葉頂間隙測量常用指南 善測天津科技

善測（天津）科技有限公司位于天津市西青學府工業區，于 2015年 7 月份成立，公司注冊資本 500 萬，是一家集研發生產一體的高科技公司。公司提供旋轉機械狀態監測和健康管理。等產品和服務。

基于PLL載頻跟蹤的電容式葉尖間隙測量技術

針對電容調頻式葉尖間隙測量中存在的雜散電容問題和葉尖間隙信號的在線檢測需求,設計了基于鎖相環(PLL)載頻跟蹤的測量方案.方案中PLL無差載頻跟蹤環路能夠有效地抑制雜散電容造成的緩慢載頻漂移;選擇1,MHz的中頻頻率將信號帶寬提高到200,kHz,并設計了峰值采集控制時序以提高系統測量效率;理論推導出并用實驗數據驗證了信號的非線性模型.模擬實驗結果表明,測量系統靈敏度高,具備了高速在線檢測能力.

基于葉尖定時的旋轉葉片振動檢測及參數辨識技術

大型旋轉機械主要包括航空發動機、煙氣輪機、汽輪機、鼓風機等,是航空、艦船、電力、石化、冶金等工業系統廣為應用的關鍵設備。葉片作為大型旋轉機械的核心部件,是設備安全運行和提高其效率的重要保障。葉片振動是導致葉片工作失效的主要原因之一。由于葉尖定時測振屬于嚴重的欠采樣方法,振動參數辨識相對困難。基于多光束葉尖定時原理的葉尖間隙測量技術針對發動機葉尖間隙測量的復雜應用環境,設計了基于多光束葉尖定時原理的葉尖間隙測量方案,通過提取葉片到達按一定夾角排布的不同光束時間差計算間隙值。本文在課題組多年研究基礎上,主要致力于葉尖定時振動參數辨識算法的研究。建立了葉尖定時測振模型,通過理論和仿zhen分析振動信號特點,提出了新的葉片振動參數辨識方法,并通過大量現場實驗數據驗證,取得滿意的結果。主要內容如下:

1、對旋轉葉片進行受力分析,建立了整個葉尖定時測振系統模型,包括葉片組模型、激振力模型以及葉尖定時傳感模型等,是葉尖定時算法理論研究和仿zhen分析的基礎。通過仿zhen對比了恒速和變速下的同步振動和異步振動信號特點。

 2、討論了不同條件下葉尖定時振動信號分析處理的難點。對典型的葉尖定時算法進行了理論推導,包括速矢端跡法、雙參數法、自回歸方法等,分析對比了各算法優缺點,為探索欠采樣下的新算法指明方向。

 3、提出了基于任意角分布的多傳感器葉片振動參數辨識新方法。主要針對變速下同步振動、恒速下同步振動以及恒速下異步振動三種情況分別提出了三種不同的振動參數辨識方法,并獲得國家發明專利兩項。對各方法進行了詳細的理論推導及仿zhen分析,其中運用了二乘、曲線擬合、全相位FFT以及振動倍頻遍歷等算法,能夠準確辨識出不同條件下葉片振動幅值、頻率、倍頻等參數。改變射流噴氣角度時,90度射流孔氣動效率很高、泄漏流量和總壓損失系數小,但隨著射流角度增加,葉尖氣膜冷效降低,即射流的冷效效果變差。解決了因欠采樣引起的振動參數辨識不全、不確定性問題。

 4、討論了傳感器布局對不同葉尖定時振動參數辨識算法的影響。建立傳感器采樣點分布范圍DR這一函數對傳感器布局優劣進行評價;利用明顯度(ΔS%)對振動倍頻遍歷結果進行判定。結合實際條件,擬出了基于任意角分布的多傳感器布局擇優選取方法。

 5、在多種旋轉機械設備上完成了葉片振動檢測實驗,通過大量實驗數據,對各種葉尖定時振動參數辨識算法進行了實驗驗證。實驗分析結果表明了算法的可行性和有效性。

正則比例實模態葉片阻尼識別方法

借助具有黏性阻尼的n自由度系統振動微分方程，推導了正則比例實模態葉片阻尼識別方法，并分析了該方法的識別誤差。隨后，借助西門子LMS Test.Lab測試軟件，通過建模、通道設置、錘擊示波、錘擊設置、測試、數據驗證及模態識別等步驟，獲得了某靜止葉片的前十階模態振型。并借助高斯擬合得到了測試葉片的頻率-阻尼比特性曲線，且具有較好的擬合效果。在發動機工作中,保持良好的葉尖間隙配合可以減少工作介質泄露,減小端壁損失從而提高發動機性能。最后，分析了入口氣體擾流激振法、壓電陶瓷激勵法、電磁激勵法及聲波激勵法等幾種旋轉葉片激振方案的優劣，并基于真實機組葉尖間隙測量與主動控制實驗臺制定了相應的葉片阻尼識別實驗方案。