[發明專利]高速旋轉葉片自動同步定位方法及裝置

無效

• 申請號: 201110378095.7
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102506942A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 段發階;葉德超;李揚宗;郭浩天;歐陽濤
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

技術領域

本發明主要涉及非接觸式大型旋轉機械高速旋轉葉片參數測量技術及智能故障診斷系統領域，本發明是關于測量系統所測葉片參數與具體葉片的對應匹配方法。具體講是涉及高速旋轉葉片自動同步定位方法及裝置。

背景技術

航空發動機、燃氣輪機、汽輪機、煙氣輪機、鼓風機等大型旋轉機械是航空、艦船、電力、石化、冶金等系統的關鍵設備。葉片作為大型旋轉機械轉子的核心部件，其自身振動及隨轉子振動引起的各種運行參數(如葉尖間隙)變化影響整個系統的正常運轉和工作效率。實時測量、獲取葉片參數的變化規律為判斷轉子運行狀態和故障診斷提供了直觀依據，是設備安全運行及提高效率的重要保障。非接觸式旋轉葉片參數測量系統基本原理是將傳感器安裝在旋轉機械機匣上，測量葉片到來時的各種參數信息。該方法不破壞旋轉機械結構，利用一支或若干支傳感器即可實時檢測所有葉片振動與間隙等參數[1-4]，具有巨大的優勢和價值。

通常，非接觸式旋轉機械葉片參數測量系統需要增加一支監測轉軸的同步傳感器或在某一葉片上作同步標記，使用該同步信號作為參考才能辨別測量信息與實際葉片的一一對應關系，否則就減弱了測量系統所能發揮的作用，甚至使系統不能正常工作[5-9]。另一方面，某些大型機械苛刻的工作條件不允許對轉軸或葉片進行人工改造或增加附件，在一定程度上限制了測量系統的廣泛使用。因此，高速旋轉葉片的自動同步定位方法是決定測量系統發揮智能健康監測和管理等功能的重要前提。

引證文獻：

[1]Choon-Man?JANG，Tohre?GUKANO，Masato?FURUKAWA.Effects?of?the?tip?clearance?on?vertical?flow?and?its?relation?to?noise?in?an?axial?flow?fan[J].JSME?International?Journal，2003(3)，Vol.46：356-365。

[2]Michael?Zielinski，Gerhard?Ziller，Noncontact?Blade?Vibration?Measurement?System?for?Aero?Engine?Application，ISABE-2005-1220：1-9。

[3]Craig?P.Lawson，Paul?C.Ivey，Turbomachinery?blade?vibration?amplitude?measurement?through?tip?timing?with?capacitance?tip?clearance?probes，Sensors?and?Actuators，2005，A118：14-24。

[4]M.Zielinski，G.Ziller.Noncontact?Vibration?Measurements?on?Compressor?Rotor?Blades[J].Meas.Sci.Technol，2000，11(7)：847-856。

[5]張玉貴，段發階，方志強，歐陽濤，葉聲華，基于葉尖定時的非接觸式旋轉葉片異步振動分析，機械工程學報，2008，44(7)：147-150。

[6]段發階，張玉貴，歐陽濤，葉聲華，航空發動機旋轉葉片振動監測系統研究，光學與光電技術，2008，16(1)：48-51。

[7]段發階，葉德超，龍成.基于PLL載頻跟蹤的電容式葉尖間隙測量技術[J].天津大學學報，2011，44(4)，283-286。

[8]段發階，歐陽濤，李孟麟等，變速下高速旋轉葉片同步振動參數檢測方法，發明專利，ZL200910070000.8，2010-12-01。

[9]段發階，李孟麟，歐陽濤等，恒速下高速旋轉葉片同步振動參數檢測方法，發明專利，ZL200910070001.2，2011-01-05。

發明內容

為克服現有技術的不足，在不增加任何同步傳感器或標記的前提下，提供一種從原有非接觸傳感器輸出信號直接變換、匹配，實現葉片的高速自動同步定位的方法，該方法適用于大多數旋轉機械轉子葉片參數非接觸在線測量系統，為達到上述目的，本發明采取的技術方案是，高速旋轉葉片自動同步定位方法，包括下列步驟：