[發明專利]一種貫流式水力機械轉輪和外壁振動的同步測試方法

有效

• 申請號: 202011094423.6
• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112378506B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 朱國俊;李康;馮建軍;羅興锜
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01H9/00
• 分類號: G01H9/00;G01H11/08;F03B11/00;F04D15/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 王丹

本發明公開了一種貫流式水力機械轉輪和外壁振動的同步測試方法，具體包括如下步驟：步驟1，基于不同的待測試對象，對轉輪室進行加工；步驟2，根據步驟1選取的測試對象，布置激光測振儀、光電編碼器和壓電式振動速度傳感器；步驟3，采用電腦同步采集旋轉光電編碼器、兩臺激光測振儀以及所有壓電式振動速度傳感器的輸出信號，對測得的信號可進行互功率譜分析和互相關分析從而確定信號間的關聯關系。本發明在測量的過程中完全不影響貫流式水力機械的正常運轉，且可以實現轉輪振動、外壁振動的同步測量。

技術領域

本發明屬于水力機械設備技術領域，涉及一種貫流式水力機械轉輪和外壁振動的同步測試方法。

背景技術

貫流式水力機械包括貫流式水泵、水輪機以及船用螺旋槳等，在我國國民經濟領域中發揮著不可替代的作用，特別是涉及軍事用途的貫流式水力機械，其穩定性更是設計人員關注的重中之重。貫流式水力機械的轉輪是整個設備的主動部件，其在水中高速旋轉時誘發的非穩定流動以及碰磨是引發貫流式水力機械振動的主要原因，因此，實現貫流式水力機械轉輪和外壁振動的同步檢測與分析對判斷貫流式水力機械的運行狀態有著重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種貫流式水力機械轉輪和外壁振動的同步測試方法，該方法在測量的過程中完全不影響貫流式水力機械的正常運轉，且可以實現轉輪振動、外壁振動的同步測量。

本發明所采用的技術方案是，一種貫流式水力機械轉輪和外壁振動的同步測試方法，具體包括如下步驟：

步驟1，基于不同的待測試對象，對轉輪室進行加工；

步驟2，根據步驟1選取的測試對象，布置激光測振儀、光電編碼器和壓電式振動速度傳感器；

步驟3，采用電腦同步采集旋轉光電編碼器、兩臺激光測振儀以及所有壓電式振動速度傳感器的輸出信號，對測得的信號可進行互功率譜分析和互相關分析從而確定信號間的關聯關系。

本發明的特點還在于，

步驟1中：

如果待測試的對象為試驗室中的貫流式水力機械模型，則將轉輪室整體采用高透明有機玻璃材料進行加工；

當待測試的對象為工程應用中的貫流式水力機械時，則需在轉輪室上與轉輪泄水錐任一橫截面對齊的軸向位置加工兩個周向成90°夾角的圓形窗口，且窗口采用高透明有機玻璃蓋封閉。

窗口的半徑R大于50mm。

步驟2的具體過程為：

步驟2.1，當測試對象為試驗室中的貫流式水力機械模型，在步驟1中已將貫流式水力機械轉輪室采用高透明有機玻璃材料加工，因而激光測振儀的可視激光可以有效穿透轉輪室聚焦在轉輪泄水錐上，此時，將兩臺激光測振儀布置在同一軸向位置并按周向夾角90度布置，這樣可使兩束激光的方向成90度照在轉輪泄水錐上，從而可獲得轉輪周向相位成90度的兩個方向上的振動信號；

當測試對象為工程應用中的貫流式水力機械，在步驟1中已將貫流式水力機械轉輪室加工出了兩個周向成90°夾角的圓形窗口，兩個圓形窗口由于采用高透明有機玻璃蓋封閉，因此激光可以有效穿透并聚焦在轉輪泄水錐上，此時，在與圓形窗口軸向位置相同的平面上布置兩臺周向夾角為90度的激光測振儀，兩臺激光測振儀的激光束周向位置分別與兩個圓形窗口的周向位置相同，從而確保兩束激光分別從兩個圓形窗口射入，獲得轉輪周向相位成90度的兩個方向上的振動信號；

步驟2.2，將旋轉光電編碼器安裝在貫流式水力機械的伸出軸上，并引出信號輸出線接入多通道同步數字信號采集器；將兩臺激光測振儀的信號輸出線接入多通道同步數字信號采集器；