旋转叶片振动参数检测方法
恒速下旋转叶片同步振动辨识方法
、
恒 速 下 ， 片发 生 同步 振动 时 ， 叶 叶片 振动 频 率是 转 速频 率 的整数 倍 ， ｇ Ⅳ ×ｇ， 为 自然 数 ， 为 即 Ｏ＝ ｅ ２Ｎｅ 称 振 动倍 频 ， 一般 与 叶片振 动激 励源 分布 及激励 谐 波成 分 有关 ． 虑单 频 占优 的 同步 振动成 分 考
欧 阳涛等 ：恒速下旋转口 片 同步振动辨识方法 ｔ －
针 对 叶片 不 同 的运 行 状 态 和振 动 形 式 ， 于 叶 基 尖 定 时 原 理 的 叶片 振 动 辨识 方 法 主要 有 用 于 辨识 异 步 振 动 的多传 感 器 均布 法 、 “ ５＋２ ”分 布 法 、 频法 差 等 Ｉ Ｊ 用于 辨识 同步振 动 的速矢 端迹 法 、 ５， 曲 ］双参 数法
ｃ ｏ ｄ ｒ ｓ ｌ ａ ｅ ｉ ｅ ｔｆｅ ｓｎ ｕｔ ＢＴ ｐ ｏ ｅ ｉｈ ｗｅｅ ｄｓｒｂ ｔｄ ａｂ ｔａｉ ． ｅ ａｉ ｍ ｅｉ ｙ ｔ ｅ ｈ ｇ ｏ ｅ ｕ ｔ ｃ ｎ ｂ ｄ ｎｉ ｄ ｕ ｉｇ ｍ ｌ Ｔ ｒｂ ｓｗｈｃ ｒ ｉｔｉｕ ｅ ｒ ｉ ｒｌ Ｔｈ ｒｔ ｓ ｉ ｉ ｒ ｙ ｈ ｔ ｂ ｈ ｃ
传感器不 同周期测得 的叶片振动位移值 ｙ也保持
多传感器倍频遍历辨识算法 ， 采用 ４支以上任意分布 的叶尖定时传感器准确辨识 出叶片同步振动参数 ， 并 能够 对 叶片 同步振 动信 号进行 有 效恢 复．
不 变 ．叶 尖 定 时 测 振 系统 对 叶 片 同 步振 动 的欠 采 样 模 型如 图 ２所示 ， 同一传感 器 采样 不 同振动周 期上 的
Ａ ｓｒｃ ：Ｓ ｎｈ ｏ ｏ ｓｖｂａｉｎｉｆｒ ｔ ｎ ｉ ｄ ｃｅ ｓｄｅ ｔ ｍｅ ｎｓｂＮｙ ｕｓ－ａ ｌ ｇ Ｉ ｒｅ ｏｉｅｔ ｙ ｂ ｔａｔ ｙ ｃ ｒｎ ｕ ｉｒｔ ｎｏｍａｉ ｓ ｅｒａｅ ｘｒ ｌ ｉ ｕ — ｑ ｉ ｓｍｐｉ ． ｎｏｄ ｒｔ ｄ ｎｉ ｏ ｏ ｅ ｙ ｔ ｎ ｆ
发动机叶片的固有频率测试分析
发动机叶片的固有频率测试分析1. 引言1.1 引言发动机叶片的固有频率测试分析是在航空航天领域中具有重要意义的一项研究工作。
发动机叶片作为发动机的重要组成部分，其固有频率特性直接影响着发动机的性能和安全性。
对发动机叶片的固有频率进行测试分析是非常必要的。
在进行固有频率测试分析之前，首先需要了解发动机叶片的工作原理和结构特点。
发动机叶片是扇叶型结构，一般由材料均匀、强度高的合金材料制成。
发动机叶片在旋转运动中会受到气流的作用力，从而产生振动。
了解发动机叶片的固有频率特性对于预防叶片的疲劳破坏和提高发动机性能具有重要意义。
通过发动机叶片的固有频率测试方法，可以准确地测量叶片在特定工作条件下的固有频率。
实验结果分析可以帮助我们更好地了解叶片的振动特性，为发动机的设计优化和安全运行提供参考依据。
影响因素分析和振动模态分析也是必不可缺的内容，可以帮助我们深入探讨叶片振动的机理和规律。
发动机叶片的固有频率测试分析是一项具有重要意义的研究工作，对于提高发动机性能、延长叶片使用寿命具有重要意义。
通过深入研究和分析，我们可以更好地了解叶片的振动特性，为提高发动机的安全性和可靠性提供有效支持。
【2000字】。
2. 正文2.1 背景介绍发动机叶片是发动机中的重要部件，直接影响着发动机的性能和稳定性。
发动机叶片在高速旋转时会受到较大的离心力和惯性力的作用，容易产生振动。
为了确保发动机叶片的安全运行，必须对其固有频率进行测试分析。
背景介绍中，首先需要了解发动机叶片固有频率测试的重要性和意义。
发动机叶片的固有频率是指叶片本身在不同振动模态下的固有振动频率，是叶片自身固有振动的频率特性。
通过对发动机叶片的固有频率进行测试分析，可以帮助工程师有效评估叶片的振动特性，找出潜在的安全隐患，从而指导设计和改进工作。
背景介绍中还需要介绍发动机叶片固有频率测试的相关理论知识，包括振动理论、固有频率测试方法等内容。
只有深入了解这些理论知识，才能更好地进行发动机叶片的固有频率测试分析工作。
基于叶尖定时的旋转叶片同步振动辨识新方法
Ｆｉ ｇ．２ Ｅｎ ｌ ｔ ｎ ｌｃ ｒ ｅ ｏ ａ ｅ ｏｌｌ 。 ｍ ａｉ ａ ｕ ｖ ｆｂｌｄｅ ｒｓ ｌｌｌ ｏ ｉ（
频率 ） 日 ｔ ｌ （ 分别 为幅频和相频响应 ， ；１ （ ） 、 ） Ｏ 其具
体表达 式分 别 为式 （ ） （ ） ２式 ３； 为阻尼 系数 ； 。为பைடு நூலகம்始 相位 。 为 叶片 固有 频率 ；
卜（） ｏ ）
旋转 叶片 同步 振 动 频 率 与转 速 密 切相 关 ， 常 为 通
转速频率 的整数倍 ， ０＝ 即 ９
， 为转速角频率 ， 为
频 率 的关 系 （ ， ） 由 以上 分 析 可 知 ， 速频 率 ｙ 。 转
０
自然数 ， 称为振动倍频。即式（ ） ｔ ＝ ｏ １ 中 ｏ Ｎ 亿。根据 叶 ｔ 尖定时原理可知 ， 叶片经过 叶尖定时传感器 的时 间序 列为 ｛ ｝ｉ ｔ ，代表圈数 ， 』 ２Ｔ＋ ， 为叶尖定 时 １ ， 传感 器相 对 转速 同步 传感 器 的 角度 。而在 同一共 振 区 内 是不变的， 因此可令相位 ：
方法 。
—
趟
０
羹ｚ
０４ ． ０６ ． ０８ ．
由 叶 片 振 动 模 型 可 知 ， 一 的 叶 片 稳 态 振 动 可 单
写成 ：
Ｏ
ｙｔ （）＝Ａ ）ＣＳ（ 一 ∞ ０ ｏ疗（ ｊ ［ ｔ （ ）＋ ］ （ ） ｊ Ｏ Ｊ Ｏ １
其 中 ，。 叶片在激 励 力 幅作 用 下 产 生 的位 移 ； 为 稳 为 态 振动 频率 （ 了描述 方便 ， 文 均 以角频 率 符 号代 替 为 本
果基本一致 。
关键词 ：叶尖定 时 ； 旋转 叶片 ； 同步振动 ； 频遍 历 倍
浅谈汽轮机叶片振动的测量方法
浅谈汽轮机叶片振动的测量方法汽轮机叶片损坏的主要原因之一是异常振动，这样将导致汽轮机发生故障，因此测量叶片振动参数的技术显得很重要。
本文着重介绍汽轮机叶片振动的测量方法。
标签：汽轮机叶片；振动；测量方法从汽轮机制造伊始，测量汽轮机叶片振动频率和幅度，一直是困扰人们的难题。
随着汽轮机叶片的工况恶劣化，叶片尺寸变大化，功率增大化，这个问题变的越来越棘手。
高速旋转的叶片，受力情况复杂，叶片的外形变化大，叶片振动频率和振幅也随之变的复杂。
叶片振动理论计算结果无法满足实际需要，实际测量就成为获得叶片振动信息的唯一途径。
测量叶片振动，是为了调节叶片固有频率，避免在运行过程中发生共振，导致叶片发生断裂，汽轮机发生故障，无法运行，带来经济损失。
从在20世纪30年代，美国西屋公司采用反光镜，对汽轮机叶片进行振动测量，到现在，研究人员先后采用不同方法进行研究，也取得一些成果。
测量方法，从最初的反光镜测量法，然后是应变片-集流环、无线电遥感，到现在的非接触测量法，测量方法飞速的发展起来。
传统理论认为，测量方法分为两大种，接触式测量和非接触式测量，区分依据是否有传感器和装置接近叶片。
1 接触式测量法接触式测量法，是采用振动信号拾取组件和叶片直接接触的一种方法。
主要方法有反光镜、应变片-集流环与无线电遥测。
反光镜法，首先将一束光通过轴中心孔，光线先经中心反光镜的反射，照在粘贴于叶片顶部附近的小反射镜上，再通过该小反射镜把光线反射回中心反光镜，最后再通过轴中心孔反射到荧光屏上进行观察或照相。
整个方法是通过光线经两个反光镜的反射实现了叶片振动的测量。
此方法對于小机组来说很实用，但针对现在的大型机组来说，已经不能使用该方法[1]。
应变片-集流环与无线电遥测，是将应变片牢固粘贴在叶片上，通过应变片来测量振动，并将振动转化为其他信号，再经过分析与处理，以实现对叶片振动频率和幅度的测量。
应变片方法存在以下问题：1）应变片粘贴在叶片表面上，这样就改变叶片自身的动态特性。
风力机叶片颤振监测与预警
风力机叶片颤振监测与预警风力机叶片颤振监测与预警风力机叶片颤振是风力发电行业面临的一个严重问题。
颤振不仅会导致叶片的损坏和断裂，还可能危及整个风力机的运行安全。
因此，对风力机叶片颤振进行监测与预警显得尤为重要。
下面，我们将逐步介绍风力机叶片颤振监测与预警的步骤。
第一步：确定监测指标风力机叶片颤振监测的首要任务是明确监测指标，即用于判断叶片颤振情况的参数或信号。
常见的监测指标包括叶片振动幅值、振动频率、振动加速度等。
根据实际情况，我们可以选择合适的监测指标进行监测。
第二步：选择监测方法根据监测指标的不同，我们可以选择不同的监测方法。
常用的监测方法包括振动传感器、光纤传感器、加速度计等。
这些传感器可以根据叶片的振动情况，实时地采集叶片的振动数据，并将其传输到数据采集系统中进行分析和处理。
第三步：建立监测系统在建立监测系统时，我们需要安装传感器并连接到数据采集系统。
数据采集系统可以对传感器采集到的数据进行实时监测和记录。
同时，为了确保数据的准确性和可靠性，我们还需要对监测系统进行校准和检测。
第四步：数据分析与处理在数据采集系统中采集到的数据可以通过数据分析与处理来判断叶片是否存在颤振问题。
常见的数据分析方法包括时域分析、频域分析和小波分析等。
通过对数据进行分析，我们可以得到叶片的振动特征和振动模式，从而进一步判断叶片是否存在颤振问题。
第五步：预警与控制一旦监测系统判断叶片存在颤振问题，我们需要及时进行预警与控制。
预警可以通过声光信号、短信通知等方式进行，以提醒工作人员及时采取措施。
同时，我们还需要制定相应的控制措施，例如降低叶片转速、调整叶片角度等，以防止颤振问题进一步扩大。
综上所述，风力机叶片颤振的监测与预警需要经过确定监测指标、选择监测方法、建立监测系统、进行数据分析与处理以及预警与控制等多个步骤。
通过完善的监测与预警体系，可以及时发现叶片颤振问题并采取相应措施，保证风力机的运行安全和稳定性。
叶片振动测量实验报告
叶片振动测量实验报告1. 引言叶片振动是在流体中运动的叶片由于受到流体作用力而发生的振动现象。
叶片振动对于风力发电机、水力发电机等工程应用中的叶片运动控制具有重要意义。
本实验旨在通过测量叶片振动的位移、速度和加速度，探究叶片振动的基本特性和规律。
2. 实验方法2.1 实验装置本实验使用的实验装置包括：振动测量系统、电磁感应位移传感器、信号调理电路和数据采集设备。
2.2 实验步骤1. 将叶片固定在安装架上，确保叶片在安装架上自由振动；2. 在叶片上固定电磁感应位移传感器，并连接到信号调理电路；3. 打开振动测量系统和数据采集设备；4. 开始测量，并记录数据，包括叶片振动的位移、速度和加速度。
3. 实验结果与分析3.1 叶片振动的位移、速度和加速度测量结果使用数据采集设备记录并处理实验数据，得到了叶片振动的位移、速度和加速度曲线。
下图为测得的实验结果示意图。
3.2 基于实验结果的分析根据实验结果，我们可以观察到叶片振动的周期性特征。
叶片振动的周期由外部作用力和叶片的固有特性共同决定。
通过分析位移、速度和加速度曲线，可以得出以下结论：1. 位移曲线呈现正弦波形，表明叶片振动是一个简谐振动过程；2. 速度曲线呈现谐波形，速度的变化与位移变化相位差90度，速度峰值落在位移波峰或波谷；3. 加速度曲线为谐波的导数形式，加速度的变化与位移变化相位差180度，加速度峰值落在位移波谷或波峰。
叶片振动的位移、速度和加速度特性对于优化叶片运动控制和减小振动引起的能量损失具有重要意义。
4. 实验总结通过本实验，我们成功测量了叶片振动的位移、速度和加速度曲线，并分析了其特性和规律。
实验结果表明，叶片振动呈现周期性变化，具有简谐振动的特点。
这对于工程应用中的叶片运动控制具有重要意义。
同时，本实验还展示了使用振动测量系统进行叶片振动测量的方法和步骤，为后续的研究和应用提供了基础数据和方法。
旋转叶片振动测量新的技术方案研究
中图分 类号 ： Ｈ８５ Ｔ ２
Ｎｅ Ｔｅ ｈｎ ｌ ｇ ｎ ｅ ｔｇ ｔｏ ｆＲｏ ｏ ａ ｓ Ｖｉ ｒ ｔｏ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｗ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｉ ｖ ｓ ｉａ ｉ ｎ ｏ ｔ ｒＢｌｄｅ ｂ ａ ｉ ｎ Ｍ ａ ｕ ｅ ｎ
Ｗ ａ ｇＹｕ ｕ Ｄｕ ｎ Ｆ ｊｅ ＹｅＳ ｅ ｇ ｕ Ｚｈｎ ｚ ｏ ｇ ｎ ｈ ａ ａ ａｉ ｈ ｎ ｈ ａ ｅ ｇＹｉｈ ｎ
Ｓ ａ ｙＬ ｂ ｒｔｒ ｛ ｒｃ ｉ ａｕ ｉｇＴ ｃ ｎ ｌ ｙａ ｄＩｓｒｍｅ ｔ Ｔ ａ ｊ ｉ ｒ ｔ， ｉｎ ｎ ３ ０ ７ ｔ ｅＫｅ ａ ｏａｏｙ０ Ｐ ｅｉ ｏ Ｍｅｓ ｒ ｅ ｈ ｏｏ ｎ ｔ ｔ ｓｎ ｎ ｇ ｎ ｕ ｎｓ ｉ ｉ Ｕｎ ｅｓ ｙ Ｔ ａ｝ ０ １ ２ ． ｎｎ ｖ ｉ ｉ ２
ｍｉ ｅ ｒ ｘ ｃ ｙ ｂ ｘ ｅ ｉ ｎ Ｍ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｈ ｏ ｇ ｈ ｏ ｅｉａ ｗｏ ｋ Ｂ ａ ｅｖ ｂ ａ ｉｎ ｔ ｅ ５ ｒ ｍｅ ｔｈ ｓｃ ｎ ｅ ｕ ｎ ｙ ｎ ｄ ｍ０ ｅ ｅ ａ ｄ ｙ ｅ ｐ ｒｍｅ ｔ ａ ， ｈ ｎ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｅ ｒ ｔ ｌ ｒ ｌｄ ｉｒ ｔ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ ａ ｏ ｓ ｑ ｅ ｄ ￣ ｃ ｏ ｅ ｏ ｖ ｄ ｉ ｔ ｎ ｉ ｐ ｒａ ｔａ ｅ ｛ｔ ｒ ｉ ｅ ｅ ｇ ｎ ｅ ｎ ． ｏ ｏ ｉｒ ｔ ｎ ｍｅｓ ｒ ｍｅ ｔｔａ ｉｉｎ ｌ ｅｈ ｄ ｒ ｎ ｒ ｄ ｃ ｄ ｉ ｖ ｌｅ ｏａ ｎ ｍ ｏ ｔｎ ｒ ８０ ｕ ｂｎ ｎ ｉ ｅ ｒ ｇ Ｒ ｔｒ ｖｂ ａ ｉ ｏ ｕ ｅ ｎ ｒ ｄ ｔ ａ ｔ ｏ ｓａ ｅ ｉｔｏ ｕ ｅ ｎ ｉ ｏ ｏ ｍ ｔ ｉ ａ ｅ ｏ ｉ ｅ ｉ ｅ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｈｓ ｐ ｐ ｒｃ ｍｂ ｎ ｄ ｗ ｔ ａｎ ｗ ｅ ｈ ｏｏ ｙ—ｎ ｎ ｏ ｔ ｃ ｐ ｉ ｌ ｌ ｈ ｏ ｅ ｎ ａ ｔｏ ｔ ａ ｔ ｃ ｐ—ｔ ｉｇ ｗｈ ｃ ａ ｅ ｎ ｒｓ ａ ｃ ｉ ｇ ｉ Ａ ａ ｄ Ｅｕ ｉ ｎ ｉ ｈ ｓ ｂ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｎ ＵＳ ｎ — ｍ ｈ ｒ ｐ ． ｍｅｓ ｒ ｍｅ ｔｐ ｏ ｏ ａ 。 ａ ｐ ｒｉｕ ａ ｐ ｌ ｄ ｄ ｖｃ ｉ ｕ ｓｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｏ ｅ Ａ ａ ｕ ｅ ｎ ｒ ｐ ｓ ｌ ｛ ａ ｃ ｌｒ ａ ｐ ｉ ｅ ｉ ｉ ｄ ｓ ｓ ｅ ｔ ｉ ａ ． ｔ ｅ ｅｓ ｃ ｎ ｅ Ｋｅ ｏ ｄ ： ｔ ｒＢ ａ ｅ Ｖｉ ｒ ｔ ｎ Ｍ ｅｓ ｒ ｍｅ ｔ Ｔｉ ｙ Ｗ ｒ ｓ Ｒｏｏ ｌｄ ； ｂ ａ ｉ ａ ｕ ｅ ｎ ； ｐ—Ｔｉ ｎ ｅ ｓ ｒｍｅ ｔ ｏ ｍｉｇ Ｍ ａｕ ｅ ｎ
旋转叶片动应力非接触测量方法研究综述
旋转叶片动应力非接触测量方法研究综述旋转叶片动应力是研究叶片在旋转过程中所受到的力和应力的重要参数，对于叶片的设计和优化具有重要的意义。
然而，传统的叶片动应力测量方法往往需要接触叶片表面，这样不仅会对叶片产生一定的干扰，还会增加测量的难度和复杂度。
因此，非接触测量方法成为了研究的热点。
在非接触测量方法中，光学方法是最常用的一种。
光学方法利用激光干涉技术或光栅投影技术，通过测量叶片表面的位移或形变来间接反推叶片的动应力。
其中，激光干涉技术是一种基于光的干涉原理，通过测量光的相位差来确定叶片表面的位移或形变。
这种方法具有高精度、高灵敏度的优点，能够实时监测叶片的动态应力变化。
光栅投影技术则是利用光栅投影仪投射光栅图案到叶片表面，通过观察光栅图案的形变来反推叶片的应力分布情况。
这种方法简单直观，适用于实时监测叶片的应力状态。
除了光学方法，磁力感应方法也是一种常用的非接触测量方法。
磁力感应方法是利用磁场的变化来间接反推叶片的应力状态。
通过在叶片表面附近布置磁场传感器，可以测量到叶片表面的磁场分布情况。
根据磁场的变化规律，可以推导出叶片的应力分布情况。
这种方法具有无接触、无干扰的优点，适用于恶劣环境下的叶片应力监测。
声波方法和红外热像法也是非接触测量叶片动应力的方法之一。
声波方法利用声波在叶片表面传播的速度和振动频率来反推叶片的应力状态。
红外热像法则是利用红外热像仪测量叶片表面的温度分布情况，通过分析温度的变化来间接推导叶片的应力分布情况。
这两种方法具有快速、灵敏的特点，适用于大范围、连续监测叶片的应力状态。
非接触测量叶片动应力的方法有多种，每种方法都有其适用的场景和优势。
随着科技的不断进步和创新，相信非接触测量方法在叶片动应力研究中的应用将会越来越广泛，为叶片设计和优化提供更加准确、可靠的数据支持。
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旋转叶片振动参数检测方法
孙宇扬 段发阶 方志强 叶声华
(天津大学精密测试技术及仪器国家级重点实验室 天津 300072)
摘要 论述了一种高精度旋转叶片振动参数叶尖定时检测方法。
设计一套叶尖定时传感系统;利用叶尖经过非接触测头的时间进行测量,与传统接触测量方法相比,具有实时性强、精度高、适用于高转速等优点。
通过多个叶尖定时传感器实现对叶片振动的实时、全面监测;利用叶根同步传感器减小了由于转速不稳定造成误差的影响。
论述了系统原理和叶尖定时信号的处理方法,并做出了讨论。
关键词 振动测量 非接触测量 叶尖定时 传感器 信号处理
M ethod of Testi ng V ibra tion Param eters of Rotor Blade
Sun Yuyang D uan Fajie Fang Zh iqiang Ye Shenghua
(S ta te K ey L abora tory of P recision T esting T echn iques and Instrum en ts ,T ianj in U n iversity ,T ianj in 300072,Ch ina )
Abstract A h igh accuracy m ethod using ti p 2ti m ing fo r testing vibrati on param eters of ro to r blade is described 1A ti p 2ti m ing senso r system is devised 1T he m ethod uses the ti m e at w h ich the blade ti p s pass the p robes to monito r the blade vibrati on 1Compared w ith the traditi onal m easuring m ethods ,the new m ethod has the advantages of re 2al 2ti m e ,h igh p recisi on and suitable fo r h igh ro to r speed 1T he real 2ti m e and comp lete detecti on to the blades is re 2alized by m eans of several ti p 2ti m ing senso rs 1T he blade bo ttom senso rs are used fo r eli m inating erro rs caused by the instability of ro to r velocity 1T he theo ry of the system and the p rocessing m ethod of ti p 2ti m ing signals
are de 2scribed ,and the discussi on is p resented 1
Key words V ibrati on m easurem ent N on 2contacting m easurem ent T i p 2ti m ing Senso r Signal p rocessing
1 引 言
旋转叶片振动测量技术可分为接触测量和非接触测量。
传统上采用接触测量方法,并且技术已很成熟,但由于接触传感器的工作寿命较短,自身荷重和体积直接影响待测件的空气动力学和机械特性,从而制约了它在很多方面的应用。
为适应高转速、实时、全面监测的要求,国外发展了非接触旋转叶片测振技术
[1][2]。
本文提出一种新型的叶尖定时非接触式旋转叶片测振方法,利用叶尖经过非接触测头的时间进行测量,系统中利用多个叶尖定时传感器,同时监测叶片振动情况;采用叶根同步传感器,减弱了因叶片转速不稳定所引起误差的影响。
文中提出固定频率脉冲算法,大大简化了传感器定时信号处理电路的复杂程度。
图1 系统原理示意图
第23卷第3期增刊 仪 器 仪 表 学 报 2002年6月
2 测量原理
测量系统如图1所示。
系统主要由传感器系统、叶尖定时信号预处理和采集电路、振动参数的实时分析与处理子系统三个部分组成。
系统采用多个叶尖定时传感器同时监测旋转叶片的振动位移。
光电接收器件将光信号转为电信号,由数据采集系统采集后进入计算机,计算机对数据进行处理后输出测量结果。
3 系统设计
本系统设计的关键在于传感器技术和传感器定时信号处理两个方面。
311 传感器技术
叶尖定时传感器是本系统的关键传感器,要求具有很高的响应速度和抗干扰能力。
系统中的叶尖定时传感器频响带宽优于200M H z,实现25Λm振幅分辨率。
考虑到传感器抗空气污染能力要求,选用基于光纤传光的光电测头。
转速同步传感器用于监测压气机的转速,同时作为其它传感器的同步信号,只要求每转发出一个脉冲,叶根同步传感器主要用作测量叶尖振动的同步信号,达到尽量减小压气机转速不均匀时而引起的测量误差。
这两种传感器均采用磁电式传感器。
312 叶尖定时脉冲信号的处理与采集
系统采用固定频率脉冲填充法,实现叶尖定时时间的测量。
该方法采用固定频率脉冲计数。
1个脉冲对应的弧长为∆=2ΠR8 f(f为时钟频率),不同转速下,脉冲当量不同,
每转一圈所对应的脉冲数为f 8。
当转速为50r s,时钟频率为200M H z时,1转所对应的脉冲数为4M,需22位二进制计数器。
本系统时钟频率为200M H z,计数器采用24位二进制计数器,适用的最小转速为f 224=1119r s= 714r m in,基本电路框图如图2所示,转速同步信号作为计数器的异步复位信号,叶根同步传感器的脉冲信
图2 传感器定时信号处理电路框图
号作用于叶根同步锁存器,叶尖定时传感器作用于相应的叶尖定时锁存器。
各锁存器的数据经采集系统采集后,由D SP和高性能计算机进行处理。
4 讨 论
本文论述的技术是涡轮机高速旋转叶片振动监测系统的核心技术。
目前我们已基本完成传感器系统和信号处理系统的设计,并进行了相关实验,实现传感器信号的数据采集和初步处理。
今后课题研究的重点集中在同步响应叶尖定时测振技术。
预计将在2003年取得成果。
参考文献
1 W1W1Rob in son,and R1S1W ashbu rn1A real ti m e non2 in terface stress m easu rem en t system fo r determ in ing aero engine b lade stresses1In strum en t Society of Am eri2 ca paper,1991,#91—1031
2 H1T Jones1D evelopm en t of a non2in terface techn ique fo r m easu ring tu rb ine engine ro to r b lade stresses1A I AA SA E A S M E A SEE21th Jo in t P ropu lsi on Conference, M on terey,1985,CA1A I AA-85-14721
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第3期增刊旋转叶片振动参数检测方法。