[发明专利]一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置

权利要求书

1.一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置，其特征在于，该燃气轮机压气机转子(1)放置左支撑轴承(2)和右支撑轴承(3)上，燃气轮机压气机转子(1)包含压气机部分(4)和透平部分(5)，转子由燃气轮机上缸(6)和燃气轮机下缸(7)包裹，上下缸之间用汽缸螺栓固定连接，压气机部分(4)与透平部分(5)之间沿旋转方向周圈均匀布置有若干燃烧器(8)；在压气机汽缸设置有压气机抽气口(9)；

在支撑轴承位置设置有转子轴振位移传感器(10)，用于实时测量燃气轮机压气机转子振动位移变化；在轴端设置有用于测量转子转速的转速传感器(11)；

在压气机每级选择若干支压气机动叶片(12)上布置应变片(14)，采用无线电遥测方法测量每级压气机动叶片的振动信息；

在压气机动叶片(12)对应的燃气轮机缸体上打孔安装有叶尖非接触式振动测量传感器(13)，利用叶尖定时测量方法获得每支压气机动叶片(12)的振动信息；用于对比无线电遥测方法结果，验证每级2～4支动叶片的振动测量结果，并进行误差分析，进而对整圈每支动叶片的振动测量结果进行修正；

燃气轮机压气机转子各振动测点的数据通过振动数据采集器(18)连接到多通道数据记录仪(19)进行存储。

2.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置，其特征在于，在压气机每级选择2～4支压气机动叶片上布置应变片，感知叶片的振动信息，并在轴端轮盘处打孔安装有微型信号发射机(15)，用于将叶片的振动信息发射，在微型信号发射机位置对应的缸体处设置接收天线(16)，用于接收叶片的振动信息，并传送到接收机(17)，并连接振动数据采集器(18)进行采集并存储，最后通过数据分析系统(21)对各通道的叶片振动信息进行实时分析，并实时显示。

3.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置，其特征在于，利用叶尖定时测量方法获得每支动叶片的振动信息，具体为：

转速信号在转子每旋转一圈时产生一个零时刻参考脉冲，每个叶片经过叶尖传感器(13)时，系统会记录下该叶片的到达时刻，当叶片不振动时，叶片到达传感器的时刻每圈都是相同的，当有振动产生时，叶片的到达时刻就会有差异，从而产生到达的时间差ΔT，通过分析每支叶片的时间差ΔT来测量叶片的振动响应。

4.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置，其特征在于，测量压气机动叶片(12)的振动位移时，设压气机某级的动叶片数为n，叶片的旋转半径为R，当第i个叶片经过叶尖定时传感器(13)时，位置相对于转速同步点的夹角为α_i，没有振动时夹角为α₀，转速为Ω；当转速同步信号到达后，叶片i经过叶尖定时传感器的时间为t_i，相应的对于同一个叶片i，叶尖定时信号相对于叶根同步信号的时间为t_bi，那么α_i＝Ω×t_i，求得振动位移为y_i＝R(α_i-α₀)。

5.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置，其特征在于，为了监测压气机动叶片(12)的扭振情况，安装两组叶尖定时传感器(13)，一组安装于叶片的前边缘处，用于监测叶片前边缘的振动情况，另一组安装于叶片的后边缘处，用于监测叶片后边缘的振动情况，根据两组叶尖定时传感器(13)的测量结果的位移和相位计算得出叶片的扭振情况。

6.根据权利要求1所述的一种用于燃气轮机压气机动叶片的振动监测装置，其特征在于，将采用叶尖定时测量方法获得每级动叶片振动监测数据(24)中相应2～4支动叶片的振动数据(25)与采用无线电遥测方法获得的每级2～4支动叶片振动数据(24)进行对比，验证每级2～4支动叶片叶尖定时测量方法的振动测量结果，并进行误差分析(26)，进而对整圈每支动叶片的振动测量结果进行校正，然后进行数据输出显示(27)。