Лазерно-оптическая система диагностики качества распыла топлива на основе методов съемки с фоновой подсветкой и лазерно-индуцированной флуоресценции

Разработана лазерно-оптическая система диагностики качества распыла топлива форсунками. Система основана на методах съемки с фоновой подсветкой и лазерно-индуцированной флуоресценции и предназначена для определения таких характеристик распыла как угол раскрытия факела, угол наклона факела, а также для оценки распределения концентрации топлива в сечении факела распыла и детектирования локальных неоднородностей (дефектов).

В рамках работы разработаны методы и подходы для контроля качества работы топливных форсунок на основе планарной лазерно-индуцированной флуоресценции (ЛИФ) и визуализации с фоновой подсветкой факела распыла, сформированы рекомендации по выбору и использованию оборудования для реализации методов. Проведён цикл исследований красителей, пригодных для использования в качестве люминофоров для реализации метода ЛИФ на авиационном керосине. Разработан и реализован набор программных алгоритмов обработки экспериментальных данных, включая алгоритм автоматического поиска границ факела распыла и определения его угла раскрытия; а также алгоритм детектирования локальных неоднородностей в структуре факела распыла. Выполнена отработка комплекса созданных технических решений. Ряд созданных в рамках работы технических решений обладают новизной. В числе таких решений алгоритм выделения неоднородностей в структуре факела распыла, основанный на анализе профиля концентрации на различных масштабах. В целом, устройство разработанной системы является оригинальным и представляет собой новое решение в области контроля качества работы форсунок.

Лабораторные испытания лазерной системы измерения в ИТ СО РАН.

Разработка имеет прикладное значение. В настоящее время на базе ООО «Сигма-Про» изготовлен экземпляр лазерной системы измерения (ЛСИ) и разработано прикладное ПО системы. Изготовленный экземпляр системы поставлен в ОА «ОДК-Авиадвигатель» в составе системы для пролива топливных форсунок, разработанной и изготовленной компанией «ООО РОСНА-Инжиниринг». ЛСИ имеет потенциал к дальнейшему совершенствованию и тиражированию как автоматизированного средства контроля качества работы. Уровень готовности технологии – УГТ 7 (Прототип системы продемонстрирован в условиях эксплуатации). Технический/экономический эффект от внедрения разработки: снижение времени на технологическую процедуру испытания форсунок за счет автоматизации процесса и отказа от контактных (ручных) методов; увеличение точности и повторяемости измерений (человеческий фактор).

Руководитель работы – к.ф.-м.н. Бильский А.В., тел. +7 (383) 336-06-38.