Дефектоскоп ротора турбины газотурбинного двигателя Советский патент 1979 года по МПК F01D5/16 G01K1/12 

1

Изобретение относится к устройствам бесконтактного обнаружения и наблюдения неисправностей горячих объектов и может быть использовано для обнаружения неисправностей в системе охлаждения и механических повреждений, а особенно трещин лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя.

Известен дефектоскоп ротора турбины газотурбинного двигателя, содержащий фотоэлектрический преобразователь, соединенный с входом усилителя, датчик положения ротора, блок выбора лопатки, запоминающее устройство, детектор минимизации и графопостроитель 1.

Недостатком указанного дефектоскопа является то, что при его помощи нельзя обнаружить трещины в лопатках ротора турбины.

Целью изобретения является повыщение надежности обнаружения трещин в лопатках ротора турбины.

Поставленная цель достигается те.м, что дефектоскоп дополнительно содержит блок управления сканированием, фильтр нижних частот, амплитудно-временной анализатор

С тремя входами .ч дешифратор. iipiiMeN: выход усилителя связан через запо.м1 наю1цее устройство, детектор миинмизаини и фи.тьтр нижних частот с первыми входами i p;ujioiK)строителя и амплитудно-временного анализатора, третий вход которого соелпнеп с выходом детектора минимизации, а ,л вторым входом дешифратора, г.ерныи i-jxo.i которого соединен с вторым входом заиол;инающего устройства непосредственно и через блок выбора лопатки с выходом датш;ка положения ротора, а блок управления сканированием связан CBoifMii выходами с ;торыми входами фотоэлектрического iipeoOp; зователя, блока выбора лопатк ,. ),iно-временного анализатора и графочогтро теля.

На чертел е представлена блок-схем дефектоскопа.

Дефектоскоп содержит фотоэлектр1 чсский преобразователь 1, усилитель 2, дат чик 3 положения ротора, блок 4 выбора лопатки, запоминаюи1ее устройство Гх детектор 6 минимизации, графогюстпсгите,-, /, блок 8 управления сканированием. tiiu ibii: 9 нижних частот, амплитудно-временной ана лизатор 10 и дешифратор И. Дефектоскоп работает следующим образом. Электромагнитное излучение нагретых лопаток попадает на фотоэлектрический преобразователь 1, выходной сигнал которого усиливается усилителем 2. В те моменты времени, когда в поле визирования находится кромка лопатки, а она наиболее предрасположена к образованию трещин и имеет более высокую температуру, чем вся остальная поверхность лопатки, при помощи датчика 3 положения ротора, блока 4 выбора заданной лопатки и управляемого запоминающего устройства 5 происходит измерение ее температуры. Фотоэлектрический преобразователь 1 в это время сканирует лопатку по высоте. По окончании сканирования с одного из выходов блока 8 управления сканированием выдается команда на блок 4 выбора заданной лопатки для анализа следующей по номеру лопатки к т. д. Таким образом, производится анализ всей турбины газотурбинного двигателя. Если на один из входов графопостроителя 7 подать напряжение, пропорциональное положению фотоэлектрического преобразователя 1, а на другой - значение напряжения, пропорциональное температуре, то в результате получим набор эпюр температуры кромок лопаток. Вследствие того, что сигнал фотоэлектрического преобразователя 1 содержит импульсные помехи от продуктов сгорания, в детекторе 6 производится минимизация выборок, хранящихся в управляемом запоминающем устройстве 5. Выходной сигнал после минимизации подается на вход фильтра 9 нижних частот. Однако известно, что в месте образования трещин температура повышается вследствие нарущения теплообмена. А если происходит прорыв в систему охлаждения, то температура в этой области будет занижена. Учитывая это, в амплитудно-временном анализаторе 10 производится амплитудное сравнение выходного и входного сигналов фильтра 9 нижних частот при наличии трещины, при помощи дешифратора 11 определяются ее координаты. Для исключения ложных срабатываний из-за переходных процессов или помех от продуктов сгорания производится временной анализ сигнала. Для этого в амплитудно-временной анализатор 10 вводится сигнал по скорости сканирования. По возможному раскрытию трещины и скорости сканирования контролируется правильность принятия решения при амплитудном анализе. Причем, чем шире раскрытие трещины, т. е. чем опаснее состояние лопатки, тем выше вероятность ее обнаружения, так как приращение температуры в этом случае увеличивается. Для исключения участков, не подвергающихся ана;1изу, необходимо обеспечить следующее условие, -I aoh «к где Тек - время сканирования; h-высота лопатки; п - число оборотов в минуту ротора турбины; d - диаметр пятна визирования. Для полного иослючения влияния импульсных помех от продуктов сгорания топлива необходимо выдержать соотношение tB«6«- -r -, т. е. время между сосед,ними выборками должно быть много меньше времени нахождения трещины в поле визирования фотоэлектрического преобразователя. Таким образом, введение новых элементов в дефектоскоп позволит производить экспресс-анализ ротора турбины на трещины без разборки двигателя непосредственно в полете. Формула изобретения Дефектоскоп ротора турбины газотурбинного двигателя, содержащий фотоэлектрический преобразователь, соединенный с входом усилителя, датчик положения ротора, блок выбора лопатки, запоминающее устройство, детектор минимизации и графопостроитель, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности обнаружения трещин в лопатке, он дополнительно содержит блок управления сканированием, фильтр нижних частот, амплитудно-временной анализатор с тремя входами и дешифратор, причем ВЫХО.Д. усилителя связан через запоминающее устройство, детектор минимизации и фильтр нижних частот с первыми входами графопостроителя и амплитудно-временного анализатора, третий вход которого соединен с выходом детектора минимизации, а выход - с гзторым входом дещифратора, первый вход которого соединен с вторым входом запоминающего устройства непосредственно и через блок выбора лопатки - с выходом датчика положения ротора, а блок управления сканированием связан своими выхода.ми с вторыми входами фотоэлектрического преобразователя, блока выбора лопатки, амплитудно-временного анализатора и графопостроителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . Асланян Э. В. Бесконтактное термометрирование лопаток турбины ГТД прибором «Пирит-2. В сб. Измерение и контроль параметров авиадвигателей. Труды ЦИАМ, вып. 5, № 659, 1975.