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(xué)府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊資本 500 萬，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

基于PLL載頻跟蹤的電容式葉尖間隙測量技術(shù)

針對電容調(diào)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(shè)計(jì)了基于鎖相環(huán)(PLL)載頻跟蹤的測量方案.方案中PLL無差載頻跟蹤環(huán)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(shè)計(jì)了峰值采集控制時(shí)序以提高系統(tǒng)測量效率;理論推導(dǎo)出并用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了信號的非線性模型.模擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,測量系統(tǒng)靈敏度高,具備了高速在線檢測能力.

基于葉尖定時(shí)的旋轉(zhuǎn)葉片振動檢測及參數(shù)辨識技術(shù)

大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械主要包括航空發(fā)動機(jī)、煙氣輪機(jī)、汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等,是航空、艦船、電力、石化、冶金等工業(yè)系統(tǒng)廣為應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備。葉片作為大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的核心部件,是設(shè)備安全運(yùn)行和提高其效率的重要保障。葉片振動是導(dǎo)致葉片工作失效的主要原因之一。由于葉尖定時(shí)測振屬于嚴(yán)重的欠采樣方法,振動參數(shù)辨識相對困難。基于多光束葉尖定時(shí)原理的葉尖間隙測量技術(shù)針對發(fā)動機(jī)葉尖間隙測量的復(fù)雜應(yīng)用環(huán)境,設(shè)計(jì)了基于多光束葉尖定時(shí)原理的葉尖間隙測量方案,通過提取葉片到達(dá)按一定夾角排布的不同光束時(shí)間差計(jì)算間隙值。本文在課題組多年研究基礎(chǔ)上,主要致力于葉尖定時(shí)振動參數(shù)辨識算法的研究。建立了葉尖定時(shí)測振模型,通過理論和仿zhen分析振動信號特點(diǎn),提出了新的葉片振動參數(shù)辨識方法,并通過大量現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,取得滿意的結(jié)果。主要內(nèi)容如下:

1、對旋轉(zhuǎn)葉片進(jìn)行受力分析,建立了整個(gè)葉尖定時(shí)測振系統(tǒng)模型,包括葉片組模型、激振力模型以及葉尖定時(shí)傳感模型等,是葉尖定時(shí)算法理論研究和仿zhen分析的基礎(chǔ)。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(diǎn)。

 2、討論了不同條件下葉尖定時(shí)振動信號分析處理的難點(diǎn)。對典型的葉尖定時(shí)算法進(jìn)行了理論推導(dǎo),包括速矢端跡法、雙參數(shù)法、自回歸方法等,分析對比了各算法優(yōu)缺點(diǎn),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(shù)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(shù)辨識方法,并獲得國家發(fā)明專利兩項(xiàng)。對各方法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)及仿zhen分析,其中運(yùn)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(zhǔn)確辨識出不同條件下葉片振動幅值、頻率、倍頻等參數(shù)。改變射流噴氣角度時(shí),90度射流孔氣動效率很高、泄漏流量和總壓損失系數(shù)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(shù)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(shí)振動參數(shù)辨識算法的影響。建立傳感器采樣點(diǎn)分布范圍DR這一函數(shù)對傳感器布局優(yōu)劣進(jìn)行評價(jià);利用明顯度(ΔS%)對振動倍頻遍歷結(jié)果進(jìn)行判定。結(jié)合實(shí)際條件,擬出了基于任意角分布的多傳感器布局擇優(yōu)選取方法。

 5、在多種旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備上完成了葉片振動檢測實(shí)驗(yàn),通過大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對各種葉尖定時(shí)振動參數(shù)辨識算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明了算法的可行性和有效性。

正則比例實(shí)模態(tài)葉片阻尼識別方法

借助具有黏性阻尼的n自由度系統(tǒng)振動微分方程，推導(dǎo)了正則比例實(shí)模態(tài)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(shè)置、錘擊示波、錘擊設(shè)置、測試、數(shù)據(jù)驗(yàn)證及模態(tài)識別等步驟，獲得了某靜止葉片的前十階模態(tài)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(fā)動機(jī)工作中,保持良好的葉尖間隙配合可以減少工作介質(zhì)泄露,減小端壁損失從而提高發(fā)動機(jī)性能。最后，分析了入口氣體擾流激振法、壓電陶瓷激勵(lì)法、電磁激勵(lì)法及聲波激勵(lì)法等幾種旋轉(zhuǎn)葉片激振方案的優(yōu)劣，并基于真實(shí)機(jī)組葉尖間隙測量與主動控制實(shí)驗(yàn)臺制定了相應(yīng)的葉片阻尼識別實(shí)驗(yàn)方案。