[发明专利]透平叶片到达时间处理机

说明书

本发明一般是针对传感器，而且特别是针对在旋转机构中检测振动的传感器。

透平叶片因其复杂的设计在一些频率下会遭遇到振动，该频率相应于在已知振动模式中叶片的固有频率。每一种模式是和不同的振动形式相连系的，诸如沿着透平旋转轴的振动，垂直于透平旋转轴的振动等等。为了防止叶片超过其正常位置附近的振动，正常设计实际上是使叶片构造成让这些振动模式置于蒸汽透平的运转频率的谐波之间。然而，制造上的容差，叶片装在转子时的变化，由于腐蚀使叶片几何形状的变化以及透平运转时频率的变化，连同其他的因素，使模式频率接近于运转频率的谐波。

模式接近到运转频率的谐波会引起共振並按着对蒸汽透平有物理损伤。当振动的幅度超过某一程度时，在叶片里会建立起要不得的应力，如果这种情况未被检测出和检修，叶片最终会破裂而引起极化费钱的机器的被迫停机。因此，为了防止这样的损伤必需有探测这种振动的方法。

历史上，蒸汽透平的振动模式是通过放置应变计在旋转叶片上並把信息遥送到固定的接收器上而测得的。该方法有三个重大的缺点。首先，由于蒸汽通过透平叶片引起的腐蚀，应变计只有很短的寿命。第二，如果所有的被监视的叶片排成一排，则由一个叶片要求一个应变计。第三，连续和可靠地对应变计提供电源，而且要把来自转动轴轮的信号可靠地传输到固定接收器上产生很大的困难。为此，研制出其他类型的传感器。

本申请是关于题为“用于精确检测叶片经过时间”的共同未决的申请，其序号为89104091，并作为本发明转让给同样的受让人。上述的共同未决申请是针对一个用于检测旋转机器的叶片通过固定传感器的过程装置（passing    means）。该传感器在每次叶片经过传感器时产生输出信号。在每次输入信号跨越一个参考轴时，零交义的检测器产生输出信号。一个移相器将输入信号移相，产生与传感器上叶片所预期到达的时间相符合的门信号。门器件对门信号响应使输出信号导通，它是在传感器上叶片所预期的到达时间的期间产生的。

在上述的共同未决申请中公开的本发明需要中路校准並与在本装置中使用的任何特定的传感器联用。这种校准是必要的，由于与任何特定的传感器相关具有不同特点的信号幅度，以及由于信号的幅度也取决于透平叶片端部和传感器表面之间的距离。此外，该装置对输入信号的频率敏感，因此必须设计成适用于任何一特定频率范围的信号。

这样就需要一个透平叶片到达时间处理机，可以自动地补偿输入信号振幅之差，而对输入信号频率不敏感。

本发明涉及一种用于检测旋转机器经过一个固定传感器时的透平叶片的过程。该传感器在每次叶片经过该传感器时产生输出信号。自动增益控制电路调整输入信号的幅度。该自动增益控制电路包括一个数字乘法器，一个峰值检测器和误差放大器。一个零交叉检测器在每次输入信号越过一个参考轴时产生输出信号。一个予触发器比较器产生一个与所预期的叶片在传感器上到达时间相符合的门信号。门器件对门信号响应以产生输出信号，它是在所预期的在传感器上叶片到达时间之时产生的。单稳态振荡器产生与传感器经过叶片的时间相符合的数字脉冲。

在此也描述了一种检测方法，检测旋转机械的叶片通过固定传感器过程。该方法包括每次叶片经过固定传感器产生一个输入信号的步骤。得到调整的输入信号的幅度。每次输入信号越过一个参考轴时产生输出信号。门信号的产生是与在传感器上所预期的叶片到达时间相符合。输出信号响应于门信号有选择地导通。数字脉冲与叶片经过传感器的时间相符合时产生。

本发明结合了以下特点：对于输入信号的自动增益控制和用于数字产生“到达时间”信号的装置，而与输入信号的频率无关。本发明的这些和其他优点及好处将从下面最佳实例的描述而变得更加明显。

为使本发明更清楚地被理解和易于实践，下面仅用举例並参照附图描述实施例，其中：

图1示出了根据本发明指导所构成的电路，用于处理由磁传感器产生的信号。

图2A-2G示出了各种信号的曲线，以用于说明图1中所示电路的运转。

图3示出了典型的磁传感器。

图1示出了与本发明的透平叶片到达时间处理器在一起的装置10的简化电路图，装置10的功能是自动调节输入信号的幅态，然后处理这些调整的信号以识别“透平叶片到达”事件产生的时间。自动增益控制电路的功能是调节输入信号的幅度，该电路示于图1虚线之中，而信号处理电路示于虚线之外。