[发明专利]用涡流传感法测量转子弯曲的方法

摘要

用涡流传感法测量转子弯曲的方法是一种采用非接触式测量，主要用于大型旋转机械转子测量及弯曲曲线绘制。利用涡流传感器拾取信号，经由采集卡输入计算机，在虚拟仪器LabVIEW软件平台下，处理数据，输出转子弯曲特性及弯曲曲线。与目前的测量方法相比，本测量方法的优点体现在：操作方便：本系统以涡流传感器代替原有的百分表，作为数据采集前端，克服了原有测量方法操作复杂的缺点。对于原本架设于转子叶片间隙之间的百分表，不论是固定还是读数都不太方便。而采用涡流传感器，只需固定并调节好其间隙电压；并且涡流传感器为非接触式测量，即只需调节涡流传感器前端与转子表面的距离，操作方便。

主权项

1.一种用涡流传感法测量转子弯曲的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1.)测点的选定：沿转子长度方向，选取测点，由于采集卡为8通道，如测点多于8个，则需要进行多次测量；2.)转子表面圆周的划分：在联轴器的端面或转子表面将圆周平均划分，一般取8～16间的偶数等分；并标定其中某一位置为起始位置；3.)涡流传感器的架设：在各测点处架设涡流传感器，要求传感器位于各测点表面的同一位置，如水平位置，一般采用百分表架固定；4.)连接采集卡：使用PMD1608FS型采集卡，该采集卡采用USB2.0接口，有8个独立A/D通道，输入电压范围为±10V，将涡流传感器经由前置放大器后的信号接入该采集卡，进入该采集卡的数据通过USB数据线与计算机连接；5.)参数设置：进入软件界面，需要手动配置参数，以满足用户自身的需求，参数具体设置为：51.)采集卡通道设置：采集卡有8个输入通道，通道号依次为0～7，使用几个涡流传感器就配置几个通道，通过设置起始通道和终止通道来实现，但必须使用连续通道，即通道1～4对应的通道号为0～3、通道3～8对应的通道号为2～7：在“转子长度方向上测点的位置”输入各个测点距转子一端的距离；52.)涡流传感器初始标准电压设置：该电压用于校正涡流传感器的间隙电压，一般为缺省值-7V，在-7V±0.3V的范围内间隙电压有效，53.)涡流传感器灵敏度设置：涡流传感器的灵敏度与被测物体的物性有关，用于钢材料的转子灵敏度为8V/mm，54.)测点设置：在“每周采集点数”处输入每周采集点数，即操作步骤2中的圆周划分等分；选择每个测点处的测量周数，6.)调节涡流传感器的初始间隙电压：由于涡流传感器输出在-3V～-18V内时为其线性工作区域，综合采集卡的输入电压范围±10V，将初始间隙电压调节至-7V左右；偏差较大时，需手动调节涡流传感器与转子的间距，以缩小偏差；重复2～3次，直到间隙电压符合要求，7.)转子弯曲度的测量：盘动转子，使传感器位于起始位置；记录第一点的数据；以同一方向盘动转子，在各等分处停止，依次记录直至回到起始位置，数据采集结束；有数据无效时，退出后再重新测量；数据有效时，选择保存路径和保存名称，8.)多次测量：如用户将转子分为多段进行测量，因各段测量过程相互独立，分别保存各次的测量数据，9.)输出测量结果：输入“转子段数”后，输入各次的测量数据；输入完成后输出测点的“最大弯曲量”和“弯曲角度”以及弯曲曲线，并提示将各个测点的“最大弯曲量”和“弯曲角度”保存为excel表格；以图片jpg格式输出弯曲曲线，数据处理流程如下：91.)对输入的各组数据进行重组：将输入的数据合并为一个2维数组，数组每行为一个测点的数据，数组最后1列为各个测点距离一端的长度。因测量时无需按测点依次测量，支持乱序测量，因此按数组最后1列大小重新排列各行，使各行依次对应各测点，92.)拆分数据：将上一步得到的数组最后1列与原数组分开，形成2个数组，前一部分为测量数据数组，后一部分为长度数组，93.)测量数据处理：将测量数据数组按列数平均分为2个数组，前一个数组为各个测点前半周的数据，后一个数组为各个测点后半周的数据，并且在2个数组相同位置上的数据对应为圆周上角度相差180°的对面测点；将2个数组相减，得到各个测点在圆周表面等分位置的电压差值；根据涡流传感器的灵敏度8V/mm，用电压差值除以灵敏度得到各个测点在圆周表面等分位置的晃动值；取各行的最大值即为各个测点的最大晃动值，而最大弯曲值为最大晃动值的二分之一，并根据各个测点的最大晃动值的位置确定最大弯曲值相对于起始位置的角度，94.)弯曲曲线绘制：以长度数组为横坐标，以各个测点的最大弯曲值为纵坐标绘制弯曲曲线，至此，测量工作完成。