本文關(guān)鍵詞：基于葉尖定時(shí)和雙頻激光相位測(cè)距的葉尖間隙測(cè)量技術(shù)　出處：《天津大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：葉尖間隙是航空發(fā)動(dòng)機(jī)、煙氣輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)和汽輪機(jī)等重大裝備的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)葉片葉尖與發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣之間的微小距離，是影響發(fā)動(dòng)機(jī)健康運(yùn)行、能耗效率的關(guān)鍵參數(shù)，因此其實(shí)時(shí)高精度檢測(cè)對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的安全維護(hù)和隱患預(yù)警相當(dāng)重要，而且是現(xiàn)階段制約大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械葉尖間隙主動(dòng)調(diào)控和發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的主要瓶頸之一。在分析惡劣應(yīng)用條件和葉尖間隙主動(dòng)調(diào)控對(duì)間隙測(cè)量技術(shù)提出的要求的基礎(chǔ)上，本文提出了基于葉尖定時(shí)的葉尖間隙測(cè)量方案，建立了系統(tǒng)測(cè)量模型。分析了各組成部分的設(shè)計(jì)要求，并詳細(xì)設(shè)計(jì)了基于葉尖定時(shí)的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)。深入分析了測(cè)量系統(tǒng)的誤差源，提出了測(cè)量系統(tǒng)的優(yōu)化方案，在已有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上完成了測(cè)量系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和葉尖間隙測(cè)量實(shí)驗(yàn)。最后，，本文分析了雙頻激光相位測(cè)距的葉尖間隙測(cè)量技術(shù)的主要優(yōu)缺點(diǎn)，并針對(duì)其同頻串?dāng)_問(wèn)題進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要工作包括下述四點(diǎn)： 第一，簡(jiǎn)要分析了激光三角法和光纖傳感技術(shù)的原理，在此基礎(chǔ)上，提出了葉尖定時(shí)的葉尖間隙測(cè)量技術(shù)。隨后，理論推導(dǎo)了測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量模型，并設(shè)計(jì)了各組成部分。采用葉尖到達(dá)信號(hào)的上升沿作為定時(shí)信號(hào)，從原理上克服了激光器光源不穩(wěn)、不同葉片表面散射特性不同和旋轉(zhuǎn)設(shè)備內(nèi)部介質(zhì)變化導(dǎo)致的反射光強(qiáng)弱變化和漂移及某些電路參數(shù)變化導(dǎo)致的電信號(hào)幅值變化等諸多因素的對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響，測(cè)量系統(tǒng)具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 第二，根據(jù)測(cè)量模型，系統(tǒng)地分析了基于葉尖定時(shí)原理的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)的誤差源；在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出測(cè)量系統(tǒng)的主要誤差因素，并提出了相應(yīng)的改進(jìn)措施和技術(shù)方案，詳細(xì)地分析了該測(cè)量系統(tǒng)的精度潛力。 第三，在已有實(shí)驗(yàn)平臺(tái)和葉尖定時(shí)測(cè)振系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入葉尖定時(shí)傳感器和間隙計(jì)算軟件，完成了葉尖定時(shí)葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了從低速恒速至高速恒速的葉尖間隙測(cè)量實(shí)驗(yàn)，初步驗(yàn)證了測(cè)量系統(tǒng)的正確性。 第四，為了提高雙頻激光相位測(cè)距的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)的抗同頻串?dāng)_能力，對(duì)其處理電路進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，并引入雙路光纖傳輸。
[Abstract]:The tip clearance is small distance between aero engine and gas turbine, blower and steam turbine and other major equipment of the rotating blade tip of engine and engine casing, are key parameters affecting the healthy operation of the engine, the energy efficiency, so that the high precision detection of rotating machinery maintenance and safety hidden danger warning is very important, and is one of the main the bottleneck in restricting the large rotating machinery of tip clearance of the active control and engine development. On the basis of analyzing the requirements of bad application conditions and active control of blade tip clearance for gap measurement technology, a blade tip timing measurement scheme based on tip timing is proposed in this paper, and a system measurement model is established. The design requirements of each component are analyzed, and the tip clearance measurement system based on the tip timing is designed in detail. The error sources of the measurement system are deeply analyzed, and the optimization scheme of the measurement system is put forward. On the existing experimental platform, the measurement system's harmonic and tip clearance measurement experiments are completed. Finally, the advantages and disadvantages of the dual frequency laser ranging technology are analyzed, and the optimal design of the same frequency crosstalk is carried out. The main work includes the following four points:
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH13;TP274

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1338174