[发明专利]一种基于无转速定位的非接触式旋转叶片振动测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及非接触旋转叶片振动测试领域，特别涉及了一种基于无转速定位的非接触式旋转叶片振动测试方法。

背景技术

自上个世纪七十年代美国、德国、日本等国家即先后开展了非接触式旋转叶片振动测量技术研究，是既传统应变片测量方法之后的一种新型旋转叶片振动测量方法。非接触旋转叶片振动测试技术基本原理是：在叶片旋转平面的机匣上安装叶尖振幅传感器，在发动机转子部件内安装转速定位传感器，识别高速旋转叶片，叶片掠过叶尖振幅传感器得到叶片到达时刻，通过计算得到叶片振动幅值、频率、相位等叶片振动特征。

非接触式旋转叶片振动测量技术基于发动机转子内定位传感器识别高速旋转的叶片，如图1给出非接触测试技术方法框图。在转子部件内安装定位传感器，必须保证随转子高速旋转的传感器安装的可靠性；在发动机工作时传感器脱落，测试失败，可能引起转子不平衡，严重情况造成发动机整机振动增加。

在非接触叶片振动测试技术的应用中，测试改装需分解发动机，在转子部件内安装磁钢传感器，且必须保证随转子高速旋转的磁钢安装的可靠性。否则在发动机工作时磁钢脱落，可能引起转子不平衡，严重情况造成发动机整机振动增加；测试得不到数据。基于在应用中出现问题，开展无磁钢转速定位的非接触叶片振动测试技术的应用研究。

目前非接触旋转叶片振动测试技术应用均采用转速定位测量方案，没有无转速定位的非接触叶片振动测试技术的应用实例。没有转速定位的非接触叶片振动测试技术的应用。

1962年前苏联航空研究院为监视压气机叶片颤振，提出在机匣上安装传感器测量叶片通过时间确定整级全部叶片振幅，从此开展非接触叶片振动测量技术研究。称为非接触式间断相位测量法，60年代末研制和应用显示叶片振幅的电子射线装置埃罗拉仪一直沿用至今。

1960年Hohenberg提出采用1支传感器测量叶片非整阶次振动理论，1970年Zablotsky创立了1支传感器测量叶片振动参数的算法，成为发动机非接触叶片振动测量工业标准。1980～1990年Rozelle.P.F对Zablotsky提出方法进行了精度估计。1990年以后Robinso W.W与Jone.H研究更先进的算法基于曲线拟合测量振幅和频率。1998年Jone.H发展双参数绘图方法，测量通过共振时叶片动特性。IB Carrington等用4个传感器正弦拟和测量叶片频率、幅值。

1997～2000年Rolls-Royce公司对各类算法进行验证。Rolls-Royce最终报告建议将来研究工作以AR、双参数绘制法，优化传感器位置为重点内容。非接触测量技术理论的发展从1967年Hohenberg提出单测点叶片频率分析理论之后，利用单个叶片响应累积一定转速后能够测到叶片最大值与最小值。直到1980年McCatrY运用Hohenberg理论在实测中分析叶片非整阶次振动频率，测试结果表明1个位置单个叶片频谱对噪声较为敏感。

发明内容

本发明的目的是为了进行旋转叶片振动测试，特提供了一种基于无转速定位的非接触式旋转叶片振动测试方法。