RU2651623C1 - Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины - Google Patents
Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины Download PDFInfo
- Publication number
- RU2651623C1 RU2651623C1 RU2016148552A RU2016148552A RU2651623C1 RU 2651623 C1 RU2651623 C1 RU 2651623C1 RU 2016148552 A RU2016148552 A RU 2016148552A RU 2016148552 A RU2016148552 A RU 2016148552A RU 2651623 C1 RU2651623 C1 RU 2651623C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- array
- blades
- clearances
- measuring
- eddy current
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 abstract description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000001208 nuclear magnetic resonance pulse sequence 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)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении радиальных зазоров в турбомашинах. Технический результат: устранение аппаратурной избыточности за счет удаления датчика синхронизации и замены его функций операциями обработки измерительной информации. Сущность: с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь. Возбуждают вихретоковый преобразователь непрерывной последовательностью импульсов, не синхронизированной с вращением колеса. Регистрируют измерительную выборку сигналов вихретокового преобразователя в виде цифровых кодов в объеме не менее чем за два полных оборота рабочего колеса. Вычисляют радиальные зазоры лопаток по кодам, попавшим в измерительную выборку, и фиксируют в массиве зазоров, сохраняя порядок расположения лопаток в измерительной выборке. Вычисляют массив функционалов, определяемых в виде Евклидова расстояния между элементами массива зазоров и эталонного массива, последовательно перемещая начало эталонного массива по элементам массива зазоров до величины индексов, равной числу лопаток колеса. Фиксируют начало нумерации лопаток в массиве зазоров, соответствующее их расположению в эталонном массиве, по позиции минимального значения в массиве функционалов. 3 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров в турбомашинах.
Известен способ ускоренного измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины, заключающийся в том, что производят раздельное определение смещений торцов лопаток в радиальном и осевом направлениях с помощью одновитковых вихретоковых преобразователей, используя последовательность импульсов опроса, синхронизированную с вращением ротора турбомашины по сигналу с датчика синхронизации [Патент РФ №2454626, МПК G01B 7/14, 27.06.2012, Бюл. №18].
Недостатком способа является наличие датчика синхронизации, установку которого сложно и трудоемко реализовать в составе турбомашины.
Наиболее близким по технической сущности является способ измерения радиальных зазоров в турбомашинах, заключающийся в том, что с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие синхронизированный с ее вращением вихретоковый преобразователь, который возбуждают последовательностями из групп импульсов, выбираемых по числу лопаток колеса, и по его выходным сигналам оценивают радиальные зазоры [А.с. №1779908, МПК G01B 7/08, 07.12.92, Бюл. №45].
Недостатком способа является аппаратурная избыточность при его реализации, обусловленная применением датчика синхронизации, одной из основных функций которого является идентификация номеров лопаток при испытаниях.
Целью изобретения является устранение аппаратурной избыточности путем удаления датчика синхронизации и замены его функций операциями обработки измерительной информации.
Указанная цель достигается тем, что в способ измерения радиальных зазоров в турбомашинах, заключающийся в том, что с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь, добавлены дополнительные операции, обеспечивающие измерение радиальных зазоров и идентификацию номеров лопаток при испытаниях турбомашины без применения датчика синхронизации.
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 задают исходную нумерацию лопаток с учетом последовательности их размещения на колесе и формируют массив радиальных зазоров {Y1, Y2, …, Yn}, где Yi - величина радиального зазора, i - индекс массива, согласно принятой нумерации лопаток, n - число лопаток колеса.
Для этого поочередно, при помощи ручного привода, устанавливают лопатки в зону контроля, измеряют любым известным способом величины радиальных зазоров между их торцами и статорной оболочкой и фиксируют результаты измерений в массиве в соответствии с нумерацией лопаток.
Совокупная последовательность радиальных зазоров является уникальной информацией, поскольку фактические зазоры являются независимыми случайными величинами, распределенными в пределах допуска, и характерна лишь для конкретного колеса. Полученный массив можно считать эталонным и использовать для распознавания данной последовательности в результатах измерения зазоров.
В процессе работы турбомашины возбуждают вихретоковый преобразователь непрерывной последовательностью импульсов, не синхронизированной с вращением колеса, регистрируют измерительную выборку сигналов вихретокового преобразователя в виде цифровых кодов в объеме не менее чем за два полных оборота рабочего колеса.
Вычисляют радиальные зазоры лопаток по кодам, попавшим в измерительную выборку в порядке их поступления, и фиксируют в массиве зазоров {y1, y2, …, yn, yn+1, …, y2n, …}, где y1 - вычисленная величина радиального зазора начальной лопатки в измерительной выборке с произвольным номером.
Затем вычисляют массив функционалов {D1, D2, …, Dn}, определяемых в виде Евклидова расстояния между элементами массива зазоров и эталонного массива, последовательно перемещая начало эталонного массива по элементам массива зазоров до величины индексов, равной числу лопаток колеса, по формуле
Далее выполняют идентификацию номеров лопаток в массиве зазоров. Для этого фиксируют начало нумерации, соответствующее их расположению в эталонном массиве по позиции минимального значения в массиве функционалов.
Таким образом, если , то положение лопатки с №1 соответствует индексу массива зазоров с номером m, положение лопатки №2 - индексу m+1 и т.д. с учетом цикличности по оборотам колеса.
Пример применения способа приведен на фиг. 1, 2, 3.
На фиг. 1 приведен дискретный график эталонного массива {Y1, Y2, …, Y48} для лопаточного колеса, содержащего 48 лопаток. Величины зазоров распределены в диапазоне от 1,3 до 1,7 мм. На оси абсцисс - принятая нумерация лопаток.
На фиг. 2 показан дискретный график массива зазоров {y1, y2, …, y96} за два оборота колеса, когда процесс измерения не синхронизирован с процессом вращения.
На фиг. 3 показан график поведения функционалов {D1, D2, …, D48} при смещениях начала отсчета эталонного массива относительно элементов массива зазоров в пределах полного оборота колеса. Минимальное значение указывает на элемент m=16, который соответствует положению лопатки №1 в эталонном массиве.
Таким образом, получили виртуальный инструмент для выполнения идентификации номеров лопаток без применения датчика синхронизации, основанный на распознавании эталонной последовательности в массиве зазоров.
Необходимо заметить, что представленные численные эксперименты были проведены без учета случайных погрешностей измерений зазоров. Наличие шумов в измерительной информации окажет влияние на величину минимального значения функционалов и сделает данный глобальный экстремум менее выраженным.
Claims (1)
- Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины, заключающийся в том, что с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь, отличающийся тем, что с целью устранения аппаратурной избыточности при его реализации возбуждают вихретоковый преобразователь непрерывной последовательностью импульсов, не синхронизированной с вращением колеса, регистрируют измерительную выборку сигналов вихретокового преобразователя в виде цифровых кодов в объеме не менее чем за два полных оборота рабочего колеса, вычисляют радиальные зазоры лопаток по кодам, попавшим в измерительную выборку, и фиксируют в массиве зазоров, сохраняя порядок расположения лопаток в измерительной выборке, вычисляют массив функционалов, определяемых в виде Евклидова расстояния между элементами массива зазоров и эталонного массива, последовательно перемещая начало эталонного массива по элементам массива зазоров до величины индексов, равной числу лопаток колеса, фиксируют начало нумерации лопаток в массиве зазоров, соответствующее их расположению в эталонном массиве, по позиции минимального значения в массиве функционалов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016148552A RU2651623C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016148552A RU2651623C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2651623C1 true RU2651623C1 (ru) | 2018-04-23 |
Family
ID=62045315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016148552A RU2651623C1 (ru) | 2016-12-09 | 2016-12-09 | Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2651623C1 (ru) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4987555A (en) * | 1988-11-30 | 1991-01-22 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine blade shroud clearance monitor |
SU1779908A1 (ru) * | 1990-01-30 | 1992-12-07 | Samarskij Motornyj Z | Способ измерения радиальных зазоров в турбомашинах |
US6949922B2 (en) * | 2002-05-31 | 2005-09-27 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine blade clearance on-line measurement system |
RU2431114C2 (ru) * | 2009-09-30 | 2011-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления сложными системами РАН | Способ измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины |
RU2454626C2 (ru) * | 2010-04-28 | 2012-06-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления сложными системами РАН | Способ ускоренного измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины |
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 |
EP2578811A1 (en) * | 2011-05-20 | 2013-04-10 | Tyco Thermal Controls LLC | Method for determining position of rotating blades having variable thickness. |
-
2016
- 2016-12-09 RU RU2016148552A patent/RU2651623C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4987555A (en) * | 1988-11-30 | 1991-01-22 | Westinghouse Electric Corp. | Turbine blade shroud clearance monitor |
SU1779908A1 (ru) * | 1990-01-30 | 1992-12-07 | Samarskij Motornyj Z | Способ измерения радиальных зазоров в турбомашинах |
US6949922B2 (en) * | 2002-05-31 | 2005-09-27 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Turbine blade clearance on-line measurement system |
RU2431114C2 (ru) * | 2009-09-30 | 2011-10-10 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления сложными системами РАН | Способ измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины |
RU2454626C2 (ru) * | 2010-04-28 | 2012-06-27 | Учреждение Российской академии наук Институт проблем управления сложными системами РАН | Способ ускоренного измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины |
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 |
EP2578811A1 (en) * | 2011-05-20 | 2013-04-10 | Tyco Thermal Controls LLC | Method for determining position of rotating blades having variable thickness. |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2993232C (en) | Rotating blade analysis | |
CN109790757B (zh) | 使用叶片尖端定时(btt)测量转子叶片尖端偏转的方法和系统 | |
EP2199764B1 (en) | Timing analysis | |
US20100171491A1 (en) | Eddy current sensors | |
US10281297B2 (en) | Blade tip timing | |
CN109813423B (zh) | 一种透平机械叶片振动位移监测方法及装置 | |
EP2261614A1 (en) | Combined amplitude and frequency measurements for non-contacting turbomachinery blade vibration | |
Russhard | Derived once per rev signal generation for blade tip timing systems | |
US10670452B2 (en) | Method and device for determining the vibration of rotor blades | |
EP2921654A1 (en) | Time reference derivation from time of arrival measurements | |
RU2651623C1 (ru) | Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины | |
CN109227224B (zh) | 轴流压缩机的静叶磨削方法 | |
CN113586177B (zh) | 基于单叶端定时传感器的叶片固有频率识别方法 | |
CN106644040B (zh) | 一种基于多传感器的转轴扭振检测方法与装置 | |
US20230016039A1 (en) | Method for monitoring a turbomachine, device, system, aircraft and computer program product | |
CN112697438B (zh) | 基于音轮的涡桨发动机桨距-相角-转速测量装置及方法 | |
RU2457432C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов лопаток рабочего колеса турбины | |
RU2651622C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины | |
RU2584723C1 (ru) | Способ определения параметров колебаний лопаток вращающегося колеса турбомашины и устройство для его осуществления | |
CN112781723B (zh) | 一种基于频谱方差的谐波成分检测方法 | |
RU2651628C1 (ru) | Способ измерения с заданной точностью радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины при дискретном поступлении информации с датчика | |
RU2002117185A (ru) | Способ измерения многомерных перемещений и обнаружения колебаний торцов лопаток ротора турбомашины | |
RU2215986C1 (ru) | Способ определения угловых положений лопаток турбомашин (варианты) | |
CN110566486B (zh) | 检测涡轮发动机转子叶轮的叶片的角位置的方法和系统 | |
RU2318185C1 (ru) | Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопастей винта и внутренней поверхностью статорной оболочки закапотированной винтовентиляторной установки |