×
10.05.2018
218.016.4b68

СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ НОМЕРОВ ЛОПАТОК РАБОЧЕГО КОЛЕСА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ РАДИАЛЬНЫХ ЗАЗОРОВ МЕЖДУ ТОРЦАМИ ЛОПАТОК И СТАТОРНОЙ ОБОЛОЧКОЙ ТУРБОМАШИНЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении радиальных зазоров в турбомашинах. Технический результат: устранение аппаратурной избыточности за счет удаления датчика синхронизации и замены его функций операциями обработки измерительной информации. Сущность: с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь. Возбуждают вихретоковый преобразователь непрерывной последовательностью импульсов, не синхронизированной с вращением колеса. Регистрируют измерительную выборку сигналов вихретокового преобразователя в виде цифровых кодов в объеме не менее чем за два полных оборота рабочего колеса. Вычисляют радиальные зазоры лопаток по кодам, попавшим в измерительную выборку, и фиксируют в массиве зазоров, сохраняя порядок расположения лопаток в измерительной выборке. Вычисляют массив функционалов, определяемых в виде Евклидова расстояния между элементами массива зазоров и эталонного массива, последовательно перемещая начало эталонного массива по элементам массива зазоров до величины индексов, равной числу лопаток колеса. Фиксируют начало нумерации лопаток в массиве зазоров, соответствующее их расположению в эталонном массиве, по позиции минимального значения в массиве функционалов. 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров в турбомашинах.

Известен способ ускоренного измерения координатных составляющих смещений торцов лопаток ротора турбомашины, заключающийся в том, что производят раздельное определение смещений торцов лопаток в радиальном и осевом направлениях с помощью одновитковых вихретоковых преобразователей, используя последовательность импульсов опроса, синхронизированную с вращением ротора турбомашины по сигналу с датчика синхронизации [Патент РФ №2454626, МПК G01B 7/14, 27.06.2012, Бюл. №18].

Недостатком способа является наличие датчика синхронизации, установку которого сложно и трудоемко реализовать в составе турбомашины.

Наиболее близким по технической сущности является способ измерения радиальных зазоров в турбомашинах, заключающийся в том, что с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие синхронизированный с ее вращением вихретоковый преобразователь, который возбуждают последовательностями из групп импульсов, выбираемых по числу лопаток колеса, и по его выходным сигналам оценивают радиальные зазоры [А.с. №1779908, МПК G01B 7/08, 07.12.92, Бюл. №45].

Недостатком способа является аппаратурная избыточность при его реализации, обусловленная применением датчика синхронизации, одной из основных функций которого является идентификация номеров лопаток при испытаниях.

Целью изобретения является устранение аппаратурной избыточности путем удаления датчика синхронизации и замены его функций операциями обработки измерительной информации.

Указанная цель достигается тем, что в способ измерения радиальных зазоров в турбомашинах, заключающийся в том, что с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь, добавлены дополнительные операции, обеспечивающие измерение радиальных зазоров и идентификацию номеров лопаток при испытаниях турбомашины без применения датчика синхронизации.

Ниже показаны дополнительные операции, проводимые на неработающей турбомашине и являющиеся подготовительными для использования способа, и затем операции для реализации способа в процессе работы турбомашины.

На неработающей турбомашине задают исходную нумерацию лопаток с учетом последовательности их размещения на колесе и формируют массив радиальных зазоров {Y1, Y2, …, Yn}, где Yi - величина радиального зазора, i - индекс массива, согласно принятой нумерации лопаток, n - число лопаток колеса.

Для этого поочередно, при помощи ручного привода, устанавливают лопатки в зону контроля, измеряют любым известным способом величины радиальных зазоров между их торцами и статорной оболочкой и фиксируют результаты измерений в массиве в соответствии с нумерацией лопаток.

Совокупная последовательность радиальных зазоров является уникальной информацией, поскольку фактические зазоры являются независимыми случайными величинами, распределенными в пределах допуска, и характерна лишь для конкретного колеса. Полученный массив можно считать эталонным и использовать для распознавания данной последовательности в результатах измерения зазоров.

В процессе работы турбомашины возбуждают вихретоковый преобразователь непрерывной последовательностью импульсов, не синхронизированной с вращением колеса, регистрируют измерительную выборку сигналов вихретокового преобразователя в виде цифровых кодов в объеме не менее чем за два полных оборота рабочего колеса.

Вычисляют радиальные зазоры лопаток по кодам, попавшим в измерительную выборку в порядке их поступления, и фиксируют в массиве зазоров {y1, y2, …, yn, yn+1, …, y2n, …}, где y1 - вычисленная величина радиального зазора начальной лопатки в измерительной выборке с произвольным номером.

Затем вычисляют массив функционалов {D1, D2, …, Dn}, определяемых в виде Евклидова расстояния между элементами массива зазоров и эталонного массива, последовательно перемещая начало эталонного массива по элементам массива зазоров до величины индексов, равной числу лопаток колеса, по формуле

, где индекс определяет величину смещения эталонного массива.

Далее выполняют идентификацию номеров лопаток в массиве зазоров. Для этого фиксируют начало нумерации, соответствующее их расположению в эталонном массиве по позиции минимального значения в массиве функционалов.

Таким образом, если , то положение лопатки с №1 соответствует индексу массива зазоров с номером m, положение лопатки №2 - индексу m+1 и т.д. с учетом цикличности по оборотам колеса.

Пример применения способа приведен на фиг. 1, 2, 3.

На фиг. 1 приведен дискретный график эталонного массива {Y1, Y2, …, Y48} для лопаточного колеса, содержащего 48 лопаток. Величины зазоров распределены в диапазоне от 1,3 до 1,7 мм. На оси абсцисс - принятая нумерация лопаток.

На фиг. 2 показан дискретный график массива зазоров {y1, y2, …, y96} за два оборота колеса, когда процесс измерения не синхронизирован с процессом вращения.

На фиг. 3 показан график поведения функционалов {D1, D2, …, D48} при смещениях начала отсчета эталонного массива относительно элементов массива зазоров в пределах полного оборота колеса. Минимальное значение указывает на элемент m=16, который соответствует положению лопатки №1 в эталонном массиве.

Таким образом, получили виртуальный инструмент для выполнения идентификации номеров лопаток без применения датчика синхронизации, основанный на распознавании эталонной последовательности в массиве зазоров.

Необходимо заметить, что представленные численные эксперименты были проведены без учета случайных погрешностей измерений зазоров. Наличие шумов в измерительной информации окажет влияние на величину минимального значения функционалов и сделает данный глобальный экстремум менее выраженным.

Способ идентификации номеров лопаток рабочего колеса при измерении радиальных зазоров между торцами лопаток и статорной оболочкой турбомашины, заключающийся в том, что с торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь, отличающийся тем, что с целью устранения аппаратурной избыточности при его реализации возбуждают вихретоковый преобразователь непрерывной последовательностью импульсов, не синхронизированной с вращением колеса, регистрируют измерительную выборку сигналов вихретокового преобразователя в виде цифровых кодов в объеме не менее чем за два полных оборота рабочего колеса, вычисляют радиальные зазоры лопаток по кодам, попавшим в измерительную выборку, и фиксируют в массиве зазоров, сохраняя порядок расположения лопаток в измерительной выборке, вычисляют массив функционалов, определяемых в виде Евклидова расстояния между элементами массива зазоров и эталонного массива, последовательно перемещая начало эталонного массива по элементам массива зазоров до величины индексов, равной числу лопаток колеса, фиксируют начало нумерации лопаток в массиве зазоров, соответствующее их расположению в эталонном массиве, по позиции минимального значения в массиве функционалов.
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ НОМЕРОВ ЛОПАТОК РАБОЧЕГО КОЛЕСА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ РАДИАЛЬНЫХ ЗАЗОРОВ МЕЖДУ ТОРЦАМИ ЛОПАТОК И СТАТОРНОЙ ОБОЛОЧКОЙ ТУРБОМАШИНЫ
СПОСОБ ИДЕНТИФИКАЦИИ НОМЕРОВ ЛОПАТОК РАБОЧЕГО КОЛЕСА ПРИ ИЗМЕРЕНИИ РАДИАЛЬНЫХ ЗАЗОРОВ МЕЖДУ ТОРЦАМИ ЛОПАТОК И СТАТОРНОЙ ОБОЛОЧКОЙ ТУРБОМАШИНЫ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 12.
20.06.2014
№216.012.d339

Способ уменьшения температурной погрешности измерения многокоординатных смещений торцов лопаток одновитковым вихретоковым преобразователем

Использование: для уменьшения температурной погрешности при измерении перемещений электропроводящих объектов в условиях воздействия высоких температур. Сущность: в одновитковом вихретоковом преобразователе во внутреннем проводнике его коаксиального токовода, соединяющего чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519844
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.08.2014
№216.012.e99e

Устройство для измерения многокоординатных смещений торцов лопаток

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения многокоординатных смещений торцов лопаток в турбомашинах. Устройство для измерения многокоординатных смещений торцов лопаток, содержащее источник постоянного напряжения, ключ, рабочий и компенсационный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525614
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.07.2015
№216.013.60b4

Способ измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов рабочих лопаток турбины

Использование: для измерения зазоров и осевых смещений торцов рабочих лопаток турбины. Сущность изобретения заключается в том, что во взаимодействие с торцом контролируемой лопатки вводят распределенный кластер из двух высокотемпературных одновитковых вихретоковых преобразователей (ОВТП) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556297
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.06.2016
№217.015.0364

Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины

Использование: для измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой. Сущность изобретения заключается в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587644
Дата охранного документа: 20.06.2016
29.12.2017
№217.015.f8f9

Способ измерения радиальных зазоров и скорости вращения ротора в турбомашинах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров и скорости вращения ротора в турбомашинах. С торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь, возбуждаемый последовательностью импульсов питания....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639996
Дата охранного документа: 25.12.2017
04.04.2018
№218.016.368a

Способ обнаружения металлических частиц износа в потоке масла работающего газотурбинного двигателя

Использование: обнаружение и регистрация металлических частиц износа в потоке масла работающего ГТД. Для обнаружения металлических частиц износа в потоке масла работающего газотурбинного двигателя общий поток масла разделяют на N независимых потоков, суммарная площадь поперечного сечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646520
Дата охранного документа: 05.03.2018
10.05.2018
№218.016.3dc2

Способ измерения радиального зазора между торцами рабочих лопаток и статором газотурбинного двигателя

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиального зазора (РЗ) между торцами лопаток рабочего колеса (РК) и статорной оболочкой газотурбинного двигателя (ГТД). Предложен способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648284
Дата охранного документа: 23.03.2018
10.05.2018
№218.016.4aa3

Способ измерения с заданной точностью радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины при дискретном поступлении информации с датчика

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров и скорости вращения ротора в турбомашинах. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса в процессе его вращения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651628
Дата охранного документа: 23.04.2018
10.05.2018
№218.016.4b3d

Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины

Использование: для измерения радиальных зазоров в компрессорах газотурбинных установок. Сущность изобретения заключается в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651622
Дата охранного документа: 23.04.2018
03.10.2018
№218.016.8df3

Способ обнаружения частиц металла в масле системы смазки узлов трения и определения скорости потока масла

Использование: обнаружение и регистрация металлических частиц износа в потоке масла работающего газотурбинного двигателя (ГТД) при прокачке масла системы смазки двигателя через проходной канал датчика; идентификация магнитного или немагнитного вида металла; формирование информационного сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668513
Дата охранного документа: 01.10.2018
Показаны записи 1-10 из 19.
20.06.2014
№216.012.d339

Способ уменьшения температурной погрешности измерения многокоординатных смещений торцов лопаток одновитковым вихретоковым преобразователем

Использование: для уменьшения температурной погрешности при измерении перемещений электропроводящих объектов в условиях воздействия высоких температур. Сущность: в одновитковом вихретоковом преобразователе во внутреннем проводнике его коаксиального токовода, соединяющего чувствительный элемент...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519844
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.08.2014
№216.012.e99e

Устройство для измерения многокоординатных смещений торцов лопаток

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения многокоординатных смещений торцов лопаток в турбомашинах. Устройство для измерения многокоординатных смещений торцов лопаток, содержащее источник постоянного напряжения, ключ, рабочий и компенсационный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525614
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.07.2015
№216.013.60b4

Способ измерения радиальных зазоров и осевых смещений торцов рабочих лопаток турбины

Использование: для измерения зазоров и осевых смещений торцов рабочих лопаток турбины. Сущность изобретения заключается в том, что во взаимодействие с торцом контролируемой лопатки вводят распределенный кластер из двух высокотемпературных одновитковых вихретоковых преобразователей (ОВТП) с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002556297
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.06.2016
№217.015.0364

Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины

Использование: для измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой. Сущность изобретения заключается в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002587644
Дата охранного документа: 20.06.2016
29.12.2017
№217.015.f8f9

Способ измерения радиальных зазоров и скорости вращения ротора в турбомашинах

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров и скорости вращения ротора в турбомашинах. С торцами лопаток работающей турбомашины вводят во взаимодействие вихретоковый преобразователь, возбуждаемый последовательностью импульсов питания....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002639996
Дата охранного документа: 25.12.2017
04.04.2018
№218.016.368a

Способ обнаружения металлических частиц износа в потоке масла работающего газотурбинного двигателя

Использование: обнаружение и регистрация металлических частиц износа в потоке масла работающего ГТД. Для обнаружения металлических частиц износа в потоке масла работающего газотурбинного двигателя общий поток масла разделяют на N независимых потоков, суммарная площадь поперечного сечения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002646520
Дата охранного документа: 05.03.2018
10.05.2018
№218.016.3dc2

Способ измерения радиального зазора между торцами рабочих лопаток и статором газотурбинного двигателя

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиального зазора (РЗ) между торцами лопаток рабочего колеса (РК) и статорной оболочкой газотурбинного двигателя (ГТД). Предложен способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648284
Дата охранного документа: 23.03.2018
10.05.2018
№218.016.4aa3

Способ измерения с заданной точностью радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины при дискретном поступлении информации с датчика

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения радиальных зазоров и скорости вращения ротора в турбомашинах. Сущность изобретения заключается в том, что способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса в процессе его вращения и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651628
Дата охранного документа: 23.04.2018
10.05.2018
№218.016.4b3d

Способ измерения радиальных зазоров между торцами лопаток рабочего колеса и статорной оболочкой турбомашины

Использование: для измерения радиальных зазоров в компрессорах газотурбинных установок. Сущность изобретения заключается в том, что фиксируется экстремальное значение кода с измерительного преобразователя при прохождении центра зоны чувствительности датчика торцом контролируемой лопатки;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002651622
Дата охранного документа: 23.04.2018
03.10.2018
№218.016.8df3

Способ обнаружения частиц металла в масле системы смазки узлов трения и определения скорости потока масла

Использование: обнаружение и регистрация металлических частиц износа в потоке масла работающего газотурбинного двигателя (ГТД) при прокачке масла системы смазки двигателя через проходной канал датчика; идентификация магнитного или немагнитного вида металла; формирование информационного сигнала...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002668513
Дата охранного документа: 01.10.2018
+ добавить свой РИД