微波叶尖间隙传感器信号校准研究EI北大核心CSCD

利用微波雷达传感器测量叶尖间隙时,传感器存在信号泄露、背景回波叠加、电路元器件不平衡以及空间滤波效应等问题,根据这些问题的来源及影响机理,提出了一种具有环境适应性的传感器误差模型,通过将模型从空间域变换到频率域并优化误差提取算法,建立了一套提高传感器线性度、减小测距误差的校准方法。同时,选用小型24 GHz雷达传感器构建了模拟叶尖位移测量平台,使用该校准方法后,传感器线性度由±13.79%提高到±1.57%。拟合标准距离与测量值后,量程内最大测距误差下降到0.021 3 mm,最大标准差下降到0.019 7 mm。该方法有利于提高微波叶尖间隙测量精度。     

发动机叶尖间隙微波测量法的相位补偿

本文对发动机叶片叶尖间隙大小的微波测量方式进行相位补偿进行了研究。通过在微波探头端面加装环,采用线缆变温分离环形器泄露信号和探头+环的反射信号,得到较为干净的探头+环的反射信号作为参考信号,利用探头+环反射信号的相位变化补偿叶片信号的相位变化。本方案既能在实际的发动机实时叶尖间隙测量上实现,又能有效补偿线缆温度变化引起的叶片相位变化,有效提高叶尖间隙的测量精度,克服了测试过程中温度变化对测试精度的影响。     

叶尖凹槽对某燃气涡轮叶尖间隙流动影响的研究

采用数值模拟的方法研究了叶尖凹槽对某燃气涡轮性能及流场的影响,并对其作用机理进行了分析。结果表明:叶尖凹槽对涡轮性能的影响较小,可减小叶尖泄漏流流量并提高涡轮效率。相对平顶叶片,凹槽叶片涡轮效率最大可提高0.06%。在5%～30%叶尖凹槽高度范围内,凹槽高度越大,叶尖泄漏涡强度越小,涡轮效率提升越大;在60%～90%叶尖凹槽长度范围内,叶尖凹槽长度越长,叶尖泄漏涡强度先减小后增大,效率提升幅度也是先增大后减小。     

叶尖间隙微电容检测拟合方法研究

针对航空发动机叶尖间隙微电容检测问题研究了一种高精度的拟合方法。分析了微电容检测系统的工作原理以及测量电压与叶尖间隙之间的函数关系。应用MATLAB软件的Cftool拟合工具箱,对其提供的各种拟合方法进行相关试验,给出了精度最高的8组拟合方法,并对其拟合精度进行了对比分析。利用相关数学理论,对试验结果进行深入分析,选择-7阶次多项式拟合作为最佳的拟合方法,并对其合理性进行了说明。研究了负阶次多项式拟合算法,该方法简明、实用,且具有很高的拟合精度。     

涡轮叶尖间隙损失模型的分析研究

这里基于CFD数值计算的结果,对5种工程上常用的涡轮叶尖间隙流动损失模型进行了全面的分析比较。数值结果表明,由于在建立模型时使用的实验数据的局限性,使得现有不同涡轮叶尖间隙损失模型之间的计算结果具有相当大的差异。对三种不同负荷大小的涡轮叶片预测结果及与CFD数值计算的结果对比说明,对于轻负荷涡轮叶片,目前所有损失模型预测结果是偏大的,而对于高负荷不考虑旋转因素的涡轮叶片,所有损失模型预测结果是偏小的,但对于考虑旋转因素的高负荷涡轮叶片,Ainley-Mathieson损失模型和Yaras损失模型的预测结果与数值计算结果比较接近。     

叶尖间隙对轴流压气机近失速叶尖流动的影响

为研究动叶间隙大小对轴流压气机近失速叶尖流动的影响,以一台高亚声速一级半压气机级为研究对象,在设计间隙、小间隙及2个大间隙下进行定常三维数值模拟。计算结果表明,设计间隙下压气机喘振裕度最大,随着间隙增大,裕度近似呈线性降低,失速形式由动叶吸力面分离引起的"叶尖失速"转变为"泄漏涡堵塞失速"。大间隙情况下,叶尖前缘附近发出的泄漏流形成松散的涡系结构,诱导中部及尾缘附近泄漏流共同形成回流及大量二次泄漏,堵塞转子通道进口,引起失速的发生。     

三维叶尖间隙光纤探头设计及输出特性研究

对航空发动机叶片三维叶尖间隙的动态检测可以间接拾取到叶片动态应变参数,获取更全面的叶片健康监测信息。双圈同轴光纤束由于其优良的抗电磁干扰、抗高温特性可以作为发动机叶片三维叶尖间隙动态检测的传感单元。依据双圈同轴光纤束三维位移输出特性模型,建立了3个双圈同轴光纤束基元组成结构的探头输出特性模型,分析了基元拓扑结构、基元间距、光源参数对探头耦合效应的影响,提出了航空发动机叶片三维叶尖间隙光纤测量探头的设计方案,并通过加工出的探头成品实验研究对检测探头输出特性模型进行了验证。     

电容式叶尖间隙测量系统标定技术

基于电容式叶尖间隙测量系统原理,对该系统标定方法进行讨论,设计了用于系统静态标定的标定台,并对标定中的误差进行了分析探讨.     

飞行试验中的发动机叶尖间隙测量方法

对飞行试验中的航空发动机叶尖间隙测量方法进行探讨,分析了实际飞行中影响发动机叶尖间隙的因素,在此基础上对叶尖间隙测量的试飞方法进行了探讨。     

考虑叶尖间隙变化影响的高速旋转叶片监测技术研究

叶尖定时技术因其非接触性、全面监测性及低成本等众多突出优点使其成为当前高速旋转叶片在线监测领域中的研究热点,但传统基于电涡流传感器的叶尖定时测试中未考虑因叶尖间隙变化引起的叶片振动幅值测量误差,导致系统测量精度不足,测量结果中存在误差较大。针对该问题通过对叶尖间隙变化及脉冲响应的关系进行了实验研究,并在此基础上提出了一种提高基于电涡流传感器的叶尖定时系统测量精度的信号处理方法,通过耦合脉冲信号上升沿时刻与脉冲响应幅值来提高系统的测量精度。最后通过高速风机叶片进行了实验验证。结果表明,该方法在叶尖间隙波动的情况下可以保持较好的叶片振动测量精度。     

涡轮叶片三维叶尖间隙光纤检测系统

航空发动机涡轮叶片叶尖间隙呈三维变化特点,传统光纤式叶尖间隙检测系统的测量结果受维间耦合影响精度差,信息源单一。本文利用一种沿直角等腰三角排布的三路双圈同轴式光纤传感基元组成的传感探头,通过BP神经网络解耦方法,实现了从传感器输出到叶尖端面径向间隙、轴向倾角和周向倾角三维参量的解耦。设计加工三维测量光纤传感器和后续调理电路并对检测系统进行了静、动态实验验证。实验结果表明:该系统径向间隙静态测量的最大误差为47μm,标准差为10μm,轴向和周向倾角的静态测量最大误差分别为0.49°和2.32°,标准差分别为0.13°和0.36°。系统具有良好的重复性和可靠性,径向间隙的动态测量标准差小于18μm,轴向和周向倾角的动态测量标准差小0.2°和0.5°,能够满足航空发动机涡轮叶片叶尖间隙三维参量快速实时检测的需求。     

微波消解设备微波功率的校准方法研究

微波输出功率是微波消解过程的一个重要参数。本文提出一种新的功率校准方法。该方法利用无线温度记录仪取代铂电阻温度计实现温度的测量,并对微波消解设备输出功率进行计算和不确定度评定。实验结果表明,在不改变测量不确定度的情况下,该方法与传统方法相比能够更准确地测量输出功率。该方法有助于改善微波消解设备输出功率的校准方法。     

电涡流式汽轮机自锁叶片叶尖间隙测量研究

针对汽轮机自锁叶片叶尖间隙的测量要求,提出一种改进的叶尖间隙测量方法,设计了一种适用于汽轮机工作环境的电涡流传感器及其信号处理方法。当自锁叶片旋转时,其围带及锁紧处会交替经过电涡流传感器探头,产生电压信号,通过检测电压信号,应用相应信号处理方法进行处理以获取叶尖间隙。在高速动平衡室使用某型汽轮机末级长叶片进行实验对方法进行验证,实验结果表明所述改进的叶尖间隙测量方法在汽轮机自锁叶片的叶尖间隙测量中是可行的,可测量转速达到3 000 r/min,整圈叶片个数达60个的自锁叶片叶尖间隙。     

雨量传感器校准装置比对研究

文章详细分析了雨量传感器校准装置系统结构、工作原理及技术特点。利用4种雨量校准装置进行检定比对实验,结果表明:4种雨量校准装置对同一台雨量传感器的检定结论一致,但是测量结果存在一定偏差,最大偏差为0.2mm。最后,分析了对4种雨量校准装置测量结果产生偏差的原因。     

转子对高压涡轮叶尖间隙变化规律的影响

基于涡轮叶尖间隙主动控制的需要,初步分析了涡轮叶尖间隙的变化机理,建立了机匣、叶片和转子的简化模型。在此基础上,分别仿真计算转速变化和发动机起动过程瞬态温度下转子的径向变化,讨论了转子在飞行器机动飞行情况下的振动幅值对叶尖间隙的影响。结果表明,转子振动幅值和径向位移对叶尖间隙变化有重要作用。     

叶尖间隙对轴流压缩系统稳定性的影响

在Adkins-Smith二次流模型的基础上,建立了轴流压缩机端部损失模型;通过对轴流压缩机稳定性影响因素的分析,提出了时滞参数状态修正的概念;将端部损失与时滞参数的状态修正相结合,建立了考虑叶尖间隙对压缩系统稳定性影响因素的计算系统。计算结果表明：叶尖间隙对压缩系统稳定性有着重要的影响。     

基于模型的涡轮叶尖间隙快速预测方法

针对发动机涡轮叶尖间隙变化预测需求,以涡轮叶尖间隙热控制法为研究对象,采用了一种简化的涡轮叶尖间隙计算模型,针对某型发动机高压涡轮的结构特点,分别建立了涡轮机匣、轮盘、叶片的计算模型。以发动机数学模型计算结果作为输入,对高压涡轮叶尖间隙变化进行了仿真计算,结果表明模型计算的涡轮叶尖间隙变化与实际工作过程相符,可在发动机初步方案设计阶段为叶尖间隙评估提供一种快速预测方法。     

微波传感器

一、引言当前,人们在无线电领域中广泛采用正弦波系统,只有极少数设备用了沃尔什函数或另外一些特殊函数波,对于一个正弦波,可用振幅、频率、初相三个参数加以表征。通常把频率高于300兆赫的无线电波称为微波.微波的波长很短,其特性与广播电台用的中短波有很大不同。第一,微波传播好象光线一样,主要在视线范围內传播,绕射本领很小.第二,微波在传播中遇到各种障碍物能产生良好的反射,波长越短,反射性能越好。第三,微波在介质中传播,介质会产生强烈的吸收作用,使微波能量产生衰减.利用这些微波特性制成的传感器称微波传感器。目前,实用的微波传感器有两类:微波     

测力传感器分路校准改进方法的校准误差研究

在飞机结构强度试验中,测力传感器通常采用分路校准方法来检验其准确性,为了减少试验中更换校准电阻的工作量,提出了一种测力传感器分路校准改进方法,并在试验中得到验证。本文以该改进方法为基础,对该方法的校准误差进行深入研究,理论推导出校准电阻与校准误差的关系,进而确定了更换校准电阻导致校准误差变化的趋势和范围,并通过试验验证了理论分析结论的正确,为验证该改进方法的准确性和可行性提供了重要理论依据,对该改进方法在飞机结构强度试验中的应用有参考指导意义。     

发动机地面起动时涡轮叶尖间隙动态变化规律

基于涡轮叶尖间隙主动控制的需要,本文分析了涡轮叶尖间隙的变化机理,建立了机匣、叶片和转子的简化模型,同时基于某型发动机试车数据计算了涡轮叶尖间隙,研究了发动机地面起动时涡轮叶尖间隙动态变化规律。结果表明:地面起动时涡轮叶尖间隙呈减小趋势,机匣形变量上升速率最大,叶片变化量对叶尖间隙变化影响最小,可为发动机地面起动时涡轮叶尖间隙控制策略的设计提供参考。