[发明专利]一种监测涡轮叶尖间隙的装置及方法

说明书

本发明提供了一种监测涡轮叶尖间隙的装置及方法，包括：在对涡轮进行监测的过程中，分别获取涡流传感器的涡流电压信号以及光纤传感器的脉冲信号，光纤传感器频率响应大于涡流传感器频率响应；获取待分析脉冲信号的脉冲信号采集时刻，从涡流电压信号中，获取对应该脉冲信号采集时刻的涡流电压信号对应的涡流电压信号采样时刻；计算涡流电压信号采样时刻与脉冲信号采集时刻的时间差值；基于时间差值及涡轮的转动周期，获取涡轮叶尖相对涡流传感器的转动角度；依据转动角度及涡流电压信号采样时刻对应的涡流电压，查询预构建的涡流电压、转动角度以及涡轮叶尖间隙的映射关系，得到涡轮叶尖间隙。可以有效提升涡轮叶尖间隙的监测精度。

技术领域

本发明涉及检测与故障诊断技术领域，具体而言，涉及一种监测涡轮叶尖间隙的装置及方法。

背景技术

涡轮叶尖间隙反映了叶尖与机匣之间的距离。涡轮叶尖间隙与涡轮的效率成反比，随着涡轮叶尖间隙的减小，涡轮的工作效率提高，但涡轮叶尖间隙不能无限制地减小，因为当涡轮叶尖间隙过小时，由于涡轮叶尖的扰动，涡轮叶尖在转动过程中会与机匣产生摩擦，容易损坏机组。为了提高机组的运行效率、降低维修成本，业界工作人员往往需要对涡轮叶尖间隙进行监测。

现有技术中，普遍采用涡流传感器对涡轮叶尖间隙进行监测。其中，在涡流传感器出厂时，在涡流传感器的中心线与涡轮叶尖的中心线重合的情形下，标定该涡轮叶尖间隙与涡流传感器产生的涡流电压的对应关系，在监测时，通过涡流传感器监测得到的涡流电压，查询标定的对应关系，得到涡轮叶尖间隙，从而依据监测得到的涡轮叶尖间隙对涡轮叶尖进行相应处理。但该监测涡轮叶尖间隙的方法，由于电涡流传感器存在欠采样问题，不能保证每次都能采集到完整的信号信息，会导致分析结果不够准确，使得涡轮叶尖间隙的监测精度不高，从而造成潜在的机组损坏隐患，甚至安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种监测涡轮叶尖间隙的装置及方法，提升涡轮叶尖间隙的监测精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种监测涡轮叶尖间隙的装置，包括：壳体、支架、涡流传感器探头、光纤传感器探头、电缆、接头、涡流线圈，其中，

涡流传感器探头安装在壳体上，并开设有对称的中空通孔；

涡流传感器探头的上部开设有容置涡流线圈的凹槽；

壳体固定在支架上；

电缆包括光纤电缆和涡流电缆，一端延伸入通孔内，另一端固定在接头上，接头与外部的信号采集设备相连接；

延伸入通孔内的电缆中的涡流电缆通过涡流线圈与通孔之间的斜通孔连接至涡流线圈；

光纤传感器探头固定在通孔的前部，延伸入阶梯通孔内的电缆中的光纤电缆连接至光纤传感器探头。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，由所述电缆引出的所述涡流电缆缠绕在所述涡流传感器探头上部的凹槽内，形成所述涡流线圈。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述涡流线圈、涡流传感器探头、壳体以及支架组成涡流传感器，光纤传感器探头以及光纤电缆组成光纤传感器。

结合第一方面、第一方面的第一种或第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述涡流传感器探头与光纤传感器探头平齐，且中心线同线。

第二方面，本发明实施例还提供了一种监测涡轮叶尖间隙的方法，包括：

在对涡轮进行监测的过程中，分别获取涡流传感器采集的涡流电压信号以及光纤传感器采集的脉冲信号，所述光纤传感器的频率响应大于所述涡流传感器的频率响应；

获取光纤传感器采集的待分析脉冲信号的脉冲信号采集时刻，从所述涡流电压信号中，获取对应该脉冲信号采集时刻的涡流电压信号对应的涡流电压信号采样时刻；