[發明專利]一種標定水力機械模型試驗臺轉速傳感器的光學方法

在審

• 申請號: 201410742016.X
• 申請日: 2014-12-08
• 公開（公告）號: CN104391136A
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發明（設計）人: 趙越;明君;劉登峰;李屹;楊衛彬;覃永粼;曹澤倫
• 申請（專利權）人: 哈動國家水力發電設備工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: G01P21/02
• 分類號: G01P21/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：本發明涉及一種標定水力機械模型試驗臺轉速傳感器的光學方法。

背景技術：作為確定原型水力機械性能及進行相應水力學研究的重要手段,以水力機械模型試驗臺為研究平臺的水力機械模型試驗一直受到業界的高度重視。而水力機械模型試驗的準確程度，與其所測量的各參數的準確度具有直接的關系。

水力機械模型轉速，特別是工作狀態下的水力機械模型轉速的測量準確程度，就直接影響了水力機械模型試驗的準確度。對水力機械模型試驗臺轉速傳感器的定期標定是保證其測量準確度的主要手段。所謂標定，就是建立起被測設備的輸出量與已知的標準量之間的對應關系。目前,只能在將相應的水力機械模型試驗臺轉速傳感器拆離水力機械試驗臺狀態下在專業的檢測機構對其進行標定。該方法不僅標定一次需要花費大量的時間，且標定結果反映的僅僅是轉速傳感器在專業檢測機構檢測時的狀態，而非安裝在水力機械模型試驗臺上時的狀態。因此，有必要開發一種能夠在水力機械模型試驗臺上，特別是在水力機械模型工作狀態下，進行現場標定轉速傳感器的方法。

發明內容：本發明要解決的技術問題是提供一種標定水力機械模型試驗臺轉速傳感器的光學方法。本發明的技術方案是：

1)在水力機械模型葉輪葉片上按順序標記葉片順序號；

2)將水力機械模型試驗臺調整至工作狀態；

3)監視水力機械模型試驗臺轉速傳感器轉速示值，使水力機械模型試驗臺轉速保持穩定；

4)調整頻閃光源的閃光頻率，同時通過水力機械模型試驗臺上預留的觀察水力機械模型葉輪區域流動狀態的透明觀察窗口對水力機械模型葉輪葉片進行觀察；

5)待通過水力機械模型試驗臺上預留的觀察水力機械模型葉輪區域流動狀態的透明觀察窗口觀察到的葉輪葉片相對于水力機械模型固定部件呈現出靜止不動的狀態且水力機械模型葉輪葉片上的順序號標記清晰可見時，鎖定此時的頻閃光源閃光頻率；

6)記錄此工況下的水力機械模型試驗臺轉速傳感器轉速示值與對應的頻閃光源閃光頻率；

7)改變水力機械模型試驗臺轉速，重復步驟3)至步驟6)；

8)在以頻閃光源閃光頻率為橫軸、水力機械模型試驗臺轉速傳感器示值為縱軸的坐標系中根據多次重復步驟7)得到的水力機械模型試驗臺轉速傳感器轉速示值與對應的頻閃光源閃光頻率值擬合出水力機械模型試驗臺轉速傳感器示值與頻閃光源閃光頻率之間的對應關系曲線。

技術效果：本發明公開一種標定水力機械模型試驗臺轉速傳感器的光學方法，首次實現了對水力機械模型試驗臺轉速傳感器在工作狀態下的現場標定，從而提高了水力機械模型試驗的準確程度。本發明利用頻閃效應原理，通過水力機械模型試驗臺上預留的觀察水力機械模型葉輪區域流動狀態的透明觀察窗口，根據葉輪葉片在不同頻閃光源頻率下呈現出的相對于水力機械模型固定部件的運動狀態來確定水力機械模型試驗臺的轉速，由此建立起作為被測設備的水力機械模型試驗臺轉速傳感器測得的轉速與作為標準量的利用頻閃光源確定的水力機械模型試驗臺的轉速之間的對應關系，從而也就完成了對水力機械模型試驗臺轉速傳感器的標定。

水力機械模型試驗臺的轉速，也就是水力機械模型葉輪葉片的轉速。對于像水力機械模型葉輪葉片這種高速旋轉的物體，在自然光線下人眼是無法看清其輪廓的。頻閃光源是一種閃光頻率可調的能夠按照設定頻率發出瞬間強閃光的專用設備。當頻閃光源的閃光頻率恰好調至與水力機械模型的轉動頻率相同時，雖然此時水力機械模型葉輪葉片仍在高速旋轉，但人眼看上去卻如同葉片相對于水力機械模型固定部件而言呈現出靜止不動的狀態且水力機械模型葉輪葉片上的標記清晰可見。這就是頻閃效應原理。利用上述頻閃效應原理，只要不斷變換水力機械模型的轉動頻率，就可以建立起水力機械模型試驗臺轉速傳感器示值與頻閃光源閃光頻率之間的對應關系，如圖1所示,在以頻閃光源閃光頻率為橫軸、水力機械模型試驗臺轉速傳感器示值為縱軸的坐標系中，根據不同的水力機械模型試驗臺轉速傳感器示值與頻閃光源閃光頻率的對應點1，擬合出水力機械模型試驗臺轉速傳感器示值與頻閃光源閃光頻率之間的對應關系曲線2，也就實現了利用頻閃光源對水力機械模型試驗臺轉速傳感器的現場標定。

附圖說明：

圖1為水力機械模型試驗臺轉速傳感器示值與頻閃光源閃光頻率之間的對應關系

具體實施方式：

如圖1所示，一種標定水力機械模型試驗臺轉速傳感器的光學方法，其操作流程為：

1)在水力機械模型葉輪葉片上按順序標記葉片順序號；

2)將水力機械模型試驗臺調整至工作狀態；