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自动跟踪直升机旋翼转速同步频闪的LED频闪仪

发布时间: 作者:上海路阳仪器 技术文档组 点击次数:
本篇摘要

LUYOR-906L 自动跟踪 LED 频闪仪:内置激光转速传感器,自动锁定直升机旋翼转速并同步闪光,稳定呈现桨叶靶标相位,用于旋翼锥体测量与动平衡调校,可替代进口汞灯旋翼频闪仪。

核心要点

  • 旋翼是直升机最主要的振源,桨叶锥体与动平衡直接决定机体振动水平

  • 锥体测量靠频闪成像:四片桨叶靶标在同一视场内比高低

  • 旋翼转速随油门与总距漂移,手动调频很难长时间稳住图像

  • LUYOR-906L 内置激光转速传感器,自动跟踪转速闪光,覆盖 400~20000 r/min

直升机的振动主要来自旋翼系统,桨叶锥体与动平衡调得好不好,直接决定了机体的振动水平、结构寿命与乘坐舒适性。要把锥体测准,前提是让高速旋转的桨叶在眼前"停住"——这正是频闪仪要解决的问题。难点在于:旋翼转速高,四片桨叶靶标的高低差只有几毫米,手动调频根本稳不住。

直升机旋翼锥体和动平衡一直是直升机生产、使用、维护等过程中的重要检查项目之一,科研人员一直在努力研究如何减少直升机的振动水平。直升机的振源主要有旋翼系统、发动机和传动部件等,其中,旋翼是影响直升机振动的最主要因素之一。由于旋翼是直升机减振的关键部件,旋翼桨叶锥体和桨叶动平衡调整的结果直接影响到直升机振动水平的大小,它对直升机的寿命、飞行性能、安全性、舒适性等各方面都起着决定性的作用。因此,研究调整旋翼桨叶锥体和桨叶动平衡的方法是降低直升机振动水平、改善直升机振动环境、提高直升机飞行品质的重要途径。但首先需要精确测量直升机旋翼的锥体和动平衡值,才有可能减小直升机的振动。目前直升机旋翼锥体和动平衡的测量主要采用基于频闪仪的测量设备,其测量依靠人眼的视觉延时效果,判断各片桨叶靶标与基准桨叶靶标间的相对位置关系,从而得出旋翼锥体值。

直升机旋翼测试频闪原理

直升机旋翼锥体测量的方法主要是靠频闪成像的原理进行测量,高速运动的物体在人的眼前飞过时所留下的图像,因为视觉信号的关系,会短暂停留1/20秒。那么如果一个物体在每隔1/20秒内出现一次,我们人眼就会认为其一直存在,现在我们所使用的照明灯管也是这个原理。那么当我们用一闪一闪的光连续照在一个运动物体上时,只要光的连续时间在1/20秒以内,我们就会看到该物体静止的图像,这样我们通过多次快速的频闪,就会看到多个运动物体的清晰图像。

直升机一共有4片桨叶,每片桨叶的叶尖位置都挂有一个直径2cm的不锈钢铁片,分别有4种图形:三角、方块、菱形以及圆形。桨叶在高速运转的时候,每当每片桨叶运行到机身右侧90°固定位置时,我们将频闪仪所发出的光源利用光学系统控制为一条光柱打向靶标。

自动跟踪同步频闪的LED频闪仪

LUYOR-906L便携式频闪仪内置激光转速传感器,LED作为频闪光源,能够自动检测到直升机旋翼转速,按照旋翼转速自动频闪。在测量高转速物体的时候,测试范围可以达到400~20000r/min,完全可以用作直升机旋翼的频闪测试光源。LUYOR-906L可以完全取代国外进口功能相似的汞灯旋翼频闪仪,路阳公司提供样机免费试用,具体试用请按照网页底部联系信息沟通。

为什么旋翼必须做频闪测量

直升机的振源主要有三处:旋翼系统、发动机与传动部件,其中旋翼的影响更大。四片桨叶在旋转中如果锥度不一致、质量分布不均,就会产生每转一次的激励力,传到机身就是明显的抖动。调整锥体与动平衡,本质上是把四片桨叶的轨迹"调到一个锥面"上。

测量方法是频闪成像:每片桨叶的叶尖位置挂一块直径约 2 cm 的不锈钢铁片作靶标,四片分别刻成三角、方块、菱形、圆形四种图形。桨叶高速运转时,每当某片桨叶运行到机身右侧 90° 的固定位置,频闪仪通过光学系统把光收成一条光柱打向靶标。人眼看到的是四个靶标在同一视场中的相对位置,高低差即锥体值。

这种方法的物理基础是视觉暂留:运动物体在眼前闪过时,图像会在视网膜上停留约 1/20 秒。当闪光周期与旋转周期一致、且每次闪光持续时间短于 1/20 秒,人眼就会把桨叶"看成静止的";连续多次闪光,则看到多片桨叶同时定格。

从手动调频到自动跟踪

老式做法是手动旋钮调频,靠听声音、看图像慢慢逼近旋翼转速。问题是旋翼转速会随油门、总距、风速小幅漂移:闪光频率与真实转速差几十转,靶标就开始缓慢走动甚至重影,测量者刚读到一个位置,图像已经跑了。

LUYOR-906L 的思路是把转速测量做进频闪仪:机身内置激光转速传感器,先测出旋翼真实转速,再按该转速同步触发 LED 闪光。转速怎么变,闪光频率就怎么跟,靶标始终"钉"在同一位置,读数不再依赖操作者的手感。测量范围 400~20000 r/min,覆盖了从轻型直升机到大型机的旋翼转速区间。

光源用 LED 而非传统汞灯,带来三个实际好处:开机即亮、无需预热,现场不必等灯;亮度稳定、无汞灯老化带来的频闪能量衰减;整机可手持、体积小,机库内转移和不同机位切换都方便。

现场使用的几个要点

光柱要对准靶标圆周。频闪仪的光学系统把光收成窄光柱,投射位置要覆盖四片桨叶靶标扫过的圆周;偏了就只能看到一两片桨叶,无法比较。

环境要暗。频闪成像是靠"亮的那一瞬间"成像,环境光越强、拖影越明显。机库内作业时关掉邻近照明,图像会干净很多。

先测转速再判读。自动跟踪模式下要让激光先稳定锁定,再开始记录锥体值;激光没打准靶标圆盘时,闪光频率会跟着抖动。

靶标图形要能分辨。三角、方块、菱形、圆形四种图形是为了一眼区分四片桨叶,靶标脏污或反光不足时应先清洁、必要时更换。

常见问题

自动跟踪需要另接转速传感器吗?

不需要。LUYOR-906L 内置激光转速传感器,对准旋转部件即可自动锁定,无需外接线缆或另配传感器。

四片桨叶的靶标能同时看清吗?

可以。光柱覆盖靶标旋转圆周、环境足够暗时,四片桨叶的靶标会同时呈现在视场中,按三角、方块、菱形、圆形区分。

除了直升机还能用在哪些场合?

凡是需要观察高速旋转件相位、锥度、跳动、齿形的场合都适用,例如螺旋桨、风机叶片、皮带轮传动、齿轮啮合检查。

与进口汞灯旋翼频闪仪相比如何?

功能对应,光源换成 LED:无需预热、没有汞灯寿命衰减问题、整机更轻便。400~20000 r/min 的量程足以覆盖旋翼工况。

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引用本文

上海路阳仪器有限公司. 《自动跟踪直升机旋翼转速同步频闪的LED频闪仪》[EB/OL]. 上海路阳仪器有限公司, 2025-06-04. https://www.luyor.net/jishuwenzhang/308.html.

上海路阳仪器有限公司

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