Устройство для измерения деформаций турбинных лопаток

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 14876 9) 1)5 6 01 В 11/ БРЕ Г:НИ В И.0,:ТЕ,Д .0 Р СДИзобретени я бесконтакт талей машин устроиствам деформаций спользовано ций лопаток турбома шин, ературах гае относится к ого измерения и может быть и ниях деформа ров и других и высоких темпавва ых о при исследова турбокомпрессо работающих прзовой среды.Целью изо ние точности п лопаток в выс угло счет выхо пита свет ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ и ОТКРЫТИЯМ1 РИ ГКНТ СССР(56) Автор: кое свидетельство СССРФ 1293483, кл. С 01 ".; 11,16, 985.Устройство для из 1 ерения колебаний идеформаций лс",аг",. к .гурбокомпрессора,экспресс-информация ВИНИТИ, - М,: 198 .серия Испытательные приборы и стенды",й.18, с. 17-21. РР,СТРОИ 1 В .1 Пс; ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ТУГБЯ Н ЫХ Л ОГ 1 АТОК 57) Изобрете: ие относитс; к устройствам для бесконтакгно-о из: рения деформаций деталей машин и может быть использовано при исследовани; х деформации лопаток турбокомпрсссоров и других турбомашин, работающих при высоких тем,.ературах газовой среды. Цепь изобретения - повышение точности при измерении деформаций лопаток в высокотемпературных газовых потоках с включениями светяцихся сажистых частиц, что достигается введением умножителя частоты, соединенного с датчиком Ьретения является повышери измерении деформаций окотемпературных газовых углового перемещения ротора турбины, счетчика числа импульсов, соединенного с выходом умножителя, и соединенного с выходом счетчика регулируемого источника питания излучателя, выполненного в виде светодиода с устанавливаемым перед фотоприемником оптическим фильтром, полоса прспускания которого соответствует рабочей полосе излучения светодиода. Умножитель частоты со счетчиком формируют синхронизированный с моментом прохождения перед линзой волоконно-оптической линии связи торца лопатки управляющий импульс требуемой длительности, что позволяет питать светодиод в импульсном режиме током большей амплитуды и улучшать за этот счет соотношение сигнал - шум в оптической част тракта. Дополнительно это соотношение улучшается за счет использования фильтра, полоса которого рассчитана на пропускание излучения светодиода и ослабление излучения от сажистых частиц, Устройство позволяет повысить точность измерения угловых деформаций лопаток за счет более точной при щи вязки к времени момента прохождения отражаощей кромки лопатки мимо линзы ф волоконно-оптической линии связи. 1 ил., О ках с включениями светящихся сажи- частиц, что достигается введением умителя частоты, соединенного с датчиком вого перемещения ротора турбины, чика числа импульсов, соединенного с дом умножителя, и соединенного с вым умножителя, и соединенного с выхосчетчика регулируемого источника ния излучателя, выполненного в виде одиода, с устанавливаемым перед фото 14876215 10 15 20 25 30Р 35 40 45 50 55 приемником оптическим фильтром, полоса пропускания которого соответствует рабочей полосе излучения светодиода,Умнокитель частоты со счетчиком формируют синхронизированный с моментом прохождения перед линзой волоконно-оптической линии связи торца лопатки управляющий импульс требуемой длительности, что и:,зволяет питать светодиод в импульсном режиме током большей амплитуды и улучшать за этот счет соотношением сигнал - шум в оптической части тракта, Дополнительно это соотношение улучшается за счет использования фильтра, полоса которого рассчитана на пропускание излучения светодиода и ослабление излучения от сажистных частиц.На чертеке представлена функциональная схема устройства.Устройство для измерения деформаций турбинных лопаток содержит датчик 1 углового псремещения ротора турбины с маркером 2, предназначенным для закрепления ротора, двунаправленную вооконно-оптическую линию 3 связи с фокусирующей линзой 4, предназначенной для установки в статоре урбины против ротора, излучатель 5, выполненный в виде светодиода, устанавливаемого против передающего светодиода волоконно-оптической линии 3 связи, с оптическим фильтром б, полоса пропускания которого соответствует полосе излучения :ветодиода, фотоприемник 7, устанавлива.,мый протлв приемного световода волоконно-оптической линии 3 связи, умножитель 8 ,астоты, вход которого соединен с выходом датчика 1 углового перемещения, счетчик 9исла импульсов, вход которого соединен с выходом умножителя 8, регулируемый источник 10 питания излучателя 5, соединенный с выходом счетчика 9, и блок 11 обработки, соединенный с выходом фотоприемника 7, а оптический фильтр б уста овлен между приемным световодом и фотоприемником 7,Устройство работает следующим образом,Перед испытаниями на роторе турбины закрепля 1 от маркер 2, а датчик 1 углового пе-, вмещения ротора турбины устанавливаюта статоре против маркера 2, На статоре турбины против ротора устанавливают такке двунаправленную волоконно-оптическу о линию 3 связи с фокусирующей линзой 4. При вращении ротора в момент прохождения маркера 2 против датчика 1 углового перемещения на входе последнего форми,руется импульс. При равномерном или близ:ом к нему вращении ротора с датчика 1 на вход умножителя 8 поступает последова. тельность импульсов определенной частоты, равной частоте вращения ротора, Умно- житель 8, выполненный, например, с коэффициентом умножения 1024 или 2048. формирует на выходе последовательность импульсов, каждый из которых соответствует перемещению лопатки турбины относительно линзы 4 на величину, определяемую долей оборота 1/К, где К - коэффициент умножения умножителя,Счетчик 9 выделяет из последовательности импульсов на выходе умножителя 8 группу импульсов, соответствующую прохождению перед линзой 4 торца лопати, деформации которой необходимо определить, и формирует вместо них один управляющий импульс той же длительности, что и длительность группы входных импульсов счетчика 9. В соответствии с этим регулируемый источник 10 питания излучателя вырабатывает.импульс питающего тока тол же длительности, но увеличенной амплитуды, зависящей от скважности следования управляющих импульсов.Благодаря пропусканию через светодиод большего тока в импульсном режиме, а также фильтрации оптического сигнала на выходе приемного световода волоконно-оптичдской линии 3 связи улучшается соотношение сигнал - шум в оптической части тракта измерения, что повыцает точность временной привязки момента прохождения отражающей поверхности торца лопатки мимо линзы 4 волоконно-оптической линии 3 связи. Допустимая для различных типов лопаток минимальная длительность свечения излучателя 5 настраивается путем регулировки коэффициента пересчета счетчика 9. Б блоке 1 обработки сигнал с фотоприемника 7 подвергается статический обработке, при которой за искомое из нескольких последовательных значений сигнала принимают наименьшее из этих значений, что соответствует отсутствию засветки фотоприемника 7 излучением от светящихся сажистых частиц,Устройство позволяет повысить точность определения углового перемещения торца лопатки на различных режимах работы турбины и соответственно повысить точность измерения связанных с этими перемещениями деформаций пера лопатки,Формула изобретения Устройство для измерения деформаций турбинных лопаток, содержащее датчик углового перемещения ротора турбины с маркером, предназначенным для закрепления на роторе, двунаправленную волоконно-оптическую линию связи с фокусирующей лин1487621 зой, предназначенную для установки в статоре турбины против ротора, излучатель и фотоприемник, установленные соответственно против передающего и приемного световодов волоконно-оптической линии связи, и блок обработки сигналом фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при измерении деформаций лопаток в высокотемпературных газовых потоках с включениями светящихся сажистых частиц, оно снабжено 1,/,У-Т . ад ==-3 А с.Фи Щелинаентал (ор ректор М. Макс,;ми ш и,е ставитель хред М,Мо да,тор М. Васил ьева аказ 4594ВНИИХИ Го Подписноениям и открь ая наб 4/5 ираж НТ СССР ственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж, Раулс иям пр льский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,изводственно-изд ф;,У3а"РФ,умножителем часаты. соединенными с датчиком углового перемещения, счетчиком числа импульсов, соединенным с выходом умножителя, и регулируемым источ ником питания излучателя, соединеннымс выходом счетчика, а излучатель выполнен в виле светолиода с уста,ав ир,емым перед фотопрл,.мн 1 ем оп иеск",м вил:,тром, полога поо-. охания которогс 1 О соответствуе- О-Ро;.ио,-осе из"ениясветодиода.