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[发明专利]基于时分复用的光纤频域干涉绝对距离测量装置及方法-CN202310851258.1在审
发明人：段发阶;鲍瑞伽;傅骁;牛广越;蒋佳佳;余珍鑫;刘文正 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-07-12 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： G01B11/14 文献下载
摘要：本发明公开一种基于时分复用的光纤频域干涉绝对距离测量装置及方法，测量装置中，宽带光源通过光纤依次与光开关、环形器、光纤、光纤探头相连，光开关与FPGA连接，FPGA分别与光谱仪、模数转换器相连，光谱仪与模数转换器、环形器相连；宽带光源发射光并通过光纤进入光开关，光开关将光由打开光通道的环形器的端口A输入，由端口B输出到光纤探头上；光束从光纤探头端面出射时，部分光从光纤探头端面直接反射回来记为参考光束；另一部分光照射到被测物体上发生反射，记为探测光束；参考光束和探测光束形成干涉光，干涉光从端口C出射进入光谱仪，光谱仪将光强模拟信号数据通过模数转换器转化为数字信号并传输给FPGA。
基于时分光纤干涉绝对距离测量装置方法

[发明专利]基于叶尖定时原理的叶片扭转振动位移测量方法-CN201910607117.9有效
发明人：段发阶;邓震宇;傅骁;牛广越;刘志博;程仲海 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-07-06 - 公布日： 2023-10-17 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于叶尖定时原理的叶片扭转振动位移测量方法，在旋转机械机匣上同一周向位置，沿转子轴向设置两支一组叶尖定时传感器，分别称为进气边叶尖定时传感器和出气边叶尖定时传感器，用于测量同一叶片叶端的进气边和出气边在同一圈内到达叶尖定时传感器的时间；两支叶尖定时传感器设置于扭转共振叶端最大位移位置在叶端静止位置水平线上的投影点，称为扭转共振投影法，结合叶片的扭转共振参数，利用扭转共振投影法实现叶尖定时传感器的最优定位，以确保叶片发生扭转共振和扭转非共振情况下，两支叶尖定时传感器均能够准确采样到叶端到达时间信号；实现叶片扭转振动位移的测量。
基于叶尖定时原理叶片扭转振动位移测量方法

[发明专利]基于FPGA高速在板信号处理的轴向间隙干涉测量装置及方法-CN202310850006.7在审
发明人：段发阶;鲍瑞伽;傅骁;牛广越;蒋佳佳;余珍鑫;刘文正 -专利权人：天津大学
申请日： 2023-07-12 - 公布日： 2023-10-13 - 主分类号： G01B11/14 文献下载
摘要：本发明公开一种基于FPGA高速在板信号处理的轴向间隙干涉测量装置及方法，装置包括通过光纤依次相连的宽带光源、隔离器、光纤环行器、光纤探头，光纤环行器还依次与光纤放大器、光谱仪、ADC采集模块、FPGA、DDR缓存模块、USB3.0数据传输模块、上位机相连；宽带光源发射光并通过光纤依次进入隔离器、光纤环行器和光纤探头上；光束从光纤探头端面出射时，部分光从光纤探头端面直接反射回来，记为参考光束；另一部分光照射到被测物体上发生反射，由光纤探头收集返回，记为探测光束；参考光束和探测光束一起通过光纤返回到光纤环行器并传输到光纤放大器，经光纤放大器放大后进入光谱仪，之后依次传输至ADC采集模块、FPGA、DDR缓存模块、数据传输模块和上位机。
基于 fpga 高速信号处理轴向间隙干涉测量装置方法

[发明专利]一种发动机动应力信号遥测系统-CN201811007534.1有效
发明人：段发阶;牛广越;蒋佳佳;叶德超;程仲海 -专利权人：天津大学
申请日： 2018-08-31 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： H01Q21/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种发动机动应力信号遥测系统，包括多个分布在转子上的发射机、固定在转子上随转子一起旋转的发射天线、固定在静子上的接收天线、贴在发动机转子叶片上的应变片、功分器和接收机，所述的发射天线包括介质基板、地平面和多组不同工作频点的微带偶极子天线，每组微带偶极子天线包括位于微带馈线和辐射贴片，微带馈线用来给辐射贴片馈电，辐射贴片与微带馈线的长度设计成二分之一工作频点波长，两者的重叠区长度设计成四分之一工作频点波长；接收天线采用加载环天线结构。本发明可以防止通道间串扰和信道衰落。
一种发动机动应力信号遥测系统

[发明专利]一种叶尖间隙和叶尖到达时刻同时测量系统及方法-CN202210690156.1有效
发明人：段发阶;周琦;李杰;牛广越;李芳怡;蒋佳佳 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-06-17 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G01B11/14 文献下载
摘要：本发明公开一种叶尖间隙和叶尖到达时刻同时测量系统及方法，系统包括叶尖间隙及叶尖到达时刻同时测量模块、标定信号获取模块、标定曲线获取模块；叶尖间隙及叶尖到达时刻同时测量模块包括依次相连的标定信号获取模块、粗求尺度参数模块、粗求峰值时刻模块、粗求幅度参数模块、精求尺度参数及峰值时刻模块、精求幅度参数模块和叶尖间隙测量模块，还包括转速同步信号模块和叶尖定时测量模块；标定信号获取模块包括依次相连的叶端传感器、信号处理模块、信号切割模块、信号采集模块，还包括待测叶盘；标定曲线获取模块包括依次相连的标定叶片、叶端传感器、信号处理模块、标定曲线拟合模块；标定曲线拟合模块与叶尖间隙测量模块连接。
一种叶尖间隙到达时刻同时测量系统方法

[发明专利]低压涡轮带冠叶片篦齿的径向和轴向间隙测量系统及方法-CN202210238665.0有效
发明人：段发阶;李发富;牛广越;蒋佳佳;傅骁;刘昊 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-03-10 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： G01B7/14 文献下载
摘要：本发明公开一种低压涡轮带冠叶片篦齿的径向间隙和轴向间隙测量系统及方法，测量系统包括篦齿、V型芯极电容传感器、调幅式电容调理模块、高速采集处理模块和上位机，V型芯极电容传感器由V型芯极、外垫环和外壳体构成，外垫环嵌入外壳体内，外垫环端面设有与V型芯极的芯极端面形状契合的通孔，V型芯极的芯极端面从通孔穿出；V型芯极电容传感器放置于篦齿的一侧且V型芯极的端面与篦齿的半径方向垂直，V型芯极的对称轴与篦齿转轴平行；V型芯极电容传感器通过连接线依次与调幅式电容调理模块、高速采集处理模块和上位机连接。实现变工况条件下的低压涡轮带冠叶片篦齿轴向间隙参数和径向间隙参数的融合高精度测量。
低压涡轮叶片径向轴向间隙测量系统方法

[发明专利]模拟控制的自谐振、超静音无线供电系统-CN201910551019.8有效
发明人：段发阶;李旭;蒋佳佳;傅骁;叶德超;牛广越 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-06-24 - 公布日： 2023-09-26 - 主分类号： H02J50/12 文献下载
摘要：本发明涉及电能传输领域，为实现谐振频率的自动跟踪，提升供电功率和效率，降低对外电磁干扰。为此，本发明采取的技术方案是，模拟控制的自谐振、超静音无线供电系统，由电源、扼流圈、电容、发射线圈、磁芯、接收线圈、全波整流桥、稳压电容、谐振电容、耦合器、零点检测控制芯片和开关组成，电源与扼流圈的第一个引脚连接，扼流圈的第二个引脚与电容的第一个引脚连接，电容的第二个引脚接地；扼流圈的第二个引脚与发射线圈的中心抽头连接，发射线圈通过磁芯与接收线圈耦合，接收线圈与由只同样型号的二极管组成全波整流桥连接，整流桥的输出与稳压电容连接，为负载提供功率。本发明主要应用于超静音无线供电系统设计制造场合。
模拟控制谐振静音无线供电系统

[发明专利]基于双波长扫频强度调制的转静子轴向间隙在线测量装置-CN202210467976.4有效
发明人：段发阶;余珍鑫;傅骁;牛广越;鲍瑞伽;蒋佳佳 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G01B11/14 文献下载
摘要：本发明公开一种基于双波长扫频强度调制的转静子轴向间隙在线测量装置，包括二次调制光路单元、测量光路与参考光路单元、扫频信号产生单元、数据采集与处理单元；二次调制光路单元由第一激光器、第二激光器、耦合器、隔离器、第一电光强度调制器、环形器、第一波分复用器、第二电光强度调制器和第二波分复用器组成；数据采集与处理单元由第一探测器、第二探测器、第一采集卡、第二采集卡和PC上位机组成；本发明是基于激光发射、光纤传输的光学测量方法，适用于航空发动机内部信号引出路径复杂的测量环境，并且激光在航空发动机内部传输，相比于电信号，不易受到电磁干扰且打破国内外尚无成熟的转静子轴向间隙测量方案的现状。
基于波长强度调制转静子轴向间隙在线测量装置

[发明专利]基于叶尖定时原理的叶片到达时间间隔精确测量方法-CN201910528835.7有效
发明人：段发阶;邓震宇;傅骁;牛广越;刘志博;程仲海 -专利权人：天津大学
申请日： 2019-06-18 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： G04F13/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种基于叶尖定时原理的叶片到达时间间隔精确测量方法，在机匣不同位置设置两支叶尖定时传感器，当转子低速旋转叶片未发生振动时，通过测量某支叶片顶部在同一圈内经过两支叶尖定时传感器的时间间隔，求解出两支叶尖定时传感器间的安装弧度角；当转子高速旋转叶片发生弯曲振动时，弧度角由转子旋转角速度和叶片自身弯曲振动角速度共同作用产生，其中由转子旋转角速度所产生的弧度角可通过弧长公式进行计算，由叶片自身弯曲振动角速度所产生的弧度角结合弧长公式和该叶片弯曲振动位移进行计算；实现基于叶尖定时原理的叶片到达时间间隔精确测量。
基于叶尖定时原理叶片到达时间间隔精确测量方法

[发明专利]一种基于转子位置同步的转静子间隙误差补偿方法与装置-CN202210408702.8有效
发明人：段发阶;鲍瑞伽;傅骁;牛广越;余珍鑫;蒋佳佳 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-04-19 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： G01B11/14 文献下载
摘要：本发明公开一种基于转子位置同步的转静子间隙误差补偿方法及装置，通过使待测转子低速转动得到待测转子的位置同步信息，并将光纤探头与待测转子之间的间隙作为待测转子端面跳动的标定数据；当待测转子高速转动时，根据待测转子的位置同步信息，得到每帧干涉光数字信号对应的端面跳动量；通过数据拟合得到端面跳动量的数组；使用扫频方式测量得到待测转子的干涉光数字信号；对干涉光数字信号做希尔伯特变换得到与干涉光数字信号相位相差90°的过渡信号；根据端面跳动量的数组及扫频光源的扫频波数变化形式构建正弦信号、余弦信号；最终构造得到补偿后的干涉光数字信号。
一种基于转子位置同步转静子间隙误差补偿方法装置

[实用新型]一种基于双电光外差调制的相位式距离测量装置-CN202220716068.X有效
发明人：段发阶;牛广越;余珍鑫;傅骁;鲍瑞伽;蒋佳佳 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2022-12-23 - 主分类号： G01B11/14 文献下载
摘要：本实用新型公开一种基于双电光外差调制的相位式距离测量装置，包括光路单元、信号产生模块、信号调理及采集模块和数字处理系统，光路单元包括激光器、第一电光强度调制器、环行器、光纤探头和第二电光强度调制器；激光器、第一电光强度调制器、环行器通过光纤依次相连；环行器通过光纤分别与光纤探头、第二电光强度调制器相连，光纤探头的出射方向正对待测目标；信号产生模块分别与第一电光强度调制器、第二电光强度调制器和A/D模拟数字信号转化器相连；信号调理及采集模块包括依次相连的光电转换器件、放大电路、滤波电路、A/D模拟数字信号转化器。
一种基于电光外差调制相位距离测量装置

[实用新型]一种叶片振动测量键相基准信号产生装置-CN202222237445.4有效
发明人： 牛广越;郭沛铉;刘美茹;支烽耀;钟志才;肖潇;焦江昆;段发阶 -专利权人：天津大学;中国航发四川燃气涡轮研究院
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2022-12-02 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本实用新型公开一种叶片振动测量键相基准信号产生装置，包括控制器和依次相连的转速测量传感器、驱动及调理模块、电平转换模块、锁相倍频单元和小数分频单元，所述锁相倍频单元包括首尾依次相连的鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和分频器；所述控制器与电平转换模块、小数分频单元和分频器连接；本实用新型利用了锁相技术的合成频率稳定度高、相位噪声水平低、频率建立时间短的优势，通过鉴相器的相位比较和分频器的信号反馈，能抑制原始的测试转速信号与产生的键相基准信号之间的相位误差，实现高时间定位精度的叶片振动测量键相基准提取。
一种叶片振动测量基准信号产生装置

[发明专利]一种叶片振动测量键相基准信号产生装置及方法-CN202211010945.2在审
发明人： 牛广越;刘美茹;郭沛铉;支烽耀;钟志才;肖潇;焦江昆;段发阶 -专利权人：天津大学;中国航发四川燃气涡轮研究院
申请日： 2022-08-23 - 公布日： 2022-11-22 - 主分类号： G01H17/00 文献下载
摘要：本发明公开一种叶片振动测量键相基准信号产生装置及方法，信号产生装置包括控制器和依次相连的转速测量传感器、驱动及调理模块、电平转换模块、锁相倍频单元和小数分频单元，所述锁相倍频单元包括首尾依次相连的鉴相器、环路滤波器、压控振荡器和分频器；所述控制器与电平转换模块、小数分频单元和分频器连接；本发明利用了锁相技术的合成频率稳定度高、相位噪声水平低、频率建立时间短的优势，通过鉴相器的相位比较和分频器的信号反馈，能抑制原始的测试转速信号与产生的键相基准信号之间的相位误差，实现高时间定位精度的叶片振动测量键相基准提取。
一种叶片振动测量基准信号产生装置方法

[发明专利]基于叶尖间隙信号转子动力学特性分析的故障诊断方法-CN202210602759.1在审
发明人：段发阶;支烽耀;邓震宇;周琦;牛广越;李芳怡;蒋佳佳 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-05-30 - 公布日： 2022-11-11 - 主分类号： F01D21/00 文献下载
摘要：本发明公开一种基于叶尖间隙信号转子动力学特性分析的故障诊断方法，包括：在旋转机械机匣安装若干个叶尖间隙传感器；旋转机械运行时，计算机获取叶尖间隙信号；对叶尖间隙信号进行深度处理，获取叶片编号、轮廓误差、叶尖定时和轴向间隙；根据叶尖间隙信号、叶尖定时和轴向间隙结果，提取转子动力学特性典型特征，反演转子动力学特性；根据叶尖间隙信号，获取叶尖间隙信号时域、频域、时频域特征，提取叶尖间隙信号泛特征；根据转子动力学特性典型特征，直接识别转子不平衡故障、轴向窜动故障和叶片缺失故障；根据转子动力学特性和叶尖间隙信号泛特征，使用浅层机器学习模型，诊断转子典型故障。
基于叶尖间隙信号转子动力学特性分析故障诊断方法

[发明专利]一种旋转机械转子叶盘叶顶圆轮廓实时测量系统及方法-CN202211032148.4在审
发明人：段发阶;周琦;牛广越;支烽耀;邓震宇;蒋佳佳;傅骁 -专利权人：天津大学
申请日： 2022-08-26 - 公布日： 2022-11-08 - 主分类号： F01D21/00 文献下载
摘要：本发明公开一种旋转机械转子叶盘叶顶圆轮廓实时测量系统及方法，包括待测叶盘、传感器、传感器驱动及调理模块、叶尖间隙测量模块、叶尖定时信号采集模块、叶片编号匹配模块、键相分频模块和叶顶圆轮廓测量模块，传感器安装在正对待测叶盘的机匣上，传感器与传感器驱动及调理模块连接，传感器驱动及调理模块分别与叶尖间隙测量模块和叶尖定时信号采集模块连接，叶尖间隙测量模块与叶片编号匹配模块连接，叶尖定时信号采集模块与键相分频模块连接，叶尖间隙测量模块、叶片编号匹配模块、键相分频模块均与叶顶圆轮廓测量模块连接。本发明方法实现了转子高速旋转时叶盘各叶片的实时定位，实现了转子高速旋转时叶盘叶顶圆轮廓的实时测量。
一种旋转机械转子叶盘叶顶圆轮廓实时测量系统方法

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