【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及旋轉(zhuǎn)葉片測量領域，尤其涉及一種應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置及方法。
技術(shù)介紹
1、在眾多旋轉(zhuǎn)葉片監(jiān)測方法中，葉尖定時技術(shù)具有非接觸性、非破壞性及測試原理簡單等優(yōu)點，被認為是最有發(fā)展前景的葉片在線監(jiān)測方法。葉尖定時技術(shù)是通過對旋轉(zhuǎn)葉片每一圈掃過傳感器的實際時間與理論時間的差來獲得葉片振動信息，這一原理決定了該技術(shù)僅適用于恒轉(zhuǎn)速下葉片振動的測量。但在實際生產(chǎn)中，受激振力、負載等因素的影響，葉片很難保持恒定轉(zhuǎn)速運行，這就導致傳統(tǒng)的葉尖定時技術(shù)在變轉(zhuǎn)速條件下難以對葉片的振動信息進行有效測量。一旦轉(zhuǎn)速發(fā)生波動，則葉片振動產(chǎn)生的時間差遠小于轉(zhuǎn)速變化引入的時間差，這就使得監(jiān)測到的葉尖定時信號失去了葉片振動測量的意義。
2、通過分析葉尖定時系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)，無論轉(zhuǎn)速如何波動及變化，葉片根部與轉(zhuǎn)軸的相對位置永遠是固定不變的，如果能夠利用葉尖相對于轉(zhuǎn)軸上某一位置的相對變化來描述葉片的振動，則可解決傳統(tǒng)葉尖定時系統(tǒng)在變轉(zhuǎn)速下難以測量的問題。基于此，提出采用多參考鍵相的變轉(zhuǎn)速下葉片振動監(jiān)測方法，在轉(zhuǎn)軸上均勻或近似均勻地布置多個參考鍵相，受限于結(jié)構(gòu)特點，參考鍵相的數(shù)量會遠小于葉片的數(shù)量，因而無法滿足每個葉片均有對應的參考鍵相的需求。但由于轉(zhuǎn)速變化是一個連續(xù)漸變的過程(非突變)，可以認為相鄰兩鍵相間的轉(zhuǎn)速為勻速過程，因此，在相鄰參考鍵相間按照葉片數(shù)量插入相應的虛擬參考點，使每一個葉片在葉根處對應一個鍵相參考點，利用這些參考點即可求得某時刻葉片對應的振動位移。由此可見，鍵相是葉尖定時準確測量的基礎，多鍵相能夠有效的提高轉(zhuǎn)速波動情況下測量的
3、現(xiàn)有的多鍵相測量包括磁鋼鍵相方案、高低齒鍵相方案和反光鍵相方案，但是存在對工作環(huán)境要求高、易產(chǎn)生摩損、閾值比較不穩(wěn)定、信號識別硬件回路復雜且易受干擾等缺點。因此，亟需提出一種對工作環(huán)境要求不高且識別準確的鍵相識別方案。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本申請?zhí)峁┮环N應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置及方法，以至少解決對工作環(huán)境要求高、易產(chǎn)生摩損、閾值比較不穩(wěn)定、信號識別硬件回路復雜且易受干擾的技術(shù)問題。
2、本申請第一方面實施例提出一種應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置，所述裝置包括：齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、外殼、傳感器、時間戳發(fā)生裝置和控制器；
3、所述齒輪上設置有鍵相齒，且所述齒輪固定在所述旋轉(zhuǎn)軸上，其中，所述鍵相齒包括多個剛性鍵相齒和一個主鍵相齒；
4、所述外殼套在所述齒輪上；
5、所述傳感器固定在所述外殼上，用于采集所述鍵相齒的脈沖信號；
6、所述時間戳發(fā)生裝置與所述傳感器連接，所述時間戳發(fā)生裝置用于標記各脈沖信號的生成時間和結(jié)束時間；
7、所述控制器與所述時間戳發(fā)生裝置連接，所述控制器用于計算各鍵相齒的脈沖寬度，進而識別出主鍵相齒。
8、優(yōu)選的，所述多個剛性鍵相齒和所述主鍵相齒均勻分布在所述齒輪上且所述剛性鍵相齒和所述主鍵相齒的前沿在圓周上均勻分布；
9、所述主鍵相齒的齒尖寬度是所述剛性鍵相齒的齒尖寬度的n倍。
10、進一步的，所述傳感器包括：光纖傳感器或電渦流傳感器或電容傳感器。
11、進一步的，當所述傳感器為電渦流傳感器或電容傳感器時，所述齒輪為導電材質(zhì)的齒輪。
12、本申請第二方面實施例提出一種應用于葉尖定時測量的主鍵相識別方法，所述方法包括：
13、傳感器采集各鍵相齒的脈沖信號，并將所述脈沖信號發(fā)送到所述時間戳發(fā)生裝置；
14、時間戳發(fā)生裝置對各鍵相齒的脈沖信號的開始時間和結(jié)束時間進行標記，并將標記開始時間和結(jié)束時間后的各鍵相齒的脈沖信號發(fā)送到控制器；
15、控制器基于所述標記開始時間和結(jié)束時間后的各鍵相齒的脈沖信號確定各鍵相齒的脈沖寬度，并脈沖寬度中的最大值對應的鍵相齒識別為主鍵相齒。
16、優(yōu)選的，所述基于所述標記開始時間和結(jié)束時間后的各鍵相齒的脈沖信號確定各鍵相齒的脈沖寬度包括：
17、基于所述標記開始時間和結(jié)束時間后的各鍵相齒的脈沖信號確定各鍵相齒的觸發(fā)時間；
18、根據(jù)葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運動狀態(tài)確定在當前旋轉(zhuǎn)周期各鍵相齒對應的角速度；
19、根據(jù)所述葉輪當前旋轉(zhuǎn)周期對應的角速度和所述各鍵相齒的觸發(fā)時間確定各鍵相齒的脈沖寬度。
20、進一步的，所述根據(jù)葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運動狀態(tài)確定在當前旋轉(zhuǎn)周期各鍵相齒對應的角速度，包括：
21、當葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運動狀態(tài)為勻速旋轉(zhuǎn)時，利用公式ωn＝2π/tn，確定所述葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期對應的平均角速度，將所述平均角速度作為當前旋轉(zhuǎn)周期各鍵相齒對應的角速度；
22、當葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運動狀態(tài)為變速旋轉(zhuǎn)時，利用公式確定當前旋轉(zhuǎn)周期各鍵相齒觸發(fā)時的瞬時角速度，將各鍵相齒觸發(fā)時的瞬時角速度作為當前旋轉(zhuǎn)周期各鍵相齒對應的角速度。
23、其中，ωn為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的平均角速度，tn為第n個旋轉(zhuǎn)周期時長，ωn,i為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)第i個鍵相齒觸發(fā)時的瞬時角速度，tarri,i+1,n為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)第i+1個鍵相齒的開始時間，tarri,i,n為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)第i個鍵相齒的開始時間，m為鍵相齒總數(shù)。
24、進一步的，當葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運動狀態(tài)為勻速旋轉(zhuǎn)時，各鍵相齒的脈沖寬度的計算式如下：
25、θtrig,i,n＝ωnttrig,i,n
26、式中，θtrig,i,n為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)第i個鍵相齒的脈沖寬度，ωn為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的平均角速度，ttrig,i,n為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)第i個鍵相齒的觸發(fā)時間。
27、當葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運動狀態(tài)為變速旋轉(zhuǎn)時，各鍵相齒的脈沖寬度的計算式如下：
28、θtrig,i,n＝ωn,ittrig,i,n
29、式中，ωn,i為第n個旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)第i個鍵相齒觸發(fā)時的瞬時角速度。
30、本申請第三方面實施例提出一種電子設備，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時，實現(xiàn)如第二方面實施例所述的方法。
31、本申請第四方面實施例提出一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第二方面實施例所述的方法。
32、本申請的實施例提供的技術(shù)方案至少帶來以下有益效果：
33、本申請?zhí)岢隽艘环N應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置及方法，所述裝置包括：齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、外殼、傳感器、時間戳發(fā)生裝置和控制器；所述齒輪上設置有鍵相齒，且所述齒輪固定在所述旋轉(zhuǎn)軸上，其中，所述鍵相齒包括多個剛性鍵相齒和一個主鍵相齒；所述外殼套在所述齒輪上；所述傳感器固定在所述外殼上，用于采集所述鍵相齒的脈沖信號；所述時間戳發(fā)生裝置與所述傳感器連接，所述時間戳發(fā)生裝置用于標記各脈沖信號的生成時間和結(jié)束時間；所述控制器與所述時間戳發(fā)生裝置連接，所述控制器用于計算各鍵相齒本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
1.一種應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置，其特征在于，所述裝置包括：齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、外殼、傳感器、時間戳發(fā)生裝置和控制器；
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個剛性鍵相齒和所述主鍵相齒均勻分布在所述齒輪上且所述剛性鍵相齒和所述主鍵相齒的前沿在圓周上均勻分布；
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述傳感器包括：光纖傳感器或電渦流傳感器或電容傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，當所述傳感器為電渦流傳感器或電容傳感器時，所述齒輪為導電材質(zhì)的齒輪。
5.一種基于上述權(quán)利要求1-4任意所述應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置的應用于葉尖定時測量的主鍵相識別方法，其特征在于，所述方法包括：
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述基于所述標記開始時間和結(jié)束時間后的各鍵相齒的脈沖信號確定各鍵相齒的脈沖寬度包括：
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)葉輪在當前旋轉(zhuǎn)周期內(nèi)的運動狀態(tài)確定在當前旋轉(zhuǎn)周期各鍵相齒對應的角速度，包括：
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當
9.一種電子設備，其特征在于，包括：存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時，實現(xiàn)如權(quán)利要求5-8任一所述的方法。
10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，其特征在于，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求5-8任一所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置，其特征在于，所述裝置包括：齒輪、旋轉(zhuǎn)軸、外殼、傳感器、時間戳發(fā)生裝置和控制器；
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述多個剛性鍵相齒和所述主鍵相齒均勻分布在所述齒輪上且所述剛性鍵相齒和所述主鍵相齒的前沿在圓周上均勻分布；
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述傳感器包括：光纖傳感器或電渦流傳感器或電容傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，當所述傳感器為電渦流傳感器或電容傳感器時，所述齒輪為導電材質(zhì)的齒輪。
5.一種基于上述權(quán)利要求1-4任意所述應用于葉尖定時測量的主鍵相識別裝置的應用于葉尖定時測量的主鍵相識別方法，其特征在于，所述方法包括：
6.如權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：呂新，王金建，章旋，
申請(專利權(quán))人：中國聯(lián)合重型燃氣輪機技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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