[其他]叶片振动特性遥测发射装置

说明书

本实用新型属非电量进行电测的技术领域，可用来对汽轮机叶片的振动特性进行无线电遥测。

汽轮机叶片发生断裂事故都是由于振动特性不良造成的，因此在旋转状态下，实际测量叶片的振动特性（振动频率、振动应力等），对于汽轮机叶片设计和确保汽轮机安全运转具有极为重要的作用。而这些振动特性在旋转状态下是无法由电阻应变计上引出导线直接测量的。

1979年，Bannister（Bannister，R.L.：Moderndiagnostic    techniques.Power，No.1，P.46－51）叙述了汽轮机叶片振动特性无线电遥测发射装置的工作原理和安装使用方法，并且提出了对这种装置的技术要求，要求能够承受高湿、高温、高离心负荷以及变化无常的动应力。目前国内尚无这种产品。航天部630所购买的这种进口装置，价格昂贵（每个2000美元），只允许在80℃以下的环境温度使用，并且在拿取时，得防止由于静电对这种装置的损伤。

本实用新型的目的是针对以上问题，提供一种汽轮机叶片振动特性遥测发射装置的改良构造。为了使整个装置对形体积尽量缩小，运用厚膜混合集成技术，把电阻、电容和晶体管等混合集成在一块小的陶瓷基片上。为了能承受高湿、高温、高离心负荷、防止外来干扰、提高工作稳定性和可靠性，全部用改性环氧树脂封装在以铜作为基材的长方形外壳内。

本实用新型的基本工作原理是：把电阻应变计粘贴在汽轮机叶片的规定位置上，把本实用新型装置连同9伏电池固装于汽轮机平衡孔内。当汽轮机旋转时，汽轮机叶片的振动，使粘贴上的电阻应变计的电阻值发生相应变化，于是在本实用新型装置的输入回路上，产生相应的电压变化，经放大后，对一个射频振荡器的振荡频率进行调制，这样就有一个调频波发射出去。未调制前射频振荡器的振荡频率在76至108兆赫之间。由于放在汽轮机外的调频接收机、示波器和磁带录波器等的配合，就可对汽轮机旋转时叶片的振动特性进行实际的遥测。

以下结合附图对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型封装后的具体外形图。

图2是本实用新型的内部结构图。

图3是本实用新型的原理电路图。

参照图1，本实用新型的外形尺寸为：15×15×38mm，向外引线〔29〕仅三根，只用以外接9伏电池和电阻应变计。外壳〔28〕为铜质，环氧树脂〔30〕封灌至开口处。

图2是本实用新型的内部结构图。运用厚膜混合集成技术，把各元件混合集成在一块14×31的陶瓷基片〔26〕上。陶瓷基片〔26〕采用95％的Al₂O₃瓷。它的机械强度高、导热性好、绝缘电阻高、可以保证本实用新型装置的电、热和机械性能的要求。

陶瓷基片〔26〕上印刷的导电带〔27〕采用钯、银浆料。该浆料和陶瓷基片〔26〕附着优良，和厚膜电阻〔6〕、〔10〕、〔12〕、〔16〕、〔20〕、〔9〕、〔11〕、〔14〕、〔17〕、〔19〕、〔13〕的接触也优良，并且长期接触不会影响电阻值变化。而一般银浆作导电带〔27〕时，要发生银离子迁移，造成电阻值不稳定。

采用钌酸盐系浆料制作厚膜电阻〔6〕、〔10〕、〔12〕、〔16〕、〔20〕、〔9〕、〔11〕、〔14〕、〔17〕、〔19〕、〔13〕。因为用这种浆料制得的电阻的负荷性能、温度系数、长期稳定性等都优于其它电阻浆料。

图2中有两只钽电容〔7〕和〔15〕、六只片式电容〔8〕、〔18〕、〔21〕、〔22〕、〔23〕、〔25〕和四只晶体管〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕。

图2中振荡发射电感线圈〔24〕采用厚膜工艺，将导电银浆呈螺旋形印刷在直径为8mm的实芯高铝瓷柱上，经烧结而成。克服了金属导线的热胀冷缩现象，使电感量不随温度变化，同时由于采用实芯的瓷柱，避免了因环氧树脂〔30〕灌封，振荡发射电感线圈〔24〕内部充满环氧树脂〔30〕后，产生的Q值剧降和射频调频波发射场强变弱的弊病。

图3是本实用新型的原理电路图。图中电阻应变计〔5〕粘贴在旋转中汽轮机叶片上，受到振动产生的电阻值变化，使输入回路中电阻〔6〕和电阻应变计〔5〕的联结点上产生相应的每微应变1.15微伏左右的低频电压。经由晶体管〔1〕和〔2〕组成的工作点稳定的双管直接耦合放大器放大约100倍后，经由晶体管〔3〕组成的射极输出器输出，对由晶体管〔4〕组成的射频振荡器进行频率调制，这样就有场强约5每米毫伏的调频波从振荡发射电感线圈〔24〕发射出去。