Измеритель частоты колебаний лопаток турбомашин Советский патент 1983 года по МПК G01H11/00 

Изобретение относится к измерениям параметров колебаний вращающихся элементов турбомашин. Известно устройство для измерения параметров колебаний лопаток ротора турбомашины, содержащее оборотный, корневой и три периферийных датчика, последовательно смещенные на уголоЬ, подключенные к формирователям импульсов, связанным с блоком индикации и временными преобразователями, соединенными с генератором опорной частоты 1. Указанное устройство характеризуется низкой производительностью, так как для определения параметров колебаний необходима последующая достаточно сложная обработка полученно измерительной информации. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является измери тель частоты колебаний лопаток Турбо машины, содержащий корневой и перифе рийный датчики импульсов, подсоединенные к ним формирователи импульсов выходы которых связаны с основными входами временного преобразователя, дополнительный вход которого соединен с выходом генератора импульсов стабильной частоты, и датчик числа оборотов, связанный через формирователь с первым входом блока индикации, второй вход которого через формирователь подключен к выходу корневого датчика импульсов .). Известное устройство имеет низкую информативность, поскольку позволяет определять лишь амплитуды перемещений концов колеблющихся лопаток и не обеспечивает измерения частоты колебаний лопаток. Цель изобретения - повышение информативности и производительности. Поставленная цель достигается тем что измеритель частоты колебаний лопаток турбомашины снабжен двумя периферийными датчиками импульсов, сме щенными относительно первого по обе стороны на равные угпы , меньшие половины углового шага лопаток, вторым временным преобразователем, основные входы которого соединены через формирователи импульсов с выхода ми соответствующих периферийных датчиков импульсов, дополнительный вход временного преобразователя связан с выходом генератора импульсов стабиль ной частоты, вычислительным блоком, основные входы которого соединены с выходами временных преобразователей, дополнительный его вход - с входом лока памяти, выход - с дополнительным входом блока индикации, а первый периферийный и корневой датчики импульсов размещены по одной оси. На чертеже представлена блок-схема измерителя частоты колебаний лопаток турбомашины. Измеритель содержит датчики 1-4 импульсов, установленные у корневых (датчик 1) и периферийных (датчики 2-) сечений лопаток 5, и датчик 6 числа оборотов. Датчики и 6 подсоединены к формирователям 7-11 импульсов. Выходы формирователей 8 и 10 подключены к основным входам временного преобразователя 12, а выходы формирователей 7 и 9 - к основным входам второго временного преобразователя. Выход генератора 13 импульсов .стабильной частоты подсоединен к дополнительным входам преобразователей 12 и 14, выходы которых соединены с ос новными входами вычислительного блока 5, дополнительный вход которого подключен к выходу блока 16 памяти, а выход соединен с дополнительным входом блока 17 индикации, первый и второй вход которого связаны соответственно с преобразователями 11 и 10. Отклонения конца колеблющейся лопатки являются узкополосным случайным процессом с некоторой собственной частотой. При прохождении лопатки на i-ом обороте ротора мимо периферийных датчиков формируется выборка из 3-х значений отклонений ее конца v 3i По -трем равно отстоящим по времени значениям узкополосного процесса оцениваются коэффициенты соответствующей авторегрессионной модели второго порядка. Однозначная связь коэффициентов модели с параметрами колебаний дает следующее выражение для оценки относительной частоты колебаний лопатки на i-ом обороте ротора --:rQrcCQ где oL- центральный угол между соседними периферийными датчиками, выбираемый из условия (Z - число лопаток колеса);

310069294

-. мгновенная относительная час-ют на основные входы вычислительного

° тота колебаний лопатки;блока 15, алгоритм работы которого

-- мгновенная частота колебанийопределяется выражением (1). Коэффилопатки;циент пропорциональности с заносится

ip - частота вращения ротора тур- 5в блок 16 памяти.

бомаиины.Выход вычислительного блока 15 соУстройство работает следующим об-единен с дополнительным входом блоразом.ка 17 индикации, горизонтальная разПри вращении рабочего колеса тур-вертка которого синхронизйЬуется корбомашины бесконтактные датчики 1- Юнёвым датчиком 1 импульсов и датчигенёрируют измерительные импульсы, ко-ком 6 оборотов. После каждого оборота

торые через соответствующие формиро-potopa турбомашины на экране блока

ватели поступают на основные вхо-индикации измерителя отображается

ды временных преобразователей 12 игистограмма распределения мгновенных

It.15частот колебаний лопаточного венца

Временные интервалы между импуль-рабочего колеса. Измерение в темпе сами корневого 1 и периферийного 3испытаний частот колебаний всех лодатчиков, пропорциональные значениямпаток рабочего колеса существенно поXj jотклонения Vконца лопатки 5, ко-вышает информативность эксперимента, дируются первым временным преобразо- 20Более того, за несколько оборотов Пестелем 12. Второй временной преобра-ротора на экране в результате его позователь Ш кодирует временные интер-слесвечения фиксируется размах знавалы между импульсами, формируемымичений мгновенных частот колебаний по сигналам первого 2 и третьего kкаждой лопатки. Уменьшение размаха периферийных датчиков. На выход второ 25значений частот сигнализирует о возго временного преобразователя 1А по-никновении регулярных колебаний лоступает код, пропорциональный суммепаток, т.е. измеритель обеспечивает значений ( + Х) отклонений концавозможность диагностики колебательлопатки в моменты прохождения ею мимоных режимов. В свою очередь, контпервого и третьего периферийных дат- в реальном масштабе времени кочиков импульсов.лебаний лопаток повышает безопасность

Кодовые значения с выходов времен-эксперимента и снижает вероятность

ных преобразователей 12 и Н поступа-разрушения дорогостоящих объектов.

ИЗМЕРЖЕЛЬ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИНЫ, содержащий корневой и периферийный датчики импульсов, подсоединенные к ним формирователи импульсов, выходы которых связаны с основными входами временного преобразователя, дополнительный вход которого соединен с выходом генератора импульсов стабильной частоты, и датчик числа оборотов, связанный через формирователь с первым входом блока индикации, второй вход которого через формирователь подключен к выходу корневого датчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и производительности, он снабжен двумя периферийными датчиками импульсов, смещенными относительно первого по обе стороны на равные углы oL, меньшие половины углового шага лопаток, вторым временным преобразователем, основные входы которого соединены через формирователи импульсов с выходами соответствующих периферийных датчиков импульсов, дополнительный вход временного преобразователя связан с выходом генератора импульсов стабильной частоты, вычислительным блоком, основные входы которого соединены с выходами временных преобразователей, дополнительный его вход - со входом блока памяти, выход - с дополнительным входом блока индикации, а первый периферийный и корневой датчики импульсов размещены на одной оси.