[发明专利]基于改进叶尖定时原理的带冠叶片测振方法及标定系统

权利要求书

1.一种用于带冠叶片测振的标定系统，包括电器部分和机械部分，所述的电器部分包括电涡流传感器、信号调理模块、信号采集模块、数据分析模块，所述电涡流传感器所检测的信号依次经过信号调理模块、信号采集模块被送入数据分析模块，所述的机械部分包括带冠叶片安装台、三维位移台，带冠叶片安装台固定于三维位移台上，通过三维位移台的移动，实现带冠叶片安装台在x轴、y轴、z轴三个方向的移动，根据汽轮机叶片的真实咬合位置，将带冠叶片固定于带冠叶片安装台上，电涡流传感器固定于带冠叶片上方。其特征在于，

所述的标定系统还包括固定于所述三维位移台上的标定标志位，所述的标定标志位为金属导体，固定于带冠叶片的前方，其宽度大于带冠叶片宽度，高度根据带冠叶片的高度而定。

2.根据权利要求1所述的标定系统，其特征在于，三维位移台在x轴方向或y轴方向能够实现带冠叶片安装台在x轴方向的匀速运动。

3.采用权利要求1所述标定系统实现的基于改进叶尖定时原理的带冠叶片测振方法，包括下列步骤：

(1)将与带冠叶片尺寸相关的比例因子λ作为被检测量，保持其他因子不变，用于汽轮机带冠叶片的振动测量；

(2)将电涡流传感器安装在正对带冠叶片特征的一侧，调整使其探头端面与带冠叶片端面平行；

(3)带冠叶片高速旋转时，电涡流传感器感应到带冠叶片的面积和形状实时发生变化，电涡流传感器每经过1个带冠叶片会输出1个脉冲信号；

(4)通过经典叶尖定时算法得到带冠叶片的等效周向振动S_c；

(5)通过前期标定得到与带冠叶片尺寸相关的比例因子λ，方法如下：

第1步：将带冠叶片叶冠的左上端点定义为物理原点(0,0,0)；

第2步：通过控制三维位移台以x轴方向匀速运动，并通过信号调理模块、信号采集模块和数据分析模块监测输出电压波形曲线；

第3步：通过y轴方向的调节改变电涡流传感器探头与带冠叶片的相对位置，重复步骤2，得到不同相对位置的输出电压波形曲线；

第4步：将由标定标志位引起的输出电压作为各输出电压波形曲线的起点，将输出电压波形曲线和电涡流传感器探头与带冠叶片的相对位置进行一一对应；

第5步：通过得到的电涡流传感器振动位移标定输出电压波形图，得到相同输出电压即电涡流传感器感应到相同面积时信号到达的不同时间，通过多项式拟合可得到一比例因子λ；

(6)根据公式S_v＝λ×S_c＝λ×v×ΔT计算出轴向振动位移S_v，式中：S_v是轴向振动位移，S_c是等效周向振动位移，v是带冠叶片叶冠旋转时的线速度，ΔT是不同相对位置信号到达时间的时间差。