[發明專利]航空發動機轉子振動測試系統

有效

• 申請號: 201710444022.0
• 申請日: 2017-06-13
• 公開（公告）號: CN107389337B
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 吳建芳;劉金南;吳偉力;徐斌;趙黎;李勝斌
• 申請（專利權）人: 中國航發湖南動力機械研究所
• 主分類號: G01M13/02
• 分類號: G01M13/02
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 胡亮

本發明公開了一種航空發動機轉子振動測試系統，包括轉速傳感器、頻率信號隔離器、振動傳感器、振動測試儀和信號記錄分析儀，轉速傳感器用于測量航空發動機轉子的轉速信號；頻率信號隔離器用于將轉速傳感器測量的轉速信號進行整形、輸出隔離的轉速信號；振動傳感器用于感受航空發動機各測振點的振動電荷信號；振動測試儀用于對振動傳感器感受的振動電荷信號轉化為振動電壓信號；信號記錄分析儀用于同步采集轉速信號和振動電壓信號，并提取振動電壓信號中的轉子振動基頻分量，顯示轉子振動基頻分量的振動幅值隨轉速和/或時間變化的曲線。本發明提供的航空發動機轉子振動測試系統，數據分析效率高，測量出的基頻分量值精度高。

技術領域

本發明涉及航空發動機轉子測試領域，特別地，涉及一種航空發動機轉子振動測試系統。

背景技術

振動測試是航空發動機研制試驗中的重要環節，現有的航空發動機轉子振動測試系統采用的測試方式是以監測規定頻帶范圍內的振動總量和實時FFT(Fast FourierTransformation，快速傅里葉變換)頻譜分析為主，當振動總量超限時，將人工手動進行報警，操作人員看到報警指示燈亮后停車，對轉子振動的基頻分量變化情況需事后分析，其變化曲線需事后通過其它軟件或Excel作圖得出。

如圖1所示，圖1是現有的航空發動機轉子振動測試系統的原理框圖，其工作原理如下所示：

由振動傳感器1將感受到的振動信號傳輸給振動測試儀2；在振動測試儀2里，振動信號經過放大、積分、濾波、歸一化等預處理后分為兩路信號進行輸出，一路是輸出通頻信號給信號記錄分析儀4的模擬通道輸入端，由信號記錄分析儀4采集、存貯信號，并對通頻信號進行數字化處理及振動特性分析，同時實時顯示各振動測點的振動速度或振動加速度FFT頻譜圖；另一路是輸出檢波信號連接到數據采集系統3的數據采集卡輸入端，由數據采集系統3采集、處理檢波信號并實時顯示各測振點的在規定頻帶范圍內的振動總量幅值。

可見，現有的航空發動機轉子振動測試系統在發動機試車過程的試驗現場中可以實時觀察到的振動測試參數有兩部分，一部分是數據采集系統的顯示屏顯示的各測振點的振動總量幅值；另一部分是信號記錄分析儀顯示的各測振點的振動速度或振動加速度FFT頻譜圖，其中信號記錄分析儀測試界面的參數顯示圖，如圖2所示。

現有的航空發動機轉子振動測試系統的振動報警都是通過觀察振動總量是否超過限制值來進行報警的，而振動總量又受諸多因素影響，如靜子構件的共振與諧波，低噪音電纜與振動傳感器連接不可靠，高溫傳感器由于累計工作時間長可能導致高溫低頻噪聲大等，都有可能引起振動總量突變或超限，試車過程中一旦出現振動超限或異常，為了安全，通常所采取的措施是暫停試車，這樣常常會影響試驗的進度。

在發動機試車過程中在試驗現場能夠觀察到的振動測試方面的參數只有振動總量值和FFT頻譜圖，就轉子基頻分量值而言只能從顯示的FFT頻譜圖中觀察到當前時刻的分量值，對過去時刻的分量值只能憑測試人員的記憶，或者等試驗結束之后將存貯的數據回放查看，既使是回放數據轉子基頻分量值也是離散地分布在一幅一幅的FFT頻譜圖里，圖2中的參數顯示圖只是其中的一幅。因此，現有的航空發動機轉子振動測試系統不能實時監測轉子基頻分量值，是一個亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明提供了一種航空發動機轉子振動測試系統，以解決現有的航空發動機振動測試系統不能實時監測轉子基頻分量值的技術問題。

本發明采用的技術方案如下：

本發明提供一種航空發動機轉子振動測試系統，包括轉速傳感器、頻率信號隔離器、振動傳感器、振動測試儀和信號記錄分析儀，其中，

轉速傳感器，用于測量航空發動機轉子的轉速信號；

頻率信號隔離器，與轉速傳感器相連，用于將轉速傳感器測量的轉速信號進行整形，輸出隔離的轉速信號；

振動傳感器，用于感受航空發動機各測振點的振動電荷信號；