【技术实现步骤摘要】
本技术涉及非接触式测量领域，尤其涉及一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置。
技术介绍
1、旋转叶片是航空发动机、燃气轮机、汽轮机等重大装备的核心做功元件，其运行状态参数直接影响设备的工作性能及运行安全，复杂工况下叶片振动参数的在线测量是保证设备工作性能和运行安全的关键。
2、近年来，基于叶尖定时的叶片振动在线测量方法，因具有非接触、低介入、实现全级叶片测量的优点，受到了国内外的高度重视和大力发展，已被欧美国家列入航空发动机试验大纲。
3、叶尖定时原理为叶片尖端扫过叶尖定时传感器时产生脉冲信号，代表了叶片到达时刻，转速同步信号作为定时基准，即可获取每只叶片到达每只定时传感器的时间序列。由于叶片振动，叶尖到达时刻出现超前或滞后，通过叶片振动参数辨识算法例如单参数法、双参数法、自回归法、频谱分析法、信号重构法等对该时间序列进行处理，可获得叶片振幅、频率、相位、品质因数等叶片振动信息。
4、目前，工程试验中多通过应变片法的测量结果验证叶尖定时法测量结果的准确性，但应变片法是通过在叶片表面粘贴应变片来测量，属于接触式测量，会改变叶片的振动特性，难以满足叶尖定时测振系统的精度验证需求，并且应变片法对振动位移的溯源需要借助动应力反演模型，是一种间接手段，目前尚无成熟的叶尖定时测振系统精度验证装置。基于上述叶尖定时原理可知，叶片振动位移是后续通过算法辨识叶片振动参数的重要数据基础。综上所述，如何验证叶尖定时测振系统的振动位移测量精度，进而确定叶尖定时测振系统的测量精度，保证旋转叶片振动参数的高精度在线
技术实现思路
1、本技术的目的是为了克服现有技术中的不足，解决当前叶尖定时测振系统测量精度难以验证的问题，提供一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置。利用角度调节装置令传感器产生相对于叶片的精密角度变化，可模拟叶片产生振动位移时相对于传感器产生的周向位移变化。还通过测量同一叶片经过传感器先后位置的到达时刻，利用差分法计算到达时刻差，转化为传感器转动角度，与角度调节装置转动角度对比，获取叶尖定时测振系统振动位移测量精度，通过与叶尖定时测振系统的测量精度阈值要求对比，实现叶尖定时测振系统的测量精度验证。
2、本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
3、一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，包括待测传感器、参照传感器、转速同步传感器、叶尖定时信号处理系统、角度调节装置、待测传感器夹具、参照传感器夹具、转速同步传感器夹具、转台、定位装置和固定平台；
4、所述角度调节装置和转台固定安装于固定平台，通过定位装置确定角度调节装置和转台的相对位置，并使角度调节装置和转台同轴；
5、所述待测传感器夹具安装于角度调节装置上，待测传感器通过待测传感器夹具夹持固定，待测传感器的探头端面正对转台上叶盘的叶片端面；
6、所述参照传感器夹具、转速同步传感器夹具均安装于固定平台上，分别用于夹持固定所述参照传感器和转速同步传感器；参照传感器的探头端面正对转台上叶盘的叶片端面；转速同步传感器的探头端面正对转台上叶盘的凸台处；
7、所述待测传感器、参照传感器、转速同步传感器均通过信号线与叶尖定时信号处理系统连接。
8、进一步的，所述待测传感器、参照传感器、转速同步传感器为光纤传感器、电容传感器、电涡流传感器、微波传感器其中的任意一种；所述参照传感器用于为待测传感器提供定位参照，转速同步传感器用于确定已旋转圈数、叶盘转速和每圈旋转时的起始时刻。
9、进一步的，所述叶尖定时信号处理系统包括传感器驱动模块、模拟信号解调模块、模数信号转换模块、数字信号采集模块和上位机信号处理软件，且通道数至少为3个以上。
10、进一步的，所述转台由依次相连的电机、主轴和叶盘组成，其中电机为气浮电机、伺服电机、直流电机中的任意一种。
11、所述叶盘由叶片和凸台组成，所述凸台用于与定位装置配合确定角度调节装置和转台的相对位置，凸台上设有标记，用于确定叶盘每圈旋转时的起始时刻和确定转速，叶盘和主轴上均设有螺栓孔，用于叶盘与主轴的固定和拆卸；
12、所述凸台上的标记为刻痕或反光条；
13、所述待测传感器夹具、参照传感器夹具、转速同步传感器夹具均由依次相连的固定座、支撑座和底座构成，所述固定座上均设置有用于调整传感器位置滑轨结构；
14、所述叶片为直板叶片，且叶片端面长度大于待测传感器夹具和参照传感器夹具的长度之和；以使参照传感器与待测传感器需测得相同的叶片端面面积和叶尖间隙。
15、与现有技术相比，本技术的技术方案所带来的有益效果是：
16、(1)提供了一种叶尖定时测振系统的振动位移测量精度验证装置，代替了传统应变片法通过动应力反演手段溯源振动位移的过程，由接触式变为非接触式，更能满足测量精度验证需求。
17、(2)将叶片产生振动位移时相对于传感器产生的周向位移变化转换为角度调节装置令待测传感器产生的周向位移变化，无需叶片激振装置，装置简单易搭建。
18、(3)通过调整角度调节装置可模拟叶片不同振动位移，装置可实现可控的高精度的不同振动情况下的模拟叶片振动位移变化。
19、(4)通过参照传感器利用差分法获取待测传感器的周向位移变化，消除了装置误差，在测量时可获取高精度周向位移变化。
20、(5)在叶尖定时法原理层面实现了对叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证，可适配不同测量原理传感器，拓展性良好。
21、(6)验证过程简单，易于实现，测量精度高，可满足市面上不同测量原理叶尖定时测振系统精度验证需求。
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1.一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，包括待测传感器、参照传感器、转速同步传感器、叶尖定时信号处理系统、角度调节装置、待测传感器夹具、参照传感器夹具、转速同步传感器夹具、转台、定位装置和固定平台；
2.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述待测传感器、参照传感器、转速同步传感器为光纤传感器、电容传感器、电涡流传感器、微波传感器其中的任意一种；所述参照传感器用于为待测传感器提供定位参照，转速同步传感器用于确定已旋转圈数、叶盘转速和每圈旋转时的起始时刻。
3.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述叶尖定时信号处理系统包括传感器驱动模块、模拟信号解调模块、模数信号转换模块、数字信号采集模块和上位机信号处理软件，且通道数至少为3个以上。
4.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述转台由依次相连的电机、主轴和叶盘组成，其中电机为气浮电机、伺服电机、直流电机中的任意一种。
5.根据权利要求1所述一
6.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述凸台上的标记为刻痕或反光条。
7.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述待测传感器夹具、参照传感器夹具、转速同步传感器夹具均由依次相连的固定座、支撑座和底座构成，所述固定座上均设置有用于调整传感器位置滑轨结构。
8.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述叶片为直板叶片，且叶片端面长度大于待测传感器夹具和参照传感器夹具的长度之和；以使参照传感器与待测传感器需测得相同的叶片端面面积和叶尖间隙。
...【技术特征摘要】
1.一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，包括待测传感器、参照传感器、转速同步传感器、叶尖定时信号处理系统、角度调节装置、待测传感器夹具、参照传感器夹具、转速同步传感器夹具、转台、定位装置和固定平台；
2.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述待测传感器、参照传感器、转速同步传感器为光纤传感器、电容传感器、电涡流传感器、微波传感器其中的任意一种；所述参照传感器用于为待测传感器提供定位参照，转速同步传感器用于确定已旋转圈数、叶盘转速和每圈旋转时的起始时刻。
3.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述叶尖定时信号处理系统包括传感器驱动模块、模拟信号解调模块、模数信号转换模块、数字信号采集模块和上位机信号处理软件，且通道数至少为3个以上。
4.根据权利要求1所述一种叶尖定时测振系统振动位移测量精度验证装置，其特征在于，所述转台由依次相连的电机、主轴和叶盘组成，其中电机为气浮电机、...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛广越，周琦，段发阶，支烽耀，刘昊，李发富，蒋佳佳，傅骁，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：新型
国别省市：
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