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电容式叶尖间隙测量公司-善测(天津)科技

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    电容式叶尖间隙测量公司-善测(天津)科技 :
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    威廉希尔williamhill位于天津市西青学府工业区,于 2015年 7 月份成立,公司注册资本 500 万,是一家集研发生产一体的高科技公司。公司提供旋转机械状态监测和健康管理。等产品和服务。

    叶尖间隙是影响发动机性能的重要参数,旋转叶片叶尖间隙在线实时检测系统对航空发动机的有效、安全运行至关重要,也是近几年国内外研究的热点。基于对国内外现状的分析,本文对光纤法和电容法进行了详细研究和论证。光纤法用于测量环境较好,温度较低的压气机;电容法用于测量温度较高的涡轮机高压级。

    本文建立了基于光线跟踪理论的光纤传感器的三维数学模型,结合实际工艺,设计出具有补偿功能的四叉型光纤束传感器;探索出一套适于测量环境的调频电容式叶尖间隙测量的整体方案,采用混频下变频来提高测量系统灵敏度的方法。 本文的研究内容主要有以下几个方面: (1)建立了基于光线跟踪理论的三维数学模型,用于分析光纤传感器的受光特性以指导传感器设计。 (2)设计了适于高转速测量的四叉型光纤束式叶尖间隙传感器,该传感器对光源波动、叶尖表面反射特性,光纤传光损耗,叶尖表面微倾斜引起的与传感器端面夹角等影响因素有补偿功能。经过静态实验,证明了其工作的可靠性。 (3)根据涡轮机高压级的测量环境,设计了长电缆单屏蔽的耐高温电容传感器,以及配套的调频用高稳定度的LC振荡电路。 (4)电容传感器长电缆引入的大空载电容,影响测量灵敏度和精度,设计了混频下变频电路,用于增大调频信号的相对频偏,以提高测量系统的灵敏度。 (5)设计了基于锁相环的鉴频系统,完成了对FM信号的解调。而经过静态实验,验证了电容传感器及接口电路工作的可靠性。











    威廉希尔williamhill位于天津市西青学府工业区,于 2015年 7 月份成立,公司注册资本 500 万,是一家集研发生产一体的高科技公司。公司提供旋转机械状态监测和健康管理。等产品和服务。

    旋转叶片叶尖间隙测量的关键技术研究

    旋转叶片叶尖间隙的实时监测技术是电力工业、能源工业、航空、航运业亟待解决的难题,传统的测量方法主要有放电探针测量法、电涡流测量法、微波测量法、超声波测量法、电容测量法、X射线测量法、光学三角测量法等,这些方法存在不同程度的缺陷。为了使叶尖间隙测量技术达到实用水平,国内、外一直致力于研究一种非接触式旋转叶片叶尖间隙测量新技术——光纤传感测量技术。正是依托国家教育新世纪人才支持计划资助项目——“基于光纤传感的叶尖间隙测试技术研究”,在已有的各种间隙测量方法的研究基础上,针对项目的具体技术要求,围绕旋转叶片的叶尖间隙测试技术进行分析研究主要工作包括以下几个方面:

    1、在原有两组接收光纤的传感器基础上,采用了三组光纤束的光纤传感器接收叶尖表面的反射光信息,实现了对叶片叶尖间隙的准确测量;该传感器不仅可以消除光源波动、叶尖表面反射率变化对测量结果的影响,而且可以减小叶尖表面与传感器端面间夹角变化对测量结果的影响。

     2、建立了单光纤传光、三组光纤束接收反射光的叶尖间隙传感器的数学模型,并运用该模型对传感器进行了优化设计,确定了光纤传感器的端面排列结构、初始距离、线性范围等性能参数。

     3、设计了静态叶尖间隙信号的放大与处理电路,实现了对静态间隙信号的有效测量,并根据实测数据采用多组比值的曲面拟合,在一定测量范围内消除了叶片叶尖倾角变化对间隙测量的影响。

     4、通过分析传感器的一组、两组、三组接收光纤的信号特征,采用三组光纤束的光强比值信号对传感器精度进行了比对,并结合实验数据对传感器性能进行了分析,在传感器的线性测量范围内,测量精度达到25um。

     


     

     

    叶尖间隙测量系统(BCMS)采用电容传感器,用于高速旋转叶片叶尖间隙参数的在线检测,也可用于其他高速位移或间隙在线测量。系统基于电容调幅解调原理,传感器安装于静止机匣上,感受叶片扫过时的电容变化并转换为电压输出,经采集模块及软件处理后还原实时间隙信息。

    在测量系统的执行机构上,在横向上采用左右螺旋直线直线运动单元,纵向上采用双直线运动单元,如此,可依据实际情况和需要,选用单个或双个CCD摄像机进行测量。

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