2014年11月第17卷第11期 2014, Vol, 17, No.11
贵州电力技术
GUIZHOUELECTRICPOWERTECHNOLOGY
专题研讨 Special Reports
基于间断相位法的汽轮机叶片动态特性信号处理
张世海，马新惠"冉景川兰中秋，张颖
(1.责州电力试验研究院，贵州责阳，550002;2.贵州电力职业技术学院，责州清镇551417）
摘要：在进行数据处理时提出一种新的数据处理方法，采用间隔取样处理技术，有针对性地屏蔽撑一部分过渡数据点，而这部分数据点又不会影响到任何计算结果。为了清楚的说明该方法的使用，还以LabVIEW为编程工具，开发了该处理方法的程序模块。
关键词：间断相位法；数据处理；间隔取样；LabVIEW
文章编号：1008-083X(2014)11-0063-03中图分类号：TK26文献标志码：B
接触式的测量方法传感器工作寿命矩，自身的重量和体积会影响叶片的机械特性及汽流的空气动力学特性)，因此国内外出现了多种非接触式的测量方法，尤以研究间断相位法居多(2-3)。间断相位法可以测量整圈汽轮机叶片的振动，但是，它要求传感器要有很高的响应带宽和采集卡有较高的采样频率，这样使得计算机的处理量明显加大而导致计算机无法对汽轮机叶片动态特性进行
实时动态监视。 1
间断相位法
如图1所示，A1和A2为两只叶尖传感器，Ak 为一鉴相传感器。在转子转速一定的情况下，如果叶片不振动，可根据只叶片在转子上的角度和转子的旋转速度计算出叶片到达传感器A1的时间。但实际上叶是振动的，所以叶片项部到达传感器A1 的实际时间与假设叶片不振动时叶片项部到达传感器A1的时间并不相等，设时间差为△t。对△t和叶片顶部经过传感器A1和A2的时间差进行处理可求得叶片的振动位移。
y(t)
A1
A2
图1间断相位法测量示意图
+) 4
如图1所示，设%为某个叶片的某一瞬时振动
位移，可以得到下列关系式：
A = (ym yin)/2
y, = w,(t, t) (i = 1,2,3 ... N), = ur,(or)- u(i = 1,2,3 .. N) 其中：
(1)(2)(3)
转子第i圈时叶片顶端经过传感器A，、
T
A，的时间间隔；
"：——叶片顶端在时间T，内的平均振动速度； t、t。—分别为叶片顶端经过传感器A，的实
际时间和计算时间；
u—转子在叶片项端经过传感器A，时的瞬时圆周速度：
9一—传感器A，、A,之间的夹角； R——叶顶旋转半径；
2采样率的计算及采样中的几余数据 2
2.1采样率的计算
从式（1）、式（2）、式（3）中可以看出，要准确计算出叶片的振幅A，需要得到叶片到达传感器的时间，和。，。可以通过鉴相传感器测量出来：而要得到，就需要知道采样率于及叶片顶端经过传感器时采集卡已经采集的采样点数，假设采集卡已经采集了N个采样点，这样，可以表示为：t,=f×N。
假设传感器始终满足频响带宽的要求，要获得满足要求的数据，就需要设置一个合适的采样频率。在设置采样率时，需要根据具体的叶片参数和精度要求进行设置，假设叶片长度为1.轮毂直径为d，转
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