【技術實現步驟摘要】
本技術涉及燃氣輪機測量信號處理，特別是涉及一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備。
技術介紹
1、燃氣輪機燃燒器的工作過程具有高溫、高速、高燃燒熱強度、高過量空氣系數、運行參數變化劇烈等特點，如果燃料與空氣的比例配合不好，易出現燃燒不穩定，燃燒振動等現象，低頻振動容易發生熄火，高頻振動在瞬間就會損壞燃燒器，造成巨大的經濟損失。因此采取有效措施，對燃氣輪機的燃燒脈動進行監測，對相關信號進行處理，可以使燃氣輪機燃燒器壽命提高，防止發生燃燒器燃燒振動損害嚴重事故，對燃氣輪機的安全運行有著十分重要的意義。
2、現有技術中，提出了公開號為cn101806240a，公開日為2010年08月18日的中國專利技術專利文件，該專利文獻所公開的技術方案如下：一種均質壓燃發動機燃燒相位的檢測裝置及其檢測方法，它包括：一轉速傳感器，其采集發動機的飛輪的轉速信號；一凸輪軸位置傳感器，其采集發動機的凸輪軸相位；一加速度傳感器，其采集發動機的振動信號；一電荷放大器，其將采集到的發動機振動信號由電荷信號轉換為電壓信號；一數據采集設備，其對輸入的發動機的飛輪轉速信號、凸輪軸相位和振動信號進行模數轉換；一上位機，其根據經模數轉換后的發動機的飛輪轉速信號、凸輪軸相位和振動信號的數字信號，標定出發動機的燃燒分析窗口和燃燒特征頻率帶；一燃燒分析控制單元，其根據燃燒分析窗口來采集發動機的振動信號，再濾波得到燃燒特征頻率帶段內的發動機振動信號，之后計算出發動機的燃燒相位。
3、上述技術方案在實際使用過程中，在耐高溫、安全隔離、信號靈敏度以及信號解析等方面，
技術實現思路
1、為解決上述技術問題，本技術提出了一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，能滿足耐高溫、安全隔離以及信號靈敏度等要求，且信號解析的準確率高。
2、本技術是通過采用下述技術方案實現的：
3、一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，包括脈動信號處理裝置、至少一個傳感器以及與各傳感器一一對應連接的安全柵和信號調理器；所述脈動信號處理裝置包括fpga處理器以及與各信號調理器相對應的信號輸入電路，每條信號輸入電路都包括依次相連的濾波器和模數轉換器；所述模數轉換器分別與fpga處理器相連；所述傳感器用于采集電荷信號，經安全柵和信號調理器處理后，送入脈動信號處理裝置。
4、所述傳感器包括壓力波動傳感器和加速度傳感器。
5、所述壓力波動傳感器和加速度傳感器采用高溫壓電晶體制造而成。
6、所述壓力波動傳感器和加速度傳感器分別安裝在燃氣輪機燃燒器上。
7、所述信號調理器的輸出靈敏度分別為12.5mv/kpa和12.5mv/g；fpga處理器用于信號解析，解析頻率分為5個頻段。
8、所述脈動信號處理裝置還包括與各傳感器對應的第一輸出電路；所述第一輸出電路包括依次相連的第一隔離器、數模轉換器以及模擬量輸出模塊，所述第一隔離器與fpga處理器相連。
9、所述脈動信號處理裝置還包括與各傳感器對應的第二輸出電路；所述第二輸出電路包括依次相連的第二隔離器以及數字量輸出模塊，所述第二隔離器與fpga處理器相連。
10、每個傳感器對應設置有六條第二輸出電路，包括一條輸出報警電路、兩條冗余設置的輸出降負荷電路以及三條冗余設置的輸出停機電路。
11、所述脈動信號處理裝置還包括數據通訊端口和調試維護端口。
12、還包括兩條冗余設置的供電回路。
13、與現有技術相比，本技術的有益效果表現在：
14、1、本技術中，各傳感器感應的電荷經安全柵、信號調理器送入脈動信號處理裝置，脈動信號處理裝置內經濾波、模數轉換以及fpga處理器后輸出。由于本信號處理設備用于燃氣輪機燃燒脈動的監測，在信號調理器與傳感器之間設置安全柵，可以使得傳感器安裝在危險防爆區域，信號靈敏度高，檢測結果更加準確，同時安全柵和信號調理器可以安裝在非危險區域，對信號進行有效電氣隔離，提高設備整體的可靠性。
15、本技術中，采用電荷輸入，正弦波電壓輸出，再采用fpga處理器解析，信號解析效果好。輸入過程中設置有濾波功能，去除信號中的“干擾”，提高信號解析的準確性。
16、2、和現有技術中，利用加速度傳感器采集發動機振動，利用發動機的飛輪轉速信號、凸輪軸相位、發動機振動、能量函數擬合得到發動機燃燒相位的方法相比，通過本技術的結構設計，使得本技術能直接利用壓力波動傳感器檢測燃燒器內燃燒壓力脈動，利用加速度傳感器測量燃燒器殼體加速度，信號精確度較高，且具有良好的實時性。
17、3、壓力波動傳感器和加速度傳感器采用高溫壓電晶體制造而成，壽命長，耐高溫，特別適合用于燃氣輪機燃燒脈動的監測，使得壓力波動傳感器和加速度傳感器可以安裝在燃氣輪機燃燒器上，測量結果更加準確，且安裝和拆卸也更加方便。
18、4、所述信號調理器的輸出靈敏度為12.5mv/kpa和12.5mv/g；fpga處理器用于信號解析，解析頻率分為5個頻段，信號頻率解析范圍寬，解析精度高。
19、5、本技術中，數字量輸出降負荷信號采用二冗余，停機信號采用三冗余，提高燃氣輪機燃燒脈動信號處理裝置的可靠性。
20、6、本技術中，供電回路采用二冗余，供電回路可靠。
21、7、本技術中，所述數據通訊端口能用于將燃氣輪機燃燒脈動全頻數據通訊至燃氣輪機控制系統tcs，用于燃氣輪機控制系統tcs畫面監視。所述調試維護端口能用于燃燒脈動信號處理裝置的參數設定、數據存儲、邏輯下裝等功能，滿足燃氣輪機對燃燒脈動信號的監控和保護，維護調試方便。
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1.一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：包括脈動信號處理裝置（1）、至少一個傳感器以及與各傳感器一一對應連接的安全柵（2）和信號調理器；所述脈動信號處理裝置（1）包括FPGA處理器（4）以及與各信號調理器相對應的信號輸入電路，每條信號輸入電路都包括依次相連的濾波器（5）和模數轉換器（6）；所述模數轉換器（6）分別與FPGA處理器（4）相連；所述傳感器用于采集電荷信號，經安全柵（2）和信號調理器處理后，送入脈動信號處理裝置（1）。
2.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述傳感器包括壓力波動傳感器（7）和加速度傳感器（8）。
3.根據權利要求2所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述壓力波動傳感器（7）和加速度傳感器（8）采用高溫壓電晶體制造而成。
4.根據權利要求3所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述壓力波動傳感器（7）和加速度傳感器（8）分別安裝在燃氣輪機燃燒器上。
5.根據權利要求4所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述信號調理器的輸
6.根據權利要求1或5所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述脈動信號處理裝置（1）還包括與各傳感器對應的第一輸出電路；所述第一輸出電路包括依次相連的第一隔離器（9）、數模轉換器（10）以及模擬量輸出模塊（11），所述第一隔離器（9）與FPGA處理器（4）相連。
7.根據權利要求6所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述脈動信號處理裝置（1）還包括與各傳感器對應的第二輸出電路；所述第二輸出電路包括依次相連的第二隔離器（12）以及數字量輸出模塊（13），所述第二隔離器（12）與FPGA處理器（4）相連。
8.根據權利要求7所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：每個傳感器對應設置有六條第二輸出電路，包括一條輸出報警電路、兩條冗余設置的輸出降負荷電路以及三條冗余設置的輸出停機電路。
9.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述脈動信號處理裝置（1）還包括數據通訊端口（15）和調試維護端口（16）。
10.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：還包括兩條冗余設置的供電回路。
...【技術特征摘要】
1.一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：包括脈動信號處理裝置（1）、至少一個傳感器以及與各傳感器一一對應連接的安全柵（2）和信號調理器；所述脈動信號處理裝置（1）包括fpga處理器（4）以及與各信號調理器相對應的信號輸入電路，每條信號輸入電路都包括依次相連的濾波器（5）和模數轉換器（6）；所述模數轉換器（6）分別與fpga處理器（4）相連；所述傳感器用于采集電荷信號，經安全柵（2）和信號調理器處理后，送入脈動信號處理裝置（1）。
2.根據權利要求1所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述傳感器包括壓力波動傳感器（7）和加速度傳感器（8）。
3.根據權利要求2所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述壓力波動傳感器（7）和加速度傳感器（8）采用高溫壓電晶體制造而成。
4.根據權利要求3所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述壓力波動傳感器（7）和加速度傳感器（8）分別安裝在燃氣輪機燃燒器上。
5.根據權利要求4所述的一種燃氣輪機燃燒脈動信號處理設備，其特征在于：所述信號調理器的輸出靈敏度分別為12.5mv/kpa和12.5mv/g；fpga處理器（4）用于信...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳志方，邵勤豐，鄭晗琪，張亞平，鄒勇，雷嚴輝，
申請(專利權)人：東方電氣自動控制工程有限公司，
類型：新型
國別省市：
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