[发明专利]一种叶片裂纹监测系统

说明书

本公开揭示了一种叶片裂纹监测系统，包括：底座，底座上设置有驱动组件，驱动组件连接有叶片组件，叶片组件外设置有气体激励组件和信号采集组件，其中，所述气体激励组件用于对由驱动组件驱动的叶片组件进行气体激励；所述信号采集组件用于采集叶片组件受气体激励时产生的脉冲信号。

技术领域

本公开属于叶片健康在线监测领域，具体涉及一种叶片裂纹监测系统。

背景技术

航空发动机是飞机的“心脏”，也是飞机性能、可靠性和成本的决定性因素，被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。航空发动机冷端叶片是影响航空发动机安全性和效率的重要部件，对其开展在线监测意义重大。在航空领域及工业生产中，传统的叶片测试方法主要是应变片法，该方法安装不方便，不适用于在线监测，但由于其可以较为准确的测量叶片应力，因此常作为其他监测手段的标定基准。如何摆脱这种高成本且时间域上离散的检测手段，开发出实时的且低成本的测试方法一直是研究的重点领域。

之前已经提出了一些叶片裂纹监测实验的叶端定时系统，但这些方法中的传感器安装是固定的，激励的位置、角度、数量也不可更改，适应性低，尚有提升的空间。

因此如何以更小的时间和经济成本实现更多种工作条件下的叶端定时实验是技术人员需要面对并亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的不足，本公开的目的在于提供一种用于叶片裂纹监测实验的传感器及激励位置可变的叶端定时系统，

为实现上述目的，本公开提供以下技术方案：

一种叶片裂纹监测系统，包括：

驱动组件、叶片组件、气体激励组件和信号采集组件，其中，

所述气体激励组件用于对由驱动组件驱动的叶片组件进行气体激励；

所述信号采集组件用于采集叶片组件受气体激励时产生的脉冲信号。

优选的，所述驱动组件包括电机支撑座，电机支撑座上设置有电主轴电机，电主轴电机通过联轴器连接叶片组件。

优选的，所述叶片组件包括叶盘，叶盘上沿周向均匀设置有多个叶片，叶盘通过主轴连接至联轴器。

优选的，所述气体激励组件包括机匣，机匣上均匀设置有多个喷气阀固定座，每个喷气阀固定座上设置有喷气阀。

优选的，所述信号采集组件包括多个传感器支架，传感器支架设置于机匣上，每个传感器支架上设置有叶端定时传感器，用于采集叶片的振动位移信号。

优选的，所述信号采集组件还包括设置于底座上的轴承座，轴承座上设置有转速传感器，用于采集叶片的转速信号。

优选的，所述系统还包括上位机，用于分析叶片的振动位移信号和转速信号，以对叶片裂纹进行监测。

本公开还提供一种叶片裂纹监测方法，包括如下步骤：

S100：通过驱动组件驱动叶片高速旋转，并通过喷气阀对高速旋转中的叶片施加气体激励；

S200：通过叶端定时传感器采集叶片受气体激励过程中的振动位移信号，同时通过转速传感器采集叶片的转速信号；

S300：根据叶片的振动位移信号和转速信号对应的时间信息进行组合，以获得叶片振动位移随转速的变化信号，同时基于叶片振动位移随转速的变化信号通过截取幅值明显增大的部分数据以获得叶端定时共振区数据；

S400：通过对叶端定时共振区数据进行分析，以完成对叶片裂纹的监测。

优选的，步骤S400包括：