[发明专利]一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统

说明书

一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统，属于能源动力行业。本发明是为了解决现有转子振动测量中，由于转子支撑结构紧凑、结构空间不足，导致在转子支撑结构上布线困难的问题。本发明中，轴承套装在转子外，环式弹性支承套装在轴承外，支承基座套装在环式弹性支承外，压电体固装在环式弹性支承上，每个压电体分别通过两根导线与电压转换振动模块和压电能分配模块相连，电压转换振动模块的信号输出端与无线信号发射模块的信号输入端通过导线连接，压电能分配模块与无线信号发射模块通过导线连接，无线信号接收模块与振动信号采集及分析模块通过导线连接。本发明主要用于测量转子的振动。

技术领域

本发明属于能源动力行业，尤其涉及一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统。

背景技术

由于航空发动机、燃气轮机等高速旋转机械的转子支撑系统结构复杂、布置紧凑，因此，往往无法直接测量到转子的振动特征。当前，绝大多数方法均采用依据发动机的转子支撑系统与静子机匣的振动传递特性，将振动加速度传感器布置在相应机匣的特定位置上，由于支承结构及静子机匣自身的振动特性会给转子的振动信号带来较大的噪声，使得转子的一些振动特征难以测量和提取，无法精确判断转子的实际振动情况。另外一方面，由于转子支撑结构紧凑、轴承油腔油温较高以及结构空间不足等问题，导致在转子支撑结构上布线困难，因此难以在发动机的转子轴承座附近布置加速度振动传感器。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是：现有测量方法中，由于转子支撑结构紧凑、轴承油腔油温较高以及结构空间不足，导致在转子支撑结构上布线困难，因此难以在发动机的转子轴承座附近布置加速度振动传感器；进而提供一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案是：

所述的旋转机械转子振动无线测量系统包括环式弹性支承1、支承基座3、轴承5、电压转换振动模块6、压电能分配模块7、无线信号发射模块8、无线信号接收模块9、振动信号采集及分析模块10、多根导线和多个压电体2，轴承5套装在转子4外，环式弹性支承1套装在轴承5外，支承基座3套装在环式弹性支承1外，压电体2固装在环式弹性支承1上，每个压电体2分别通过两根导线与电压转换振动模块6和压电能分配模块7相连接，电压转换振动模块6的信号输出端与无线信号发射模块8的信号输入端通过导线连接，压电能分配模块7的电压输出端与无线信号发射模块8的电压输入端通过导线连接，无线信号接收模块9的信号输出端与振动信号采集及分析模块10的信号输入端通过导线连接。

进一步地，所述的环式弹性支承1包括变形体1-3、多个外凸台1-1和多个内凸台1-2，外凸台1-1与内凸台1-2均为弧形板体，且外凸台1-1与内凸台1-2的个数相同，多个内凸台1-2周向均匀间隔设置成第一圆环，多个外凸台1-1周向均匀间隔设置成第二圆环，第二圆环套在第一圆环的外侧，且每个外凸台1-1与每个内凸台1-2之间错位设置，变形体1-3分别填充在外凸台1-1与内凸台1-2之间、相邻的两个内凸台1-2之间和相邻的两个外凸台1-1之间，压电体2固接在变形体1-3上。

进一步地，压电体2的个数为内凸台1-2个数的2倍，每个压电体2分别处于相邻的外凸台1-1与内凸台1-2之间。

进一步地，每个压电体2具有两个信号输出模块，每个电压转换振动模块6具有多个第一信号采集板，每个压电能分配模块7具有多个第二信号采集板，

其中一根导线的一端连接在压电体2上的其中一个信号输出模块上，所述其中一根导线的另一端分成两股，其中一股导线连接在电压转换振动模块6上的其中一个第一信号采集板上，另一股导线连接在压电能分配模块7上的其中一个第二信号采集板上，另一根导线的一端连接在压电体2上的另一个信号输出模块上，所述另一根导线的另一端分成两股，其中一股导线连接在电压转换振动模块6上的另一个第一信号采集板上，另一股导线连接在压电能分配模块7上的另一个第二信号采集板上。

本发明与现有技术相比产生的有益效果是：