RU2587644C1 - Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины - Google Patents
Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2587644C1 RU2587644C1 RU2014154334/28A RU2014154334A RU2587644C1 RU 2587644 C1 RU2587644 C1 RU 2587644C1 RU 2014154334/28 A RU2014154334/28 A RU 2014154334/28A RU 2014154334 A RU2014154334 A RU 2014154334A RU 2587644 C1 RU2587644 C1 RU 2587644C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- code
- stator shell
- blades
- sensor
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Использование: для измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой. Сущность изобретения заключается в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки; фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика центром межлопаточного промежутка, следующего за контролируемой лопаткой; вычисляется радиальный зазор для контролируемой лопатки по разности двух зафиксированных экстремальных значений кодов с измерительного преобразователя. Технический результат: уменьшение числа датчиков и установочных отверстий в статорной оболочке, а также повышение точности измерения радиальных зазоров. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров (РЗ) между торцами лопаток рабочего колеса (РК) и статорной оболочкой в условиях высокой температуры среды в проточной части турбомашины в процессе вращения РК на тех ступенях, где отсутствует осевое смещение РК или его влияние пренебрежимо мало.
Известна система измерения РЗ в компрессоре, в которой используется способ уменьшения влияния температуры среды, предусматривающий размещение в каждой точке измерения пары одновитковых вихретоковых датчиков (ОВТД) с чувствительными элементами (ЧЭ) в виде отрезка проводника. Один ОВТД является рабочим и фиксирует РЗ, второй предназначен для компенсации влияния температуры окружающей ЧЭ среды. Установочные отверстия для датчиков в статорной оболочке выполнены таким образом, чтобы в моменты измерения ЧЭ рабочего ОВТД находился над торцом лопатки, а компенсационного - в промежутке между двумя соседними лопатками. Датчики подключены по дифференциальной схеме к измерительному преобразователю индуктивностей ОВТД в напряжение, которое далее преобразуется в цифровой код на выходе АЦП в составе системы (Методы и средства измерения многомерных перемещений элементов конструкций силовых установок / Под ред. Секисова Ю.Н., Скобелева О.П. - Самара, Самарский научный центр РАН, 2001, 188 с., стр. 127-130 и 65-72).
Рассмотренный способ уменьшения влияния температуры используется и в наиболее современных средствах измерения РЗ, в которых преобразователь индуктивностей ОВТД включает микросхему АЦП, причем такой преобразователь обычно встроен в линию связи между датчиками и устройствами обработки цифровых данных в составе системы (С.Ю. Боровик, М.М. Кутейникова, Б.Р. Райков, Ю.Н. Секисов, О.П. Скобелев. Измерение радиальных зазоров между статором турбины и торцами лопаток сложной формы с помощью одновитковых вихретоковых датчиков // Мехатроника, автоматизация, управление, 2013, - №10, с. 38-46).
Недостатками способа являются необходимость установки в точке контроля рабочего и компенсационного датчиков, наличие двух установочных отверстий, а также температурная погрешность от неполной идентичности датчиков и разности температуры в местах установки рабочего и компенсационного датчиков.
Известны способы уменьшения указанных температурных погрешностей, которые предусматривают ввод одной или двух термопар (ТП) в существующую конструкцию ОВТД, а также использование алгоритмов вычисления РЗ по градуировочным характеристикам (ГХ), полученным экспериментально в рабочем диапазоне температур. При этом в варианте с двумя ТП предусмотрены дополнительные расчетные операции, связанные с моделированием теплообмена в датчике и с окружающей средой (Методы и средства измерения многомерных перемещений элементов конструкций силовых установок / Под ред. Секисова Ю.Н., Скобелева О.П. - Самара, Самарский научный центр РАН, 2001, 188 с., стр. 127, рис. 4.2 - вариант с одной ТП, а также Пат. РФ №2519844, Способ уменьшения температурной погрешности измерения многокоординатных смещений торцов лопаток одновитковым вихретоковым преобразователем, МПК G01B 7/14,2012, опубл. 20.06.2014, Бюл. №17 - вариант с двумя ТП).
Недостатками обоих вариантов является усложнение конструкции датчика, дополнительные каналы измерения температуры и громоздкая обработка полученных данных.
Целью изобретения является уменьшение числа датчиков и установочных отверстий в статорной оболочке, а также повышение точности измерения РЗ.
Указанная цель достигается тем, что рабочие и компенсационные функции выполняет поочередно один и тот же ОВТД.
Для получения результата измерений в процессе вращения РК из непрерывной последовательности выходного цифрового кода (С) фиксируют экстремальные значения (Сэ), соответствующие прохождению центра зоны чувствительности датчика торцами лопаток и центрами межлопаточных промежутков, причем за результаты измерений РЗ контролируемой лопатки принимают разность между соседними экстремальными значениями зафиксированных кодов. Временные диаграммы, представленные на фиг. 1, поясняют процесс измерения.
Эпюра 1 показывает прохождение лопатками с номерами 1, 2, …, i (Л1, Л2, …, Лi) и периодом Т0 ЧЭ датчика при равномерном вращении РК, а эпюра 2 - последовательность цифровых кодов на выходе измерительного преобразователя с периодом τ0. Период формирования кодов τ0 должен быть значительно меньше периода Т0.
Экстремальные значения кодов Сэ, соответствующие моментам прохождения лопатками центра зоны чувствительности датчика, а также центрами межлопаточных промежутков, представлены на эпюре 3. В частности, максимум кода С1i соответствует моменту прохождения i-й лопаткой, а минимум С2i - моменту прохождения центра между i-й лопаткой и лопаткой с номером i+1. При этом С1i и C2i можно записать в виде:
где С0 - результат преобразования, соответствующий положению, когда центр межлопаточного промежутка, следующий за контролируемой лопаткой, проходит центр зоны чувствительности датчика, а влияние температуры среды отсутствует, ΔС - полезное изменение кода, соответствующее изменениям индуктивности датчика от величины РЗ, ΔСθ - изменение кода, связанное с воздействием температуры θ в проточной части турбомашины, где размещен ЧЭ датчика.
Представляется очевидным, что разность кодов (С1i-С2i) определяется только полезными изменениями кода (ΔС) и не зависит от изменений кода, связанных с температурой (ΔСθ) (эпюра 4):
Величины РЗ (с) для каждой лопатки определяются на основе ГХ (зависимости с=f(ΔC), получаемой экспериментально для заданной разновидности лопаток, конкретных датчика и преобразователя. (В случае использования измерительного преобразователя с дифференциальной входной цепью в одно плечо включается датчик, а во второе - имитатор датчика. Имитатор представляет собой катушку индуктивности, RLC - параметры которой идентичны параметрам датчика при отсутствии лопаток в зоне его чувствительности, и размещается непосредственно в конструкции преобразователя.)
Claims (1)
- Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса в процессе его вращения и статорной оболочкой турбомашины с помощью одновиткового вихретокового датчика с чувствительным элементов в виде отрезка проводника, включенного в измерительный преобразователь индуктивности в цифровой код, отличающийся тем, что с целью уменьшения числа датчиков и установочных отверстий для них в статорной оболочке, а также повышения точности измерения, фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя, при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки; фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика центром межлопаточного промежутка, следующего за контролируемой лопаткой; вычисляется радиальный зазор для контролируемой лопатки по разности двух зафиксированных экстремальных значений кодов с измерительного преобразователя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014154334/28A RU2587644C1 (ru) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014154334/28A RU2587644C1 (ru) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2587644C1 true RU2587644C1 (ru) | 2016-06-20 |
Family
ID=56132287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014154334/28A RU2587644C1 (ru) | 2014-12-30 | 2014-12-30 | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2587644C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651628C1 (ru) * | 2016-11-07 | 2018-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления сложными системами Российской академии наук (ИПУСС РАН) | Способ измерения с заданной точностью радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины при дискретном поступлении информации с датчика |
RU2651622C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления сложными системами Российской академии наук (ИПУСС РАН) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
RU2674079C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-12-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления сложными системами Российской академии наук (ИПУСС РАН) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами рабочих лопаток и статором турбомашины и определения температуры рабочей среды в проточной части |
-
2014
- 2014-12-30 RU RU2014154334/28A patent/RU2587644C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Секисов Ю.Н., Скобелев О.П., Методы и средства измерения многомерных перемещений элементов конструкций силовых установок, Самара, 2001, весь документ. Боровик С.Ю., райков Б.К., Секисов Ю.Н,, Метод получения информации о деформациях статора, радиальных зазорах, смещениях его центра и биения ротора, Труды X Международной конференции, Самара, 2008. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2651628C1 (ru) * | 2016-11-07 | 2018-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления сложными системами Российской академии наук (ИПУСС РАН) | Способ измерения с заданной точностью радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины при дискретном поступлении информации с датчика |
RU2651622C1 (ru) * | 2016-12-09 | 2018-04-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления сложными системами Российской академии наук (ИПУСС РАН) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
RU2674079C1 (ru) * | 2017-06-21 | 2018-12-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем управления сложными системами Российской академии наук (ИПУСС РАН) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами рабочих лопаток и статором турбомашины и определения температуры рабочей среды в проточной части |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10788399B2 (en) | Apparatus for evaluating turbine engine system stability | |
KR101610473B1 (ko) | 레졸버 위치 오차를 보상하기 위한 장치 및 방법 | |
RU2587644C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины | |
US7722310B2 (en) | System and method for measuring clearance between two objects | |
EP3433588B1 (en) | Wireless monitoring system for rotary machines | |
US11352901B2 (en) | Methods and apparatus to determine material parameters of turbine rotors | |
CN104697436A (zh) | 一种基于傅里叶级数的圆感应同步器误差模型分析方法 | |
JP2016151909A (ja) | 異常診断方法及び異常診断システム | |
US20170067360A1 (en) | Steam turbine stage measurement system and a method | |
CN103913479A (zh) | 一种用于检测光栅尺热膨胀系数的装置 | |
US8839663B2 (en) | Working fluid sensor system for power generation system | |
CN107729625A (zh) | 一种对设备运行发热造成的温度测量误差进行补偿的方法及装置 | |
RU2457432C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов лопаток рабочего колеса турбины | |
RU2664897C1 (ru) | Способ измерения тепловой постоянной времени термодатчика | |
Puzdrowska | Determining the time constant using two methods and defining the thermocouple response to sine excitation of gas temperature | |
RU2648284C2 (ru) | Способ измерения радиального зазора между торцами рабочих лопаток и статором газотурбинного двигателя | |
RU2674079C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами рабочих лопаток и статором турбомашины и определения температуры рабочей среды в проточной части | |
Bhatnagar et al. | A Probabilistic Approach to Turbine Uncertainty | |
RU2584577C1 (ru) | Способ калибровки магнитострикционных преобразователей линейных перемещений и устройство его реализации | |
KR101397566B1 (ko) | 3차원 그린함수와 가중계수를 사용한 열응력 계산방법 | |
JP2022538742A (ja) | ガスタービンスワール検出 | |
RU2431114C2 (ru) | Способ измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины | |
RU2390723C1 (ru) | Способ измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины | |
RU2651622C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины | |
RU2651628C1 (ru) | Способ измерения с заданной точностью радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины при дискретном поступлении информации с датчика |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191231 |