溫燃?xì)鉁y(cè)量技術(shù)、非干涉壁溫測(cè)試技術(shù)、動(dòng)應(yīng)力測(cè)量技術(shù)等；在發(fā)動(dòng)機(jī)校準(zhǔn)技術(shù)上，注重更高精度校準(zhǔn)技術(shù)的研究；在發(fā)動(dòng)機(jī)檢測(cè)技術(shù)上，復(fù)合材料、金屬基體材料和超級(jí)合金的應(yīng)用及新加工工藝的應(yīng)用所需的檢測(cè)技術(shù)是國外一流發(fā)動(dòng)機(jī)公司特別關(guān)注的技術(shù)；在發(fā)動(dòng)機(jī)的控制上，機(jī)構(gòu)復(fù)雜、控制功能及性能要求高的數(shù)控系統(tǒng)和先進(jìn)測(cè)試技術(shù)及校準(zhǔn)手段研究；在發(fā)動(dòng)機(jī)零部件檢測(cè)方面，解決了一系列的具體問題，如采用激光掃描、影像測(cè)量和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)推重比大于10的發(fā)動(dòng)機(jī)和大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)葉片類部件、發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室和火焰筒類部件小孔位置度、發(fā)動(dòng)機(jī)推力矢量噴管等進(jìn)行測(cè)量，開發(fā)適用于非金屬葉片的葉尖間隙測(cè)量技術(shù)等。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義高溫參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)準(zhǔn)確測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件特別是渦輪等旋轉(zhuǎn)部溫度，是正確評(píng)價(jià)渦輪葉片冷卻效果和工作狀態(tài)、保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作在最佳的溫度范圍及其安全性的前提，其測(cè)試方法主要包括：1）測(cè)量高溫氣流溫度的方法包括：熱電偶測(cè)溫；燃?xì)夥治龇椒?；輻射測(cè)溫儀測(cè)溫；聲學(xué)測(cè)溫儀測(cè)溫；激光測(cè)量技術(shù)測(cè)溫；藍(lán)寶石光纖測(cè)溫。2）測(cè)量高溫表面溫度的方法包括：薄膜熱電偶測(cè)溫；示溫漆測(cè)溫；光電高溫計(jì)測(cè)溫；各種輻射測(cè)溫方法，如紅外輻射測(cè)溫、多波長溫度測(cè)量、譜色溫度測(cè)量、多光譜測(cè)量方法等。目前國內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度測(cè)量大多使用水冷或氣冷保護(hù)外殼的鉑銠30－鉑銠6熱電偶傳感器。隨著高推重比型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，燃燒室后燃?xì)鉁囟葘⒃絹碓礁?。在未來一段時(shí)期內(nèi)，這些場(chǎng)合的溫度測(cè)量將繼續(xù)采用熱電偶接觸法測(cè)量，因此滿足更高要求的熱電偶溫度傳感器是未來的研究重點(diǎn)。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義高溫參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)國外，美國NASA在干燒熱電偶方面進(jìn)行了深入的研究，選用耐溫更高的熱電偶材料以及外殼(支撐)材料制成溫度傳感器，可以不使用水冷或氣冷，使測(cè)溫更高、更準(zhǔn)確。選用的熱電偶材料主要包括：1)耐溫更高的貴金屬熱電偶材料如PtRh40，PtRh20以及銥銠熱電偶；2)難熔金屬熱電偶材料如鎢錸合金，測(cè)溫上限可以達(dá)到2300℃或更高，價(jià)格只是貴金屬熱電偶材料的1/10到1/15，通過表面鍍膜或惰性物填充等工藝改善，可用于高溫測(cè)量中。美國NASAGlenn研究中心將鎢錸熱電偶置于BeO保護(hù)套管內(nèi)，并在保護(hù)套管內(nèi)充入惰性氣體，BeO本身具有優(yōu)良的高溫絕緣性能并且抗熱沖擊性強(qiáng)，測(cè)溫上限可達(dá)2589K;3)非金屬熱電偶材料如ZrB2，ZrC材料等，如能采取良好的增韌措施，將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。對(duì)于干燒熱電偶的外殼材料，俄羅斯選用難熔金屬，并在其表面通過電子束濺射等方式鍍膜。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義高溫參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)此外，還有兩種新興的測(cè)溫方法:1)光纖溫度傳感器測(cè)溫光纖溫度傳感器是國內(nèi)外研究和使用最多的一種，并廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，這也為航空測(cè)控系統(tǒng)中的溫度測(cè)量提供了新手段。光纖測(cè)溫系統(tǒng)與傳統(tǒng)的傳感器相比具有動(dòng)態(tài)范圍大、靈敏度高、響應(yīng)快、抗電磁干擾、耐腐蝕、光路可彎曲、便于實(shí)現(xiàn)遙測(cè)等優(yōu)點(diǎn)。2)相干反斯托克斯拉曼波譜(CARS)法，相干反斯托克斯拉曼波譜法是一種非常好的溫度測(cè)量方法，其探測(cè)區(qū)的產(chǎn)生與邁克爾遜干涉儀類似，都是通過疊加兩束或更多不同頻率光束產(chǎn)生相干信號(hào)。對(duì)相干反斯托克斯拉曼波譜信號(hào)進(jìn)行頻率分析，可獲得和檢測(cè)分子的拉曼波譜相關(guān)的相干反斯托克斯拉曼波譜，從波譜的形狀可以歸納出溫度。該測(cè)量方法提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)，誤差只有百分之幾。除了因激光扭曲無法對(duì)在高壓條件下運(yùn)行的燃燒室進(jìn)行測(cè)量外，幾乎能測(cè)量所有的區(qū)域，甚至最復(fù)雜的試驗(yàn)設(shè)備。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義高溫參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)近年來美國NASA已成功地將CARS測(cè)溫技術(shù)應(yīng)用于燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度測(cè)量。該方法測(cè)量的時(shí)間、空間以及光譜的分辨力均較高，可用于測(cè)量燃燒場(chǎng)的分子密度、溫度及濃度分布等復(fù)合參量，對(duì)分析燃燒場(chǎng)的燃燒過程具有重要指導(dǎo)意義，因而可應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)等燃燒場(chǎng)的測(cè)量診斷中，但對(duì)環(huán)境條件要求較高，整套設(shè)備價(jià)格昂貴。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義動(dòng)壓參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制過程中需要對(duì)壓力參數(shù)進(jìn)行大量測(cè)試，作為設(shè)計(jì)及技術(shù)驗(yàn)證的依據(jù)。國內(nèi)某研究所針對(duì)壓力傳感器的室內(nèi)動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)問題，相繼研制了激波管、中頻正弦信號(hào)發(fā)生器等校準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)，但壓力范圍有限，幅值脈動(dòng)較高，無法模擬負(fù)壓測(cè)量環(huán)境，且因缺少校準(zhǔn)方法難以保證實(shí)際測(cè)量精度。20世紀(jì)50年代，美國和前蘇聯(lián)就開始對(duì)動(dòng)壓系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性及其測(cè)量系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法進(jìn)行研究，并提出動(dòng)態(tài)測(cè)量的計(jì)量保障問題；70年代后，動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)技術(shù)引起了科技界和工業(yè)部門的廣泛重視，動(dòng)壓校準(zhǔn)裝置及其相應(yīng)的校準(zhǔn)方法層出不窮。近幾年，俄羅斯CIAM實(shí)驗(yàn)基地已成功研制出現(xiàn)場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)壓力測(cè)量通道過渡特性的專用校準(zhǔn)設(shè)備，通過模擬發(fā)動(dòng)機(jī)過渡態(tài)的實(shí)際壓力變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)，但國內(nèi)尚未見到類似的專用校準(zhǔn)裝置。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義應(yīng)變參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)合金航空構(gòu)件的焊接殘余應(yīng)力對(duì)其強(qiáng)度、壽命的影響引起了人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。國內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的應(yīng)力測(cè)試手段包括無損的X射線法及破壞性較小的小孔法。X射線法基于衍射原理，對(duì)結(jié)構(gòu)表面的平整性要求特別高，測(cè)量存在較大的難度和誤差。小孔法發(fā)展較成熟，國內(nèi)外有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和方法，只要鉆孔和貼片技術(shù)操作正確，可達(dá)到較高的測(cè)量精度，對(duì)表面狀況及環(huán)境等因素的影響不太敏感，因而被廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究中。國內(nèi)某發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所研制的900℃動(dòng)態(tài)應(yīng)變計(jì)成功應(yīng)用于某型發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架渦輪轉(zhuǎn)子葉片的動(dòng)應(yīng)力測(cè)試中。該應(yīng)變計(jì)適宜于任何型面的貼片，由于附貼性好，靈敏度系數(shù)分散的情況比以前高溫應(yīng)變計(jì)明顯減少，在國內(nèi)尚屬首例。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義應(yīng)變參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)測(cè)量裂紋尖端應(yīng)力強(qiáng)度因子的方法有焦散線法、光彈性法、云紋法、散斑法等，其中焦散線法對(duì)試件的表面粗糙度要求較高，光彈性法、云紋法試驗(yàn)過程復(fù)雜，散斑法的試驗(yàn)條件相對(duì)較易滿足。用非線性最小二乘法和J積分法對(duì)散斑測(cè)量結(jié)果進(jìn)行處理，能夠消除裂紋尖端坐標(biāo)定不準(zhǔn)帶來的誤差，與經(jīng)典理論解相比具有更高精度，該方法用于測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)榫槽底裂紋等復(fù)雜情況也較可靠，有實(shí)際的應(yīng)用和推廣前景。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義振動(dòng)參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)有效測(cè)量振動(dòng)，并通過振動(dòng)進(jìn)行故障定位，是有效降低返修率的關(guān)鍵手段和措施。目前國外振動(dòng)測(cè)量主要涉及以下方面：1)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行條件下進(jìn)行多點(diǎn)和連續(xù)的監(jiān)測(cè)并進(jìn)行記錄，特別要對(duì)有較大振動(dòng)或振動(dòng)參數(shù)的某些特性(比如頻率分量)和有明顯變化時(shí)的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄并保存。2)同時(shí)測(cè)量并計(jì)算與振動(dòng)有密切關(guān)系的參數(shù)，比如動(dòng)不平衡量，可實(shí)時(shí)進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)平衡，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)水平。3)用激光散斑技術(shù)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的變形和模態(tài)。由于完全的無接觸和整個(gè)葉面的同時(shí)測(cè)量，使測(cè)量的準(zhǔn)確度和可靠性都得到很大的改善。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義振動(dòng)參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)4)用發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的故障診斷并建立專家系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)在線的故障診斷和報(bào)告。發(fā)達(dá)國家在航空測(cè)試中大力發(fā)展和使用非接觸測(cè)量技術(shù)，單點(diǎn)和多點(diǎn)式激光測(cè)振儀已經(jīng)形成商業(yè)化產(chǎn)品，并廣泛應(yīng)用于航空測(cè)振領(lǐng)域。此外，發(fā)達(dá)國家廣泛開展了發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷的研究，建立了許多新方法。目前多數(shù)飛機(jī)上都有振動(dòng)測(cè)量及分析設(shè)備，美國已開始裝備機(jī)載故障診斷，實(shí)時(shí)不間斷地對(duì)飛機(jī)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)、診斷和預(yù)測(cè)。目前，應(yīng)用最多和市場(chǎng)占有率最高的是瑞士生產(chǎn)的振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)EVM，該系統(tǒng)已安裝在波音(如A380)和空客生產(chǎn)的許多客機(jī)上。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義振動(dòng)參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)目前我國在發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)測(cè)試?yán)碚摵头椒ㄑ芯糠矫?，現(xiàn)有接觸式測(cè)試方法在高頻信號(hào)采集、測(cè)試點(diǎn)數(shù)量、傳感器安裝、信號(hào)線纜傳輸?shù)确矫媸艿较拗?，因此急需發(fā)展非接觸測(cè)試技術(shù)。此外，機(jī)載測(cè)振儀以及系統(tǒng)化、智能化的故障診斷系統(tǒng)還有待研制和產(chǎn)品化。目前國內(nèi)外比較先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)振方法主要有：1)基于光纖技術(shù)的非接觸式測(cè)量方法國內(nèi)外測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子葉片振動(dòng)參數(shù)的一種較先進(jìn)的方法是采用光纖振動(dòng)傳感器進(jìn)行測(cè)量。高溫光纖傳感探頭可在航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部高溫、高塵環(huán)境中長時(shí)間穩(wěn)定工作，可實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)葉片的實(shí)時(shí)在線振動(dòng)檢測(cè)。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義振動(dòng)參數(shù)計(jì)量測(cè)試技術(shù)2)激光全息測(cè)振方法正確測(cè)試與識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)葉片的振動(dòng)模態(tài)參量，對(duì)了解與研究葉片的振動(dòng)特性及葉片的設(shè)計(jì)、制造、故障診斷等非常必要。采用激光全息測(cè)量技術(shù)測(cè)量葉片的振動(dòng)模態(tài)屬非接觸式測(cè)量，其最大特點(diǎn)是獲取信息量大，測(cè)量精度高，目前國內(nèi)外均有大量研究，集中在光學(xué)系統(tǒng)研制與應(yīng)用兩方面。3)整體式耐高溫振動(dòng)傳感器SHQ-80型振動(dòng)傳感器將壓電敏感元件產(chǎn)生的電信號(hào)直接可靠地傳輸?shù)诫x測(cè)點(diǎn)1.5m遠(yuǎn)的輸出端，避免了傳統(tǒng)傳感器接插件處于測(cè)點(diǎn)和高溫區(qū)內(nèi)易發(fā)生故障的問題。該傳感器靈敏度高，頻響范圍寬，可靠性好，有效消除了電磁干擾，能在400℃甚至更高溫度的環(huán)境中正常工作，使其能夠在航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部或渦輪高溫部位使用。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義認(rèn)識(shí)事物和定量分析的手段沒有測(cè)量就沒有科學(xué)/技術(shù)涉及各個(gè)領(lǐng)域和部門屬于一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課建筑墻體熱工性能測(cè)試散熱器熱工性能測(cè)試空調(diào)機(jī)組熱工性能測(cè)試第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義認(rèn)識(shí)事物和定量分析的手段沒有測(cè)量就沒有科學(xué)/技術(shù)涉及各個(gè)領(lǐng)域和部門屬于一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用一、測(cè)量的意義總的來看一方面——測(cè)試技術(shù)的發(fā)展為各項(xiàng)科學(xué)技術(shù)的研究提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)信息獲取手段，通過大量基礎(chǔ)信息的挖掘，促進(jìn)了新現(xiàn)象的發(fā)展和新理論、新技術(shù)的發(fā)明；另一方面——科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步在對(duì)測(cè)試技術(shù)提出更新要求的同時(shí)，也支撐了測(cè)試技術(shù)的發(fā)展，如：測(cè)試領(lǐng)域多傳感器融合、可視化、遠(yuǎn)程遙感等技術(shù)的發(fā)展。第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用二、測(cè)量的意義未來測(cè)試技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)傳感器技術(shù)的智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化以計(jì)算機(jī)為核心的測(cè)試儀器的高精度化、多功能化、自動(dòng)化以及虛擬儀器的應(yīng)用測(cè)量對(duì)象復(fù)雜化、測(cè)量條件極端化、測(cè)量信息多重化三、測(cè)試技術(shù)在能源與動(dòng)力工作領(lǐng)域的應(yīng)用多采用機(jī)械式傳感器，如彈簧壓力表、膨脹式溫度計(jì)等，至今仍廣泛應(yīng)用與眾多領(lǐng)域20世紀(jì)50年代開始應(yīng)用計(jì)算機(jī)和智能化儀表，實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)和處理20世紀(jì)80年代非電量電測(cè)技術(shù)以及相應(yīng)的二次儀表開始應(yīng)用20世紀(jì)60年代新型測(cè)試技術(shù)出現(xiàn)，如激光全息攝影技術(shù)、光纖傳感技術(shù)、紅外CT技術(shù)、超聲波測(cè)試技術(shù)、虛擬測(cè)試及網(wǎng)絡(luò)化測(cè)試技術(shù)等當(dāng)今趨勢(shì)第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用三、測(cè)試技術(shù)在能源與動(dòng)力工作領(lǐng)域的應(yīng)用激光全息攝影技術(shù)光纖光柵傳感技術(shù)超聲波技術(shù)紅外技術(shù)第一節(jié)測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其能源與動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用三、測(cè)試技術(shù)在能源與動(dòng)力工作領(lǐng)域的應(yīng)用正是因?yàn)楦黝愋滦蜏y(cè)試技術(shù)和測(cè)試手段的不斷發(fā)展和應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了熱能與動(dòng)力工程領(lǐng)域科研研究的不斷進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燃燒過程、流動(dòng)過程、燃燒產(chǎn)物的濃度和粒度場(chǎng)，以及其他傳熱傳質(zhì)過程瞬變動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量，得以從宏觀、穩(wěn)態(tài)過程的研究深入到對(duì)微觀、瞬變過程的研究，不斷掌握各種物理化學(xué)過程的內(nèi)在屬性和變化規(guī)律，為相關(guān)優(yōu)化設(shè)計(jì)與控制理論及技術(shù)的發(fā)展提供科學(xué)基礎(chǔ)。能源與動(dòng)力學(xué)院緒論現(xiàn)代測(cè)試技術(shù)發(fā)展及其在能源動(dòng)力領(lǐng)域的應(yīng)用測(cè)量的概念01第一章第二節(jié)測(cè)量的概念以檢測(cè)、轉(zhuǎn)換、處理為主要內(nèi)容的“測(cè)試技術(shù)”逐漸發(fā)展成為一門專門的科學(xué)技術(shù)，并廣泛地應(yīng)用于科學(xué)實(shí)驗(yàn)、國防建設(shè)、工程設(shè)計(jì)、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)監(jiān)督、質(zhì)量控制乃至我們?nèi)粘Ｉ畹母鱾€(gè)領(lǐng)域，成為人們認(rèn)識(shí)客觀世界的手段之一。先進(jìn)可靠的測(cè)量方法不僅為工業(yè)過程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制提供了保障，也為各類前沿尖端的科學(xué)試驗(yàn)提供了可靠的數(shù)據(jù)支撐，很多復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值計(jì)算結(jié)果也需要測(cè)量提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)驗(yàn)證。掌握并正確運(yùn)用測(cè)試技術(shù)有助于人們?cè)鰪?qiáng)對(duì)物體、物質(zhì)和自然現(xiàn)象的屬性認(rèn)知，增強(qiáng)對(duì)自然規(guī)律認(rèn)識(shí)的確信性和科學(xué)性。第二節(jié)測(cè)量的概念一、測(cè)量和測(cè)試測(cè)量用實(shí)驗(yàn)的方法，把被測(cè)量與同性質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較，確定被測(cè)量與標(biāo)準(zhǔn)量的比值，從而得到被測(cè)量的量值。【VIM2.1】通過實(shí)驗(yàn)獲得并可合理賦予某量一個(gè)或多個(gè)量值的過程。誤差公理在科學(xué)試驗(yàn)和工程實(shí)驗(yàn)中，由于客觀條件的限制以及在測(cè)量工作中人的主觀因素的影響，都會(huì)使測(cè)量結(jié)果與實(shí)際值不同，也即測(cè)量誤差客觀存在于一切科學(xué)試驗(yàn)與工程實(shí)踐中，沒有誤差的測(cè)量是不存在的，這就是所謂的誤差公理。第二節(jié)測(cè)量的概念一、測(cè)量和測(cè)試測(cè)試人們對(duì)客觀事物進(jìn)行定性或定量認(rèn)識(shí)的重要方法，是人們借助于專門的儀器設(shè)備，通過正確的試驗(yàn)及相應(yīng)的數(shù)學(xué)處理，獲得客觀事物有關(guān)信息的認(rèn)識(shí)過程。是測(cè)量和試驗(yàn)的全稱，有時(shí)把復(fù)雜的測(cè)量稱為測(cè)試——具有一定的試驗(yàn)研究性質(zhì)。測(cè)試的兩個(gè)過程一是使用專門的儀器設(shè)備獲取被測(cè)量的量值；二是在獲取量值的基礎(chǔ)上，借助于人、計(jì)算機(jī)或一些數(shù)據(jù)分析與處理系統(tǒng)，從被測(cè)量的量值中提取被測(cè)量對(duì)象的有關(guān)信息。第二節(jié)測(cè)量的概念一、測(cè)量和測(cè)試測(cè)試的主要意義1、測(cè)試的目的是為了解決科研和生產(chǎn)中的實(shí)際問題。2、測(cè)試具有探索性，是試驗(yàn)研究的過程。3、測(cè)試的本質(zhì)是測(cè)量，最終要拿出數(shù)據(jù)。4、測(cè)試的范圍十分廣泛，包括定量測(cè)定、定性分析、試驗(yàn)等，可以是單項(xiàng)測(cè)試或綜合測(cè)試。第二節(jié)測(cè)量的概念二、與測(cè)試有關(guān)的其他術(shù)語計(jì)量從狹義上來講，是利用技術(shù)和法制手段實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量。計(jì)量可看作測(cè)量的特殊形式。另一種說法：計(jì)量是實(shí)現(xiàn)單位統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的活動(dòng)。檢測(cè)是檢驗(yàn)和測(cè)量的統(tǒng)稱，是意義更為廣泛的測(cè)量。具體到工程檢測(cè)技術(shù)，則是對(duì)研究對(duì)象、生產(chǎn)過程實(shí)施定性檢查和定量測(cè)量的技術(shù)。第二節(jié)測(cè)量的概念二、與測(cè)試有關(guān)的其他術(shù)語重復(fù)性測(cè)量條件（簡(jiǎn)稱重復(fù)性條件）【相同測(cè)量程序、相同操作者、相同測(cè)量系統(tǒng)、相同操作條件和相同地點(diǎn)，并在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一或相類似被測(cè)對(duì)象重復(fù)測(cè)量的一組測(cè)量條件。】