非接触叶片振动测量

http://www.hoodtech.com

查看更多

　　系统采用适用于不同应用的传感器来测量叶片间隔计时（叶片到达的时间）和叶尖间隙，可提供的传感器类型包括电容式，电涡流式（标准式或者穿过机匣式）和高温光学探针等。
　　应用的领域包括：
　　- 燃气涡轮发动机
　　- 压气机试验器
　　- 蒸汽涡轮
　　- 旋转试验装置
　　- 涡轮增压器
　　- 高速电机
　　- 泵
　　- 其他高速旋转系统
　　一个小型的，工业标准的系统配置可以最多有30通道的高速NSMS。最大的叶片通过频率响应能力高达1,500,000个叶片每秒，时钟频率可选20MHZ或80MHZ。 　　


　　系统由如下几部分组成：
主机
- NI 公司PXI-8187 是高性能的Pentium 4-M 内置式控制器
- 计数器/计时器卡
- 多功能数据采集（DAQ）

BVSI板
叶片振动接口板(BVSI) 执行以下功能：
- 提供电源给Hood Technology 传感器，过滤器，中继器和调理电路
- 通过传感器产生的模拟脉冲的重复特性来判定叶片的通过
- 提供指示到达时间TOA逻辑脉冲，另一个脉冲指示脉冲幅值（即叶尖间隙）。


前置放大
　　The Hood公司的 3-通道前置放大器有三个同样的通道，每个通道有30mW的激光源和一个光学放大器检测器。用于Hood公司的光学探头。前置放大器通过与Hood公司的BV-Gain卡或BVSI卡相连的9针 sub-D电缆供电。没有BVSI系统时，Hood公司的3通道光学前置放大器也可以通过DIN-5接头供电。探测器电子具有可选择的增益和过滤器设置。

Hood Tech 光学传感器前置放大器(MiniOPT-Pre)
　　The Hood公司的 3-通道前置放大器有三个同样的通道，每个通道用于为所有涡流传感器提供前置放大，采用内衬套管或干真空环境下，从传感器到Hood Kit BVSI数据采集和分析部分的最大长度为25英尺。此前置放大器用于Hood公司的涡流探头。前置放大器通过与Hood公司的BV-Gain卡或BVSI卡相连的9针 sub-D电缆供电。

Hood Tech 涡流传感器前置放大器(Eddy-Pre)
传感器
　　叶片尖部传感器被广泛用于监测火箭发动机的涡轮泵，燃气涡轮发动机和蒸气涡轮中的叶片和轮盘的状态，同时也用于问题诊断，帮助预测转子的工作寿命。传感器通常与非接触式应力测量系统集成在一起，在实验室或测试台上测量叶片的共振（高周疲劳），检测叶片和轮盘上的裂纹（高周和低周疲劳）,检测外来物造成的损伤，观察旋转的失速，分析叶片的颤振，及其他旋转异常。此设备也具备在飞行中实时监测发动机的潜力。
　　传统的方法是将应变传感器安装叶片上或发动机机匣内（通常需要在机匣上钻孔）。根据传感器在叶片上的位置，测量装置有可能突出到气流路径里。采用Hood公司新的涡流传感器，可以进行同样准确的测量，而只需将传感器安装在发动机机匣外面，不需钻孔，不会干扰气流。
　　目前，有三种比较领先的传感器技术用于叶片振动测量：电容式，光学式和涡流式。
　　电容式传感器，当传感器与叶尖之间没有障碍，并且传感器与叶片之间流动的电介质是恒定的。这种传感器在中温至高温时会趋于不可靠，当有油污存在，或有些特殊材料需要在低温下使用时，这种传感器就不能使用了。
　　光学式传感器要求传感器与叶尖之间无障碍，传感器与叶尖之间的间隙必须是透明的，这种传感器可以在非常高的温度下使用，但不能在有污染的条件下使用。
　　涡流式传感器可以在传感器与叶尖之间有障碍或无障碍时使用，（也就是说，这种传感器可以透过机匣），不会受油或其他污染物的影响，Hood技术公司的涡流传感器可以工作到1000°F，经过在液氮中的测试表明这种传感器在低温环境中，信号也不受影响。涡流传感器可以实时高分辨地测量每个叶片的叶尖的经过时间和叶尖间隙。这种传感器受限于其所能穿透的机匣的材料和厚度。
　　Hood Tech公司生产用户定制的传感器：
　　- 光纤线传感器和叶尖间隙传感器
* HOOD公司可根据用户要求定制所需的传感器。
软件
- 数据采集模块
- 谐振模块，使用LabView应用软件，用于从THK系统采集数据，并分析同步谐振动（Synchronous vibration resonance）
- 非同步模块，同样使用LabView应用软件,分析异步振动,包括叶片颤振和失速等
- 裂纹模块，用于检测由于裂纹引起的旋转结构变形，帮助预警低循环疲劳失效爆.
电缆等附件