天津間隙測(cè)量服務(wù)為先「多圖」

善測(cè)（天津）科技有限公司位于天津市西青學(xué)府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊(cè)資本 500 萬，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙測(cè)量的關(guān)鍵技術(shù)研究

旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航空、航運(yùn)業(yè)亟待解決的難題,傳統(tǒng)的測(cè)量方法主要有放電探針測(cè)量法、電渦流測(cè)量法、微波測(cè)量法、超聲波測(cè)量法、電容測(cè)量法、X射線測(cè)量法、光學(xué)三角測(cè)量法等,這些方法存在不同程度的缺陷。本文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉尖間隙泄漏控制技術(shù)和冷卻技術(shù)為研究背景,深入研究間隙泄漏產(chǎn)生機(jī)制、葉尖幾何參數(shù)和流動(dòng)參數(shù)對(duì)間隙流動(dòng)換熱的影響規(guī)律。為了使葉尖間隙測(cè)量技術(shù)達(dá)到實(shí)用水平,國(guó)內(nèi)、外一直致力于研究一種非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙測(cè)量新技術(shù)——光纖傳感測(cè)量技術(shù)。正是依托國(guó)家教育新世紀(jì)人才支持計(jì)劃資助項(xiàng)目——“基于光纖傳感的葉尖間隙測(cè)試技術(shù)研究”,在已有的各種間隙測(cè)量方法的研究基礎(chǔ)上,針對(duì)項(xiàng)目的具體技術(shù)要求,圍繞旋轉(zhuǎn)葉片的葉尖間隙測(cè)試技術(shù)進(jìn)行分析研究主要工作包括以下幾個(gè)方面:

1、在原有兩組接收光纖的傳感器基礎(chǔ)上,采用了三組光纖束的光纖傳感器接收葉尖表面的反射光信息,實(shí)現(xiàn)了對(duì)葉片葉尖間隙的準(zhǔn)確測(cè)量;該傳感器不僅可以消除光源波動(dòng)、葉尖表面反射率變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,而且可以減小葉尖表面與傳感器端面間夾角變化對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。通過設(shè)計(jì)完整的基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu),并對(duì)系統(tǒng)測(cè)量模型、誤差模型進(jìn)行推導(dǎo),通過詳細(xì)的系統(tǒng)軟、硬件模塊設(shè)計(jì)和調(diào)試,本文最終完成了初步系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)。

 2、建立了單光纖傳光、三組光纖束接收反射光的葉尖間隙傳感器的數(shù)學(xué)模型,并運(yùn)用該模型對(duì)傳感器進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),確定了光纖傳感器的端面排列結(jié)構(gòu)、初始距離、線性范圍等性能參數(shù)。

 3、設(shè)計(jì)了靜態(tài)葉尖間隙信號(hào)的放大與處理電路,實(shí)現(xiàn)了對(duì)靜態(tài)間隙信號(hào)的有效測(cè)量,并根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采用多組比值的曲面擬合,在一定測(cè)量范圍內(nèi)消除了葉片葉尖傾角變化對(duì)間隙測(cè)量的影響。

 4、通過分析傳感器的一組、兩組、三組接收光纖的信號(hào)特征,采用三組光纖束的光強(qiáng)比值信號(hào)對(duì)傳感器精度進(jìn)行了比對(duì),并結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)傳感器性能進(jìn)行了分析,在傳感器的線性測(cè)量范圍內(nèi),測(cè)量精度達(dá)到25um。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉尖間隙成因的理論研究及數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的開發(fā)

在目前航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)中,保持良好的葉尖間隙成為提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的重要手段之一。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作中,保持良好的葉尖間隙配合可以減少工作介質(zhì)泄露,減小端壁損失從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能。測(cè)量方法是首先繪制放電起始電壓與葉尖間隙的關(guān)系曲線，然后測(cè)量待測(cè)轉(zhuǎn)子葉片的放電起始電壓，根據(jù)關(guān)系曲線找到對(duì)應(yīng)的葉尖間隙數(shù)值，即為待測(cè)轉(zhuǎn)子葉片的葉尖間隙。在減小葉尖間隙提高其效率的同時(shí)可能還會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)靜子的碰摩,直接影響飛行安全。因此在飛行中保持良好的間隙配合對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能和可靠性具有非常重要的實(shí)際意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本課題來源于中航工業(yè)沈陽發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所國(guó)家安全重大基礎(chǔ)研究課題任務(wù)。本文在對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)靜子葉尖間隙測(cè)試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和數(shù)據(jù)處理方法進(jìn)行歸納分析的基礎(chǔ)上,對(duì)轉(zhuǎn)靜子間隙的單傳感器單步法的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了推導(dǎo),建立了轉(zhuǎn)靜子小二乘中心法的數(shù)學(xué)模型,建立了葉尖間隙相關(guān)特征參數(shù)FIR,IMP以及相對(duì)小二乘圓心的葉尖間隙值的數(shù)學(xué)模型,并建立了發(fā)動(dòng)機(jī)水平放置時(shí)消除下沉量影響的數(shù)學(xué)模型,通過以上建立的模型求解的數(shù)值與國(guó)外成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試軟件Linipot軟件計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析,誤差均小于0.001,相對(duì)誤差均小于0.005%,因此可斷定本文所進(jìn)行的理論研究結(jié)果正確,所建立的各理論模型與國(guó)外的Linipot軟件的對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)模型一致。

葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)(BCMS)采用電容傳感器，用于高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙參數(shù)的在線檢測(cè)，也可用于其他高速位移或間隙在線測(cè)量?；赑LL載頻跟蹤的電容式葉尖間隙測(cè)量技術(shù)針對(duì)電容調(diào)頻式葉尖間隙測(cè)量中存在的雜散電容問題和葉尖間隙信號(hào)的在線檢測(cè)需求,設(shè)計(jì)了基于鎖相環(huán)(PLL)載頻跟蹤的測(cè)量方案。系統(tǒng)基于電容調(diào)幅解調(diào)原理，傳感器安裝于靜止機(jī)匣上，感受葉片掃過時(shí)的電容變化并轉(zhuǎn)換為電壓輸出，經(jīng)采集模塊及軟件處理后還原實(shí)時(shí)間隙信息。

在測(cè)量系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，在橫向上采用左右螺旋直線直線運(yùn)動(dòng)單元，縱向上采用雙直線運(yùn)動(dòng)單元，如此，可依據(jù)實(shí)際情況和需要，選用單個(gè)或雙個(gè)CCD攝像機(jī)進(jìn)行測(cè)量。