[發明專利]一種非接觸式電渦流傳感器結構模態測試方法

有效

• 申請號: 201710346751.2
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN107192442B
• 公開（公告）日: 2019-09-17
• 發明（設計）人: 史慶峰;司先國;張暉;王大成;王宏;王啟峰;張精干
• 申請（專利權）人: 中核核電運行管理有限公司;核電秦山聯營有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G01H13/00;G01H15/00;G01M13/00
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 程然

本發明屬于振動試驗技術領域，具體涉及一種非接觸式電渦流傳感器結構模態測試方法，目的是提供一種真實準確測試汽輪機電渦流傳感器結構的固有頻率和系統阻尼方法，以解決電渦流傳感器因安裝導致結構共振和系統阻尼降低問題。本發明方法能夠真實全面測試電渦流傳感器結構各向固有頻率，有效還原電渦流傳感器在實際安裝狀態和工作運行下的固有振動特性；該方法操作簡單，用時短，具有較好的可執行性；本發明方法通過設定振動的測試方向和關心頻率范圍等參數，測試結果穩定且準確率高，具有較強的共振故障診斷價值。

技術領域

本發明屬于振動試驗技術領域，具體涉及一種非接觸式電渦流傳感器結構模態測試方法。

背景技術

汽輪機、水輪機、鼓風機等大型旋轉機械軸的徑向振動普遍采用非接觸式電渦流傳感器測量，非接觸式電渦流傳感器的安裝形式為：非接觸式電渦流傳感器通過套管固定在汽輪機軸承蓋上，電渦流傳感器通過外螺紋與套管端部內螺紋連接，套管通過內外螺紋套和鎖緊螺母與汽輪機軸承蓋連接固定。工作狀態下，套管為單點固定的懸臂結構，在機組運行過程中，經常因螺紋連接松動或墊片安裝錯誤等導致懸臂套管在工作轉速下發生共振，進而引起大軸振動信號失真。針對懸臂套管共振問題，通過測試和調整套管共振頻率，使其避開工作轉速可以有效解決。因此如何準確測量實際工作狀態下非接觸式傳感器結構的固有頻率是關鍵和研究重點。

現有套管共振頻率測試方法為在機組檢修時將電渦流傳感器及套管從軸承蓋上拆卸，單獨拆卸下的套管固定在臺鉗上，對其進行垂直套管方向的敲擊試驗，使用探針接觸套管，從檢測到的脈沖響應信號中得出套管共振頻率。采用這種測試方法無法獲得電渦流傳感器整體結構的系統阻尼，同時難以真實、準確的測試出非接觸式電渦流傳感器結構的固有頻率，主要表現在：

(1)固定方式與實際不符。實際固定方式為通過內外螺紋套的螺紋連接固定，而試驗時采用臺鉗夾緊固定，且夾緊位置隨機性較大。

(2)安裝環境與實際不符。電渦流傳感器實際安裝在軸承蓋上。試驗時套管及臺鉗放置于試驗臺或地面，其整體安裝結構系統與實際相差較大。

(3)試驗時僅測試垂直于套管方向的橫向固有頻率，無法獲得垂直于套管敲擊和平行于套管敲擊兩個方向的激勵在電渦流傳感器安裝方向的振動響應。

亟需提供一種電渦流傳感器模態測試方法，以真實準確獲得電渦流傳感器整體安裝結構的固有頻率和系統阻尼。

發明內容

本發明的目的是提供一種真實準確測試汽輪機電渦流傳感器結構的固有頻率和系統阻尼方法，以解決電渦流傳感器因安裝導致結構共振和系統阻尼降低問題。

本發明是這樣實現的：

本方法采用測試環境激勵響應和脈沖激勵響應對汽輪機電渦流傳感器固有頻率和阻尼進行測試，包括以下步驟：

步驟一：在汽輪機盤車狀態或停機狀態下，軸承蓋和電渦流傳感器未拆卸時，利用在線電渦流傳感器測試系統測量環境響應，并進行頻響分析，初步判斷電渦流傳感器結構振動特性。

步驟二：沿垂直于電渦流傳感器套管方向錘擊軸承蓋外部電渦流傳感器殼體向傳感器結構輸入脈沖激勵信號，利用在線電渦流傳感器拾取振動響應信號，進行頻響分析，計算電渦流傳感器結構工作轉速附近各階固有頻率和系統阻尼。

步驟三：沿電渦流傳感器套管方向，通過錘擊軸承蓋外部電渦流傳感器殼體向傳感器結構輸入脈沖激勵信號，利用在線電渦流傳感器拾取振動響應信號，進行頻響分析，計算電渦流傳感器結構工作轉速附近各階固有頻率和系統阻尼。

步驟四：根據環境振動響應信號，使用振動信號處理方法去除步驟二和步驟三測試的兩個方向振動響應的環境噪聲，計算兩個方向測試的電渦流傳感器結構的各階固有頻率響應，獲得電渦流傳感器整體安裝結構各向的固有頻率和系統阻尼。