CN107192442A - 一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法 - Google Patents

一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107192442A
CN107192442A CN201710346751.2A CN201710346751A CN107192442A CN 107192442 A CN107192442 A CN 107192442A CN 201710346751 A CN201710346751 A CN 201710346751A CN 107192442 A CN107192442 A CN 107192442A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current vortex
vortex sensor
sensor
frequency
vibration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710346751.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107192442B (zh
Inventor
史庆峰
司先国
张晖
王大成
王宏
王启峰
张精干
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
CNNC Nuclear Power Operation Management Co Ltd
Nuclear Power Qinshan Joint Venture Co Ltd
Original Assignee
CNNC Nuclear Power Operation Management Co Ltd
Nuclear Power Qinshan Joint Venture Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CNNC Nuclear Power Operation Management Co Ltd, Nuclear Power Qinshan Joint Venture Co Ltd filed Critical CNNC Nuclear Power Operation Management Co Ltd
Priority to CN201710346751.2A priority Critical patent/CN107192442B/zh
Publication of CN107192442A publication Critical patent/CN107192442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107192442B publication Critical patent/CN107192442B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
    • G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H13/00—Measuring resonant frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H15/00—Measuring mechanical or acoustic impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00—Testing of machine parts

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

本发明属于振动试验技术领域，具体涉及一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法，目的是提供一种真实准确测试汽轮机电涡流传感器结构的固有频率和系统阻尼方法，以解决电涡流传感器因安装导致结构共振和系统阻尼降低问题。本发明方法能够真实全面测试电涡流传感器结构各向固有频率，有效还原电涡流传感器在实际安装状态和工作运行下的固有振动特性；该方法操作简单，用时短，具有较好的可执行性；本发明方法通过设定振动的测试方向和关心频率范围等参数，测试结果稳定且准确率高，具有较强的共振故障诊断价值。

Description

一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法
技术领域
本发明属于振动试验技术领域，具体涉及一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法。
背景技术
汽轮机、水轮机、鼓风机等大型旋转机械轴的径向振动普遍采用非接触式电涡流传感器测量，非接触式电涡流传感器的安装形式为：非接触式电涡流传感器通过套管固定在汽轮机轴承盖上，电涡流传感器通过外螺纹与套管端部内螺纹连接，套管通过内外螺纹套和锁紧螺母与汽轮机轴承盖连接固定。工作状态下，套管为单点固定的悬臂结构，在机组运行过程中，经常因螺纹连接松动或垫片安装错误等导致悬臂套管在工作转速下发生共振，进而引起大轴振动信号失真。针对悬臂套管共振问题，通过测试和调整套管共振频率，使其避开工作转速可以有效解决。因此如何准确测量实际工作状态下非接触式传感器结构的固有频率是关键和研究重点。
现有套管共振频率测试方法为在机组检修时将电涡流传感器及套管从轴承盖上拆卸，单独拆卸下的套管固定在台钳上，对其进行垂直套管方向的敲击试验，使用探针接触套管，从检测到的脉冲响应信号中得出套管共振频率。采用这种测试方法无法获得电涡流传感器整体结构的系统阻尼，同时难以真实、准确的测试出非接触式电涡流传感器结构的固有频率，主要表现在：
(1)固定方式与实际不符。实际固定方式为通过内外螺纹套的螺纹连接固定，而试验时采用台钳夹紧固定，且夹紧位置随机性较大。
(2)安装环境与实际不符。电涡流传感器实际安装在轴承盖上。试验时套管及台钳放置于试验台或地面，其整体安装结构系统与实际相差较大。
(3)试验时仅测试垂直于套管方向的横向固有频率，无法获得垂直于套管敲击和平行于套管敲击两个方向的激励在电涡流传感器安装方向的振动响应。
亟需提供一种电涡流传感器模态测试方法，以真实准确获得电涡流传感器整体安装结构的固有频率和系统阻尼。
发明内容
本发明的目的是提供一种真实准确测试汽轮机电涡流传感器结构的固有频率和系统阻尼方法，以解决电涡流传感器因安装导致结构共振和系统阻尼降低问题。
本发明是这样实现的：
本方法采用测试环境激励响应和脉冲激励响应对汽轮机电涡流传感器固有频率和阻尼进行测试，包括以下步骤：
步骤一：在汽轮机盘车状态或停机状态下，轴承盖和电涡流传感器未拆卸时，利用在线电涡流传感器测试系统测量环境响应，并进行频响分析，初步判断电涡流传感器结构振动特性。
步骤二：沿垂直于电涡流传感器套管方向锤击轴承盖外部电涡流传感器壳体向传感器结构输入脉冲激励信号，利用在线电涡流传感器拾取振动响应信号，进行频响分析，计算电涡流传感器结构工作转速附近各阶固有频率和系统阻尼。
步骤三：沿电涡流传感器套管方向，通过锤击轴承盖外部电涡流传感器壳体向传感器结构输入脉冲激励信号，利用在线电涡流传感器拾取振动响应信号，进行频响分析，计算电涡流传感器结构工作转速附近各阶固有频率和系统阻尼。
步骤四：根据环境振动响应信号，使用振动信号处理方法去除步骤二和步骤三测试的两个方向振动响应的环境噪声，计算两个方向测试的电涡流传感器结构的各阶固有频率响应，获得电涡流传感器整体安装结构各向的固有频率和系统阻尼。
步骤五：根据试验结果判定被测电涡流传感器结构固有振动性能是否满足要求。如果被测电涡流传感器结构某阶固有频率在工作转速频率5％以内，则在停盘车或检修时调整或更换被测电涡流传感器结构，跳转至步骤一。如果被测电涡流传感器结构某阶固有频率大于工作转速频率5％，结束测试工作。
本发明的有益效果是：
本发明方法能够真实全面测试电涡流传感器结构各向固有频率，有效还原电涡流传感器在实际安装状态和工作运行下的固有振动特性；该方法操作简单，用时短，具有较好的可执行性；本发明方法通过设定振动的测试方向和关心频率范围等参数，测试结果稳定且准确率高，具有较强的共振故障诊断价值。
附图说明
图1是本发明的一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法的流程图；
图2是本发明的一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法的电涡流传感器；
图3-a是本发明的一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法的调整前电涡流传感器的垂直套管向时频响应曲线；
图3-b是本发明的一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法的调整前电涡流传感器的沿套管向时频响应曲线；
图4-a是本发明的一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法的调整后电涡流传感器的垂直套管向时频响应曲线；
图4-b是本发明的一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法的调整后电涡流传感器的沿套管向时频响应曲线；
图5是传统测试方法套管共振频响曲线。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步描述。
如图1所示，一种汽轮机电涡流传感器结构模态测试方法，该方法采用测试环境激励响应和脉冲激励响应对汽轮机电涡流传感器固有频率和阻尼进行测试，具体包括以下步骤：
(1)在机组盘车状态下，通过在线电涡流传感器测试其环境振动响应，根据频响分析计算工作转速附近响应频率f1、f2，初步判断电涡流传感器振动特性。其中f1、f2是最接近工作转速的两个响应频率。
(2)沿垂直于电涡流传感器金属套管方向(如图2所示)锤击轴承盖外部电涡流传感器壳体，利用在线电涡流传感器拾取振动响应信号，进行频响分析，计算电涡流传感器结构工作转速附近频率fz(如图3-a所示)和系统阻尼。
(3)沿电涡流传感器套管方向锤击轴承盖外部电涡流传感器壳体，利用在线电涡流传感器拾取振动响应信号，进行频响分析，计算电涡流传感器结构工作转速附近频率fj1和fj2(如图3-b所示)和系统阻尼。
(4)根据环境振动响应信号，以及垂直于套管方向和沿套管方向激励响应信号，去除环境噪声干扰，获得电涡流传感器整体安装结构工作转速附近的固有频率和系统阻尼。
(5)根据试验结果评价被测电涡流传感器结构固有振动性能。本实施例中，电涡流传感器在垂直套管向和沿套管向固有频率在工作转速频率5％以内，因此检修时对被测电涡流传感器安装方式进行了调整和复测。
(6)对调整后电涡流传感器结构沿电涡流传感器套管方向和垂直于电涡流套管方向实施锤击测试，复测工作转速附近固有频率和系统阻尼(如图4-a和图4-b所示)，判定被测电涡流传感器结构固有振动性能满足要求。
针对实施例中电涡流传感器结构，图5为采用传统套管共振频率测试方法的测试结果，无法反映真实工作状态下电涡流传感器结构固有振动性能。
在此说明，电涡流传感器结构振动性能受多种因素影响，调整过程中可根据现场条件将轴承盖拆卸后实施。基于本发明原理的方法改进将视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种汽轮发电机机座模态测试方法一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法，具体包括以下步骤：
步骤一：在汽轮机盘车状态或停机状态下，轴承盖和电涡流传感器未拆卸时，利用在线电涡流传感器测试系统测量环境响应，并进行频响分析，初步判断电涡流传感器结构振动特性；
步骤二：沿垂直于电涡流传感器套管方向锤击轴承盖外部电涡流传感器壳体向传感器结构输入脉冲激励信号，利用在线电涡流传感器拾取振动响应信号，进行频响分析，计算电涡流传感器结构工作转速附近各阶固有频率和系统阻尼；
步骤三：沿电涡流传感器套管方向，通过锤击轴承盖外部电涡流传感器壳体向传感器结构输入脉冲激励信号，利用在线电涡流传感器拾取振动响应信号，进行频响分析，计算电涡流传感器结构工作转速附近各阶固有频率和系统阻尼；
步骤四：根据环境振动响应信号，使用振动信号处理方法去除步骤二和步骤三测试的两个方向振动响应的环境噪声，计算两个方向测试的电涡流传感器结构的各阶固有频率响应，获得电涡流传感器整体安装结构各向的固有频率和系统阻尼；
步骤五：根据试验结果判定被测电涡流传感器结构固有振动性能是否满足要求；如果被测电涡流传感器结构某阶固有频率在工作转速频率5％以内，则在停盘车或检修时调整或更换被测电涡流传感器结构，跳转至步骤一；如果被测电涡流传感器结构某阶固有频率大于工作转速频率5％，结束测试工作。
CN201710346751.2A 2017-05-17 2017-05-17 一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法 Active CN107192442B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710346751.2A CN107192442B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710346751.2A CN107192442B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107192442A true CN107192442A (zh) 2017-09-22
CN107192442B CN107192442B (zh) 2019-09-17

Family

ID=59873991

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710346751.2A Active CN107192442B (zh) 2017-05-17 2017-05-17 一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107192442B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114593814A (zh) * 2022-03-11 2022-06-07 润电能源科学技术有限公司 一种电涡流传感器故障的检测方法及装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003023336A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-20 General Electric Company Methods and apparatus for model based shrouded bellows stiffness determinations
CN101251411A (zh) * 2008-03-14 2008-08-27 西安交通大学 叶轮叶片测量装置
CN102538941A (zh) * 2012-01-06 2012-07-04 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 常规天平测量风洞中悬臂支撑模型固有频率的装置及方法
CN203177964U (zh) * 2013-04-15 2013-09-04 法可赛(太仓)汽车配件有限公司 一种后视镜固有频率测试装置
CN104089693A (zh) * 2014-04-19 2014-10-08 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 一种汽轮发电机组转动轴扭振模态在线测量方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003023336A1 (en) * 2001-09-13 2003-03-20 General Electric Company Methods and apparatus for model based shrouded bellows stiffness determinations
CN101251411A (zh) * 2008-03-14 2008-08-27 西安交通大学 叶轮叶片测量装置
CN102538941A (zh) * 2012-01-06 2012-07-04 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 常规天平测量风洞中悬臂支撑模型固有频率的装置及方法
CN203177964U (zh) * 2013-04-15 2013-09-04 法可赛(太仓)汽车配件有限公司 一种后视镜固有频率测试装置
CN104089693A (zh) * 2014-04-19 2014-10-08 云南电力试验研究院（集团）有限公司电力研究院 一种汽轮发电机组转动轴扭振模态在线测量方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114593814A (zh) * 2022-03-11 2022-06-07 润电能源科学技术有限公司 一种电涡流传感器故障的检测方法及装置
CN114593814B (zh) * 2022-03-11 2024-01-26 润电能源科学技术有限公司 一种电涡流传感器故障的检测方法及装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN107192442B (zh) 2019-09-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102507205B (zh) 一种检测航空发动机风扇叶片颤振故障的方法
CN106052983A (zh) 一种弹性联轴器动静态扭转刚度简便测试装置及测试方法
CN109101768A (zh) 基于压缩感知的叶端定时传感器布局优化设计方法
CN105890858A (zh) 一种可用于轴系振动测试的平衡盘装置
CN105203794A (zh) 发电机转速测量系统及方法
CN103925988B (zh) 一种轴系扭转振动的测量方法
CN106323159B (zh) 一种双振弦式应变计
CN106796150A (zh) 用于运行具有轴系的机械设备的方法
CN107192442B (zh) 一种非接触式电涡流传感器结构模态测试方法
CN204142273U (zh) 一种电涡流传感器动态指标的校准装置
Sabbatini et al. Data acquisition and processing for tip timing and operational modal analysis of turbomachinery blades
CN104977126A (zh) 一种主轴动不平衡检测计算方法及系统
CN108303465A (zh) 一种基于机床振动的故障检测方法及系统
CN205520745U (zh) 电主轴机电一体化检测系统
CN102539042A (zh) 船舶柴油机轴功率监测传感器
CN106197997A (zh) 一种检测齿轮扭振信号的装置及其方法
CN103712794B (zh) 齿轮传动系统冲击振动能量传递损耗率检测系统及方法
Tamura et al. Non-contact vibration measurement of the rotor blades that play a pivotal role in the reliability of gas turbines
CN103776527A (zh) 一种带载状态下的电机振动测试装置
CN209214914U (zh) 转动设备轴承室振动验收值标定设备
Jin et al. Fault diagnosis for civil aviation engine test based on the vibration signal
CN106226395B (zh) 一种细长复合材料的损伤检测系统及其检测方法
CN202274921U (zh) 磨床地基振动测量装置
CN104483067A (zh) 一种风扇动不平衡量的测试方法
CN113639625B (zh) 一种大型旋转机械座圈间隙动态测试系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant