RU2651622C1 - 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
- RU2651622C1 RU2651622C1 RU2016148550A RU2016148550A RU2651622C1 RU 2651622 C1 RU2651622 C1 RU 2651622C1 RU 2016148550 A RU2016148550 A RU 2016148550A RU 2016148550 A RU2016148550 A RU 2016148550A RU 2651622 C1 RU2651622 C1 RU 2651622C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- array
- value
- codes
- corridor
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
- G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Использование: для измерения радиальных зазоров в компрессорах газотурбинных установок. Сущность изобретения заключается в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки; вычисляется радиальный зазор для контролируемой лопатки, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения регистрируют массив цифровых кодов измерительного преобразователя за полный оборот колеса и одновременно, в процессе регистрации, находят минимальное значение кода; формируют массив статистического распределения зарегистрированных кодов, где индекс массива - величина кода, значение элемента массива - частота появления кода в зарегистрированном массиве; выделяют в массиве статистического распределения коридор индексов, соответствующий размаху кодов при прохождении центра зоны чувствительности датчика центрами межлопаточных промежутков, фиксируют начало коридора по минимальному значению кода, конец коридора определяют по величине размаха; вычисляют выборочное среднее значение кодов для элементов массива, попавших в выделенный коридор, которое принимают за единое экстремальное значение кода для всех межлопаточных промежутков; вычисляют радиальный зазор для контролируемой лопатки по разности зафиксированного экстремального значения кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки и единого экстремального значения кода для всех межлопаточных промежутков. Технический результат: повышение точности измерения радиальных зазоров. 3 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров в компрессорах газотурбинных установок.
Известен способ измерения радиальных зазоров, заключающийся в том, что на рабочем режиме фиксируется случайная выборка из результатов измерения сигнала с измерительной цепи за несколько оборотов контролируемого колеса, в данной выборке находится максимальное значение, по которому вычисляется минимальный измеренный зазор, соответствующий минимальному зазору одной из лопаток колеса, а радиальные зазоры для каждой лопатки контролируемого колеса на рабочем режиме вычисляются по величине установочных зазоров и отношению минимального измеренного зазора к минимальному установочному зазору [А.с. №1766147. Способ измерения радиальных зазоров, МПК G01B 7/14, 1992].
Недостатком способа является низкая точность в случае воздействия помех на измерительную цепь, а также низкое быстродействие в связи с необходимостью выполнения цикла измерения за несколько оборотов лопаточного колеса.
Наиболее близким по технической сущности является 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, при котором, с целью компенсации влияния температуры на результат измерения, фиксируют экстремальное значение кода C1 с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки, фиксируют экстремальное значение кода С2 при прохождении центра зоны чувствительности датчика центром межлопаточного промежутка, следующего за контролируемой лопаткой и вычисляют радиальный зазор для контролируемой лопатки по разности двух зафиксированных экстремальных значений кодов (С1-С2) [Патент РФ №2587644, МПК G01B 7/14, 2016].
Недостатком этого способа является низкая точность, обусловленная тем, что каждый из зафиксированных кодов С1 и С2 содержит случайные составляющие погрешности измерений со среднеквадратическими отклонениями (СКО) σ1 и σ2. При этом результат операции вычитания (С1-С2) будет содержать увеличенную случайную погрешность с СКО 
.
Целью изобретения является повышение точности измерения за счет уменьшения СКО σ2 случайной составляющей погрешности, присутствующей в коде С2 при прохождении межлопаточного промежутка.
Указанная цель достигается тем, что в 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, заключающийся в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки, вычисляется радиальный зазор для контролируемой лопатки, добавлены дополнительные операции, обеспечивающие статистическую обработку цифровых кодов при прохождении датчиком межлопаточных промежутков.
Ниже показаны дополнительные операции, проводимые на неработающей турбомашине и являющиеся подготовительными для использования способа, и, затем, операции для реализации способа в процессе работы турбомашины.
На неработающей турбомашине определяют оценку размаха случайной шумовой составляющей кодов при отсутствии лопатки в зоне чувствительности датчика. Для этого при помощи ручного привода устанавливают центр межлопаточного промежутка в положение центра зоны чувствительности датчика, регистрируют массив М0 с заданным количеством кодов измерительного преобразователя, из которого определяют размах шумовой составляющей кодов Δ=В0-А0, где А0 и В0 - минимальный и максимальный коды в массиве М0.
В процессе работы турбомашины регистрируют массив М цифровых кодов измерительного преобразователя за полный оборот колеса и одновременно, в процессе регистрации, фиксируют минимальное значение кода А, которое, в общем случае, не равно значению А0, а зависит от температуры вихретокового датчика.
Формируют массив n[с] статистического распределения зарегистрированных кодов, где индекс с - величина кода, значение элемента n[с] - частота появления этого кода в массиве М. Размер массива равен диапазону выходных кодов измерительного преобразователя.
Затем выделяют в массиве n[с] коридор индексов, соответствующий размаху кодов А при прохождении центра зоны чувствительности датчика центрами межлопаточных промежутков. Начало коридора фиксируют по коду A, конец коридора определяют по величине размаха B=A+Δ.
Вычисляют выборочное среднее значение кодов для элементов массива n[с], попавших в выделенный коридор, которое принимают за единое экстремальное значение кода для всех межлопаточных промежутков, по формуле 
, где N - суммарное число кодов, попавшее в выделенный коридор 
Вычисляют радиальный зазор для контролируемой лопатки по разности (С1-С0) зафиксированного экстремального значения кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки и единого экстремального значения кода для всех межлопаточных промежутков.
Пример применения способа приведен на фиг. 1, 2 и 3.
На фиг. 1 приведен график фрагмента массива кодов для реального колеса компрессора турбомашины. Полный массив за оборот колеса содержит 8192 цифровых отсчетов.
На фиг. 2 показана полная картина статистического распределения кодов n[с], содержащих ненулевые элементы.
На фиг. 3 показан участок данного распределения входящий в коридор. Минимальный код А=18, размах случайной погрешности Δ=8. Элементы массива n[18], …, n[25], входящие в коридор, выделены жирными линиями. Суммарное число кодов, попавшее в коридор, N=3147. После вычисления выборочного среднего получили единое экстремальное значение кода для всех межлопаточных промежутков С0=21,9, которое имеет СКО величиной 
.
Таким образом, получили значительное снижение СКО кодов в зоне межлопаточных промежутков, которым можно пренебречь, и СКО разности кодов (С1-С0) приближенно можно считать равным σ1.
Необходимо заметить, что подобную статистическую обработку нельзя применить к экстремальным кодам измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцами контролируемых лопаток, поскольку код С1, кроме случайной погрешности, содержит полезную информацию о величине радиального зазора для конкретной лопатки колеса.
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, заключающийся в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки; вычисляется радиальный зазор для контролируемой лопатки, отличающийся тем, что с целью повышения точности измерения регистрируют массив цифровых кодов измерительного преобразователя за полный оборот колеса и одновременно, в процессе регистрации, находят минимальное значение кода; формируют массив статистического распределения зарегистрированных кодов, где индекс массива - величина кода, значение элемента массива - частота появления кода в зарегистрированном массиве; выделяют в массиве статистического распределения коридор индексов, соответствующий размаху кодов при прохождении центра зоны чувствительности датчика центрами межлопаточных промежутков, фиксируют начало коридора по минимальному значению кода, конец коридора определяют по величине размаха; вычисляют выборочное среднее значение кодов для элементов массива, попавших в выделенный коридор, которое принимают за единое экстремальное значение кода для всех межлопаточных промежутков; вычисляют радиальный зазор для контролируемой лопатки по разности зафиксированного экстремального значения кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки и единого экстремального значения кода для всех межлопаточных промежутков.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148550A RU2651622C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016148550A RU2651622C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2651622C1 true RU2651622C1 (ru) | 2018-04-23 |
Family
ID=62045386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016148550A RU2651622C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2651622C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706814C1 (ru) * | 2019-04-26 | 2019-11-21 | Акционерное общество "Интер РАО - Электрогенерация" | Способ неразрушающего контроля металла рабочих лопаток турбины, длительно подвергающихся постоянным и переменным эксплуатационным нагрузкам при повышенных температурах |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5630702A (en) * | 1994-11-26 | 1997-05-20 | Asea Brown Boveri Ag | Arrangement for influencing the radial clearance of the blading in axial-flow compressors including hollow spaces filled with insulating material |
| EP1617174A1 (de) * | 2004-07-12 | 2006-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Bestimmung des Spaltmasses eines Radialspaltes |
| RU2381476C2 (ru) * | 2006-02-20 | 2010-02-10 | Уфимский авиационный техникум (УАТ) | Способ измерения профиля лопаток и радиального зазора в турбине работающего газотурбинного двигателя |
| RU2415379C1 (ru) * | 2009-11-13 | 2011-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя |
| RU2457432C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления сложными системами РАН (ИПУСС РАН) | Способ измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов лопаток рабочего колеса турбины |
| RU2587644C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-06-20 | 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 |
-
2016
- 2016-12-09 RU RU2016148550A patent/RU2651622C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5630702A (en) * | 1994-11-26 | 1997-05-20 | Asea Brown Boveri Ag | Arrangement for influencing the radial clearance of the blading in axial-flow compressors including hollow spaces filled with insulating material |
| EP1617174A1 (de) * | 2004-07-12 | 2006-01-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Bestimmung des Spaltmasses eines Radialspaltes |
| RU2381476C2 (ru) * | 2006-02-20 | 2010-02-10 | Уфимский авиационный техникум (УАТ) | Способ измерения профиля лопаток и радиального зазора в турбине работающего газотурбинного двигателя |
| RU2415379C1 (ru) * | 2009-11-13 | 2011-03-27 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" | Устройство измерения радиального зазора между торцами лопаток вращающегося ротора и корпусом турбины газотурбинного двигателя |
| RU2457432C1 (ru) * | 2010-12-30 | 2012-07-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления сложными системами РАН (ИПУСС РАН) | Способ измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов лопаток рабочего колеса турбины |
| RU2587644C1 (ru) * | 2014-12-30 | 2016-06-20 | 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 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2706814C1 (ru) * | 2019-04-26 | 2019-11-21 | Акционерное общество "Интер РАО - Электрогенерация" | Способ неразрушающего контроля металла рабочих лопаток турбины, длительно подвергающихся постоянным и переменным эксплуатационным нагрузкам при повышенных температурах |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2993232C (en) | Rotating blade analysis | |
| US10281297B2 (en) | Blade tip timing | |
| US10352824B2 (en) | Method for evaluating turbine engine system stability | |
| Diamond et al. | Improved blade tip timing measurements during transient conditions using a state space model | |
| CN107076640B (zh) | 通过平衡位置测量来监视飞机发动机叶轮的方法及设备 | |
| Lavagnoli et al. | High-fidelity rotor gap measurements in a short-duration turbine rig | |
| US7890271B2 (en) | Revolution indicator and a program for the revolution indicator | |
| CN113639856B (zh) | 一种考虑环境温度影响的梁桥模态频率识别方法 | |
| RU2651622C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины | |
| US10436059B2 (en) | Rotating stall detection through ratiometric measure of the sub-synchronous band spectrum | |
| US11353034B2 (en) | Method and device for determining an indicator for a prediction of an instability in a compressor and use thereof | |
| CN107958206B (zh) | 一种飞行器表面热流辨识装置温度测量数据预处理方法 | |
| US20230016039A1 (en) | Method for monitoring a turbomachine, device, system, aircraft and computer program product | |
| CN106644040B (zh) | 一种基于多传感器的转轴扭振检测方法与装置 | |
| RU2729592C1 (ru) | Способ определения осевой силы, действующей на ротор турбомашины в процессе её работы | |
| RU2587644C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины | |
| CN112781723B (zh) | 一种基于频谱方差的谐波成分检测方法 | |
| KR20180084032A (ko) | 임피던스 측정에 의해서 차량 내의 탄소 세라믹 브레이크 디스크의 마모를 결정하기 위한 방법 및 장치 | |
| RU2651628C1 (ru) | Способ измерения с заданной точностью радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины при дискретном поступлении информации с датчика | |
| RU2651623C1 (ru) | Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины | |
| JP2020082827A (ja) | 航空機の状態判定装置及び航空機の状態判定方法 | |
| CN105092088A (zh) | 一种宽带荧光光谱测温方法 | |
| SU1663404A1 (ru) | Способ контрол радиальных зазоров при сборке турбомашины | |
| RU2246711C1 (ru) | Способ определения параметров течения в компрессоре и устройство для его осуществления | |
| CN103530877A (zh) | 一种干涉数据实时叠加均值方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191210 |