旋转叶轮动态载荷测量传感器的设计与分析

针对采用定子式测量方法,测量叶轮动态载荷误差较大、且难以保证叶轮旋转工作状态时的动态特性,设计了一种布置在叶轮和轴间的叶轮动态测量传感器结构,可实现对叶轮轴向力和径向力分量的独立测量。采用有限元分析方法对测量传感器进行了线性分析、谐响应分析以及维间耦合分析。结果表明,传感器结构对轴向力和径向力测量均具有良好的线性度,线性相关系数为1;两测量方向上动态频率响应范围分别达到0～8.5 kHz和0～1.0 kHz;传感器结构具有较小的维间耦合影响。标定试验数据进一步验证传感器应变输出与载荷间的相关系数超过0.99,验证了传感器结构的合理性。论文研究为旋转叶轮动态载荷的测量提供了一种新思路,也为开展叶轮动态载荷传感器的设计提供了理论依据和参考。