本文關鍵詞：基于葉尖定時和雙頻激光相位測距的葉尖間隙測量技術　出處：《天津大學》2014年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：葉尖間隙是航空發(fā)動機、煙氣輪機、鼓風機和汽輪機等重大裝備的發(fā)動機旋轉葉片葉尖與發(fā)動機機匣之間的微小距離，是影響發(fā)動機健康運行、能耗效率的關鍵參數(shù)，因此其實時高精度檢測對旋轉機械的安全維護和隱患預警相當重要，而且是現(xiàn)階段制約大型旋轉機械葉尖間隙主動調(diào)控和發(fā)動機發(fā)展的主要瓶頸之一。在分析惡劣應用條件和葉尖間隙主動調(diào)控對間隙測量技術提出的要求的基礎上，本文提出了基于葉尖定時的葉尖間隙測量方案，建立了系統(tǒng)測量模型。分析了各組成部分的設計要求，并詳細設計了基于葉尖定時的葉尖間隙測量系統(tǒng)。深入分析了測量系統(tǒng)的誤差源，提出了測量系統(tǒng)的優(yōu)化方案，在已有實驗平臺上完成了測量系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和葉尖間隙測量實驗。最后，，本文分析了雙頻激光相位測距的葉尖間隙測量技術的主要優(yōu)缺點，并針對其同頻串擾問題進行了優(yōu)化設計。主要工作包括下述四點： 第一，簡要分析了激光三角法和光纖傳感技術的原理，在此基礎上，提出了葉尖定時的葉尖間隙測量技術。隨后，理論推導了測量系統(tǒng)的測量模型，并設計了各組成部分。采用葉尖到達信號的上升沿作為定時信號，從原理上克服了激光器光源不穩(wěn)、不同葉片表面散射特性不同和旋轉設備內(nèi)部介質(zhì)變化導致的反射光強弱變化和漂移及某些電路參數(shù)變化導致的電信號幅值變化等諸多因素的對測量系統(tǒng)的影響，測量系統(tǒng)具有動態(tài)響應速度快、抗電磁干擾能力強等優(yōu)點。 第二，根據(jù)測量模型，系統(tǒng)地分析了基于葉尖定時原理的葉尖間隙測量系統(tǒng)的誤差源；在此基礎上，推導出測量系統(tǒng)的主要誤差因素，并提出了相應的改進措施和技術方案，詳細地分析了該測量系統(tǒng)的精度潛力。 第三，在已有實驗平臺和葉尖定時測振系統(tǒng)的基礎上，引入葉尖定時傳感器和間隙計算軟件，完成了葉尖定時葉尖間隙測量系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實驗，進行了從低速恒速至高速恒速的葉尖間隙測量實驗，初步驗證了測量系統(tǒng)的正確性。 第四，為了提高雙頻激光相位測距的葉尖間隙測量系統(tǒng)的抗同頻串擾能力，對其處理電路進行了優(yōu)化設計，并引入雙路光纖傳輸。
[Abstract]:The tip clearance is small distance between aero engine and gas turbine, blower and steam turbine and other major equipment of the rotating blade tip of engine and engine casing, are key parameters affecting the healthy operation of the engine, the energy efficiency, so that the high precision detection of rotating machinery maintenance and safety hidden danger warning is very important, and is one of the main the bottleneck in restricting the large rotating machinery of tip clearance of the active control and engine development. On the basis of analyzing the requirements of bad application conditions and active control of blade tip clearance for gap measurement technology, a blade tip timing measurement scheme based on tip timing is proposed in this paper, and a system measurement model is established. The design requirements of each component are analyzed, and the tip clearance measurement system based on the tip timing is designed in detail. The error sources of the measurement system are deeply analyzed, and the optimization scheme of the measurement system is put forward. On the existing experimental platform, the measurement system's harmonic and tip clearance measurement experiments are completed. Finally, the advantages and disadvantages of the dual frequency laser ranging technology are analyzed, and the optimal design of the same frequency crosstalk is carried out. The main work includes the following four points:
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TH13;TP274

【參考文獻】

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本文編號：1338174