Емкостный преобразователь радиальных зазоров турбомашины Советский патент 1985 года по МПК G01B7/06 

1 Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и- может быт использовано для измерения радиальных зазоров в турбомашинах во время их работы. Цель изобретения - повьшение точности измерения путем обеспечения нечувствительности к изменению углов выноса лопаток турбомашины. На фиг.1 изображен предлагаемый преобразователь; на фиг.2 - торцовая поверхность преобразователя. Устройство содержит корпус 1 и размещенные в нем электроды 2 и 3. Корпус установлен на статоре 4 Турбо машины. Вращающиеся лопатки 5 Турбомашины являются центральным электродом емкостного преобразователя и электрически связаны с общей точкой К электродам 2 и 3 подключен измерительный блок 6., Он включает в себя подстроечные конденсаторы 7 и 8, трансформатор 9, первичная обмотка которого выполнена с отводом от сере дины, подключенный к его вторичной обмотке блок 10 обработки сигнала и источник 11 питания, который подключен к отводу первичной обмотки трансформатора 9, Элекчроды .2 и 3 преобразователя выполнены в виде призмы и установлены параллельно один Другому вдоль направления перемещения лопаток 5 (фиг.2). Рабочими поверхностями электродов 2 и 3 являются наклонные грани, обращенные к лопаткам турбин Они имеют в плане форму прямоугольников или параллелограммов. Электроды 2 и 3 установлены наклонными гранями в противопололшые стороны, так что их рабочие поверхности наклонен относительно плоскости торца корпуса J преобразоватедпя на углы, равны по величине и противоположные по знаку. Емкостный преобразователь работа ет следующим образом. При вращении ротора турбомашины лопатки, проходя мимо электродов 2и 3 дифференциального емкостного преобразователя, вызывают изменение емкостей между ними. При движении лопатки 5 в направлении, указанном стрелкой на фиг.1, емкость между электродом 2 и торцом лопатки 5 увеличивается, а между электродом 3и тор-цом лопатки 5 уменьшается. В результате на обмотках трансформа512тора 9 форьшруется амплитудно-моду- лированное напряжение, поступающее на вход блока 10 обработки сигнала. Глубина модуляции этого напряжения пропорциональна величине радиального зазора между рабочими поверхностями электродов 2 и 3 и торцами лопаток 5. В блоке 10 обработки сигнала осуществляется детектирование ампли тудно-модулированного натяжения и формирование сигнала постоянного тока, пропорционального глубине модуляции, и, следовательно, величине контролируемого зазора. Помимо глубины модуляции на величину формируемого сигнала постоянного тока оказывает влияние форма огибающей амплитудно-модулированного сигнала. Симметричность формы, огибающей достигается путем балансировки рабочих емкостей дифференциального емкостного преобразователя с помощью подстроечных конденсаторов 7 и 8. Форма сигнала определяется также величиной углов наклона рабочих поверхностей электродов к торцовой поверхности корпуса 1 и положением относительно него торца лопатки 5. В процессе работы турбомащины на лопатки действует ряд сил, вызывающих их вибрацию, изгибание и закручивание относительно начального состояния покоя. Изменения углов выноса лопаток приводит к смещению их положения относительно электро- дов преобразователя. Однако, это не приводит к изменению формы и глубины модуляции. Например, увеличение емкости в одном 1шече преобразователя между электродом 2 и торцом лопатки 5, вследствие изменения угла выноса лопатки, сопровождается увеличением емкости на такую же величину в другом плечемежду электродом 3 и торцом лопатки 5. П, наоборот, уменьшение емкости в первом плече компенсируется таким же уменьшением емкости во втором плече дифференциального емкостного преобразователя. Так как площади перекрытия электродов 2 и 3 торцом лопатки не меняются при изменении углов выноса лопаток , форма выходного сигнапа и амплитудасигнала За счет 3119345 4 огибающей модулированного тельность преобразователя к изменению также остаются неизменными. углов выноса лопаток и повьппается этого достигается нечувстви- его точность.

ЕМКОСТНЬЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ РДЦИАЛЬЛЫХ ЗАЗОРОВ ТУРБОМАШИНЫ, содержащий цилиндрический корпус с размещенной в нем парой электродов, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности путем обеспечения нечувствительности к изменению углов выноса лопаток турбо- машины, рабочие поверхности электродов выполнены в форме параллелограммов и установлены наклонно к плоскости торца корпуса под углами, равт ными по величине и противоположными по знаку. СО СО Nliak сл