[发明专利]用于模拟和恢复叶盘系统振动特性测量欠采样信号的装置

说明书

本专利涉及监测信号处理技术领域，具体公开了一种用于模拟和恢复叶盘系统振动特性测量欠采样信号的装置，包括支架、叶盘、阶梯轴、套筒、信号发生器、功率放大器、激振器、激光测振仪、计算机和导线；所述叶盘通过套筒紧固于阶梯轴上，所述阶梯轴紧固于所述支架上；所述信号发生器通过导线与功率放大器相连，所述功率放大器与所述激振器通过导线相连；所述激振器的顶针与所述叶盘相抵，用于通过顶针在叶盘上进行激振；所述激光测试仪用于欠采样测量叶盘激振后的振动信号，并被送至计算机；所述计算机，用于利用压缩感知重构算法对所述振动信号进行重构与分析。可在欠采样条件下模拟和恢复叶盘系统振动特性测量信号。

技术领域

本发明涉及监测信号处理技术领域，具体涉及一种用于模拟和恢复叶盘系统振动特性测量欠采样信号的装置。

背景技术

航空发动机被誉为工业皇冠上的明珠，近几年由于国家建设的需要，对它的性能及可靠性提出了更高的要求。叶盘系统作为航空发动机的重要组成部分之一，在各种复杂环境下工作，而这些复杂的工作环境会导致其发生故障。在这些故障中最主要也最危险的是振动故障，较高的振动响应会明显降低叶片的疲劳寿命，导致叶片高度疲劳失效。因此，对叶盘系统的振动进行实验测量分析在实际工程中是很有必要的。目前，可以在实验条件下模拟实际的叶盘系统工作情况，并对它的振动进行精确监测与分析，从而通过相应的技术手段降低振动对叶盘系统的危害。在当前的主流的实验设置中，对叶轮上最关键的组件——叶片的振动监测大多采用多个光纤传感器联合测量的技术，有充足的采样以供分析使用，然而在实际工程中由于采样不足，从而无法取得如此准确的振动数据，导致分析效果受限于监测精度的影响，因此，有必要引入压缩感知算法，对在欠采样条件下得到同步振动信号与非同步振动信号进行重构，以获取更准确的振动数据，提高监测精度。这也就需要在实验环境中同样引入欠采样信号进行分析方法和技术手段的研究。然而，目前的装置大多无法在欠采样条件下得到模拟的实时系统振动信号。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种利用叶盘实验系统以模拟叶盘的系统在实际工作环境下的振动情况，并在欠采样条件下得到模拟的实时系统振动信号，可用于压缩感知算法分析，实验分析结果可以为通过实际操作以降低振动危害提供理论依据。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

用于模拟和恢复叶盘系统振动特性测量欠采样信号的装置，包括支架、叶盘、阶梯轴、套筒、信号发生器、功率放大器、激振器、激光测振仪、计算机和导线；

所述叶盘通过套筒紧固于阶梯轴上，所述阶梯轴紧固于所述支架上；

所述信号发生器通过导线与功率放大器相连，所述功率放大器与所述激振器通过导线相连；

所述激振器的顶针与所述叶盘相抵，用于通过顶针在叶盘上进行激振；

所述激光测试仪用于欠采样测量叶盘激振后的振动信号，并被送至计算机；

所述计算机，用于利用压缩感知重构算法对所述振动信号进行重构与分析。

进一步，所述叶盘包括叶轮和叶片；所述叶轮的外径为400mm,内孔直径为40mm,厚度15mm,所述叶轮的外周面上均布有17个叶片；

进一步，所述叶片的长度为150mm,宽度为30mm,厚度为7mm。

进一步，所述信号发生器为东华测试DH1301型号的扫频信号发生器。

进一步，所述激振器为东华测试DH41020型号的激振器。

进一步，所述激光测振仪为东华测试DH41020型号的激光测振仪。

进一步，所述激振器安装于滑轨上，并通过在滑轨内上下滑动调整相对于叶盘的位置。

进一步，所述计算机所利用的压缩感知重构算法为OMP算法。