機載間隙測量系統承諾守信【善測】

善測（天津）科技有限公司位于天津市西青學府工業區，于 2015年 7 月份成立，公司注冊資本 500 萬，是一家集研發生產一體的高科技公司。公司提供旋轉機械狀態監測和健康管理。等產品和服務。

為了改善裝配過程中葉尖間隙一直以來采用塞尺測量帶來的效率低和精度不高，甚至對葉片石墨涂層掛傷的缺點，依據如今碰壁發展的先進光學影像測量技術和運動控制技術，突出了一種利用光學影像測量裝配過程中葉尖間隙的非接觸測量方法。

在測量系統的執行機構上，在橫向上采用左右螺旋直線直線運動單元，縱向上采用雙直線運動單元，如此，可依據實際情況和需要，選用單個或雙個CCD攝像機進行測量。

發動機葉尖間隙影像測量系統的設計

動機轉子葉片葉尖到開半機匣內壁徑向距離是衡量發動機質量是否合格的一個重要指標，其值的大小對發動機的安全運行至關重要。利用立體視覺原理、自動聚焦技術和邊緣檢測算法，設計了一套發動機裝配過程中葉尖間隙靜態測量裝置。該測量裝置實現了對發動機葉尖間隙的非接觸測量，且操作簡單，測量精度高。建立傳感器采樣點分布范圍DR這一函數對傳感器布局優劣進行評價。實驗結果表明該套裝置測量精度達到20 μm。

基于葉尖定時的旋轉葉片振動檢測及參數辨識技術

大型旋轉機械主要包括航空發動機、煙氣輪機、汽輪機、鼓風機等,是航空、艦船、電力、石化、冶金等工業系統廣為應用的關鍵設備。葉片作為大型旋轉機械的核心部件,是設備安全運行和提高其效率的重要保障。葉片振動是導致葉片工作失效的主要原因之一。由于葉尖定時測振屬于嚴重的欠采樣方法,振動參數辨識相對困難。另一方面,實時地檢測葉尖動態間隙變化,也成為發動機健康管理項目中對發動機運行狀態檢測的重要內容。本文在課題組多年研究基礎上,主要致力于葉尖定時振動參數辨識算法的研究。建立了葉尖定時測振模型,通過理論和仿zhen分析振動信號特點,提出了新的葉片振動參數辨識方法,并通過大量現場實驗數據驗證,取得滿意的結果。主要內容如下:

1、對旋轉葉片進行受力分析,建立了整個葉尖定時測振系統模型,包括葉片組模型、激振力模型以及葉尖定時傳感模型等,是葉尖定時算法理論研究和仿zhen分析的基礎。通過仿zhen對比了恒速和變速下的同步振動和異步振動信號特點。

 2、討論了不同條件下葉尖定時振動信號分析處理的難點。對典型的葉尖定時算法進行了理論推導,包括速矢端跡法、雙參數法、自回歸方法等,分析對比了各算法優缺點,為探索欠采樣下的新算法指明方向。

 3、提出了基于任意角分布的多傳感器葉片振動參數辨識新方法。主要針對變速下同步振動、恒速下同步振動以及恒速下異步振動三種情況分別提出了三種不同的振動參數辨識方法,并獲得國家發明專利兩項。研究結果表明:葉尖區域由于間隙泄漏流動會形成間隙分離渦和間隙泄漏渦。對各方法進行了詳細的理論推導及仿zhen分析,其中運用了二乘、曲線擬合、全相位FFT以及振動倍頻遍歷等算法,能夠準確辨識出不同條件下葉片振動幅值、頻率、倍頻等參數。解決了因欠采樣引起的振動參數辨識不全、不確定性問題。

 4、討論了傳感器布局對不同葉尖定時振動參數辨識算法的影響。建立傳感器采樣點分布范圍DR這一函數對傳感器布局優劣進行評價;利用明顯度(ΔS%)對振動倍頻遍歷結果進行判定。結合實際條件,擬出了基于任意角分布的多傳感器布局擇優選取方法。

 5、在多種旋轉機械設備上完成了葉片振動檢測實驗,通過大量實驗數據,對各種葉尖定時振動參數辨識算法進行了實驗驗證。實驗分析結果表明了算法的可行性和有效性。