Способ определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин и устройство для его осуществления

Авторы патента:

G01M13 - Испытание деталей машин (исследование мощности резания режущих инструментов G01N, например G01N 3/58)

G01H11 - Измерение механических колебаний или ультразвуковых, звуковых или инфразвуковых колебаний по изменению электрических или магнитных свойств

Владельцы патента RU 2324907:

Винокуров Владимир Иванович (RU)
Винокуров Дмитрий Владимирович (RU)

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения и непрерывного контроля амплитуды колебаний турбинных и компрессорных лопаток в эксплуатационных условиях. Техническим результатом изобретения является упрощение реализации способа и устройства. Определение амплитуд колебаний лопаток турбомашин достигается за счет установки радиолокационного устройства на базовом расстоянии от турбомашины под острым углом к перпендикуляру к траектории вращения кромок лопаток, выделении частоты Доплера сигнала, отраженного от движущихся лопаток турбомашины, выделении частоты Доплера сигнала от каждой движущейся лопатки, получении автокорреляционных функций полученных сигналов для каждой i-й лопатки, сравнении значений автокорреляционных функций с порогом. По результатам сравнения судят об амплитуде колебаний каждой i-й лопатки. Устройство для осуществления способа содержит последовательно соединенные радиолокационное устройство, выполняющее роль датчика, блок выделения частот Доплера, блок получения автокорреляционных функций и блок пороговых устройств. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для бесконтактного измерения и непрерывною контроля амплитуды колебаний турбинных и компрессорных лопаток в эксплуатационных условиях.

Известен способ определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин, основанный на бесконтактном съеме информации о колебаниях вращающихся лопаток, заключающийся в том, что устанавливают два периферийных датчика на корпусе турбомашины на базовом расстоянии по траектории вращения кромок лопаток, регистрируют моменты прохождения периферийного сечения лопатки мимо датчиков, расположенных на базовом расстоянии в окружном направлении, измеряют временные интервалы прохождения каждой i-й лопатки от 1-го до 2-го датчика (между датчиками), измеряют средние, в течение соответствующих измеренных интервалов времени линейные скорости движения периферийного сечения каждой i-й лопатки, вычисляют разношаговости каждой 1-й лопатки путем умножения измеренных временных интервалов на средние, в течение соответствующих измеренных интервалов времени линейные скорости движения периферийного сечения каждой i-й лопатки и вычитания из каждого полученного произведения базового расстояния между датчиками накапливают статистическую совокупность разношаговости каждой i-й лопатки, из статистической совокупности разношаговостей каждой i-й лопатки определяют максимальное абсолютное значение разношаговости каждой i-й лопатки и по полученному для каждой i-й лопатки максимальному абсолютному значению разношаговости судят по амплитуде колебаний каждой i-й лопатки, увеличивают полученное для каждой i-й лопатки максимальному абсолютное значение разношаговости на значение заданной погрешности определения амплитуд компаний лопаток турбомашины и по увеличенному максимальному абсолютному значению разношаговости судят об амплитуде колебаний каждой i-й лопатки (Патент РФ №2244272, G01Н 11/06, Бюл. №1, 2005 г.) /1/.

Известно устройство определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин, содержащее два периферийных датчика на корпусе турбомашины на базовом расстоянии по траектории вращения кромок лопаток и ЦВМ. (Патент РФ №2244272, G01Н 11/06, Бюл. №1, 2005 г.) /1/.

Недостатком известных способа и устройства является сложность технической реализации, заключающаяся в необходимости установки на корпусе турбомашины датчиков и необходимости образования связи датчиков с системой обработки.

Технической задачей изобретения является упрощение технической реализации способа и устройства определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин.

Сущность заявляемого изобретения по способу заключается в том, что в способе определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин, основанном на бесконтактном съеме информации о колебаниях вращающихся лопаток. Дополнительно устанавливают радиолокационное устройство на базовом расстоянии от турбомашины под острым углом к перпендикуляру к траектории вращения кромок лопаток, выделяют частоты Доплера сигнала, отраженного от движущихся лопаток турбомашины, выделяют частоты Доплера сигнала от каждой движущейся лопатки, получают автокорреляционные функции полученных сигналов для каждой i-й лопатки, сравнивают значения автокорреляционных функций с порогом, но результатам сравнения судят об амплитуде колебаний каждой i-й лопатки.

Заявляемый способ реализуется в устройстве, содержащем датчик, в котором последовательно соединены радиолокационное устройство, выполняющее роль датчика, блок выделения частот Доплера, блок получения автокорреляционных функций и блок пороговых устройств.

На чертеже приведена функциональная схема устройства определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин.

Устройство для определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин содержит последовательно соединенные радиолокационное устройство 2, выполняющее роль датчика, блок выделения частот Доплера 3, блок получения автокорреляционных функций 4 и блок пороговых устройств 5.

Принцип работы устройства заключается в следующем. Радиолокационное устройство 2 установленное под острым углом к перпендикуляру к траектории вращения кромок лопаток 1, осуществляет излучение и прием радиолокационного сигнала. Частоты Доплера сигнала, отраженного от вращающихся лопаток турбомашины, выделяются в блоке выделения частот Доплера 3 и поступают на входы блока получения автокорреляционных функций 4. На выходах данного блока формируются автокорреляционные функции сигналов, отряженных от каждой 1-й лопатки. Амплитуда автокорреляционных функций зависит от амплитуды колебаний каждой i-й лопатки. В блоке пороговых устройств 5 происходит сравнение значений амплитуд автокорреляционных функций с порогом. При превышении порога формируется сигнал о превышении амплитуды колебаний i-й лопатки заданного значения.

Источники информации

1. Патент РФ №2244272, G01Н 11/06, Бюл. №1, 2005 г. (прототип).

1. Способ определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин, основанный на бесконтактном съеме информации о колебаниях вращающихся лопаток, заключающийся в установке датчика на базовом расстоянии, отличающийся тем, что в качестве датчика используют радиолокационное устройство, установленное на базовом расстоянии от турбомашины под острым углом к перпендикуляру к плоскости вращения лопаток, выделяют частоту Доплера сигнала, отраженного от движущихся лопаток турбомашины, выделяют частоты Доплера сигнала от каждой движущейся лопатки, получают автокорреляционные функции полученных сигналов для каждой i-й лопатки, сравнивают значения автокорреляционных функций с порогом, по результатам сравнения судят об амплитуде колебаний каждой i-й лопатки.

2. Устройство для определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин, содержащее датчик, отличающееся тем, что содержит последовательно соединенные радиолокационное устройство, выполняющее роль датчика, блок выделения частот Доплера, блок получения автокорреляционных функций и блок пороговых устройств.

Изобретение относится к энергетическим и транспортным машинам и механизмам. .

Способ и устройство для контроля качества смазочного масла // 2316746

Изобретение относится к области спектроскопии. .

Стенд для ресурсных испытаний упругих муфт // 2315967

Изобретение относится к испытательной технике и может быть использовано в конструкциях испытательных стендов. .

Стенд для ресурсных испытаний упругих муфт // 2315966

Изобретение относится к машиностроению, а именно к испытательной технике, и может быть использовано для экспериментальных исследований упругих муфт. .

Стенд для испытания радиальных пар трения // 2309389

Изобретение относится к области испытательной техники и может быть использовано для исследования свойств материалов, применяемых в радиальных парах трения, в частности в подшипниках скольжения погружных центробежных насосов.

Стенд для испытания подшипников букс колесных пар // 2308013

Изобретение относится к машиностроению, в частности к установкам для испытания подшипников с комбинированным нагружением, и может найти применение для испытания подшипников качения и скольжения, работающих в условиях динамического нагружения.

Устройство для обезвешивания секционных складных панелей солнечных батарей космического аппарата // 2299840

Изобретение относится к испытаниям на раскрытие многозвенных маложестких механических систем изделий космической техники. .

Стенд для определения кинематических параметров зубчатых зацеплений // 2296969

Изобретение относится к области машиностроения. .

Устройство для контактного заневоливания пружин // 2296968

Изобретение относится к области изготовления и испытания пружин и может быть применено в отраслях промышленности, изготавливающих и применяющих пружины: машиностроении, авиастроении, автомобильной промышленности, приборостроении и др.

Способ испытаний многозвенной механической системы космического аппарата на функционирование и устройство для его осуществления // 2293961

Изобретение относится к способам испытаний многозвенных механических систем, преимущественно космических аппаратов, на функционирование и устройствам для их осуществления и может быть использовано в ракетно-космической технике при проведении наземной отработки конструкций космических аппаратов.

Радиоволновой измеритель вибрации и перемещений // 2312313

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для бесконтактной и дистанционной регистрации вибраций и перемещений поверхности, способной отражать радиоволны.

Способ нормализации зарядочувствительной характеристики пьезоэлектрических преобразователей // 2308688

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано, в частности, в балансировочных станках, динамометрах, акселерометрах и других приборах и оборудовании.

Способ определения опасных вибраций и устройство для его осуществления // 2282833

Изобретение относится к измерению механических колебаний и может быть использовано в системах автоматики и сигнализации, а именно для определения опасных вибраций при воздействии их на человека.

Вибрационный датчик // 2279645

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в системах автоматики и сигнализации, а также для проверки исправности тормозной системы транспортных средств.

Способ определения амплитуд колебаний лопаток турбомашин // 2244272

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может использоваться для бесконтактного измерения и непрерывного контроля амплитуды колебаний турбинных и компрессорных лопаток в эксплуатационных условиях.

Способ контроля качества изготовления микромеханических устройств // 2244271

Изобретение относится к контролю качества микромеханических устройств, используемых в акселерометрах, гироскопах, датчиках давления. .

Способ определения вибрации объекта // 2236670

Способ определения параметров колебаний лопаток турбомашин // 2229104

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике для бесконтактного измерения и непрерывного контроля параметров колебаний турбинных и компрессорных лопаток.

Устройство для изготовления голограмм // 2227315

Датчик для измерения амплитуды // 2223469

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для измерения амплитуды низкочастотных колебаний, например, при испытаниях на усталостную прочность авиаконструкций.

Вибрационный датчик // 2338165