[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

摘要

一种基于无转速定位的非接触式旋转叶片振动测试方法，是在转子件上安装磁钢传感器，以获得定位参考脉冲信号，在被测级叶片机匣上方安装两支叶尖振幅传感器，另有一个定位参考传感器安装于轴上给出叶片转速与叶片不振动时通过叶尖振幅传感器时间间隔；当叶片振动时，叶尖沿旋转方向产生偏移，叶尖到达传感器的时间发生改变；根据这变化量得到叶片振幅、相位、频率等振动参数。本发明的优点：在发动机转子部件中，没有安装磁钢传感器，无转速定位信号，利用光纤传感器做为定位信号的测试方法。消除因转子部件安装传感器带来不安全因素，简化测试改装工作，显著地缩短了测试改装周期，为非接触叶片振动测试应用，提供了全新的测试方法。

主权项

一种基于无转速定位的非接触式旋转叶片振动测试方法，其特征在于：所述的基于无转速定位的非接触式旋转叶片振动测试方法的原理，是在转子件上安装磁钢传感器，以获得定位参考脉冲信号，在被测级叶片机匣上方安装两支叶尖振幅传感器，另有一个定位参考传感器安装于轴上给出叶片转速与叶片不振动时通过叶尖振幅传感器时间间隔；当叶片振动时，叶尖沿旋转方向产生偏移，叶尖到达传感器的时间发生改变；根据这变化量得到叶片振幅、相位、频率等振动参数，转子件上安装的定位参考传感器具有两个作用，第一个作用产生每转1个转速周期信号，做为叶片没有发生振动时的标准时间，第二个作用是对旋转叶片进行识别，转子件的参考传感器与转子叶片有明确定位关系，可假设参考传感器相邻的叶片为1#叶片，即每转定位脉冲到达后的第1个叶片脉冲为1#叶片，叶片脉冲定位的非接触式叶片振动测试装置原理，在机匣上安装3个叶片振幅传感器，其中1#传感器替代转子定位参考传感器，外2个为叶片振幅测量传感器；当发动机旋转时，叶片掠过叶片振幅传感器产生源源不断的脉冲序列，脉冲数目是转子每转1转产生叶片数个脉冲信号，将叶片振幅传感器获取的脉冲序列按照叶片数分频，得到每转1个脉冲，只要叶片振幅传感器测量叶片脉冲没有丢失，按照叶片数分频得到脉冲序列与叶片脉冲相对应的关系不会发生变化；该脉冲之后出现的第一个脉冲定义为1#叶片，因此通过每转1个脉冲识别叶片，按照叶片数分频，得到每转1个脉冲将做为叶片振幅归一化处理的标准；每转1个脉冲 周期为转速周期，转速周期除以叶片数得到叶片没有振动的各叶片脉冲出现的时刻；当叶片发生振动时，叶片脉冲到达时间比标准脉冲提前或滞后，依据提前或滞后时间确定叶片振幅；当产生每转1个脉冲对应的发生叶片振动时，相应的转速周期可能变化，该转速周期计算的各叶片脉冲到达时刻不是标准脉冲，叶片没有振动，将引起各叶片振幅测量误差，为避免以上的影响，用1#传感器替代转子定位参考传感器安装于其它级的转子叶片，因为其它级叶片振动通常与被测级不相关；叶片脉冲定位的非接触式叶片振动测试系统将在原系统进行硬、软件改进，在机匣上安装3支光纤传感器，1#光纤传感器为转子定位参考传感器，叶片通过光纤传感器时，产生反射光通过光电变换器形成一序列脉冲，该脉冲接至计算机的NI6602计数器/定时器的Source端，定时器/计数器工作于计数状态，计数器预置数根据叶片数由软件设置，当脉冲个数达到叶片数时，计数器1个输出脉冲；此脉冲为每转1个定位脉冲；此脉冲输出至信号预处理器同步脉冲端，在信号预处理器中将该脉冲与光纤脉冲合成，形成以每转1个定位脉冲为起始的脉冲序列，按照原系统识别叶片的方法，可以在每转内识别高速旋转的叶片；非接触式旋转叶片振动测试，在发动机转子部件中，不安装磁钢传感器，无转速定位信号，利用光纤传感器作为定位信号实现转子叶片振动测试。