【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及發動機葉片檢測，特別是一種針對發動機葉片的振動測試系統及方法。
技術介紹
1、發動機葉片的振動測試是確保發動機安全、高效運行的重要技術手段；葉片作為各種大型旋轉機械的核心部件，如航空發動機、燃氣輪機、汽輪機、煙氣輪機、鼓風機等，其工作效率和安全運行直接關系到整個設備的性能和使用壽命；葉片在工作時承受著巨大的負荷，包括離心力、流體動力、振動、熱應力等的綜合作用，極易發生振動，從而導致葉片疲勞，甚至出現裂紋、折斷等故障；據統計，葉片的損壞故障絕大多數是由振動引起的，因此，對葉片振動特性的研究顯得尤為重要；
2、在葉片工作過程中，由于空氣流或燃氣流的存在，葉片受到隨時間不斷變化的氣流力作用，傳動零件或轉動零件產生的交變力和力矩也會導致葉片受到機械力的作用；此外，葉片還可能受到多種復雜的作用力，如顫振以及旋轉失速引起的自激振動等；這些振動如果持續發生在長期運行狀態下，將會縮短葉片的安全使用壽命，甚至引發嚴重事故；因此，在葉片工作過程中進行的葉片振動測量技術應運而生；
3、現有的發動機葉片的振動測試系統往往只在發動機的某些關鍵位置設置少量且固定的監測點，這可能導致無法全面且智能地捕捉葉片的振動情況；此外，現有的發動機葉片的振動測試系統往往依賴單一的傳感器類型（如傳統的葉尖定時傳感器）來采集振動數據，但缺乏多源數據的融合分析，如振動數據與聲音數據的結合，導致檢測結果不夠準確；最后，現有的發動機葉片的振動測試系統往往會將多個葉片視為一個整體進行測試，但并未針對每個葉片進行異常檢測，這會導致可能無法及時發現
技術實現思路
1、（一）解決的技術問題
2、針對
技術介紹
中的技術問題，本專利技術提出一種針對發動機葉片的振動測試系統及方法，在發動機機匣上均勻放置多個集成傳感器設備，并在不同情況下觸發不同數量傳感器的運行；結合振動信號與聲音信號的頻域分析結果，識別出異常頻率的幅值并計算每個葉片的綜合異常判定指數，結合異常葉片個數與監測周期間隔判斷葉片是否出現振動異常；從而解決了
技術介紹
中記載的技術問題。
3、（二）技術方案
4、為實現以上目的，本專利技術通過以下技術方案予以實現：
5、一種針對發動機葉片的振動測試系統，包括：
6、數據采集模塊，為發動機葉輪上的每個葉片進行rfid標記；在發動機機匣上分別設置第一監測點及第二監測點，在每個監測點處進行振動位移數據以及聲音信號的獲取；在發動機正常運轉狀態下，開啟第一監測點處振動位移數據的監測；
7、第一異常監測模塊，將監測到的每個葉片的振動位移數據記錄在對應葉片的時間序列圖中；基于第一監測點的數量計算葉片在一個監測周期內的平均振幅，結合所有葉片的平均振幅，得到發動機葉片在每個監測周期內的綜合平均振幅，并判斷是否觸發異常監控指令；
8、第二異常監測模塊，當觸發異常監控指令時，開啟第一、第二監測點位置處振動位移數據以及聲音信號的監測；對監測到的各葉片的振動信號和聲音信號進行頻域分析，分別建立綜合振動頻譜圖以及綜合聲音頻譜圖；基于對應倍頻下幅值的大小關系分別建立振動異常倍頻集和聲音異常倍頻集，并分別計算振動綜合差值以及聲音綜合差值；
9、異常判斷模塊，結合各監測周期內每個葉片的振動綜合差值以及聲音綜合差值，得到每個葉片的綜合異常判定指數，并判斷每個葉片是否出現振動異常；根據出現振動異常的葉片數量決定是否觸發發電機停止指令；設置緩沖葉片機制，結合多監測周期進一步判斷是否出現振動異常。
10、具體的，將每個集成傳感器設備依次放置在機匣上沿葉輪0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°以及315°的位置上；將機匣上沿葉輪0°、90°、180°以及270°位置處的集成傳感器設備記為第一監測點，將機匣上沿葉輪45°、135°、225°以及315°位置處的集成傳感器設備記為第二監測點。
11、具體的，當葉片進行集成傳感器設備的監測區域時，識別該葉片的rfid標簽，并進行該葉片振動位移數據的監測；將監測到的實時振動位移數據記錄在對應葉片的時間序列圖中；在一個監測周期內，每個葉片的時間序列圖中都會出現四段連續的振動位移-時間的變化圖；分別計算每一段振動位移-時間變化圖中的平均振幅，再將依據每個葉片的四段振動位移-時間變化圖計算得到的四個平均振幅結合，得到每個葉片在每個監測周期內的平均振幅。
12、進一步的，將所有葉片在每個監測周期內的平均振幅結合，得到發動機葉片在每個監測周期內的綜合平均振幅，表達式為：
13、；
14、其中，表示發動機的總葉片數，表示發動機的第個葉片，表示第次經過集成傳感器設備，表示每個監測周期內第個葉片在第次進入集成傳感器設備監測范圍的時間，表示每個監測周期內第個葉片在第次離開集成傳感器設備監測范圍的時間；表示每段振動位移-時間變化圖中振動位移的絕對值與時間的對應關系；
15、將每個監測周期的綜合平均振幅與綜合平均振幅閾值相比，其中，綜合平均振幅閾值為預設的葉片振幅閾值的倍，且；
16、若，則不觸發異常監控指令；若，則觸發異常監控指令。
17、具體的，獲取每個葉片的實時振動位移數據和聲音信號；將監測到的振動位移數據按照時間序列進行排列，構建葉片的振動信號；
18、對每個葉片的振動信號和聲音信號進行傅里葉變換，將時域信號轉化為頻域信號，分別得到8個時間段內的振動頻譜圖和聲音頻譜圖；
19、對于其中任意一個葉片，將8個時間段內的振動移頻譜圖和聲音頻譜圖進行對應頻率下幅值的均值計算，并將計算后的幅值結果賦予對應的頻率；基于每個頻率下進行均值運算后的新幅值建立每個監測周期內的綜合振動頻譜圖以及綜合聲音頻譜圖；
20、獲取歷史數據中未出現異常且正常運行時監測到的若干個時間段對應的振動位移數據以及聲音信號，將時域信號轉化為頻域信號，并進行若干個時間段內同頻率下幅值的均值操作，得到正常振動頻譜圖以及正常聲音頻譜圖。
21、進一步的，分別從綜合振動頻譜圖和綜合聲音頻譜圖的最低倍頻開始，依次獲取綜合振動頻譜圖以及綜合聲音頻譜圖中每個倍頻對應的振動幅值和聲音幅值，以及正常振動頻譜圖以及正常聲音頻譜圖中每個倍頻對應的標準振動幅值和標準聲音幅值；
22、若，則表示對應倍頻下的振動幅值超過了標準振動幅值，將該倍頻放入振動異常倍頻集中；若，則表示對應倍頻下的聲音幅值超過了標準聲音幅值，將該倍頻放入聲音異常倍頻集中。
23、進一步的，基于振動異常倍頻集與聲音異常倍頻集中的各個倍頻數據，計算所有倍頻下振動幅值與標準振動幅值的歐氏距離，以及所有倍頻下聲音幅值與標準聲音幅值的歐氏距離，分別記為振動綜合差值以及聲音綜合差值，表達式為：
24、；
25、其中，、分別表示振動異常倍頻集與聲音異常倍頻集中的數據總數，、分別表示振動異常倍頻集中第個倍頻對應的本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：包括：
2.如權利要求1所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
3.如權利要求2所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
4.如權利要求3所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
5.如權利要求1所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
6.如權利要求5所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
7.如權利要求6所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
8.如權利要求7所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
9.如權利要求8所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
10.一種針對發動機葉片的振動測試方法，其特征在于，包括：
【技術特征摘要】
1.一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：包括：
2.如權利要求1所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
3.如權利要求2所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
4.如權利要求3所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
5.如權利要求1所述的一種針對發動機葉片的振動測試系統，其特征在于：
...【專利技術屬性】
技術研發人員：陳鳳蓮，曹謀，安鵬，焦俊俊，韓俊豪，
申請(專利權)人：陜西陜航環境試驗有限公司，
類型：發明
國別省市：
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