《HOOD非接触测量系统(叶片振动)-9通道》由会员分享，可在线阅读，更多相关《HOOD非接触测量系统(叶片振动)-9通道（21页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 1 Hood 非接触式叶片振动测量系统 Hood 非接触式叶片振动测量系统 光学和涡流 光学和涡流 宇同科技有限公司 Hood Technology Corporation 2011-5-3 2 一、 HOOD 公司简介： 一、 HOOD 公司简介： Hood 技术公司于 1993 年由麻省理工学院航空航天教授，Andeas Von Flotow 博士创立。公司由机 械，电子和计算机方面的专业技术人员组成，公司主要专业为动力学和控制，电子和机械设计，测试 和实验程序，和数据采集。 Hood 公司已经拥有 20 多项专利技术和产品，具有非常好的业绩，是许多大型合作项目的领导者，项 目合作方包括
2、: Barry Control， NAVAIR （海军航空系统小组）， DAPRA ，Pratt 两个 24-bit 计数/计时器 ? 模拟和数字触发，14 或 15 模拟输入信号范围 ? NI-DAQ 驱动器简化配置和测量 1.41.4 NI PXI 高性能处理器 NI PXI 高性能处理器 采用 NI 公司 PXI-8187 或更高性能的处理器，PXI 8187 是高性能的 Pentium 4-M 内置式控制 器，用于 PXI 或 CompactPCI 系统. NI PXI-8187 是 NI 公司的高端控制器，是要求高级分析或 软件开发的理想选择。PXI-8187 内置控制器提供了紧凑、
3、高性能的 PC 平台，用于模块化仪器和 数据采集应用。 ? 2.8 GHz Pentium 4-M 处理器 ? 1 GB DDR RAM ? 集成硬盘, USB 2.0, Ethernet ? Windows XP 及驱动 9 2.2. 前置放大器 前置放大器 6 个 BV-OP 光学前置放大器 3 个 BV-IND 涡流前置放大器 2.12.1 BV-OP 光学前置放大器 BV-OP 光学前置放大器 The Hood 公司的 3-通道前置放大器有三个同样的通道，用于 Hood 公司的光学叶尖传感器。前置 放大器通过与 Hood 公司的 BVSI 卡相连的 9 针 sub-D 电缆供电。没有
4、BVSI 系统时，Hood 公司的 3 通道光学前置放大器也可以通过 DIN-5 接头供电。探测器电子具有可选择的增益和过滤器设置。 ? 通道数： 3 ? 激光源：35mW，658nm ? 安全： 安全钥匙开关和防激光直射设计。 ? 输出接口：BNC 和 9 针 sub-D ? 偏压调节 ? 增益：x1, x2, x5, x10, x20, x50, x100 ? 低通滤波：50kHz ? 高通滤波：10Hz，100Hz，1kHz，10kHz ? 自动调零 2.22.2 BV-IND 涡流前置放大器 BV-IND 涡流前置放大器 The Hood 公司的 3-通道前置放大器有三个同样的通道，每
5、个通道用于为所有涡流传感器提供前置 放大，采用内衬套管或干真空环境下，从传感器到 Hood BVSI 模块和数据采集分析部分的最大长 度为 25 英尺。此前置放大器用于 Hood 公司的涡流探头。前置放大器通过与 Hood 公司的 BVSI 卡 相连的 9 针 sub-D 电缆供电。 10 ? 通道数：3 ? 传感器接口： BNC ? 信号输出：BNC 和 DB9 ? 增益：x1, x2, x5, x10, x20,x50, x100 ? 被动分压器电阻：0，50，200， 400，1000可选 3.3. 传感器 传感器 18 个 MiniOPT200-7F/700 光学传感器 9 个 Min
6、iOPT200-7F/1200 光学传感器 9 个 ECS 标准涡流传感器 3.13.1 MiniOPT200-7F/700 和 MiniOPT200-7F/1200 光学传感器 MiniOPT200-7F/700 和 MiniOPT200-7F/1200 光学传感器 光学多光纤点式传感器（含七根光纤，1 个发射，6 个接收)，非冷却，光纤总长度 3 米，其中从 发射接收分离接头到传感器测量端部距离不小于 2.4m, 光纤传感器直径小于 1.65mm, 传感器端部 设计有小凸台，用于与安装夹具配合，并防止传感器进入发动机。传感器光纤外部有金属保护 层，传感器能够耐高温至 700，在 700下不
7、变形，不损坏。光纤的最小弯曲半径不大于 R10。 11 3.23.2 线型光纤传感器 (采用透镜聚焦) 线型光纤传感器 (采用透镜聚焦) 带镜头的光学传感器可以实现远距离测量，在叶片振动测量应用中可达几米远。激光通过镜头准直后 可以传输很远的距离（已经应用的达 10m）。 在燃气轮机中，这种光纤传感器被分为发射器和接收器两部分，而转子叶片经过发射器和接收器之间 激光束时就起到了“快门”的作用，在这种情况下叶片的前沿和后沿都可以被测量到。下图为在一个 低压涡轮中测试的示意图。这种情况下不需要反射贴，因此可以用于高温环境。 远距离准直激光传感器在涡轮中的安装示意图 12 发射接收分离式发射接收分离
8、式 (用于高温应用用于高温应用) 发射接收一体式发射接收一体式 反射面 13 发射接收分离式传感器对前放的使用发射接收分离式传感器对前放的使用 分离式和一体式都使用前放上的一个通道. 发射接收分离式传感器与前放连接示意图发射接收分离式传感器与前放连接示意图 HOOD 的 BVSI 系统可以设置触发为： ? 叶片到达沿 ? 叶片离开沿 ? 到达和离开沿（需要两通过输入） 14 Volts Time Dark=Blade present Bright=Blade absent Blade arriving edge Blade departing edge 分离式和一体式都可以得到两样的信号花样。
9、一体式只需要安装一个传感器但需要一个反射面分离式和一体式都可以得到两样的信号花样。一体式只需要安装一个传感器但需要一个反射面 分离式传感器发射光纤头部尺寸图 15 发射光纤发射的光斑点约为 30 毫弧度（2 度）宽，接收光纤必须对准此光斑 3.33.3 标准涡轮传感器（非冷却） 标准涡轮传感器（非冷却） HOOD 的涡轮传感器有不同的尺寸和温度范围，其基本原理是传感器产生一个磁场，当叶片经过 时，会对磁场产生干扰。如果叶片为导电性的（不一定为铁），就会在叶片中产生涡流，从而对磁场 造成影响。传感器中的线圈对这种影响产生感应，并输出信号。这种传感器在非冷却条件下可以工作 到 550，在加上气冷后
10、（保证传感器内部温度低于 500），此传感器也应用到了燃气温度为 1000 的环境下。 最普通的传感器尺寸如下图所示，除了大量应用于燃气轮机，这种传感器也成功应用于蒸汽轮机，一 般在低压涡轮的最后几级。在蒸汽轮机应用中，传感器的外壳由耐腐蚀的材料制成。几个涡流传感器 已经安装在燃气轮机和蒸汽轮机并连续工作了超过 2 年的时间，信号质量也没有下降。 此传感器可用于叶尖计时测量和非标定的叶尖间隙测量。 16 标准的 12.7mm 直径涡流传感器，其工作温度主要受限于传感器内部永磁铁的居里温度点。 采用铝镍钴磁铁，非冷却情况下传感器可以承受 550 17 3.43.4 Kaveri 130 LPT
11、ECS 涡流传感器 Kaveri 130 LPT ECS 涡流传感器 涡流传感器采用直流被动式设计，传感器内置永磁体和 感应线圈，具有较高的磁通量。 ? 空气冷却式涡流传感器，冷却状态下最高适用于 850C（传感器本体温度）。 ? 传感器内置 K 型热电偶，监测冷却效果，传感器内 部温度必须保持在 500C 以下。 ? 测量距离大于 10mm。 ? 耐振动:大于 100g。 ? 尺寸：涡流传感器头部截面尺寸不大于 14x9mm,长 度 19mm，空气冷却管为直径 1.5mm 的柔性钢管， 长度 1.5m, 其中 0.75m 带热绝缘层。 ? 带安装孔 18 4.4. 软件 软件 4.1 传感器
12、安装位置布局优化软件 传感器安装位置布局优化软件 根据所测试的发动机阶次和实际发动机上的安装限制，计算所需的传感器数量和最优化的安装位 置布局。 4.2 采集软件（版本 9.x） 采集软件（版本 9.x） 采集软件用于采集非接触叶尖计时传感器的数据，主要功能： ? 支持最多30个通道 ? 支持多个转子或发动机多级同时测量 ? 与BVSI通讯，允许用户浏览和更改BVSI内每个传感器的调理和触发参数，如增益、低通、高 通、arm、触发等 ? 虚拟示波器，用户可查看模拟信号和到达时间，同时调整调理和触发设置 ? 实时显示： - RPM - 传感器状态 - 显示叶片的同步和非同步振动的振幅和历史图 -
13、 根据设定的阶次进行周向付里叶拟合 - 多传感器的阶次跟踪 - 实时坎贝尔图 - 根据叶片信号脉冲幅值计算叶尖间隙 - 叶片扭转监测（要求在叶片弦长方向上有两个传感器） - 所有叶片的FFT，用于分析非谐振事件（颤振、旋转失速等） - 单个叶片的非谐振幅值 - 叶片之间间距的监测，用于识别转子裂纹 ? 实验监视和数据管理功能： - 选择手动数据采集或根据转速来开始和结束采集 - 循环缓冲所有数据，如果数据被其他事件标记需要存储，则可以被恢复（如高非同步振 动，预触发） - 自动创建文件夹，用于长期测试 - 数据可以周期性存储，用于长期测试（几个月或几年） - 创建ASCII信息文件(*.inf
14、)，包括所有相关信息 - 说明自动附加至信息文件(*.inf)里 - 声光报警：超限的同步或非同步振动、叶尖间隙、叶片扭转角 19 采集软件界面 4.3 分析软件 分析软件 用于分析采集到的数据，主要功能 ? 确定传感器的实际安装位置（通过用户设置信息、叶片间隔或两者的综合信息） ? 支持多转子测试和在弦长方向的传感器位置 ? 快速浏览RPM历史图 ? 快速浏览（汇总）同步/非同步振动 ? 确定同步振动的阶次 ? 同步振动分析： - 周向付里叶拟合（即：阶次跟踪），需要3支以上传感器 - 每个叶片的单自由度拟合，或与飞行实时相结合 - 逐个叶片察看可多个叶片综合查看 - 结果导入坎贝尔图以及E
15、xcel和Word - 用户可配置数据平滑和处理方式 ? 非同步振动分析： 20 - 瀑布图 - 节径和非谐振的真实频率 - 非整阶周向拟合，用于单个叶片幅值 - 结果可导入坎贝尔图以及Excel和Word ? 叶片扭转角分析 ? 叶尖间隙分析 - 支持两种类型的传感器：开角双光束传感器，信号幅值与间隙相关的传感器 - 标定可包括叶尖速率 - 当没有标定时，利用标定功能可以生成有意义的定性结果 - 结果可输出至Excel和Word ? 结合有限元分析软件，可以对振型进行分析 分析软件界面 21 4.4 裂纹监测 裂纹监测 裂纹监测功能没有一个单独的用户界面。监测功能对采集到的数据进行长期的趋势
16、监测，包括对裂纹 出现和扩展有指示作用的参数：同步共振、非同步现象，叶片倾斜等。为了最大化监测的效果，采用 相关知识库（预期的裂纹，叶片倾斜行为）来对数据进行过滤。监测功能可以自动生成报告，并发送 至预定的网站或发送 email 至指定地址。 裂纹监测功能 六、 服务 六、 服务 5.1 根据用户实际情况对传感器及其电缆和传感器的安装方式进行设计 5.2 对安装和测试进行技术指导 5.3 培训：在制造厂或用户所在地对用户进行操作和使用培训 5.4 辅助数据分析，当用户遇到问题时，辅助用户对数据进行分析 七、 资料 七、 资料 6.1 系统说明和操作维护手册，软件手册 6.2 传感器及其安装方式的图纸
