旋转叶片振动参数检测方法

论述了一种高精度旋转叶片振动参数叶尖定时检测方法.设计一套叶尖定时传感系统;利用叶尖经过非接触测头的时间进行测量,与传统接触测量方法相比,具有实时性强、精度高、适用于高转速等优点.通过多个叶尖定时传感器实现对叶片振动的实时、全面监测;利用叶根同步传感器减小了由于转速不稳定造成误差的影响.论述了系统原理和叶尖定时信号的处理方法,并做出了讨论.     

基于空域变换的叶尖定时信号预处理方法

叶片振动参数的实时监测是保障航空发动机健康运行的关键。 传统的叶尖定时传感信号预处理方法会因转子转速变 化范围较宽(20~ 20 000 r/ min),产生较大的定时误差,影响叶片振动参数的辨识精度。 通过分析采样率转换模型,提出了一种 基于空域变换的叶尖定时信号预处理方法,将叶尖信号的等时间采样转换为等角度空间采样,实现高精度叶尖定时信号的获 取;使用基于三阶拉格朗日插值的 Farrow 结构并通过流水线优化技巧,在现场可编程逻辑门阵列上实现了逻辑资源占用与数 据处理速率的均衡设计。 实验验证表明,该方法可以有效完成等空间角度采样,降低了转速变化的影响,在实时转速为 1 000 ~ 8 000 rpm,基准转速为 3 000 rpm 时,无论采用前沿时刻鉴别还是采用双边沿时刻鉴别,本文采用的方法振动位移测量误差均在 20. 19 μm 内,远低于传统位移测量方法的测量误差,提高了叶片到达时刻及叶片振动位移的测量精度。     

基于改性型UDP和CIGI的光纤 光栅高速解调技术研究

为了实现光纤光栅传感的实时监测以及高速数据采集和准确分析,提出了一种基于改进型UDP和数据封装协议CIGI的光纤光栅解调系统方案。该系统网络传输层采用改进型UDP协议,通过单次传输N个数据包的改进型ACK应答机制,利用16位AD对256像素线阵光电阵列扫描的FBG反射谱光强数据进行采集,根据CIGI通用图像接口数据封装协议对光谱数据进行打包,通过千兆以太网接口实现解调仪与上位机的原始帧数据的通信,提高了传感数据的传输速率和可靠性。在LabVIEW环境中设计的交互界面上实现FBG反射谱的监控和传感数据的解调结果显示。通过准分布式多点FBG传感的实验数据采集测试及网络通信抓包数据结果表明,该传感监测系统能够有效利用以太网通信实现FBG光谱信息的实时传输,采样率可达到16 kHz,能够满足光纤光栅传感实时数据的高速采集和处理要求。     

叶尖定时信号趋势项自适应拟合

叶尖定时测量是航空发动机叶片振动监测关键技术,趋势项拟合作为定时信号预处理中的重要研究内容,是高精度叶片振动参数辨识的基础与前提。在航空发动机连续变工况运行条件下,当前趋势项拟合方法无法自适应调整拟合窗宽度,导致消除趋势项效果差,严重影响后续叶片振动分析。针对变工况条件下定时信号趋势项拟合难题,以相关系数作为趋势项拟合效果评价指标,提出趋势项自适应调节窗宽度拟合方法。采用航空发动机高压压气机叶尖定时试验数据进行验证,结果表明,所提方法由于能够自适应调节拟合窗宽度,可保证趋势项拟合效果最优,在满足有效去除趋势项的前提下能够完全保留原始振动信息,对实现高精度叶片振动参数辨识具有重要意义。     

考虑叶尖间隙变化影响的高速旋转叶片监测技术研究

叶尖定时技术因其非接触性、全面监测性及低成本等众多突出优点使其成为当前高速旋转叶片在线监测领域中的研究热点,但传统基于电涡流传感器的叶尖定时测试中未考虑因叶尖间隙变化引起的叶片振动幅值测量误差,导致系统测量精度不足,测量结果中存在误差较大。针对该问题通过对叶尖间隙变化及脉冲响应的关系进行了实验研究,并在此基础上提出了一种提高基于电涡流传感器的叶尖定时系统测量精度的信号处理方法,通过耦合脉冲信号上升沿时刻与脉冲响应幅值来提高系统的测量精度。最后通过高速风机叶片进行了实验验证。结果表明,该方法在叶尖间隙波动的情况下可以保持较好的叶片振动测量精度。     

叶端定时测量方法及关键技术研究

研究了叶端定时测量方法及其实时监测系统的关键技术——叶端定时传感器、高速叶端脉冲信号采集系统和叶端定时信号的实时分析和处理。采用叶端定时测量系统在实验现场对某发动机的首级叶片振动进行实时测量，获得了满意的结果。     

航空发动机风扇叶片外物撞击识别方法研究

通过风扇叶片外物撞击试验平台来模拟真实发动机叶片受外物撞击的过程,使用基于叶尖定时原理的非接触式叶尖振动测量方法获取叶片叶尖振动信号。采用基于短时能量的方法对原始振动信号进行处理,获取风扇不同稳定转速状态所对应的叶尖振动参考短时能量值,经过反复试验及数据统计分析给定门限系数,依据在线检测原理获取外物撞击风扇叶片的检测门限值。对不同尺寸、质量外物撞击给定风扇转速的叶片振动数据进行分析,获取其对应的短时能量分布,进而准确判断出叶片发生外物撞击的时刻、次数。     

基于叶尖定时的旋转机械叶片振动信号重建

基于叶尖定时原理采集的旋转机械叶片振动信号是离散的欠采样信号,利用插值法对其重建的时域信号能反映叶片振动峰值等参数特征,为故障诊断提供依据.通过分析简谐振动的数学模型和信号采样及重构定理,提出在匀转速下利用若干均匀安装在机匣上的叶尖定时传感器采集叶片振动信息进行振动位移信号重建的新方法.利用高阶B样条函数构建的插值核函数具有快速收敛的特点,在减小信号截断误差的同时降低了算法复杂度,利于工程应用.介绍信号重建误差的来源,其测量精度对转速稳定性有较高要求,通过计算机仿真和模拟振动平台气激试验分析该方法性能,验证其在实践中的有效性.     

基于分布式光纤振动传感原理的电力电缆故障定位技术研究

研究一种基于分布式光纤振动传感原理和电缆局部放电原理的电力电缆故障定位技术.通过在电缆上施加高压脉冲,使得电缆上有故障的位置产生局部放电,从而产生振动信号.并将放电脉冲信号同步传输给分布式光纤振动监测系统.通过分布式光纤振动传感技术来探测电缆沿线放电产生的振动信号,并对振动信号进行定位.将该故障定位技术应用于电力电缆沿线上监测电缆故障的状态分布,并进行试验验证.实验结果表明,该系统可实现监测多回路30 km电缆线路的故障分布状况,并对故障点进行准确定位.     

基于LabVIEW的光纤放线装置测控系统设计

长距离高速光纤放线装置是光纤制导多用途飞行器地面模拟试验的重要部分，用于模拟飞行器在发射和飞行状态下光纤从线管上高速释放的状态。针对前几代放线系统复杂、效率低的问题，开发了一套基于虚拟仪器的放线测控系统。测控系统以LabVIEW为开发平台，通过DMC运动控制卡以及DAQ系列数据采集系统，配合伺服电机和传感采集装置对放线系统进行测控，通过运动控制和数据采集算法设计，能够实现模拟光纤高速释放状态，同时对光纤动态状态进行监控测量。实验结果表明，所采集的轴向力在-10～+10 N/m范围内，径向力在0～3 N/m范围内，设计的传感装置均能满足，能够稳定实现相关设计功能，且整套系统人机交互性好、自动化程度高、可操作性强，对于制导光纤研究提供了相应的依据。     

矿井通风机在线监测系统总体设计

GAF型矿井通风机的在线实时监测系统包括硬件系统部分和软件系统部分.硬件系统部分采用振动检测诊断法,借助振动传感器、数据采集卡PCI-9114HG等设备,以单端输入和差分输入两种方式进行数据采集;软件部分利用Lab VIEW软件搭建数据采集系统平台,实现各监测参数的实时显示、故障报警与控制.     

Identification of modal parameters and aeroelastic coefficients in bladed disk assemblies

Unknown excitation forces are applied to bladed disk assemblies leading to forced vibration responses and non-contact measurement of such vibrations are obtained using blade tip-timing signals. In the tip-timing data analysis, a set of optical probes is mounted on an engine casing and measures the times of arrival of each blade. These timings are then used to estimate the vibrations of different blades and current research focuses on analysis methods for interpretation of the measured vibration data from the limited number of probes. We present in this paper a methodology to identify the modal properties of mistuned bladed disk from tip-time data. The tip-timing measurements are under-sampled and we propose a technique to obtain a continuous signal. The subspace algorithm is then applied to the reconstituted signal for modal parameter identification. A technique to identify aeroelastic coefficients from output data only is also proposed. The main difficulties that we have to overcome are the unknown excitation forces, the very high modal density (77 eigenfrequencies in a narrow band of 1 Hz) and the signal reconstitution from under-sampled data. Numerical and experimental results are presented.     

适用于输电线路监测的自供电无线在线监测系统

高空输电线路的实时在线监测对于电网安全可靠运行非常重要,然而输电线路在线监测系统的传统电源供给方式如感应取电、太阳能等方式,难以满足实际应用场景的需求。提出一种基于电磁-压电-摩擦纳米发电机的混合式自供电能量收集方法,将输电线路振动能转换为电能为在线监测系统供电,同时采集输电线路温度、弧垂、微风振动信息,无线发送至终端服务器,实现对电网线路的实时监控预警。系统包括复合能量收集器、电源管理模块、传感监测模块、无线通信模块、数据分析与处理模块等,实现低功耗自供电感知、无线数据收发、电磁屏蔽、数据分析与展示及实时监控预警等多项功能。系统收集环境振动能实现自供电传感,结合无线传输互联网技术形成的无线输电线监测网络实时性强、监测效率高,对提高国家电力系统的稳定性和可靠性具有非常重要的意义。     

叶片振动的非概率可靠性研究

在分析影响叶片振动可靠性的不确定性因素的基础上,用非概率的凸集模型表述叶片振动参数的不确定性和共振频率区域的不确定性,将叶片振动的不确定性参数表述为区间变量,定义了叶片振动的非概率可靠性,建立了叶片振动非概率可靠性评估体系、方法及模型,并将其应用于航空发动机压气机、涡轮叶片的振动可靠性计算。研究结果表明,应用非概率可靠性评估叶片振动可靠性是合理可行的,且所需数据较少,特别适用于航空发动机等可靠性数据较少的贵重部件。     

旋转叶片振动测量新的技术方案研究

压气机的旋转叶片必须能够承受非常高的静应力动应力。静态应力可通过测量或理论计算确定，静态应力的理论计算与测量结果相当吻合；但动态应力主要靠试验测量来确定，其理论计算尚未能满足应用的需求。叶片的振动测量因而成为涡轮机械的一个重要研究领域。介绍了旋转叶片传统的测量技术，以及近几年来欧美国家正在研究的非接触式旋转叶片振动测量技术－叶定时测量技术，并针对某应用对象进行了测量方案的研究。     

空压机系统冲击动力特性有限元分析

构造船用空气压缩机系统各零、部件及整机的实体模型,建立系统的冲击动力分析有限元模型。应用I DEAS软 件计算了空压机系统的固有特性、约束模态和冲击动态响应,给出各自由度方向加速度冲击载荷作用时系统的振动响应 及动态应力,为确定船用空压机的抗冲击能力及减振装置的合理设计提供了理论依据。     

基于Labview的自动扶梯机械振动数据采集系统的设计与实现

以Labview为开发平台,运用加速度传感器、数据采集卡,该文设计了自动扶梯振动信号的数据采集系统,实现了多通道自动扶梯振动数据的采集、数据分析、存储与回放的功能;并选取自动扶梯驱动主机、减速器、梯级等关键部位进行现场试验,实现了对自动扶梯关键部位振动数据的采集与加速度峰值、频谱特性、功率谱等振动特征量的分析。通过第三方机构的测试及现场试验结果表明,该系统工作性能稳定、测量结果准确、重复性良好。其具有人机交互界面简洁,操作便利、携带方便、可扩展性能良好的优点,既可在线监测,也可做离线分析,为下一步的自动扶梯的故障诊断及智能识别提供了研究基础。     

基于互联网+的压力表检定过程信息化实现

介绍了一种基于互联网+的工作模式,根据压力表的检定需求而设计的一套密切适应压力表检定过程的数据记录及处理系统,不仅实现了数据的实时记录和传输,也实现了压力表检定过程的信息化管理。并在此基础上设计出了人机交互系统和机机互联系统,从而实现仪表检定过程的信息化,以利于检定大数据的形成和后续分析监测使用。