Устройство для обнаружения трещин в рабочих лопатках турбомашин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 14 0 91 Ш 4 С 01 М 15/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГННТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ НИ.8)етельство СССРМ 15/00, 1 983 емента 8 подключ д фильтра 7 нижн к выходу блока 5 входы которого подключены к выходам усилителей 3 и 4 импульсов. Конструк ция устройства исключает ложную сигнализацию от случайных процессов и помех и обеспечивает работоспособность устройства независимо от скоростного режима работы. 1 ил. ОЙСТ ОЧИХ рете(54) УСТ ЩИН,В РА (57) Изо установк регатов Цель изо ВО ДЛЯ ОБНАРУЖЕНИЯ ТРЕЛОПАТКАХ ТУР БОМАШИНние м.б. использовано в для газоперекачивающих аг гистральных газопроводов етения - повышение надежности в работеи 2 перемещенияключены соответлям 3 и 4 импульния разности сиде дифференциальход пороговогок индикатору. Вчастот подключе концов лопаток подтвенно к усилитесов. Блок 5 вычисленалов выполнен в виного усилителя. ВыИзобретение относится к турбостроению, в частности к газотурбинным установкам для газоперекачивающих агрегатов магистральных газопроводов .Цель изобретения - повьппение надежности работы устройства.На чертеже представлена структурная схема устройства.Устройство для обнаружения трещин в рабочих лопатках турбомашин содержит первый 1 и второй 2 датчики перемещения концов лопаток, подключенные соответственно к первому 3 и второму 4 усилителям импульсов, блок 5 15 вычисления разности сигналов и индикатор 6. Блок 5 вычисления разности сигналов выполнен в виде дифференциального усилителя, а устройство также содержит последовательно соединен ные фильтр 7 нижних частот и пороговый элемент 8, выход корого подключен к индикатору 6, вход фильтра 7 нижних частот подключен к выходу блока 5 вычисления разности сигналов, входы 25 которого подключены к выходам первого 3 и второго 4 усилителей импульсов.Устройство работает следующим образом.При работе турбомашины от первого 30 1 и второго 2 датчиков перемещения концов лопаток через первый 3 и второй 4 усилители импульсов на входы блока 5 вьиисления разности сигналов поступают импульсы, амплитуда которых 35 пропорциональна расстоянию от внутренней поверхности статора до торца рабочей лопатки турбомашины и характеризует перемещение концов рабочей лопатки в радиальном направлении при раскрытии в периферийном сечении усталостной трещины, Края торца (концы) лопатки могут иметь неодновременное прохождение мимо первого 1 и второго 2 датчиков перемещения концов лопаток, однако это не влияет на работоспособность устройства. Допустим, что первый усилитель 3 импульсов подключен к.неинвертирующему входу блока 5 вьиисления разности сигналов, а второй усилитель 4 импульсов - к его инвертирующему входуНа вход фильтра 7 нижних частот 55 поступает сигнал О = П,- П, где О, и П - сигналы на выходах первого 3 и второго 4 усилителей импульсов соответственно. Фильтр 7 нижних частот фильтруетсигнал Пз так, что на вход порогового элемента 8 поступает постояннаясоставляющая 114 сигнала 11 .Пороговый элемент 8 представляетсобой компаратор, срабатывающий втом случае, когда абсолютная величинанапряжения 11 превьппает определенныйуровень опорного напряжения. Сигналс выхода порогового элемента 8 поступает на вход индикатора 6, который сигнализирует о возникновениитрещины. Величина опорного напряжения порогового элемента 8 устанавливается в зависимости от требуемойчувствительности устройства.Если трещина отсутствует, то импульсы от края лопатки на выходахпервого 3 и второго 4 усилителей импульсов одинаковы, и на выходе блока5 вычисления разности сигналов формируется в общем случае импульсныйсигнал Пз, в котором импульсы 11 имеют положительную полярность, а 11отрицательную, в случае неодновременного прохождения концов лопаткимимо первого 1 и второго 2 датчиковперемещения концов лопаток (при одновременном прохождении импульсы полностью компенсируют друг друга и сигнал 11 п = О).Так как сигнал П в общем случаесостоит из разнополярных одинаковыхимпульсов, то он не содержит постоянной составляющей, и напряжение навыходе фильтра 7 нижних частот равнонулю при отсутствии трещины,При появлении трещины импульсы свыходов первого 3 и второго 4 усилителей импульсов имеют различную амплитуду, и сигнал на выходе блока 51вычисления разности сигналов несимметричен, При этом он содержит постоянную составляющую, величина которой пропорциональна разности расстояний от внутренней поверхности доторца рабочей лопатки турбомашины. Навход порогового элемента 8 поступаетнапряжение с выхода фильтра 7 нижнихчастот. Когда это напряжение превысит по абсолютной величине уровеньопорного напряжения порогового элемента 8, индикатор 6 вьщает сигнало появлении трещины.Устройство не содержит элементов,параметры которых зависят от режимаработы трубоагрегата и, таким образом, обеспечивается работоспособностьСоставитель В. Колясников Техред А.КРавчук Корректор В. Романенко Редактор А. Козориэ Тираж 788 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 537/52 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 3 146 устройства при произвольных скоростных параметрах ротора.Исключение ложной сигнализации отслучайных процессов и помех обеспечивается блоком 5 вычисления разности сигналов совместно с фильтром 7 нижних частот.Помехи, поступающие одновременно от первого 1 и второго 2 датчиков импульсов, взаимно, компенсируются в блоке 5 вычисления разности сигналов либо создают симметричный разнополярный сигнал на входе фильтра 7 нижних частот, не содержащий постоянной составляющей.Помехи, поступающие только от одного из датчиков, сглаживаются фильтром 7 нижних частот и не приводят к существенному изменению постоянной составляющей. Только периодическая несимметричность разностного сигнала в случае возникновения трещины обеспечит устойчивое изменение сигнала на выходе фильтра 7 нижних частот и формирование сигнала на индикаторе 6.Таким образом, предлагаемое устройство обладает высокой надежно 0648стью, более широкой областью применения, так как наличие фильтра нижних частот обеспечивает работоспособность устройства независимо отскоростного режима работы турбомашины.Формула изобретенияУстройство для обнаружения трещинв рабочих лопатках турбомашин, содержащее первый и второй датчики перемещения концов лопаток, подключенные соответственно к первому ивторому усилителям импульсов, блок.вычисления разности сигналов и индикатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности,блок вычисления разности сигналоввыполнен ввиде дифференциальногоусилителя, а устройство дополнительнб содержит последовательно соединенные фильтр нижних частот и пороговый элемент, выход которого подключенк индикатору, вход фильтра нижних частот 25 подключен к выходу блока вычисления разности сигналов, входы которого подключены к выходам первого и второгоусилителей импульсов.