RU2324161C2 - Device for diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk - Google Patents

Device for diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk Download PDF

Info

Publication number
RU2324161C2
RU2324161C2 RU2006125912/06A RU2006125912A RU2324161C2 RU 2324161 C2 RU2324161 C2 RU 2324161C2 RU 2006125912/06 A RU2006125912/06 A RU 2006125912/06A RU 2006125912 A RU2006125912 A RU 2006125912A RU 2324161 C2 RU2324161 C2 RU 2324161C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
output
input
signal
tunable
comparator
Prior art date
Application number
RU2006125912/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006125912A (en
Inventor
Владимир Валентинович Посадов (RU)
Владимир Валентинович Посадов
Александр Леонидович Михайлов (RU)
Александр Леонидович Михайлов
Ольга Львовна Посадова (RU)
Ольга Львовна Посадова
Виктор Владимирович Воинов (RU)
Виктор Владимирович Воинов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
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 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн" filed Critical Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Сатурн"
Priority to RU2006125912/06A priority Critical patent/RU2324161C2/en
Publication of RU2006125912A publication Critical patent/RU2006125912A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2324161C2 publication Critical patent/RU2324161C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: engineering industry; power-plant enginnering.
SUBSTANCE: there is signal-conditioner box, first and second amplitude detector, threshold device and comparator, which lead to the device of diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk containing two active tunable band pass filters, AND circuit with the outlet connected to the indicator through a matching amplifier. The first device inlet is the first tunable active bandpass filter information inlet, and the second one is the signal-conditioner box inlet, and the third device inlet is the second tunable active bandpass filter information inlet, the driving points of the first and second tunable bandpass filters being connected to each other and to the first signal-conditioner box outlet, which has its second outlet connected to the threshold device driving point; the first tunable active bandpass filter outlet is connected through the first amplitude detector to the threshold device information outlet, which in turn is connected with its outlet to one of the AND circuit outlets; the second active tunable bandpass filter is connected to another AND circuit inlet through the cascade connection of the second amplitude detector and the comparator circuit; the second comparator circuit is connected to the reference-voltage source, and the device outlet is connected to the matching amplifier outlet.
EFFECT: effectiveness and reliability increase of diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk vanes in real time mode.
3 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к авиадвигателестроению и энергомашиностроению и может быть использовано при прочностной доводке компрессоров газотурбинных двигателей, а также при диагностике автоколебаний в процессе их стендовых испытаний и эксплуатации.The present invention relates to aircraft engine building and power machine building and can be used for strength tuning of gas turbine engine compressors, as well as for the diagnosis of self-oscillations in the process of bench testing and operation.

Известно устройство для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины, содержащее схему совпадений, выход которой через усилитель подключен к индикатору. (Заболоцкий Н.Е. Бесконтактные измерения колебаний лопаток турбомашин - М.: Машиностроение, 1977, С.91-92).A device is known for diagnosing auto-oscillations of the impeller of a turbomachine, comprising a coincidence circuit, the output of which is connected to an indicator through an amplifier. (Zabolotsky N.E. Non-contact measurements of vibrations of turbomachine blades - M .: Mashinostroenie, 1977, S.91-92).

Данное устройство не позволяет с высокой достоверностью обнаружить диагностическую частоту автоколебаний, т.к. результат диагностики зависит от зазора между датчиком и лопатками, который в свою очередь зависит от многих неуправляемых факторов и вследствие этого является недостаточно надежным. При этом используется емкостной или индуктивный датчик, помещенный в корпусе в зоне периферии лопаток рабочего колеса.This device does not allow with high reliability to detect the diagnostic frequency of self-oscillations, because the diagnostic result depends on the gap between the sensor and the blades, which in turn depends on many uncontrollable factors and, as a result, is not reliable enough. In this case, a capacitive or inductive sensor is used, placed in the housing in the area of the periphery of the impeller blades.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины, содержащее два перестраиваемых активных полосовых фильтра, схему совпадений, выход которой через усилитель подключен к индикатору (патент RU 2094618, МПК 6 F01D 25/04, дата публикации 1997.10.27).Closest to the proposed device is a device for diagnosing auto-oscillations of the impeller of a turbomachine, containing two tunable active bandpass filters, a coincidence circuit, the output of which is connected through an amplifier to an indicator (patent RU 2094618, IPC 6 F01D 25/04, publication date 1997.10.27).

Данное устройство также не позволяет с высокой достоверностью обнаружить диагностическую частоту автоколебаний из-за необходимости диагностики автоколебаний в широкой полосе частот пульсационного сигнала, верхняя граница которой превышает значение частоты следования лопаток, равное произведению частоты вращения рабочего колеса на число установленных на нем лопаток. Кроме того, поскольку величины полезных компонент в пульсационном сигнале, по разности которых судят о наличии автоколебаний, соизмеримы с уровнем акустического шума, затруднена диагностика автоколебаний в режиме реального времени из-за сложности выделения диагностических частот из зашумленного широкополосного сигнала.This device also does not allow with high reliability to detect the diagnostic frequency of auto-oscillations due to the need to diagnose auto-oscillations in a wide frequency band of the pulsation signal, the upper boundary of which exceeds the value of the repetition rate of the blades, equal to the product of the rotational speed of the impeller by the number of blades mounted on it. In addition, since the values of the useful components in the pulsating signal, the difference of which judges the presence of self-oscillations, are commensurate with the level of acoustic noise, it is difficult to diagnose self-oscillations in real time due to the difficulty of isolating diagnostic frequencies from a noisy broadband signal.

Все это снижает эффективность и надежность работы устройства и увеличивает затраты на его реализацию.All this reduces the efficiency and reliability of the device and increases the cost of its implementation.

Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является повышение эффективности и надежности диагностики автоколебаний лопаток рабочего колеса турбомашины в режиме реального времени.The technical result to which the invention is directed is to increase the efficiency and reliability of the diagnosis of auto-oscillations of the blades of the impeller blades of a turbomachine in real time.

Технический результат достигается тем, что в устройство для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины, содержащее два перестраиваемых активных полосовых фильтра, схему совпадений, выход которой через согласующий усилитель подключен к индикатору, в отличие от известного введены формирователь сигналов, первый и второй амплитудные детекторы, пороговое устройство и компаратор, при этом первым входом устройства является информационный вход первого перестраиваемого активного полосового фильтра, вторым входом устройства является вход формирователя сигналов, третьим входом устройства является информационный вход второго перестраиваемого активного полосового фильтра, управляющие входы первого и второго перестраиваемых активных полосовых фильтров соединены между собой и с первым выходом формирователя сигналов, второй выход которого соединен с управляющим входом порогового устройства; выход первого перестраиваемого активного полосового фильтра через первый амплитудный детектор соединен с информационным входом порогового устройства, выход которого подключен к одному из входов схемы совпадений; выход второго перестраиваемого активного полосового фильтра через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и компаратор подключен к другому входу схемы совпадений; второй вход компаратора соединен с источником опорного напряжения, а выход устройства соединен с выходом согласующего усилителя.The technical result is achieved by the fact that in the device for diagnosing auto-oscillations of the impeller of a turbomachine, containing two tunable active bandpass filters, a coincidence circuit whose output is connected to an indicator through a matching amplifier, in contrast to the known signal shaper, first and second amplitude detectors, a threshold device and a comparator, wherein the first input of the device is the information input of the first tunable active bandpass filter, the second input of the device is the signal former is input, the third input of the device is the information input of the second tunable active band-pass filter, the control inputs of the first and second tunable active band-pass filters are connected to each other and to the first output of the signal shaper, the second output of which is connected to the control input of the threshold device; the output of the first tunable active bandpass filter through the first amplitude detector is connected to the information input of the threshold device, the output of which is connected to one of the inputs of the coincidence circuit; the output of the second tunable active band-pass filter through a second amplitude detector and a comparator connected in series to another input of the coincidence circuit; the second input of the comparator is connected to a reference voltage source, and the output of the device is connected to the output of the matching amplifier.

Формирователь сигналов может содержать последовательно соединенные формирователь импульсов, счетчик импульсов, постоянное запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является первым выходом формирователя сигналов, второй выход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а вход формирователя сигналов соединен с входом формирователя импульсов.The signal conditioner may comprise a pulse shaper, a pulse counter, a read-only memory, and a digital-to-analog converter, the output of which is the first output of the signal conditioner, the second output of which is connected to the output of the pulse counter, and the input of the signal conditioner is connected to the input of the pulse conditioner.

Пороговое устройство может содержать первое и второе устройства выборки-хранения, выходы которых подключены к входам разностного усилителя, выход которого через первый компаратор подключен к одному из входов ключа, к другому входу которого подключен выход второго компаратора, выход ключа является выходом порогового устройства; информационные входы устройств выборки-хранения и вход второго компаратора соединены между собой и с информационным входом порогового устройства, управляющие входы устройств выборки-хранения соединены между собой и с управляющим входом порогового устройства, вторые входы компараторов соединены с источниками опорных напряжений.The threshold device may include first and second sampling-storage devices, the outputs of which are connected to the inputs of a differential amplifier, the output of which through the first comparator is connected to one of the key inputs, the output of the second comparator is connected to the other input, the key output is the output of the threshold device; the information inputs of the sampling-storage devices and the input of the second comparator are interconnected with the information input of the threshold device, the control inputs of the sampling-storage devices are interconnected with the control input of the threshold device, the second inputs of the comparators are connected to voltage reference sources.

Технический результат достигается за счет использования в качестве основного динамического параметра - корпусной вибрации и дополнительного динамического параметра - пульсаций давлений потока. Причем оба параметра - корпусную вибрацию и пульсации давлений потока - регистрируют в ограниченной полосе частот с целью исключения избыточной информации, затрудняющей диагностику. При этом сигнал с датчика пульсаций не содержит составляющей с частотой следования лопаток рабочего колеса, которая затрудняет диагностику, поскольку может по уровню превышать полезный сигнал. Появление диагностической частоты в спектре пульсаций давлений потока является дополнительным диагностическим признаком, подтверждающим возникновение автоколебаний, с целью своевременного обнаружения и предотвращения опасных напряжений в лопатках. Все это позволяет определять в спектрах вибрационного и пульсационного сигналов диагностическую частоту в более узком частотном диапазоне с амплитудой, превышающей уровень шума, характерный для реальных турбомашин.The technical result is achieved through the use as the main dynamic parameter - housing vibration and an additional dynamic parameter - pulsation of the flow pressure. Moreover, both parameters - case vibration and pulsation of flow pressures - are recorded in a limited frequency band in order to eliminate redundant information that impedes diagnosis. In this case, the signal from the ripple sensor does not contain a component with the repetition frequency of the impeller blades, which complicates the diagnosis, since it may exceed the useful signal in level. The appearance of a diagnostic frequency in the spectrum of pulsations of flow pressures is an additional diagnostic feature that confirms the occurrence of self-oscillations in order to timely detect and prevent dangerous stresses in the blades. All this makes it possible to determine the diagnostic frequency in the spectra of vibration and pulsation signals in a narrower frequency range with an amplitude exceeding the noise level characteristic of real turbomachines.

Изобретение поясняется чертежами:The invention is illustrated by drawings:

фиг.1 - функциональная блок-схема устройства для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины;figure 1 is a functional block diagram of a device for diagnosing auto-oscillations of the impeller of a turbomachine;

фиг.2 - функциональная блок-схема формирователя сигналов;figure 2 is a functional block diagram of a signal conditioner;

фиг.3 - функциональная блок-схема порогового устройства.figure 3 is a functional block diagram of a threshold device.

Устройство для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины (фиг.1) содержит первый и второй перестраиваемые активные полосовые фильтры 1 и 2 и формирователь сигналов 3. Информационный вход первого перестраиваемого активного полосового фильтра 1 является первым входом устройства, второй вход которого соединен с входом формирователя сигналов 3, а третий вход - с информационным входом второго перестраиваемого активного полосового фильтра 2.A device for diagnosing auto-oscillations of the impeller of a turbomachine (Fig. 1) contains the first and second tunable active band-pass filters 1 and 2 and a signal shaper 3. The information input of the first tunable active band-pass filter 1 is the first input of the device, the second input of which is connected to the input of the signal shaper 3 and the third input with the information input of the second tunable active bandpass filter 2.

Управляющие входы первого и второго перестраиваемых активных полосовых фильтров 1 и 2 соединены между собой и с первым выходов формирователя сигналов 3.The control inputs of the first and second tunable active bandpass filters 1 and 2 are interconnected and with the first outputs of the signal conditioner 3.

Выход первого перестраиваемого активного полосового фильтра 1 через первый амплитудный детектор 4 соединен с информационным входом порогового устройства 5, управляющий вход которого соединен со вторым выходом формирователя сигналов 3, а выход порогового устройства 5 подключен к одному из входов схемы совпадений 6.The output of the first tunable active band-pass filter 1 through the first amplitude detector 4 is connected to the information input of the threshold device 5, the control input of which is connected to the second output of the signal conditioner 3, and the output of the threshold device 5 is connected to one of the inputs of the matching circuit 6.

Выход второго перестраиваемого активного полосового фильтра 2 через последовательно соединенные второй амплитудный детектор 7 и компаратор 8 подключен к другому входу схемы совпадений 6. Второй вход компаратора 8 соединен с источником опорного напряжения.The output of the second tunable active band-pass filter 2 through a second amplitude detector 7 and a comparator 8 connected in series is connected to another input of the matching circuit 6. The second input of the comparator 8 is connected to a reference voltage source.

Выход схемы совпадений 6 через согласующий усилитель 9 подключен к индикатору 10. Выход устройства соединен с выходом согласующего усилителя 9.The output of the matching circuit 6 through the matching amplifier 9 is connected to the indicator 10. The output of the device is connected to the output of the matching amplifier 9.

Формирователь сигналов 3 (фиг.2) содержит последовательно соединенные формирователь импульсов 11, счетчик импульсов 12, постоянное запоминающее устройство 13 и цифроаналоговый преобразователь 14, выход которого является первым выходом формирователя сигналов 3. Второй выход формирователя сигналов 3 подключен к выходу счетчика импульсов 12. Вход формирователя импульсов 11 является входом формирователя сигналов 3.Signal conditioner 3 (Fig. 2) contains a pulse shaper 11 connected in series, pulse counter 12, read-only memory 13 and digital-to-analog converter 14, the output of which is the first output of signal shaper 3. The second output of signal shaper 3 is connected to the output of pulse counter 12. Input pulse shaper 11 is the input of the signal shaper 3.

Пороговое устройство 5 (фиг.3) содержит первое и второе устройства выборки-хранения 15 и 16, выходы которых подключены к входам разностного усилителя 17, выход которого через первый компаратор 18 подключен к одному из входов ключа 19, к другому входу которого подключен выход второго компаратора 20. Вторые входы компараторов 18 и 20 соединены с источниками опорных напряжений. Выход ключа 19 является выходом порогового устройства 5. Информационные входы устройств выборки-хранения 15 и 16 и вход второго компаратора 20 соединены между собой и с информационным входом порогового устройства 5. Управляющие входы устройств выборки-хранения 15 и 16 соединены между собой и с управляющим входом порогового устройства 5.The threshold device 5 (Fig. 3) contains the first and second sampling and storage devices 15 and 16, the outputs of which are connected to the inputs of the differential amplifier 17, the output of which through the first comparator 18 is connected to one of the inputs of the key 19, to the other input of which the output of the second comparator 20. The second inputs of the comparators 18 and 20 are connected to voltage reference sources. The output of the key 19 is the output of the threshold device 5. The information inputs of the sample-storage devices 15 and 16 and the input of the second comparator 20 are connected to each other and to the information input of the threshold device 5. The control inputs of the sample-storage devices 15 and 16 are connected to each other and to the control input threshold device 5.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

Сигнал со штатного вибродатчика, расположенного вблизи лопаток рабочего колеса турбомашины, измеряющего корпусную вибрацию, поступает на первый вход устройства для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины (фиг.1), соединенный с информационным входом активного полосового фильтра 1, перестраиваемого по частоте сигналом, вырабатываемым формирователем сигналов 3.The signal from the standard vibration sensor located near the blades of the impeller of the turbomachine, measuring the body vibration, is fed to the first input of the device for diagnosing auto-oscillations of the impeller of the turbomachine (Fig. 1), connected to the information input of the active band-pass filter 1, which is tunable in frequency by the signal generated by the signal conditioner 3.

Сигнал с датчика пульсаций, расположенного вблизи лопаток рабочего колеса турбомашины, измеряющего пульсацию потока, поступает на третий вход устройства для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины (фиг.1), соединенный с информационным входом активного полосового фильтра 2, перестраиваемого по частоте тем же самым сигналом, вырабатываемым формирователем сигналов 3.The signal from the ripple sensor, located near the blades of the impeller of the turbomachine, which measures the flow pulsation, is fed to the third input of the device for diagnosing auto-oscillations of the impeller of the turbomachine (Fig. 1), connected to the information input of the active band-pass filter 2, tunable in frequency with the same signal, generated by the signal shaper 3.

На вход формирователя сигналов 3 поступает периодический сигнал с датчика частоты вращения. Формирователь сигналов 3 формирует из периодического входного сигнала с частотой вращения рабочего колеса fp на своих выходах сигналы с частотами fv и fm, которые связаны соотношением:At the input of the signal shaper 3 receives a periodic signal from the speed sensor. The signal generator 3 generates from a periodic input signal with a rotational speed of the impeller f p at its outputs signals with frequencies f v and f m , which are related by the ratio:

fv=fm+zfp,f v = f m + zf p ,

где fv - диагностическая частота колебаний лопаток, наблюдаемая при автоколебаниях;where f v is the diagnostic frequency of the oscillations of the blades observed during self-oscillations;

fm - собственная частота колебаний лопаток;f m is the natural frequency of oscillation of the blades;

z=1÷4 - номер собственной формы колебаний с числом узловых диаметров колебаний рабочего колеса;z = 1 ÷ 4 - number of the natural form of vibration with the number of nodal diameters of the oscillations of the impeller;

fp - частота вращения рабочего колеса турбомашины.f p - frequency of rotation of the impeller of the turbomachine.

Сигнал с диагностической частотой fv поступает на объединенные управляющие входы перестраиваемых активных полосовых фильтров 1 и 2 и настраивает их на частоту fv. Кроме того, формирователь сигналов 3 формирует импульсы с частотой следования, равной установленному значению изменения частоты вращения рабочего колеса, поступающие на управляющий вход порогового устройства 5.A signal with a diagnostic frequency f v is supplied to the combined control inputs of tunable active bandpass filters 1 and 2 and tunes them to a frequency f v . In addition, the signal shaper 3 generates pulses with a repetition rate equal to the set value of the change in the frequency of rotation of the impeller, arriving at the control input of the threshold device 5.

С выходов перестраиваемых активных полосовых фильтров 1 и 2 сигналы поступают на амплитудные детекторы 4 и 7, которые выделяют огибающие сигналов, поступающие на информационный вход порогового устройства 5 и первый вход компаратора 8.From the outputs of tunable active bandpass filters 1 and 2, the signals are fed to amplitude detectors 4 and 7, which emit envelopes of the signals received at the information input of the threshold device 5 and the first input of the comparator 8.

При возникновении автоколебаний пороговое устройство 5 формирует на своем выходе сигнал, поступающий на один из входов схемы совпадений 6. Компаратор 8 осуществляет сравнение сигнала, поступающего с выхода амплитудного детектора 7, с опорным напряжением, поступающим на его второй вход, и формирует выходной сигнал, поступающий на другой вход схемы совпадений 6 при наличии в пульсационном сигнале составляющей с диагностической частотой fv, что подтверждает возникновение автоколебаний рабочего колеса турбомашины.When self-oscillations occur, the threshold device 5 generates at its output a signal supplied to one of the inputs of the coincidence circuit 6. The comparator 8 compares the signal from the output of the amplitude detector 7 with the reference voltage supplied to its second input and generates an output signal to another input of coincidence circuit 6 in the presence of a component with a diagnostic frequency f v in the pulse signal, which confirms the occurrence of self-oscillations of the impeller of the turbomachine.

Схема совпадений 6, выполненная на логическом элементе, при наличии на входах одновременно двух сигналов вырабатывает сигнал, свидетельствующий о возникновении автоколебаний, поступающий на согласующий усилитель 9, индикатор 10 и на выход устройства, который подключен, например, к дозатору топлива, выдающего при возникновении автоколебаний команду на исполнительный механизм для снижения режима работы турбомашины.Matching circuit 6, executed on a logic element, if there are two signals at the same time, generates a signal indicating the occurrence of self-oscillations, fed to the matching amplifier 9, indicator 10 and to the output of the device, which is connected, for example, to a fuel dispenser that generates self-oscillations command to the actuator to reduce the operation of the turbomachine.

Формирователь сигналов 3 работает следующим образом.Signal conditioner 3 operates as follows.

Периодический сигнал с датчика частоты вращения поступает на вход формирователя сигналов 3 (фиг.2) и вход формирователя импульсов 11. Формирователь импульсов 11 формирует из периодического сигнала цифровой сигнал, поступающий на вход счетчика импульсов 12, который формирует из этого сигнала серию импульсов с интервалом, равным установленному значению изменения частоты вращения рабочего колеса турбомашины, управляющих пороговым устройством 5, и адресный код постоянного запоминающего устройства 13. В постоянном запоминающем устройстве 13 прошиты зависимости диагностической частоты от частоты вращения рабочего колеса, при числе узловых диаметров z=1-4, установленные расчетным или экспериментальным путем, генерируемые импульсами, поступающими с выхода счетчика импульсов 12. Сигнал с выхода постоянного запоминающего устройства 13 преобразуется цифроаналоговым преобразователем 14 из цифрового кода в аналоговый сигнал с диагностической частотой, т.е. моделируется сигнал с диагностической частотой fv, необходимый для управления перестраиваемыми активными полосовыми фильтрами 1 и 2.A periodic signal from the speed sensor is fed to the input of the signal shaper 3 (Fig. 2) and the input of the pulse shaper 11. The pulse shaper 11 generates a digital signal from the periodic signal that goes to the input of the pulse counter 12, which generates a series of pulses from this signal at intervals equal to the set value of the change in the frequency of rotation of the impeller of the turbomachine, controlling the threshold device 5, and the address code of the permanent storage device 13. In the permanent memory 13 the dependences of the diagnostic frequency on the impeller rotation frequency are obtained, with the number of nodal diameters z = 1-4, established by calculation or experimentally, generated by pulses coming from the output of the pulse counter 12. The signal from the output of the permanent storage device 13 is converted by a digital-to-analog converter 14 from a digital code into an analog signal with a diagnostic frequency, i.e. A signal with a diagnostic frequency f v , which is necessary to control tunable active bandpass filters 1 and 2, is modeled.

Пороговое устройство 5 работает следующим образом. Сигнал, поступающий на информационный вход порогового устройства 5 (фиг.3), далее поступает на объединенные информационные входы первого и второго устройств выборки-хранения 15 и 16 и вход компаратора 20. Импульсы, поступающие на управляющий вход порогового устройства, далее поступают на объединенные управляющие входы устройств выборки-хранения 15 и 16. В моменты их поступления с интервалом, равным установленному значению изменения частоты вращения рабочего колеса турбомашины, устройства выборки-хранения 15 и 16 запоминают и хранят в памяти текущее и предыдущее значения сигнала с диагностической частотой до вычисления разностным усилителем 17 их разности. При возникновении автоколебаний эта разность достигает значения опорного напряжения компаратора 18, формирующего сигнал при достижении заданного значения отношения изменения сигнала с диагностической частотой к изменению частоты вращения рабочего колеса. Компаратор 20 формирует выходной сигнал при достижении сигналом с диагностической частотой предельного значения, соответствующего предельному значению напряжения в лопатке. Ключ 19 коммутирует на выход порогового устройства 5 один из сигналов, сформированных компараторами 18 и 20.The threshold device 5 operates as follows. The signal received at the information input of the threshold device 5 (Fig. 3), then goes to the combined information inputs of the first and second sampling and storage devices 15 and 16 and the input of the comparator 20. The pulses arriving at the control input of the threshold device are then sent to the combined control the inputs of the sampling and storage devices 15 and 16. At the moments of their arrival with an interval equal to the set value of the change in the frequency of rotation of the impeller of the turbomachine, the sampling and storage devices 15 and 16 are stored and stored in the memory the previous value of the signal with the diagnostic frequency until the difference amplifier 17 calculates their difference. When self-oscillations occur, this difference reaches the value of the reference voltage of the comparator 18, which generates a signal when the specified value of the ratio of the signal change with the diagnostic frequency to the change in the impeller rotation frequency is reached. The comparator 20 generates an output signal when the signal with the diagnostic frequency reaches the limit value corresponding to the limit value of the voltage in the blade. The key 19 commutes to the output of the threshold device 5 one of the signals generated by the comparators 18 and 20.

Поскольку вторые входы компараторов 8, 18 и 20, на которые подаются опорные напряжения, являются инвертирующими, то на их выходах при достижении входными сигналами опорных напряжений формируются сигналы высокого уровня.Since the second inputs of the comparators 8, 18 and 20, to which the reference voltages are supplied, are inverting, then at their outputs when the input signals reach the reference voltages, high level signals are generated.

Изобретение позволяет диагностировать автоколебания лопаток турбомашины в режиме реального времени с целью своевременного обнаружения и предотвращения опасных напряжений в лопатках турбомашины и может использоваться как при ее опытной доводке, так и в эксплуатации.The invention allows to diagnose self-oscillation of the blades of a turbomachine in real time with the aim of timely detection and prevention of dangerous stresses in the blades of a turbomachine and can be used both during its experimental refinement and in operation.

Claims (3)

1. Устройство для диагностики автоколебаний рабочего колеса турбомашины, содержащее два перестраиваемых активных полосовых фильтра, схему совпадений, выход которой через согласующий усилитель подключен к индикатору, отличающееся тем, что в него введены формирователь сигналов, первый и второй амплитудные детекторы, пороговое устройство и компаратор, при этом первым входом устройства является информационный вход первого перестраиваемого активного полосового фильтра, вторым входом устройства является вход формирователя сигналов, третьим входом устройства является информационный вход второго перестраиваемого активного полосового фильтра, управляющие входы первого и второго перестраиваемых активных полосовых фильтров соединены между собой и с первым выходом формирователя сигналов, второй выход которого соединен с управляющим входом порогового устройства; выход первого перестраиваемого активного полосового фильтра через первый амплитудный детектор соединен с информационным входом порогового устройства, выход которого подключен к одному из входов схемы совпадений; выход второго перестраиваемого активного полосового фильтра через последовательно соединенные второй амплитудный детектор и компаратор подключен к другому входу схемы совпадений; второй вход компаратора соединен с источником опорного напряжения, а выход устройства соединен с выходом согласующего усилителя.1. A device for diagnosing auto-oscillations of the impeller of a turbomachine, containing two tunable active band-pass filters, a coincidence circuit, the output of which through a matching amplifier is connected to an indicator, characterized in that a signal driver, first and second amplitude detectors, a threshold device and a comparator are inserted into it, the first input of the device is the information input of the first tunable active bandpass filter, the second input of the device is the input of the signal shaper, t they input device is an information input of the second tunable bandpass filter is active, the control inputs of the first and second active tunable bandpass filters are connected together and to a first output of the signal, the second output of which is connected to a control input of the threshold device; the output of the first tunable active bandpass filter through the first amplitude detector is connected to the information input of the threshold device, the output of which is connected to one of the inputs of the coincidence circuit; the output of the second tunable active band-pass filter through a second amplitude detector and a comparator connected in series to another input of the coincidence circuit; the second input of the comparator is connected to a reference voltage source, and the output of the device is connected to the output of the matching amplifier. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что формирователь сигналов содержит последовательно соединенные формирователь импульсов, счетчик импульсов, постоянное запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, выход которого является первым выходом формирователя сигналов, второй выход которого соединен с выходом счетчика импульсов, а вход формирователя сигналов соединен с входом формирователя импульсов.2. The device according to claim 1, characterized in that the signal shaper comprises a pulse shaper, a pulse counter, a read-only memory and a digital-to-analog converter, the output of which is the first output of the signal shaper, the second output of which is connected to the pulse counter output, and the shaper input signal is connected to the input of the pulse shaper. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пороговое устройство содержит первое и второе устройства выборки-хранения, выходы которых подключены к входам разностного усилителя, выход которого через первый компаратор подключен к одному из входов ключа, к другому входу которого подключен выход второго компаратора, выход ключа является выходом порогового устройства; информационные входы устройств выборки-хранения и вход второго компаратора соединены между собой и с информационным входом порогового устройства, управляющие входы устройств выборки-хранения соединены между собой и с управляющим входом порогового устройства, вторые входы компараторов соединены с источниками опорных напряжений.3. The device according to claim 1, characterized in that the threshold device contains the first and second sampling-storage devices, the outputs of which are connected to the inputs of a difference amplifier, the output of which through the first comparator is connected to one of the key inputs, the output of the second is connected to the other input comparator, the key output is the output of the threshold device; the information inputs of the sampling-storage devices and the input of the second comparator are interconnected with the information input of the threshold device, the control inputs of the sampling-storage devices are interconnected with the control input of the threshold device, the second inputs of the comparators are connected to voltage reference sources.
RU2006125912/06A 2006-07-17 2006-07-17 Device for diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk RU2324161C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125912/06A RU2324161C2 (en) 2006-07-17 2006-07-17 Device for diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006125912/06A RU2324161C2 (en) 2006-07-17 2006-07-17 Device for diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006125912A RU2006125912A (en) 2008-01-27
RU2324161C2 true RU2324161C2 (en) 2008-05-10

Family

ID=39109479

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006125912/06A RU2324161C2 (en) 2006-07-17 2006-07-17 Device for diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2324161C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659428C1 (en) * 2017-02-13 2018-07-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Device for analysis of dynamic processes in impellers of turbine machines

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2659428C1 (en) * 2017-02-13 2018-07-02 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" Device for analysis of dynamic processes in impellers of turbine machines

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006125912A (en) 2008-01-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8074499B2 (en) Method and system for detecting a crack on a turbomachine blade
US7698942B2 (en) Turbine engine stall warning system
US7003426B2 (en) Method and system for detecting precursors to compressor stall and surge
JP2008544131A (en) Detection of engine status using an external microphone
US10767507B2 (en) Foreign object debris trending concept and design
RU2395068C2 (en) Method of diagnostics of turbo machine impeller
US9840935B2 (en) Rotating machinery monitoring system
RU2287141C2 (en) Method for diagnostics of oscillations of working wheel of turbo-machine
RU2296970C2 (en) Method for diagnosing self-excited vibrations of working wheel of turbo-machine (variants)
RU2402751C1 (en) Method for diagnostics of kind of aero-elastic vibrations of working blades of axial turbo-machine
RU2308693C2 (en) Device for measuring self-excited vibration of turbine machine wheel
RU2324161C2 (en) Device for diagnostics of self-vibrations of turbo machine engine disk
EP2518267A2 (en) System and method for monitoring health of airfoils
RU2476915C2 (en) Method of diagnosing two-stage turbojet with flow mixing
US11054340B2 (en) Parametric trending architecture concept and design
RU2111469C1 (en) Method for diagnostics of vibrations of turbomachine working wheel
RU2623856C1 (en) Way of aero gas-turbine engine disk diagnostic efficiency upgrading
US11199437B2 (en) Utilization of fast-response pressure measurements to nonintrusively monitor blade vibration in axial compressors
RU2614458C1 (en) Method of diagnosing forms of resonance vibrations of turbomachinery impeller blades
CN110966100B (en) Combustion oscillation monitoring device and method
RU2076307C1 (en) Method of diagnostics of self-oscillations of impeller of axial turbomachine
Silvestri et al. Vibro-acoustic responses and pressure signal analysis for early surge detection in a turbocharger compressor
RU109287U1 (en) DIAGNOSTIC DEVICE FOR RESONANT IMPAIRS OF THE BLADES OF THE DRIVING WHEEL IN THE COMPOSITION OF AXIAL TURBO MACHINE
RU2411484C1 (en) Method of diagnostics of self-oscillations of turbo-machine impeller
RU2801254C1 (en) Method for determining temperature at turbine inlet for gas turbine engine using acoustics (options) and gas turbine engine