一种新型高速旋转叶片振动测量传感器的研究

高速旋转叶片振动实时检测技术是航空工业亟待解决的难题,传统的接触式测量方法如电阻应变片法,已不能满足测振系统对高转速、实时、全面监测的要求,并且很难做到监测所有叶片振动.为提高旋转叶片振动测量系统的性能,国外一直在发展非接触式旋转叶片测振技术.本文设计了一种新型的基于叶尖定时原理和光纤传感的、旋转叶片测振用的光纤传感器(叶尖定时传感器),满足了旋转叶片振动监测系统对叶片振动信号拾取的要求.     

非接触式高速旋转叶片振动测量新技术的研究

基于叶尖定时原理开发了一套旋转叶片振动监测系统,该系统主要由光纤传感、数据采集、振动分析三个部分组成.光纤传感的核心是叶尖定时传感器和光电转换模块的设计,数据采集实现对转换后的脉冲数据进行高速采集、预处理和与计算机之间的高速通信,振动分析则由计算机软件进行实时处理并显示分析结果.整套系统在现场某大型压气机上进行了原理性验证,同时在高速模拟转子上通过了实时性验证,分析得到的结果与应变片监测的数据完全吻合,保证了整套系统最终应用于压气机叶片振动的在线实时监测.     

基于光纤技术的叶尖定时传感器的设计

叶片振动测量对航空发动机、电站涡轮机及各种压气机的强度设计和研究及安全监测非常重要。光纤传感器的出现 ,克服了传统传感器的缺陷 ,为实时精确测量高速旋转叶片振动提供了可靠的保证。描述了基于光纤传感技术的叶尖定时传感器的设计及其性能。     

基于光纤技术的叶定时传感器的设计

叶片振动测量对航空发动机、电站涡轮机及各种压气机的强度设计和研究及安全监测非常重要，光纤传感器的出现，克服了传统感器的缺陷，为实时精确测量高速旋转叶片振动提供了可靠的保证，描述了工于光纤传感技术的叶尖定时传感器的设计及其性能。     

基于光纤传感的旋转叶片振动检测技术研究

论述的涡轮机高速旋转叶片振动监测系统采用了基于反射式光纤工作原理的新型光纤束式叶尖定时传感器,能够高效地收集叶尖定时信号,配合后续的光电转换、数据采集、数据分析,实现了高速旋转叶片的实时振动检测。整套系统在现场高速模拟转子的实时监测试验中工作性能良好,得到的结果与同时进行监测的应变计试验结果基本一致,分析的异步振动阶次和频率也基本符合,这将有利于进一步改进和完善整套系统,使之能达到发动机在线监测的要求。     

基于分布式全光纤传感器的电机故障诊断系统研究

构造了全光纤振动传感系统,可用于对发电机组,飞机发动机等大型电机设备的健康状况监测。全光纤振动传感系统由于传感臂是光纤,属于无源器件,不会受到电磁干扰,其检测到的信号完全是由电机振动产生,且监测的灵敏度极高。克服了传统的加速度传感器容易受到电磁干扰导致信号检测出错的缺点。用全光纤振动传感器对电机的振动进行实时的采集,基于LabVIEW平台对振动信号进行实时的频谱分析,很容易判断电机是否工作正常。该检测系统结构简单,振动检测灵敏度高,能够很好地应用于电机健康状况的监测。     

光纤振动传感系统相位调制模块的嵌入式设计

针对光纤振动传感系统测试与标定环节缺乏便携式振动信号驱动装置的问题,设计了一款基于FreeRTOS和STemWin嵌入式系统的压电陶瓷相位调制模块.该模块使用STM32嵌入式微控制器,结合H桥功率驱动对信号进行功率放大.利用FreeRTOS嵌入式操作系统进行多任务功能部件开发,并设计了STemWin人机交互界面.随后搭建分布式光纤振动传感系统对嵌入式相位调制模块进行测试,结果表明该模块可实现驱动信号频率、占空比、输出极性和电压的调节,并可在总长为11.769km的传感光纤上对冲击信号进行实时采集,且振动信号定位误差在41m以内,从而可满足各类光纤振动传感系统在长距离不同位置处进行振动测试与标定的需求.     

双屏蔽电容式脉冲传感器定时精度的仿真分析

叶尖定时传感器的定时精度直接关系到旋转叶片振动的测量精度.针对电容式传感器的定时精度问题,建立了双极性脉冲信号的数学模型及处理电路的控制论模型,分析了信号频谱及系统的冲击响应,选择合适的带宽并设计了电路系统,利用计算机对信号与冲击响应的卷积进行仿真得到足够小的信号过零点的延时.由此,设计了一套实验系统并给出了实验中测得的输出波形.     

光纤传感器在叶尖间隙测量中的应用

介绍了叶片叶尖间隙测量的目的与意义,并分析了传统的测量方法的优缺点.在此基础上,采用了基于光纤传感的叶尖间隙测量技术对叶片叶尖的间隙进行非接触测量.该方法采用三组接收光纤的强度调制型光纤传感器接收叶尖表面的散射光,此传感器既可以消除光源波动、叶尖表面反射率变化对测量结果的影响,也可以大大减小叶尖表面不平度对测量结果的影响.     

双参数法辨识叶片同步振动的研究

基于叶尖定时测振原理,对双传感器测量叶片同步振动的双参数分析方法进行理论推导,建立叶片同步振动分析模型并进行计算机仿真,得出双参数辨识叶片同步振动的具体方法.利用自主开发的叶尖定时测振系统在某型号航空设备上成功完成振动检测试验,采用双参数法对试验数据分析处理,准确辨识出叶片同步共振的幅值、固有频率、倍频等参数,所得结果与理论分析基本一致.     

高定时精度的双屏蔽电容式脉冲传感器的设计

基于叶尖定时测振原理,设计了用于叶尖定时测量的双屏蔽电容式脉冲传感器,并结合预处理电路建立了传感器的控制论模型,对电路系统的带宽计算做了优化.理论计算与仿真表明,该脉冲传感器带宽大、响应快;同时实验结果也表明,传感器具有很高的信噪比和很强的抗干扰能力,能够满足高精度叶尖定时传感器的要求.     

利用光纤共振技术测微振动的设计与实现

传感器在朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展.在这一过程中,光纤传感器这个传感器家族的新成员倍受青睐.我们探讨一种新型光纤传感器系统,该系统利用光纤共振及光纤抗电磁干扰特性测量大型机械的微振动,系统首先利用光纤共振取出变化信号,然后计算机对图像进行采集、处理,最后完成系统的定标,振幅的测量.该系统把机械振动转换为光学图形来表现,为探测大型机械的微振动提供了实时、准确、经济的方法.     

实时数据处理和DSP在光纤传感器测量系统中的应用研究

针对光纤传感器测量系统中的准确性和实时性的问题,首先深入研究了基于算术平均值与递推估计相结合的实时数据处理方法;在此基础上,采用DSP芯片TMS320VC33,设计出一种结构简单的光电转换器;最后,介绍了部分实验系统实现与结果.实验表明,该方法简化了设计,提高了测量精度和可靠性,满足了测量系统的实时性,有利于工程的实际应用.     

面向注射成型工艺的多信号实时测试系统

介绍了测试系统的设计原理、测量方法与关键环节，利用温度—压力双功能传感器测量注射成型过程中高速变化的压力、温度信号，并采用所开发的测试软件采集、显示实时变化的多路信号。该系统实现了注射成型过程的多信号自动、实时测试，并能通过计算机对数据进行处理与分析。     

基于光纤F-P传感器变压器铁心在线监测研究

利用变压器振动测试原理,运用光纤Fabry—Perot（F-P）振动传感器对变压器铁心的振动信号进行了在线监测研究。将光纤F-P传感器粘贴在变压器铁心上,直接提取变压器铁心的振动信号,这将避免传统的间接测量方法所带来的误差。分析了光纤F-P的测量原理,并建立了光纤F-P腔的数学模型。实验验证了空载状况下铁心的磁致伸缩率与输入电压呈很好的线性关系。     

智能服装中光纤Bragg光栅心音检测方法的研究

研究基于光纤光栅智能服装心音检测的理论和方法.根据光纤光栅应变效应和圆形膜片振动原理,建立了心音传感数学模型,推导出心音灵敏度计算公式.设计了光纤光栅心音传感器结构并制作出样品,其灵敏度理论值为957.11 pm/kPa.用所设计的传感器对人体心音进行实测,反射波长变化范围约70pm.在体温不变的情况下,光纤光栅反射波...     

基于LabVIEW的变压器振动信号数据采集系统

针对利用振动信号进行变压器状态研究的需求,设计了一种上下位机架构的变压器振动信号数据采集与处理系统。系统下位机由单片机、压电加速度传感器、滤波电路、同步模数转换器和通信接口电路等组成。单片机控制模数转换器将振动信号就地转换为数字量,通过RS485接口连接温度和电流传感变送器,将采集到的现场数据经过以太网Modbus TCP协议与上位计算机进行传送。上位计算机利用LabVIEW开发数据采集和处理软件,实现信号的读取、滤波、频谱分析和实时显示。经过仿真和实测表明系统能够实现变压器振动信号的采集和频谱分析等处理功能,在成本、扩展性、抗干扰和工程实用性等方面具有一定的优势。     

基于DSP的炭阳极气泡振动信号采集与处理系统的设计

针对新的阳极效应预报方法和工业现场实时监测的要求,设计了以DSP芯片为核心的炭阳极气泡振动采集与处理系统.振动传感器检测铝电解槽阳极导杆上的阳极振动信号后,由DSP芯片实现自适应AR谱估计算法,对振动信号进行时频分析,并且通过USB接口芯片与主机进行通信,组成高速、实时的采集与处理系统,根据分析结果可预报阳极效应.