Устройство для измерения динамической неравномерности параметров лопаточного венца турбомашин Советский патент 1982 года по МПК G01B7/02 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре для измерения параметров неоднородности лопаточного венца турбомаши при выявлении причин повышенной вибрации и аэродинамического дисбаланса, а также при контроле отклонения геометрических параметров периодических структур.

Известно устройство для контроля динамической неравномерности параметров лопаточного венца турбомашин, содержащее бесконтактные импульсные датчики, связанные с ними формирователи, а также связанный с последними блок измерения временного интервала и электроннолучевой индикатор. Датчики установлены как на внешней части корпуса турбомашины, так и внутри у корневой части лопаток 1 .

Недостатком данных устройств является сложность установки большого количества датчиков не только на внешней части корпуса турбоагрегата, но и внутри у корневой части лопаток, кроме того, для работы корневых датчиков необходимо дополнительно устанавливать специальные выступы, центральный угол расположения которых должен быть жестко связан с

теоретическим центральным углом периферической части лопаток. Представление информации в виде взаимного

л геометрического положения светящихся точек на экрайе электронно-лучевого индикатора затрудняет обработку информации в темпе исследуемого процесса и не позволяет оперативно лелять равнодействуктте параметра, например амплитуду роторной гармоники неравномерности шага лопаток, обработка информации требует громоздкого оборудования в виде видеозаписывающей аппаратур с устройством

15 ввода видеоинформации в ЭВМ.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения динамической неравномерности парамет)ов лопаточ20ного венца турбомашин, содержащее импульсный датчик, связанный с ним формирователь и yпpaвляe ий генератор. Устройство содержит также дополнительные импульсные датчики,

25 расположенные вблизи периферийных и корневых частей лопаток турбоглашины, связанные с ними формирователи, преобразователь сигнала скорости вращения турбомашины в код, последовательно соединенные между собой блок

управления, вход которого подключен к преобразователю сигнала скорости вращения турбомашины в код, схему управления генератором Преобразователь временных интервалов в код и запоминающий .

I Недостатком известного устройства является сложность установки большог количества датчиков и специальных . выступов в зоне действия корневых датчиковj большое время получения ин формации и большая емкость запоми- нающего устройства, дополнительная сложность за счет связи с ЭВМ

Цель изобретения - упрощение процесса контроля и расширение технологических возможностей устройства путем получения информации об изменении неравномерности шага лопаточного венца турбомашины в темпе испытаний.

Эта цель достигается тем, что устройство для измерения динамической неравномерности параметров лопаточного венца турбомащин, содержащее импульсный датчик, связанный с ним формирователь, и управляемый генератор, снабжено последовательно соединенными пиковым детектором, блоком хранения - выборки, аналоговой схемой сравнения и анализатором спектра, а также интегратором и источником опорного напряжения,выход которого. подключен к .второму входу аналоговой схемы сравнения, к выходу ее подключен вход интегратора, выход последнего связан с входом управляемого генератора, второй вход кото рого и второй вход блока хранения выборки подключены к выходу формирователя, выход управляемого генератора связан со входом пикового детектора, а второй вход последнего соединен со вторым входом формирователя.

На фиг. .1 приведена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство содержит последовательно соединенные импульсный датчик 1, формирователь 2, управляемый генератор 3, генерирующий пилообразное напряжение, пиковый детектор 4, блок 5 хранения - выборки, аналоговую схему б сравнения и анализатор 7 спектра, а также интегратор 8 и источник 9 опорного напряжения, выход которого подключен ко второму входу аналоговой схемы 6 сравнения, к выходу ее подключен интегратор 8, выход последнего связан с вторым входом управляемого генератора 3, другой вход Kq-Toporo соединен со вторым входом блока 5 хранения - выборки, а второй выход формирователя 2 подключен ко второму входу пикового детектора 4. Импульсный датчик 1 установлен против торца лопаточного венца 10 турбомашины 11 в ее корпусе 12.

Устройство работает следующим образом

Сигналы взаимодействиядвижущихся торцов лопаточного венца-10 турбоЫаишны 11 с импульсного датчика 1 (фиг.2, up поступают на вход формн.рователя 2, который вырабатывает на своих выходах импульсы, причем их начало по первому выходу соответствует середине входного сигнала (например, моменту пересечения входным сигналом нулевого уровня, а длительность его постоянна (фиг. 2,11 По второму выходу начало импульса соответствует времени появления входного сигнала, а окончание - середине входного сигнала (фиг.2,1у. Сигнал с первого выхода Формирователя 2 поступает на первый вход управляемого генератора 3 пилообразного напряжения, сбрасывая его выходное напряжение (фиг.З.Цд) поступает на второй вход блока 5 хранения - выборки, разрешая запоминание напряжения .(фиг.2, поступающего с выхода пикового детектора 4 на его первый вход (фиг.2,иj). Сигнал со второго выхода передним фронте сбрасывает пиковый детектор 4, после чего его выход.нов напряжение будет возрастать вместе с выходным напряжением управляемого генератора 3 до момента по. Явления импульса на первом выходе формирователя 2, сбрасывающего выходное напряжение управляемого генератора 3, при этом выходное напряжение пикового детектора 4 сохраняет свое значение, соответствукяцее максимальному напряжению управляемого -генератора 3 до прихода очередного импульса сброса на его втором входе. При изменении частоты вращения лопаточного венца 10 временные интервалы между выходными импульсами импульсного датчика 1 также изменяются, что может привести к изменению амплитудных значений пилообразных напряжений на выходе управляемого генератора 3, а следовательно, и коэффициента преобразования шага лопаток лопаточного венца 10 Турбомашины 11 в напряжение. Для стабилизации коэффициента преобразования шага лопаток в напряжение при изменении частоты вращения и других дестабилизирующих факторах сигнал с выхода блока 5 хранения - выборки через аналоговую схему 6 сравнения, выходное напряжение которой (фиг.2,1Л -поступает на анализатор 7 спектра к пропорционально разности напряжения этого сигнала и опорного V источника 9 опорного напряжения, поступает через интегратор 8 на второй управляющий вход генератора 3, изменяя крутизну его выходных линейнонарастающих импульсов таким образом, чтобы среднее значение напряжения.

поступающего на вход анализатора 7 спектра, было равно нулю. Коэффици.ент преобразования задается выбором соответствующей величины опорного напряжения и полностью им определяется. С помощью анализаГора 7 спектра выделяют сигналы вибраций венца 10 лопаток.

Использование изобретения позволит сократить число датчиков, требования к их взаимной установке, а следовательно и объем и сложность доработки турбомашины, упрощает измерительное устройство, при этом отпадает необходимость в применении ЭВМ, позволяет получать и обрабатывать информацию в темпе испытаний турбомашины.

Формула изобретения

устройство для измерения динамической неравномерности параметров лопаточного венца турбомашин, содержащее импульсный датчик, связанный с ним формирователь, и управляемый

генератор, отличающееся тем, что, с целью упрощения процесса контроля и расширения технологических возможностей устройства, оно снабжено последовательно соединенныS ми пиковым детектором, блоком хранения - выборки, аналоговой схемой сравнения и анализатором спектра,а также интегратором и источником опорнго напряжения,выход которого подключе

10 к второму входу аналоговой схемы срав нения, к выходу ее подключен вход интегратора, выход последнего связан с входом управляемого генератора, второй вход которого и второй вход

}5 блока хранения - выборки подключены к выходу формирователя, выход управляемого генератора связан со входом пи1 ового детектора, а второй вход по&1еднего соединен со вторым выходо формирователя.

20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 483584, кл. G 01 Н 14/08, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР

25 391410, кл, G 01 Н 1/08, 1978 (прототип).

7

Фиг.1

п