光纤叶尖定时传感器研究

发布时间：2021-04-16 13:44

　　航空发动机在航空工业中扮演着十分重要的角色,航空发动机在运行时最容易出现故障的部件就是发动机叶片。发动机叶片在各种复杂激振力的作用下极易发生振动,对发动机叶片进行实时在线的振动监测是保障发动机安全运行的重要保障。目前应用最广泛、最热门的测振技术就是叶尖定时法测振技术,叶尖定时法通过精确提取叶片到达传感器的时间来对叶片振动进行监测,该方法只需在机匣上安装少量的叶尖定时传感器就可以实现对整级叶片振动的非接触式测量。目前该方法的测量精度主要受提取叶片到达时间精度的影响,传统提取时间的方法主要是通过设定触发阈值提取叶片的到达时间,然而叶尖定时信号受到诸多因素的影响,比如叶尖间隙的变化、叶尖表面粗糙度、电路噪音、光路噪音等的影响,使提取的叶片到达时间并不准确。本文提出了一种新的提取叶片到达时间的方法——基于叶尖表面微结构的叶尖定时方法。该方法通过加工叶尖表面,使其形成具有特征结构的一维微结构表面,采集微结构表面的散射光信号并与提前标定的信号进行对比处理,通过算法计算得到叶片到达时间。该方法不再依赖单一或者数个触发信号提取时间,而是通过对整个具有特征的微结构散射光信号处理提取时间,有效降低了由于间... 

【文章来源】：哈尔滨工程大学黑龙江省 211工程院校

【文章页数】：84 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

频率调制法示意图

（c）多模光纤的纤端场分布 （d）多模光纤的轴向场分布图 2.2 光纤纤端出射场分布 光纤束式叶尖定时传感器建模分析光纤束式叶尖定时传感器的探头是由中间的发射光纤和紧密围绕在周围的成[74]。采用这样的布置方式既为了在叶片旋转过程中能接收到足够的光信号这样的结构简单紧凑、制作简单、稳定性好。在光源稳定、无光路噪音、电的情况下，叶尖定时系统的精度主要与叶尖定时信号的边沿抖动有关，而叶的上升沿与发射光纤、叶片端部形貌有关。在光学叶尖定时测振系统中，叶片扫过光纤叶尖定时传感器时可以看作是简速运动，因为相对于叶尖线速度，叶片振动速度非常小。同时假设旋转叶尖，无散射、衍射等现象发生，出射光照射到叶尖表面发生的是镜面反射，则光纤叶尖定时传感器时，接收光强的变化规律建模如下[43-44]：

光纤束

【参考文献】：
期刊论文
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[2]涡轮发动机叶片阻尼结构减少能耗设计研究[J]. 慕琴琴,孙万超,黄文超.  计算机仿真. 2017(05)
[3]提高光纤式叶尖定时系统精度的信号处理方法[J]. 汪猛,段发阶,郭浩天,张济龙.  纳米技术与精密工程. 2016(03)
[4]基于叶尖定时法的旋转叶片振动监测技术研究与应用进展[J]. 陈庆光,王超.  噪声与振动控制. 2016(01)
[5]伺服驱动器转速控制技术[J]. 林瑶瑶,仲崇权.  电气传动. 2014(03)
[6]现代微特电机的关键技术市场迎来新契机[J]. 李进卫.  电工文摘. 2013(06)
[7]基于余数定理的叶端定时欠采样信号处理方法[J]. 陈仲生,谢勇,杨拥民,李学军.  振动.测试与诊断. 2013(S1)
[8]航空发动机机匣动力学研究进展与展望[J]. 温登哲,陈予恕.  动力学与控制学报. 2013(01)
[9]第三代红外探测器的发展与选择[J]. 史衍丽.  红外技术. 2013(01)
[10]大型离心叶轮振动模态局部化特性研究[J]. 赵问银,张家忠,周成武.  应用力学学报. 2012(06)

博士论文
[1]基于叶尖定时的旋转叶片振动检测及参数辨识技术[D]. 欧阳涛.天津大学 2011
[2]烟气轮机叶片振动的非接触式在线监测关键技术研究[D]. 张玉贵.天津大学 2008

硕士论文
[1]基于叶尖定时的叶片振动参数辨识及耦合振动研究[D]. 刘志博.华北电力大学 2017
[2]新型台面结构硅基雪崩光电二极管的研究[D]. 崔文凯.北京工业大学 2014
[3]光通信用不同增益材料雪崩光电二极管的研究[D]. 莫秋燕.华中科技大学 2011
[4]测振用叶尖定时传感器的设计[D]. 李志华.天津大学 2005



本文编号：3141542