Способ измерения колебательной скорости рабочих лопаток турбомашин

(51) М. Кл. б О 1 Н 11/00 Государственный комитет Опубликовано 15.10.80. Бюллетень38Дата опубликования описания 25.10.80по делам изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КОЛЕБАТЕЛЬНОЙ СКОРОСТИ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ТУРБОМАШИН15 Изобретение относится к виброизмерительной технике и может быть использовано для измерения колебательной скорости рабочих лопаток турбомашин.Известен способ измерения колебательной скорости рабочих лопаток турбомашин, заключающийся в том, что берут два импульсных бесконтактных датчика, устанавливают их на корпусе турбомашины в окружном направлении на некотором расстоянии друг от друга в плоскости вращения рабочего колеса, измеряют временной интервал между сигналами датчиков, при прохождении лопаток мимо них и по измеренному временному интервалу вычисляют аналитически колебательную скорость рабочих лопаток турбомаший 1.Недостатком указанного способа является низкая точность измерения, поскольку в нем измеряется величина, обратно пропорциональная квадрату величины окружной скорости.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения колебательной скорости рабочих лопаток турбомашин, заключающийся в том, что измеряют окружное расстояние между двумя бесконтактными импульсными датчиками положения, установленными по окружности в плоскости вращения рабочего колеса турбомашины, измеряют временные интервалы между импульсами датчиков в моменты прохождения каждой лопатки и аналитически вычисляют колебательные скорости рабочих лопаток 2).Недостаток известного способа состоит в том, что он обладает невысокой точностью и надежностью измерения колебательной скорости, так как ее значение на один-два порядка меньше окружной скорости. Кроме того, значение скорости определяется в результате расчета, который не позволяет получить сигнал, необходимый для использования в режиме сигнализации работы турбомашины.Целью изобретения является повышение точности и надежности измерений.Цель достигается тем, что по предлагаемому способу заполняют временной интервал между импульсами датчиков, импульсами с частотой, пропорциональной частоте следования лопаток рабочего колеса, определяют разность между числом импульсов датчиков, соответствующих колебательному и неколебательному режимам работы лопаток рабочего колеса, преобразуют определенную разность числа импульсов во вспомогательный интервал умножением этой разности на постоянный период, определяемый заданной точностью измерения, заполняют вспомогательный интервал импульсами с частотой, пропорциональной частоте следования лопаток, измеряют полученное число импульсов и вычисляют колебательную скорость лопаток рабочего колеса турбомашины аналитически по формуле:ч= -- ( - )й ЛП= то Ккгде Ч - колебательная скорость лопаток;М - число импульсов;Т о - постоянный период, определяемыйзаданной точностью измерения;Р - диаметр рабочего колеса;к - число лопаток рабочего колеса; К - коэффициент пропорциональностичастоты заполнения временного интервала между импульсами датчиков и частоты заполнения лопаток;л - постоянный коэффициент;1. - окружное расстояние между датчиками.На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ.Блок-схема содержит рабочее колесо 1 турбомашины, лопатку 2 рабочего колеса, импульсные бесконтактные датчики 3, 4 положения, блок 5 измерения временного интервала и выделения разности между числами импульсов, соответствующих колебательному и неколебательному режимам лопаток рабочего колеса, блок 6 хранения разности и выработки вспомогательного интервала, блок 7 преобразования вспомогательного временного интервала в число импульсов, пропорциональное колебательной скорости, блок 8 частоты, пропорциональной частоте следования лопаток, блок 9 генератора последовательности импульсов с постоянным периодом, блок 10 управления последовательностью выполнения приемов измерения.Выходы импульсных бесконтактных датчиков положения соединены с входами блоков 5 и 8. Выход блока 5 соединен с одним из входов блока 6, а выход последнего соединен с входом блока 7, Выход блока 9 соединен со вторым входом блока 6. Блоки 5, 6 и 7 соединены с блоком 10. Способ измерения колебательной скорости заключается в том, что устанавливают датчики 3 и 4 в окружном направлении, в плоскости вращения рабочего колеса 1. Измеряют окружное расстояние Е между датчиками. Временной интервал между импульсными сигналами двух датчиков в момент, когда лопатка 2 рабочего колеса 1 колеблется, равен Ы -О+ АыьасоСгде 11 - окружная скорость лопатки;А - амплитуда колебания лопатки;со - частота колебания лопатки. 4Временной интервал между сигналами датчиков 3 и 4, когда лопатка не колеблется, равен(9 цСигнал с датчика 4 подают на вход блока 8 частоты, с выхода которого получают3последовательность импульсов с частотоиг = 1 о 2 К,гдето - частота вращения ротора турбомашины;2. - число лопаток рабочего колеса тур 10 бом ашины;К в коэффициент пропорциональностичастоты заполнения временного интервала между импульсами датчикови частоты следования лопаток.На выходе блока 5 получают число импульсов, определяемое формулой11 = (-цу - о)(о 2 К = уц"гдето = Ааяпа 1;Р - диаметр рабочего колеса;Число импульсов ЬХ подают на входоо блока 6, на другой вход которого подаютсигналы с блока 9. На выходе блока 6получают вспомогательный временной интервал, равныйЬХК ч1 д ц-ч ТоВременной интервал с подают на входблока 7, на другой вход которого подаютсигнал с блока 8. На выходе блока получают число импульсов, равноец)1 0102 К 1 1 о( ур ) ХХ - , --- ,(з)зо где лИ о = 11. лэ СоТак как величина - . - 1, тоЧ 11 = 1-То(-Щ-Р Ч,Затем измеряют полученное число импульсов и вычисляют колебательную скоф рость лопаток рабочего колеса турбомашиныаналитически по формуле:где У - колебательная скорость лопаток;Х - число,импульсов;4 ф Т о - постоянный период, определяемыйзаданной точностью измерения;Р - диаметр рабочего колеса;е - число лопаток рабочего колеса;К - коэффициент пропорциональностичастоты заполнения временного интервала между импульсами датчиков и частоты заполнения лопаток;л - постоянный коэффициент;1 - окружное расстояние между датчиками,Использование описываемого способа измерения колебательных скоростей обеспечивает, по сравнению с существующими, более высокую точность и надежность измерений и возможность использования результатов измерений колебательных скоростей вфф системах сигнализации опасных напряжений рабочих лопаток турбомашин, в системах автоматической обработки результатов измерений и регулирования режима ра771477 формула изобретения СоставиТехред К. ШТираж 713Государственного клам изобретений иква, Ж - 35, РаушПатент, г. Ужгоро Редактор Л. БатаноЗаказ 6681/52ВНИИПИ омитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5 д, ул. Проектная 113035,филиал ПП боты турбомашины, а также в процессе доводки рабочих колес турбомашин. Способ измерения колебательной скорости рабочих лопаток турбомашин, заключающийся в том, что измеряют окружное расстояние между двумя бесконтактными импульсными датчиками положения, установленными по окружности в плоскости вращения рабочего колеса турбо машины, измеряют временные интервалы между импульсами датчиков в моменты прохождения каждой лопатки и аналитически вычисляют колебательные скорости рабочих лопаток, отличаюи 4 ийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений, заполняют временной интервал между импульсами датчиков, импульсами с частотой, пропорциональной частоте следования лопаток рабочего колеса, определяют разность между числом импульсов датчиков, соответствующих колебательному и неколебательному режимам работы лопаток рабочего колеса, преобразуют определенную разность числа импульсов во вспомогательный интервал умножением этой разности на постоянный период, опре деляемый заданной точностью измерения,заполняют вспомогательный интервал импульсами с частотой, пропорциональной частоте следования лопаток, измеряют полученное число импульсов и вычисляют колебательную скорость лопаток рабочего колесатурбомашины аналитически по формуле:где Ч - колебательная скорость лопаток;1 Ч - число импульсов;Т о - постоянный период, определяемый10 заданной точностью измерения;Р - диаметр рабочего колеса;Е - число лопаток рабочего колеса;К - коэффициент пропорциональностичастоты заполнения временного интервала между импульсами датчиков и частоты заполнения лопаток;л - постоянный коэффициент;1. - окружное расстояние между датчиками.Источники инфо 1 мации,зе принятые во внимание при экспертизе1. Заблоцкий И. Е., Коростелев Ю. А.и Шипов Р, А. Бесконтактные измерения колебаний лопаток турбомашин. М., Машиностроение, 1977, с. 35.2. Авторское свидетельство СССРЮо 236827, кл. б 01 Н 11/00, 1967 (прототип),ель А. Шмануфрич Корректор О. БилакПодписное