转子磁通量超标对振动的干扰影响研究

针对某炼油项目中蜡油加氢汽轮机在单机试车过程中驱动端轴振动超标、停机检查时发现静态电跳量过大等问题,对该机组单机试运行时的振动频谱图和轴心轨迹图进行了判断分析,并采用大头针吸附方式对该转子进行了磁性检查,确认转子被磁化。然后通过磁感效应理论分析,进一步对电涡流传感器的工作原理、磁通量对电涡流传感器的信号干扰以及电涡流传感器与被测金属体有无磁性的关系等进行了分析研究,并建立了实验模型,模拟实验和结合实际工程应用进行论证。研究结果表明,当汽轮机转子磁通量超过API Std 612低于3高斯的标准要求时,磁通量会对该点的径向振动产生较大的信号干扰影响,采取消磁滚压再消磁的对策措施,可解决这个难题,并对类似问题具有参考意义。     

透平压缩机主轴断裂的监测与诊断

透平压缩机组在运行过程中其转子主轴断裂故障的破坏性非常大。对于传统监测诊断转子裂纹普遍都是监测转子的径向振动信号,但通过多年研究发现,利用轴向电涡流位移传感器采集的轴位移信号中的交流动态振动信号,对于监测诊断某些大型转动设备转子轴的裂纹开裂过程更有效。基于上述发现,提出安装轴向电涡流传感器实现透平压缩机转子轴裂纹发展过程的监测,多次成功案例也证明了该方法的有效性。     

基于视觉位感条纹的转轴裂纹缺陷检测

裂纹缺陷是转轴系统中常见的故障形式,裂纹的呼吸效应会改变转轴的动态特性,使转轴的径向振动信号中出现倍频分量。提出一种基于单目视觉位感条纹振动测量原理的转轴裂纹缺陷检测新方法,可实现转轴振动信号的高效测量和裂纹缺陷的快速检测。分析了含裂纹转轴系统的动力学方程,并系统描述了单目相机成像条件下采用位感条纹图案实现转轴径向二维振动测量的原理,建立了成像位感条纹动态编码参数与转轴径向振动位移之间的数学模型。通过与传统基于两路电涡流传感器测量系统的试验对比分析,验证了本方法测量结果的精确性。分析转轴系统在不同转速下径向振动中的频率分量,当转速接近1/2临界转速时,2倍频信号非常明显,且其幅值接近转频幅值,可实现对于转轴系统中裂纹缺陷的有效检测。     

电涡流法测量涡旋压缩机轴向间隙的可行性试验研究

介绍了电涡流法测量位移的基本原理和性能,设计了静态校正系统,对电涡流位移传感器进行了静态特性测试,并对不同测试材料的输出特性进行了试验对比。用设计的动态测试平台模拟涡旋压缩机中形成轴向间隙的动静盘间的实际运动情况,利用基于虚拟仪器技术的数据采集系统记录数据波形。试验结果表明,电涡流位移传感器静态和动态性能好、灵敏度高、输出信号强,能满足涡旋压缩机轴向间隙小位移量的测量要求,输出波形信号频率能精确反映压缩机的转速变化情况。指出了传感器用于涡旋压缩机实际测量时的安装要点。     

径向电涡流阻尼器对柔性转子系统振动的控制

为了抑制转子系统的振动和研发高性能的转子系统振动主动控制执行元件,基于电涡流原理提出了一种新型的转子系统径向电涡流阻尼器,在一个带有双盘的柔性转子系统上详细地测量了不同磁场强度条件下径向电涡流阻尼器支撑的转子系统在非旋转状态下的传递函数、在恒定转速下的运动轨道以及在慢加速运行过程中的不平衡响应曲线,并进行了利用径向电涡流阻尼器对转子系统的振动进行分段和比例控制的有效性试验。结果表明了这种新型的径向电涡流阻尼器不仅具有结构简单、无需流体介质、无机械接触等特点,而且其动力特性还容易控制,在设计合理的条件下能够显著地减小转子系统的振动,是一种被动和主动兼备具有良好发展和应用前景的转子系统阻尼结构。     

转子系统径向电涡流阻尼器

基于电涡流原理提出了一种新型的转子系统径向电涡流阻尼器，分析了这种阻尼器的结构和动力模型，并在不同磁场强度条件下测量、研究了径向电涡流阻尼器所支撑的柔性转子系统在非旋转状态下的传递函数、在恒定转速下的运动轨道,以及在慢加速运行过程中的不平衡响应。结果表明：这种新型的径向电涡流阻尼器不仅具有结构简单、无需工作介质、无机械接触等特点，而且还可以对其动力特性进行控制，能够显著地减小转子系统的振动。     

电涡流传感器检测磁悬浮转子轴向位移的方法

磁悬浮转子的轴向位移常常利用电涡流传感器从转子轴向方向来检测,这一方法具有一定局限性。针对这一情况,在分析了电涡流传感器的工作原理以及输出特性的影响因素后,研究了利用被测导体的台阶表面来检测导体沿传感器径向方向的位移的方法。在该方法中,采用与差动相反的思想,将关于被测导体对称布置的两个传感器的输出进行加和,来消除传感器线圈与导体间距离的变化对检测结果的影响。结合磁悬浮转子的特性,提出了磁悬浮转子轴向位移径向检测的方法,并进行了实验验证,结果表明传感器的输出电压之和与转子轴向位移之间具有良好的线性关系和灵敏度,验证了该方法的正确性和可行性。     

航空发动机转速调理模块设计研究

在航空发动机飞行试验中,需要对发动机转子基频激起的振动信号进行实时跟踪监视,在对振动信号进行监视的过程中需要可靠的测量发动机转速信号。当转速传感器因为某些原因输出信号为复杂信号时,一般的转速测量方法和设备无法直接测量,因此设计了航空发动机转速调理电路,对转速传感器输出的复杂信号进行预处理,得到幅值固定,频率与原信号一致的方波信号,从而为进一步发动机转速的准确测量和发动机振动的实时跟踪监视奠定了基础。     

QH8500系列电涡流传感器

１概述 在高速旋转机械振动研究和运行参数测量过程中,非接触测量方法与接触式测量方法相比,能更准确地搜集到转子振动状况的各种参数,与其它类型的位移传感器相比,电涡流传感器具有测量范围宽,抗干扰能力强,不受油污等介质影响,结构简单等优点。因此在大型旋转机械状态临测与故障诊断中得到了广泛的应用。它的主要应用场合有： 轴转速测量 轴位移测量 轴振动和轴的轨迹测量 轴对中测量 轴偏心测量 差胀测量 差胀测量 转子动平衡 轴承油膜厚度测量２工作原理 电涡流传感器采用的是感应电涡流原理,当带有高频电流的线圈靠近被测金属…     

传感器振动对柴油机瞬时转速测量影响的仿真研究

柴油机瞬时转速信号包含大量机器故障信息,但高精度测量非常困难,传感器和测速齿轮相对振动就是其中一个重要影响因素。分析了相对振动误差的来源和构成,并得到了在振动干扰下磁电式传感器输出信号的理论表达式;仿真计算结果表明传感器与齿轮切向振动产生的频率调制因素对于瞬时转速测量影响最大,法向振动产生的附加波形因素对测量影响明显,幅值调制因素对于瞬时转速测量影响较小。     

基于电涡流位移传感器列车行驶速度在线测量的方法

电涡流传感器是基于电涡流效应,将非电量转换为线圈阻抗的变化进行测量的。它具有体积小、灵敏度高、动态响应快和非接触测量等优点,目前广泛应用于电力、石化、机械、冶金等行业。本文提出一种基于电涡流位移传感器在线测量列车行驶速度的方法。通过对电涡流位移传感器输出原始脉冲信号处理,最后得到当车轮经过测量装置时只捕获到唯一的信号,根据两个电涡流位移传感器信号上升沿计算得到列车的行驶速度。     

电涡流传感器激励信号源设计

在电涡流检测系统中,电涡流传感器需正弦信号加以激励。激励信号源是检测系统的关键部分之一。介绍了电涡流传感器信号激励源电路的工作原理,可以给电涡流传感器的并联谐振回路提供稳频稳幅的正弦信号。实验表明,该激励信号源电路能够满足电涡流传感器的需求,使涡流传感器能够稳定地工作。     

电涡流传感器动态响应特性研究

为了提高磁悬浮轴承高频电主轴控制系统中电涡流传感器的动态响应特性,针对恒频调幅式电涡流位移振动传感器,分析了电涡流传感器的基本结构和工作原理,建立了电涡流传感器检测电路数学模型,分析了电涡流传感器动态响应特性与检测线圈谐振回路品质因数 Ｑ 的关系,提出了对电涡流传感器动态响应特性在不影响灵敏度和线性测量范围的情况下进行线性校正的方法,从而使电涡流传感器幅频响应带宽提高一倍甚至几倍以上,相位角的滞后量也可以大大减小,充分满足了对磁悬浮轴承高速转子进行位移和振动的非接触性监测的需要。     

基于耦合源误差分析的转子振动信号识别方法

转子振动信号实时监测是保障旋转机械健康运行的关键,转子圆度误差和电涡流位移传感器误差的耦合源误差在以往的研究和振动监测中很少考虑,使得转子振动信号有一定的失真,甚至会引起误判。以实际转子为例,提出了圆度误差测量表达式;测量和分析了两种常用电涡流位移传感器的误差,利用傅里叶拟合方法构建了圆度误差和电涡流位移传感器耦合源误差表达式,建立了耦合源误差与转子振动信号之间的映射关系。提出了点-点法、平均值法与最大值法3种转子振动信号识别方法,3种方法都能有效识别转子振动信号,其中点-点法最精确,识别误差占比约20%;平均值法计算简便,识别误差占比约10%;最大值法偏保守,但可有效避免误判,识别误差占比约32%。     

基于高频响电涡流传感器的汽轮机带冠叶片振动测量技术（英文）

针对汽轮机带冠叶片的健康监测需求,提出了一种基于高频响电涡流传感器的带冠叶片振动参数测量方法。转子旋转时,电涡流传感器感知叶冠面积变化,通过检测叶片发生振动时叶冠面积变化信号的到达时间,并应用叶尖定时(Blade tip timging, BTT)数据分析方法获取叶片振动参数。设计了一种适用于汽轮机工作环境的电涡流传感器和一种高带宽调幅解调电路,使响应带宽达到250 kHz以上。某型汽轮机末级叶片振动试验结果表明所设计的高频响电涡流传感器和变面积型叶尖定时测振技术在汽轮机带冠叶片的应用是可行的。     

涡流式转速测量传感器

卫星姿控反作用飞轮的控制系统,要求对飞轮转速进行精确的测量,并给星载计算机提供反馈信号。我们研制的涡流转速测量传感器,基于通以高频电流的线圈附近产生高频磁场,当有金属导体靠近这个线圈端部时,将感生电涡流。又由于电涡流的作用使线圈的Q值下降这一基本物理现象,经过电子线路以得到与飞轮转速相对应的方波信号。涡流式传感器具有灵敏度高、结构简单、抗干扰性强。安装调整方便、体积小、重量轻等优点。     

径向波箔气体轴承实验台设计

介绍了径向波箔气体轴承实验台的组成和搭建。采用两个相互正交的电涡流传感器测量转子的振动信号,通过FFT进行频谱分析并选频合成转子轴心轨迹;采用拉力传感器测量启动过程的摩擦力;采用热电偶测量润滑气体的温度场分布。结果表明,该实验台转轴最大径向位移小于5μm,可应用于径向波箔气体轴承的实验;电阻应变片式拉力传感器和铜-康铜热电偶均能满足测量要求。     

面向多源传感器的滚动轴承多层自助最大熵法故障状态诊断

为了提高多种因素对滚动轴承故障诊断效果的影响，提出了一种面向多源传感器信号融合的滚动轴承多层自助最大熵法故障诊断方法。通过量化分析径向与轴向载荷、转速、温度参数引起的振动状态变化，为判断轴承性能与疲劳寿命提供了可靠的依据。研究结果表明：振动样本获得了几乎相同的概率密度函数，判断轴承振动特征主要与径向载荷存在较大关联。轴承载荷和转速对轴承振动状态产生了相近的效果。振动状态与径向载荷、转速、轴向载荷、温度之间的作用指标依次为0.742 6,0.291 4,0.292 6,0.243 7,判断轴承载荷度振动状态产生了最重要影响。该研究对滚动轴承早期故障排查以及运行稳定性优化具有很好的实际指导价值，也可拓宽到其它的机械传动领域。     

超声波远距离振动信号检测系统的设计

在机械设备状态监测与故障诊断中,振动信号是一个重要的状态参量。本文针对压电式、电涡流传感器等常规的振动测量方法和仪器在特殊环境中的局限性,提出了基于超声波的非接触式检测方法,研究并设计了系统检测装置。该检测装置主要由超声波发生模块、超声波接收模块和基于LabVIEW的数据采集/处理3个部分组成,利用该装置对振动对象进行远距离测量,并同时用传统测量仪器(电涡流位移传感器)作对照实验,得到较理想的检测结果,验证了该超声波振动检测装置的有效性和可行性。     

基于相敏检波原理的电涡流传感器电路

电涡流传感器的输出特性与被测对象的电磁特性有着密切的关系,严重限制了电涡流传感器的使用范围.通过对相敏检波原理的研究,采用相敏检波技术对传感器探头线圈阻抗信号进行正交分解,结合矢量投影方法来消除被测对象的电磁特性对传感器输出的影响.实验表明:在不同被测对象、同一检测距离下测得的传感器探头线圈的电阻分量和电抗分量存在线性的关系,利用归一化阻抗能够消除被测对象的电磁特性对传感器的影响.