Устройство для измерения деформаций турбинных лопаток

Устройство для измерения деформаций турбинных лопаток

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к устройствам для бесконтактного из|х ;арен1-ш деформаций деталей машин к может быть использовано при / сспедовзик;-;х деформации лопаток турбокомпрессоров и других турбомашин, работающих при высоких температурах газовой среды. Цель изобретения - повышение точностм при измерении, деформаций лопаток в высокотемпературных газовых потоках с включениями светящихся сажистых частиц, что достигается введением умножителя частоты, соединенного с датчиком углозого перемещения ротора турбины, счетчика числа импульсов, соединен.ного с выходом умножителя, и сое,диненного с выходом счетчика регулируемого источника питания излучателя, выполненного в виде светодиода с устанавливаемым перед фотоприемником оптическим фильтром, полоса пропускания которого соответствует рабочей полосе излучения светодиода. Умножитель ч астоты со счетчиком формируют син(;ронизированный с моментом прохо.ждения перед линзой волоконно-оптической линии связи торца лопатки управляющий импульс требуемой длительности, что позволяет питать светодиод в импульсном режиме током большей амплитуды и улучшать за этот счет соотношение сигнал-шум в оптической част тракта. Дополнительно этосоо т н о LLI е н и е улучшается за счет использования фильтра, полоса которого рассчитана на пропускание излучения светодиода и ослабление излучения от сажистых частиц. Устройство позволяет повысить точность измерения угловых деформаций лопаток за счет более тонной привязки к времени момента прохождения отражающей кромки лопатки мимо линзы волоконно-оптической линии связи. 1 ил. С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э G 01 В 11/16

F jl =.я т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ V ОТ .FI.- Т!ЛЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

А Е С) Р(Д 1 ъу P P Ig Ä - f Е Г, (ЯУ (21) 4 . 43234/28 (22) 12.03.87 (46) 15,10.91. Вгол. I I 38

{721А,B. Андреев, 3,В, Аспанян и В,А. Лебедев (53) 531.78",2(088 8) (56) Авторское св«дете .ство СССР ! Ф 1293483, кл. С 01 = . 11/16, i 985. устрсйг гьо для! змерения колебаний и деформа,ий лс",а;".. к .гурбокампрессора. экспресс-информация ВИН гi I N, — iVI, 1981. серия "Испытате - ÷ I: —, приборы и стенды", И218, с. 17-21. (54) УС РОИС1 В. .:3 I1ß ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФСРМАЦИ 4 ТУРБИННЫХ fiДГ1АТОК (57) Изобрете; » - отнаситс.-. к устройствам для бесконтак гна-.а из-;; рения деформаций деталей машин и может быть использовано при исследав"..þ;: х деформации лопаток турбаксмпрсссаров и других т/рбомашин, работающих при высок«х тем ературах газовой среды. Цепь «эабретения — повышение то-!HocT«при измерен«и деформаций лопаток в высокотемпературных газовых потоках с включенлями светящихся сажистых частиц, что достигается введением умножителя частоты, соединенного с датчиком

Изобретение относится к устройствам для бесконтактного измерения деформаций деталей машлн л может быть использовано при «coëeäoâàí«ÿõ деформаций лопаток турбокомпрессоров и других турбомашин, работающих при высоких температурах газовой среды.

Целью изобретен«я является повышение точности пр«измерении деформаций лопаток в высокотемпературных га".îíûх О 1487621 А1 углового перемещения ротора турбины, сче-:чика числа импульсов, соединенно-о с выходом умнож«теля, и соединенного с выходом счетчико- регулируемого источника питания излучателя, выполненного в виде светодлода с устанавливаемым перед фотоприемником оптическим фильтром, полоса прспускания которого соответствует рабочей полосе излучения светодиода. Умножитель частоты со счетч«ком формируют синхранизированнырл с моментом прохождения перед линзой волоконно-оптической линии связи торца лопатки управляющий импульс требуемой длительности, что пас зволяет питать светодиод s импульсном режиме током большей амплитуды и улучшать за этот счет соотношение сигнал — шум в оптическсй част тракта. Дополнительно эта соотношение улучшается за счет использования фильтра, полоса которого рассчитана на прапускание излучения светодиода и ослабление излучения от сажистых частиц. Устройство позволяет повысить точность измерения угловых деформаций лопаток за счет более точной привязки к времени момента прохождения отража ощей кромки лопатки мимо линзы волоконно-оптлчесKoé лиívlin связи. 1 ил. потоках с включениями светящихся сажиciblx частиц, чта достигается введением умножителя частоты, соединенного с датчиком углового nåðåi«åùåí«ÿ ротора турбины, счетчика -:èñëà импульсов, соединенного с выходом умножителя, и саед«неннсго с выходом умнажителя, «соединенного с выходом счетчика регул«руемого источника питания излучателя, выполненного s виде светодиода, с устанавливаемым перед фото1487621

55 приемником оптическим фильтром, полоса пропускания которого соответствует рабочей полосе излучения светодиода, Умно>китель частоты со счетчиком формируют синхронизированный с моментом прохождения перед линзой волоконно-оптической линии связи торца лопатки управляющий импульс требуемой длительности, что и-:,зволяет питать светодиод в импульсном режиме током большей амплитуды и улучшать за этот счет соотношением сигнал — шум в оптической части тракта. Дополнительно это соотношение улучшается за счет использования фильтра, полоса которого рассчитана на пропускание излучения светодиода и ослабление излучения от са>кистных частиц.

На черте>ке представлена функциональная схема устройства.

Устройство для измерения деформаций турбинных лопаток содержит датчик 1 углового псремещения ротора турбины с маркером 2, предназначенным для закрепления ротора, двунаправленную вооконно-оптическую линию 3 связи с фокусирующей линзой 4, предназначенной для установки в статоре турбины против ротора, излучатель

5, выполненный в виде светодиода, устанавливаемого против передающего светодиода волоконно Оптической линии 3 сВЯзи, с оптическим фильтром 6, полоса пропускания к01орого соответствует полосе излучения

:ветодиода, фотоприемник 7, устанавливамый против приемного световода волоконно-оптической линии 3 связи, умножитель 8 частоты, вход которого соединен с выходом датчика 1 углового перемещения, счетчик 9 исла импульсов, вход которого соединен с выходом умножителя 8, регулируемый источник 10 питания излучателя 5, соединенный с выходом счетчика 9, и блок 11 обработки, соединенный с выходом фото lрием fMKB 7, а оптический фильтр 6 уста овлен между приемным световодом и фотоприемником 7.

Устройство работает следующим образом, Перед испытаниями на роторе турбины закрепля,от маркер 2, а датчик 1 углового пе-..вмещения ротора турбины устанавливают на статоре против маркера 2, На статоре турбины против ротора устанавливают так>кс двунаправленную волоконно-оптическу:,о линию 3 связи с фокусирующей линзой -!. При вращении ротора в момент прохождения маркера 2 против датчика 1 углового перемещения на входе последнего форми,)уется импульс. При равномерном или близ :.ом к нему вращении ротора с датчика 1 на вход умножителя 8 поступает последова5

Р

50 тельность импульсов определенной частоты, равной частоте вращения ротора. Умножитель 8, выполненный, например, с коэффициентом умножения 1024 или 2048. формирует на выходе последовательность импульсов, каждый из которых соответствует перемещению лопатки турбины относительно линзы 4 на величину, определяемую долей оборота 1/К, где К вЂ” коэффициент умножения умножителя, Счетчик 9 выделяет из последовательности импульсов на выходе умножителя 8 группу импульсов, соответствуюгцую и рохождению перед линзой 4 торца лопатки, деформации которой необходимо определить, и формирует вместо них один управляющий импульс той же длительности, что и длительность группы входных импульсов счетчика 9. В соответствии с этим регулируемый источник 10 питания излучателя вырабатывает.импульс питающего тока той же длительности, но увеличенной амплитуды, зависящей от скважности следования управляющих импульсов.

Благодаря пропусканию через светодиод большего тока в импульсном режиме, а также фильтрации оптического сигнала на выходе приемного световода волоконно-оптичдской линии 3 связи улучшается соотношение сигнал — шум в оптической части тракта измерения, что noBblLL ает точность временной привязки момента прохождения отражающей поверхности торца лопатки мимо линзы 4 волоконно-оптической линии

3 связи. Допустимая для различных типов лопаток минимальная длительность свечения излучателя 5 настраивается путем регулировки коэффициента пересчета счетчика

9. Б блоке 1 обработки сигнал с фотоприемника 7 подвергается статический обработке, при которой за искомое из нескольких последовательных значений сигнала принимают наименьшее из этих значений, что соответствует отсутствию засветки фотоприемника 7 излучением от светящихся сажистых частиц.

Устройство позволяет повысить точность определения углового перемещения торца лопатки на различных режимах работы турбины и соответственно повысить io4ность измерения связанных с этими перемещениями деформаций пера лопатки, Формула изобретения

Устройство для измерения деформаций турбинных лопаток, содержащее датчик углового перемещения ротора турбины с маркером, предназначенным для закрепления на роторе, двунаправленную волоконно-оптическую линию связи с фокусирующей лин1487621 у- »» h -,-.-:,, ;х ;.

»

1 г

1 о

1 I (!

Ь 1

», ti ф г б (/ /!

l ф (ф

Составитель Е. Щел(л(на

Техред M.Moðãåíòàë

Редактор М.Васильева <орректор М.Макс ",мишичец

Заказ 4594 Тираж .Подписное

ВНИИПИ Государственного ком лтета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

113035, Москва, Х 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул.Гагари-fa, 101 зой, предназначенную для установки в статоре турбины против ротора, излучатель и фотоприемник, установленные соответственно против передающего и приемного световодов волоконно-оптической л(инии связи, и блок обработки сигналом фотоприемника,отличающееся тем,что,с целью повышения точности при измерении деформаций лопаток в вь(сокотемпературных газовых потоках с вкл. -очениями светящихся сажMctL!x частиц, оно снабжено умножителем час1аты. соединенными с датчиком углового перемещения, счетчиком числа импульсов, соединенным с выходом умн.ж,.теля, и регулируемым источ5 ником питания излучателя, соединенным с выходом "чеT I!4Kа, а излучатель выполнен в виле св т(! g,èý.«а с устанав-ив,"-еМЬ)(»л БЕСЕД :..ОП(i4. »,. f-Ч1(ОМ ОП! (",ICKI»,,»

З(; =.iÐÎМ, I:P«ясса ПОО-. СхаНИЯ kýòÑÐÎf-Ñ

IQ соответствуе (3"-.,. оч:;.Й l 0:.Ocp из" »»чени.я светодиода,