善測(cè)天津科技有限公司位于天津市西青學(xué)府工業(yè)區(qū),，于 2015年 7 月份成立,，-資本 500 萬(wàn)，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的-公司,。公司提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理,。等產(chǎn)品和服務(wù)。

基于葉尖定時(shí)的旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)檢測(cè)及參數(shù)辨識(shí)技術(shù)

大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械主要包括航空發(fā)動(dòng)機(jī),、煙氣輪機(jī),、汽輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等,，是航空,、艦船,、電力、石化,、冶金等工業(yè)系統(tǒng)廣為應(yīng)用的關(guān)鍵設(shè)備,。葉片作為大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的-部件，是設(shè)備安全運(yùn)行和提高其效率的重要保障,。葉片振動(dòng)是導(dǎo)致葉片工作失效的主要原因之一,。由于葉尖定時(shí)測(cè)振屬于-的欠采樣方法，振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)相對(duì)困難,。本文在課題組多年研究基礎(chǔ)上,，主要致力于葉尖定時(shí)振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)算法的研究。建立了葉尖定時(shí)測(cè)振模型,，通過(guò)理論和仿zhen分析振動(dòng)信號(hào)特點(diǎn),，提出了新的葉片振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)方法，并通過(guò)大量現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,，取得滿意的結(jié)果,。主要內(nèi)容如下:

1、對(duì)旋轉(zhuǎn)葉片進(jìn)行受力分析,，建立了整個(gè)葉尖定時(shí)測(cè)振系統(tǒng)模型,，包括葉片組模型、激振力模型以及葉尖定時(shí)傳感模型等,，是葉尖定時(shí)算法理論研究和仿zhen分析的基礎(chǔ),。通過(guò)仿zhen對(duì)比了恒速和變速下的同步振動(dòng)和異步振動(dòng)信號(hào)特點(diǎn)。

 2,、討論了不同條件下葉尖定時(shí)振動(dòng)信號(hào)分析處理的難點(diǎn),。對(duì)典型的葉尖定時(shí)算法進(jìn)行了理論推導(dǎo)，包括速矢端跡法,、雙參數(shù)法,、自回歸方法等，分析對(duì)比了各算法優(yōu)缺點(diǎn),，為探索欠采樣下的新算法-,。

 3、提出了基于任意角分布的多傳感器葉片振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)新方法,。主要針對(duì)變速下同步振動(dòng),、恒速下同步振動(dòng)以及恒速下異步振動(dòng)三種情況分別提出了三種不同的振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)方法，并獲得發(fā)明兩項(xiàng),。對(duì)各方法進(jìn)行了詳細(xì)的理論推導(dǎo)及仿zhen分析,，其中運(yùn)用了二乘、曲線擬合,、全相位fft以及振動(dòng)倍頻遍歷等算法,，能夠準(zhǔn)確辨識(shí)出不同條件下葉片振動(dòng)幅值,、頻率、倍頻等參數(shù),。解決了因欠采樣引起的振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)不全,、不確定性問(wèn)題。

 4,、討論了傳感器布局對(duì)不同葉尖定時(shí)振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)算法的影響。建立傳感器采樣點(diǎn)分布范圍dr這一函數(shù)對(duì)傳感器布局優(yōu)劣進(jìn)行評(píng)價(jià);利用明顯度(δs%)對(duì)振動(dòng)倍頻遍歷結(jié)果進(jìn)行判定,。結(jié)合實(shí)際條件,，擬出了基于任意角分布的多傳感器布局擇優(yōu)選取方法。

 5,、在多種旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備上完成了葉片振動(dòng)檢測(cè)實(shí)驗(yàn),，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)各種葉尖定時(shí)振動(dòng)參數(shù)辨識(shí)算法進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,。實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果表明了算法的可行性和有效性,。

善測(cè)天津科技有限公司位于天津市西青學(xué)府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立,，-資本 500 萬(wàn),，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的-公司。公司提供旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測(cè)和健康管理,。等產(chǎn)品和服務(wù),。

葉尖定時(shí)傳感器及葉片振動(dòng)信號(hào)處理技術(shù)的研究

速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè),、航運(yùn)業(yè)尤其是航空 亟待解決的難題,，傳統(tǒng)的接觸式測(cè)量方法很難做到同時(shí)監(jiān)測(cè)同級(jí)的所有葉片的振 動(dòng)情況，因此國(guó)外一直在致力研究非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量新技術(shù)—葉尖定時(shí) 測(cè)量技術(shù),。依托裝備部預(yù)先研究課題“非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量技術(shù) 研究”,，基于葉尖定時(shí)測(cè)量技術(shù)，研制了旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng),，包括葉尖定時(shí)傳 感器和轉(zhuǎn)速同步傳感器,，動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集軟件和振動(dòng)分析 算法，通過(guò)動(dòng)態(tài)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn),，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對(duì)壓氣機(jī),、渦輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片的振 動(dòng)檢測(cè)的可行性。主要工作包括如下幾個(gè)方面：

 1. 設(shè)計(jì)了光纖束式葉尖定時(shí)傳感器,，經(jīng)過(guò)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)分析,，充分驗(yàn)證 了其作為整個(gè)系統(tǒng)的-部件的實(shí)用性

 2. 設(shè)計(jì)了磁電式的霍耳轉(zhuǎn)速同步傳感器，在模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中,，該傳感器工 作正常,，電容式葉尖間隙測(cè)量,，-了轉(zhuǎn)速同步信號(hào)的有效輸出； 3. 開發(fā)了一套采集數(shù)據(jù)采集軟件,，葉尖間隙,，輔助采集電路的調(diào)試和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；

 4. 開發(fā)了一套模擬實(shí)驗(yàn)裝置,，電容式葉尖間隙,，通過(guò)詳細(xì)的模擬實(shí)驗(yàn)，對(duì)設(shè)計(jì)的傳感器和光電 接收電路進(jìn)行了原理性驗(yàn)證,，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),；

 5. 研究了一套實(shí)用可行的基于葉尖定時(shí)傳感的異步振動(dòng)和同步共振分析算法，包 括異步和同步信號(hào)的分離,，在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)中成功探測(cè)到了葉片的同步共振信號(hào),， 驗(yàn)證了其-性，為后續(xù)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測(cè)打下了基礎(chǔ),。