[发明专利]一种涡轮凹腔叶片叶尖间隙测量方法

权利要求书

1.一种涡轮凹腔叶片叶尖间隙测量方法，其特征在于，先采集原始叶尖间隙信号，该原始叶尖间隙信号由周期排列的叶片叶尖信号组成，其中，每个叶片叶尖信号还具有凹腔波谷，然后根据凹腔叶片形状，设置高低门限电平，使得高电平在原始叶尖间隙信号的两个波峰与凹腔波谷之间，低电平在叶片间波谷信号与凹腔波谷信号之间，根据低电平区分不同叶片，根据高电平识别叶片叶尖凹腔和两个波峰，提取叶尖波峰和叶片间波谷的差值电压，再根据间隙与电压的拟合关系确定叶尖间隙值，包括如下步骤：

步骤1：采集原始叶尖间隙信号

以整周期采样的方式采集涡轮凹腔叶片间隙信号，该信号为周期排列的叶片叶尖间隙信号组成，其中，每个叶片叶尖间隙信号中间具有凹陷，该凹陷为叶尖凹腔波谷信号；

步骤2：高低电平设置

首先对采集的原始叶尖间隙信号进行滤波和平滑处理，并进行数据对齐，使每一个叶片叶尖的数据都位于截取出的叶片数据的中部；然后统计信号幅值，分成代表叶尖波峰的高电压信号、代表叶尖凹腔的中电压信号，代表叶片间的低电压信号，再设置高电平和低电平，使得高电平在叶尖信号的波峰与凹腔波谷之间，低电平在叶片间波谷信号与凹腔波谷信号之间；

步骤3：叶尖信号提取

先根据低电平，分割叶尖信号，从而提取单个叶片叶尖信号；然后根据高电平信号，将单个叶片叶尖信号的两个波峰信号分割开，并提取两个波峰和一个波谷的信号，实现叶尖波峰信号和叶尖凹腔波谷信号的提取；

步骤4：间隙计算

叶尖波峰信号与叶片间的波谷信号差值与叶尖间隙成函数关系，提取叶尖波峰信号和叶片间波谷信号并计算得到电压差值后，代入高次多项式拟合公式(1)和(2)计算得到叶尖间隙值，

D₁＝α₀+α₁V₁^-1+α₂V₁^-2+α₃V₁^-3+α₄V₁^-4+α₅V₁^-5+α₆V₁^-6+α₇V₁^-7…………(1)

D₂＝β₀+β₁V₂^-1+β₂V₂^-2+β₃V₂^-3+β₄V₂^-4+β₅V₂^-5+β₆V₂^-6+β₇V₂^-7…………(2)

其中，D₁、D₂分别为叶背和叶盆间隙测量值，V₁、V₂分别为叶背和叶盆电压值，α₀～α₇为叶背校准系数，β₀～β₇为叶盆校准系数。

2.根据权利要求1所述的涡轮凹腔叶片叶尖间隙测量方法，其特征在于，步骤1原始叶尖间隙信号采集时，设定满足分析需要的理论整周期采样点数，将实际采样点数与整周期采样点数相除获得重采样的采样间隔，每次实际采样点数多于理论的整周期采样点数，通过对采样后的数据进行叶尖信号分离，只提取与叶片数相同个数的叶尖信号，舍去多余的信号。