DE1406574A1

DE1406574A1 - Anordnung zur Spurlaufmessung

Info

Publication number: DE1406574A1
Application number: DE19631406574
Authority: DE
Inventors: Rehder Dipl-Phys Hans
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-08-09
Filing date: 1963-08-09
Publication date: 1968-10-31
Also published as: US3316759A; DE1406574B2; GB1070852A

Description

Anordnung zur Spurlaufmessung Die Erfindung beziehtsich auf eine Anordnung zur Spurlaufmessung für einen Propeller-Meßstand, bei der in den Flügeln angestrahlte Reflexionsmarken angebracht sind, die beim Vorbeilauf an einem Meßgerät auf dieses abgebildet werden und eine Anzeige ergeben. Dabei besteht die Aufgabe, eine berührungslose und möglichst genaue Messung des Spurlaufes der zu untersuchenden Flügel mit sofortiger laufender Anzeige druchzuführen. Bei einem gemachten Vroschlag wird diese Aufgabe unter Verwendung eines aus abwechselnd lichtdurchlässigen und lichtundruchlässigen Streifen bestehenden Meßrasters dadurch gelöst, daß als Reflsxionsmarken Kugeln verwendet serden, deren zur Drehachse senkrechten Abbildungslinien beim Vorbeilauf eines Flügels am Meßgerät ein in der Flügel-Durchbiegungsrichtung in seiner Strichzahl voränderliches Meßraster übertreichen. insbesondere bei starker Sonneneinstrahlung macht sich bei dieser Art der Messung jedoch eine störende Vorbeiichtung den Photoempfängers bemerkbar; diese störende Einwirkung hängt von der Größe der zur Meßwertbildung benutzten lichtdruchlässigen Fläche des Meßrasters ab. Es liegt daher die Aufgabe vor, diese Fläche möglichst klein zu halten. Gleichzeitig würde dadurch auch der Störabstand zwischen Nutz- und Störsignal vergrößert. Während bei großer Meßfläche es ungeraten ist, die Optik entgegen der Sonneneinstrahlungsrichtung einzustellen, wäre diese Maßnahme bei hinreichender Verkleinerung der Fläche nicht nehr notwendig.
Bei dem Vorbeilauf an dem Meßraster gemäß der beschriebenen Anordnung ändert sich die Amplitude der Zählimpulse deshalb, wiel der nachgeschaltete Photoempfänger seine größte Empfindlichtkeit in axialer Richtung hat und wel außerdem die zum photoelektrischen Empfang notwendige zerstreuung am Meßraster (dieses besteht deshalb aus Mattglas) auch am intensivsten in axialer Richtung wirkt. Es liegt der Erfindunglie wertere Aufgabe zugrunde, diesen Effekt der Amplitudenverängderlichkeit der Zählimpulse auszuschalton.
Ferner werden an die Genauigkeit der Fokussierung gemäß der beschriobenen Anordnung hohe Anforderungen gestellt, da das Abbfld des Leuchtfieks keineswegs eine Rasterbreite überschreiten darf. Jede Änderung der Flügellänge bedarf so einer genausen neuen Fokussierung. Es ist eine weitere Aufgabe der vorlicgenden Erfindung, diese Schwierigkeit zu beseitigen.
Gemäß der Erfindung werden nun di. genannten Schwierigkeiten dadurch vermieden, daß als Reflexionsmsrken Kugeln verwendet werden, deren zur Drehaches senkrechten Abbildungslinien beim Vorbeilauf eines Flügels M Meßgerät eine Blende ait A -förmiger Öffnung überstreichen, wobei anden beiden die # -förmige Öffnung bildenden Schlitzon Signale in einem nachgeschalteten fotoelektrischen Enpfängsr erzeugt werden und das erste Signal den Beginn, du zweite Signal die Beendigung des Einsählens von Impulsen eines Frequenzgenerators in einen Zähler bewirkt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ä Hand der Fig. 1 und 2 dargestellt; dabei werden zugleich eine heihe weiterer zur Ausgestmltung der Erfindung gshörender Merkmsle erläutert.
Es zeigt Fig. 1 die meßancrdnung dieses Ausführungsbeispiels 2 eine nur Durchführung der Messung verwendete'Blendenanordnung mit # -förmiger Öffnung-In Fig. 1 stellt 1 einen von drei rotierenden Flügeln dar, die un die Achse 2 zum Rotieren gebracht werden. Am Ende des Flügels 1 ist eine Beflexionskugel 3 angebracht. Eine solche Kugel bssteht stwa aus polierten Glas und wird mit Aluminium bedampft.
Die üorige Etirnfläche des Hubschrauberflügels kann mit mattse@@@@@@@ Lack abgedeckt werden. Die Glsskugel hat beispielsweise @@@@@@ @ vom einigen Millimetern. Sie befindet sich vorzugsweise in der Anstellachse des betreffenden Flügels.
Das Meßgerät 1a (in der Fig. 1. stark usrandet) besteht aus einer vrzugsweise ultraviolettempfindlichen optischen Anordnung, deren wichtigsten Teile eine Quscksilberhöchstdrucklampe 4, eine UV-durchlässige Optik 5 mit Bildebenungseigenschsften, eine Blendenanordnung mit #-förmiger Öffnung 6, deran Öffnungsform in Fig. 2 dargestellt ist, ein UV-Filter 7- z.B. Interforenzfilter - und ein Fotomultiplier 8 sind. Das optische System wird auf einer Traverse 8a, ähnlich einem Meßfernrohr, so montiert, daß die auf der. Flügelspitze mit UV-Licht intensiv angeleuchtete Kugel als Leuchtpunkt wasgerechte Abbvildungslinien auf dem der Blende mit A -förmiger Öffnung 6 entwirft. Die Trsverse, die das eigentliche Meßgerät trägt, enthält Justierungsmöglichkeiten Sb zum Ausrichten.
Die blende 6 ist so angeordnet, daß die A -förmige Öffnung mit der Spitze- nach oben zeigt (es kann aber genausogut auch die Anordnung so getrofen werden, daß die Spitze nach untenceigt).
Läuft jeitzt der Leuchtpunkt über die Blende hinweg, so werden beim Überschreiten der beiden, das bildenden Öffnungsstreifen zwei Lichtimpulse auf den Fhotomultiplier geworfen, und zwar ist der zeitliche Abstand der beiden Impulse desto größer, je tiefer der Leuchtfleck auf der blende entlangläuft. Er ist Null, wenn die # -förmige Öffnung nur noch an der Spitze getroffen wird. Je nach der Höhe der umlaufenden Flugspitze ist also der zeitliche Abstand zweier mit Hilfe der # - förmigen Blende erzeugter Lichtimpulse verschieden. Die im Photomultiplier a erzeugten elektrischen Impulse geben aber den Impedanswandler 9 au die Torsteuerstufe 10, die aus einer bistabilen Kippstufe besteht und die bein ersten Impuls, der be Überstreichen der Blende durch den Lichtfleck erzeugt wird, das Tor 10a öffnet, beim zwoiten Impus wieder shcließt. Während der Zeit, in der das Tor 10a geöffnet ist, werden Impulse eines Frequenzgenerators 10c, dessen Frequens zo gewählt ist, daß eine genügend genaue Interpolation das abgetasteten Weges, , also dir zu ermittelnden Auslenkung, erreicht wird und falls erforderlich, das Ergebnis, in Eiblichen Einheiten, s. B. mm, ausgewiesen wird, in den Zähler 11 eingesählt, Der Generater kann quarzstabilisiert oder selbsterregt arbeiten. Die in den Zähler eingezählten Impulse sind dann ein Maß für den zeitlichen Abstand der beiden Impulse und dsmit ein Maß für die Höhe der umlaufenden Flügelspitze. die weftere Verarbeitung des Meßergebnisses geht in folgender Weise vor sich: Um eine gleichzeitige und unabhängige Registrierung der einzelnen Flügel zu erhalten, ist eine Torsteuerung mit dem Tor 15 vorgesehen. Dieses Tor 15 wird von eine "Synochrotimer" 16 gesteuert (hier dargestellt für drei fl jeweils 120° versetzte Flügel), der in Abhängigkeit von dem @orbeilauf eines Flügels an der Meßanordnung das dann jeweils in dem Zähler 11 stehende Ergebnis su den Einsslsählern 13a, 13b, 13c durchschaltet, Nach dieser Weiterleitung wird jeweils der zuletzt bestehende Zählerstand in Zähler 11 wieder gelöscht.
In den Sichtanzeigen 13d, 13e, 13f wird das digitale Ergebnis der Einzelsähler 13a, 13b, 13c angezeigt, Diese Sichtanzeigen können so geschaltet sein, daß das Meßergebins nicht periodisch gelöscht und nu geschrieben wird, sondern stehenbleibt und nur die jeweilige Ändarung gegenüber der vorangegangenen Messung erscheint. Über DA-Wandler 14a, 14b, 14c geschaltet', wird das Ergebnis der Einselzähler 13a, 13b, 13c noch zur Registrierungin die Streifenschreiber 12a, 12b, 12c, eingegeben.
In Fig. 2 ist eine verwendete Blende mit der förmigen Öffnung dargestellt. Die in da Gehäuse 18 eingelassee Blende 19authält eine # -förmige Öffnung 20, die hier mit der Spitze nach oben weist. 21 ist eine Einstellöffnung zur nulleinstellung der Blendenanordnung.
Die bisher beschriebene Anordnung setzt voraus, daß die Dreh-. zahl der Achse, auf der die Flügel montiert sind, nicht schwenkt.
Sollte diese Voraussetzung nicht zutreffen, so können verschiedene Meßnahmen getroffen werden, um diesen Effekt auszuschalten. 80 können die Drehsahländerungen des Flügelantriebes durch sinen mit dieser Drehzahl in seiner Frequenz sich konform ändernden (synchronisierten) Oszillator hinsichtlich der Meßgenauigkeit und hinsichtlich des Maßstabes eliminiert werden. Es kann auch nach Feststellung aer Drehzahlabweichungen von Drehzahlscllwert ein Korrekturfaktor ermittelt werden, mit dessen Hilfe der Zählerstand- des Zählers 15 korriglert wird. Hierzu könnensowohl digitale als auch analoge methoden verwendet werden.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1.
Anordnung zur Spurlaufzessung für einen Propeller-Meßztand, bei der in den Flügeln angestrahlte Reflexionsaarken angebracht sind, doi beia Vorbeilsuf and einem Meßgerät auf dieses abgsbildet werden und eine Anzeige ergeben, dsdurch gekennseichne, daß ais Reflexionsmarken Kugeln verwendet werden, deron zur Drehachze senkrechten Abeildurngzlinien beim Vorbeilauf eines Flügels (1) am meßgerät (1a) eine Blende mit # -förmiger Öffnung überstreichen, wobei an den beiden die # -förmige Öffnung bildenden Schlitzen Signale in einem nachgeschalteten fotoelektrischen Empfänger (8) erzeugt werden und das erste Signal den Baginn, das zweite Signal die Beendigung des Einzählens von Impulsen eines Frequenzgenerators (10c) in einen Zähler (11) bewirkt. ast Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Drehzahländerungen des Flügelantriebes durch einen mit dieser Drehznhl in seiner Frequenz sich konform ändernden (zynchronisierten) Oszillator hinsichtlich der Meßgenauig-Keit und hinsichtlich des Maßstabes eliminiert werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, das bei Drehzahländerungen des Flügelantriebes nach Feststllung der Drehzahlabweichungen vom Drehzahlsollwert ein Korrekturfaktor ermittelt wird, mit dessen Hilfe der Zählerstand des ZiLhiern (15) korrigiert wird.