Измеритель частоты колебаний лопаток турбомашин

 

ИЗМЕРЖЕЛЬ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИНЫ, содержащий корневой и периферийный датчики импульсов, подсоединенные к ним формирователи импульсов, выходы которых связаны с основными входами временного преобразователя , дополнительный вход которого соединен с выходом генератора импульсов стабильной частоты, и датчик числа оборотов, связанный через формирователь с первым входом блока индикации , второй вход которого через формирователь подключен к выходу корневого датчика импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности и производительности , он снабжен двумя периферийными датчиками импульсов, смещенными относительно первого по обе стороны на равные углы oL, меньшие половины углового шага лопаток, вторым временным преобразователем, основные входы которого соединены через формирователи импульсов с выходами соответствующих периферийных датчиков импульсов , дополнительный вход временного преобразователя связан с выходом генератора импульсов стабильной частоты , вычислительным блоком, основные входы которого соединены с выходами временных преобразователей, дополнительный его вход - со входом блока памяти, выход - с дополнительным входом блока индикации, а первый периферийный и корневой датчики импульсов размещены на одной оси.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ . РЕСИУБЛИН

А (19) (11) (51) G 01 Н 11/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТ1Ф

»

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ;:, : —.: 3 н АВТорсНоМУ свидетельству (21) 2997769/18-28 (22) 24.10.80 (46) 23.03.83. Бюл. 1т 11 (72) И. Е. Заблоцкий, B.А. Кармалита, Ю. А. Коростелев и l0. Н. Левицкий (53) 621 317 367:534.15(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР

1(590469 кл. G 01 Н 11/00, 1978.

? Авторское свидетельство СССР

N 463872,. кл. 6 01 Н 11/00» 1975 (прототип). (54)(57) ИЗМЕРИТЕЛЬ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ

ЛОПАТОК ТУРБОМАЫИНЫ, содержащий корневой и периферийный датчики импульсов, подсоединенные к ним формирователи. импульсов, выходы которых связаны с основными входами временного преобразователя, дополнительный вход которого соединен с выходом генератора импульсов стабильной частоты, и датчик числа оборотов, связанный через формирователь с первым входом блока индикации, второй вход которого через формирователь подключен к выходу корне-. вого датчика импульсов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения информативности и производительности, он снабжен двумя периферийными датчиками импульсов, смещенными относительно первого Ilo обе стороны на равные углы о ., меньшие половины углового шага лопаток, вторым временным преобразователем, основные входы которого соединены через формирователи импульсов с выходами соответствующих периферийных датчиков импульсов, дополнительный вход временного преобразователя связан с выходом генератора импульсов стабильной частоты, вычислительным блоком, основные входы которого соединены с выходами временных преобразователей, дополнительный его вход - со входом блока памяти, выход — с дополнительным входом блока индикации, а первый периферийный и корневой датчики импульсов размещены на одной оси.

100692

Изобретение относится к измерениям параметров колебаний вращающихся элементов турбомашин.

Известно устройство для измерения параметров колебаний лопаток ротора турбомашины, содержащее оборотный, корневой и три периферийных датчика, последовательно смещенные на уголс1., подключенные к формирователям импульсов, связанным с блоком индикации и >0 временными преобразователями, соединенными с генератором опорной частоты j1).

Указанное устройство характеризуется низкой и роизводитальностью, так как для определения параметров колебаний необходима последующая достаточно сложная обработка полученной измерительной информации.

Наиболее близким к изобретению по 20 технической сущности является измеритель частоты колебаний лопаток турбомашины, содержащий корневой и периферийный датчики импульсов, подсоединенные к ним формирователи импульсов, 25 выходы которых связаны с основными входами временного преобразователя, дополнительный вход которого соединен с выходом генератора импульсов стабильной частоты, и датчик числа щ оборотов, связанный через формирователь с первым входом блока индикации, второй вход которого через формирователь подключен к выходу корневого датчика импульсов (?).

Известное устройство имеет низкую информативность, поскольку позволяет определять лишь амплитуды перемещений концов колеблющихся лопаток и не обеспечивает измерения частоты колебаний лопаток.

Цель изобретения - повышение информативности и производительности.

Поставленная цель достигается тем, что измеритель частоты колебаний ло45 паток турбомашины снабжен двумя периферийными датчиками импульсов, смещенными относительно первого по обе стороны на равные углы, меньшие половины углового шага лопаток, вторым временным преобразователем, основные входы которого соединены через формирователи импульсов с выходами соответствующих периферийных датчиков импульсов, дополнительный вход временного преобразователя связан с выходом генератора импульсов стабильной частоты, вычислительным блоком, основные входы которого соединены с

9 ? выходами временных преобразователей, дополнительный его вход — с входом блока памяти, выход †. с дополнительным входом блока индикации, а первый периферийный и корневой датчики импульсов размещены по одной оси.

На чертеже представлена блок-схема измерителя частоты колебаний лопаток турбомашины.

Измеритель содержит датчики 1-4 импульсов, установленные у корневых (датчик 1) и периферийных (датчики 2-4) сечений лопаток 5, и датчик 6 числа оборотов. Датчики 1-4 и

6 подсоединены к формирователям 7-11 импульсов. Выходы формирователей 8 и 10 подключены к основным входам временного преобразователя 12, а выходы формирователей 7 и 9 — к основным входам второго временного преобразователя.

Выход генератора 13 импульсов стабильной частоты подсоединен к дополнительным входам преобразователей 12 и 14, выходы которых соединены с основными входами вычислительного блока Р5, дополнительный вход которого подключен к выходу блока 16 памяти, а выход соединен с дополнительным входом блока 17 индикации, первый и второй вход которого связаны соответственно с преобразователями 11 и 10 °

Отклонения конца колеблющейся лопатки являются узкополосным случ-:.йным процессом с некоторой собственной частотой. При прохождении лопатки на 1 -ом обороте ротора мимо периферийных датчиков формируется выборка из 3-х значений отклонений ее конца м Ъ

По трем равно отстоящим по времени значениям узкополосного процесса оцениваются коэффициенты соответствующей авторегрессионной модели второго порядка. Однозначная связь коэффициентов модели с параметрами колебаний дает следующее выражение для оценки относительной частоты колебаний лопатки на т -ом обороте ротора где о .- центральный угол между соседними периферийными датчиками, выбираемый из условия nL(2+

100692

3 = - - мгновенная относительная час« Л1

1 7о тота колебаний лопатки;

f - мгновенная частота колебаний лопатки;

1р - частота вращения ротора тур- 5 бомашины.

Устройство работает следующим образом.

При вращении рабочего колеса турбомашины бесконтактные датчики 1-4 10 генерируют измерительные импульсы, которые через соответствующие формирователи 7-10 поступают на основные входы временных преобразователей 12 и

14. 15

Временные интервалы между импульсами корневого 1 и периферийного"3 датчиков, пропорциональные значениям

Х,отклонения, конца лопатки 5, кодируются первым временным преобразо- щ гателем 12. Второй временной преобразователь 14 кодирует временные интервалы между импульсами, формируемыми по сигналам первого 2 и третьего 4 периферийных датчиков. На выход второ25 го временного преобразователя 14 поступает код, пропорциональный сумме значений (Х 1 + Х ) отклонений конца лопатки в моменты прохождения ею мимо первого и третьего периферийных датчиков импульсов.

Кодовые значения с выходов временных преобразователей 12 и 14 поступа9 ф ют на основные входы вычислительного блока 15, алгоритм работы которого определяется выражением (1). Коэффициент пропорциональности д заносится в блок 16 памяти.

Выход вычислительного блока 15 соединен с дополнительным входом блока 17 индикации, горизонтальная раз.вертка которого синхронизи руется корневым датчиком 1 импульсов и датчиком б оборотов. После каждого оборота ротора турбомашины на экране блока индикации измерителя отображается гистограмма распределения мгновенных частот колебаний лопаточного венца рабочего колеса. Измерение в темпе испытаний частот колебаний всех лопаток рабочего колеса существенно повышает информативность эксперимента.

Более того, за несколько оборотов ротора на экране в результате его послесвечения фиксируется размах значений мгновенных частот колебаний каждой лопатки. Уменьшение размаха значений частот сигнализирует о возникновении регулярных колебаний лопаток, т.е. измеритель обеспечивает возможность диагностики колебательных режимов. В свою очередь, контроль в реальном масштабе времени колебаний лопаток повышает безопасность эксперимента и снижает вероятность разрушения дорогостоящих объектов.

Составитель А. Чистяков

Редактор Г, Гратилло Техред А.Бабийец Корректор демчук

Заказ 2123/63 Тираж 871 ПоДписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий °

1130) Москва Ж-Я Раушская наб. g. 4Q

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4