[发明专利]基于叶端定时的叶片到达时间测量方法及其采集系统

权利要求书

1.一种基于叶端定时的叶片到达时间测量方法，所述方法包括以下步骤：

第一步骤(S1)中，确定叶片振动所需的位移分辨率Δl，基于所需的位移分辨率Δl得到叶端定时采集的定时分辨率Δt，其中，R是转子半径，f_max为转子的最高转速，

第二步骤(S2)中，采集叶片到达时间数据，其中，当叶片对应的脉冲信号到来时，采集当前计数器数值，当转速脉冲到来时，记录当前计数器数值并清零计数器，计数器数值增长一个单位所需要的时间短于所述定时分辨率Δt，

第三步骤(S3)中，将所采集的到达时间数据转化为叶片振动位移，其中，叶片到达角度为其中，θ_ij为第i个叶片相对于第j个传感器的到达角度，t_ij为第i个叶片相对于第j个传感器的到达时间，T为相邻两个转速脉冲的到达时间间隔，当叶片不存在振动时测得叶片的期望到达角度，当叶片发生振动时测得叶片的实际到达角度，叶片位移为：其中，d_ij为第j个传感器采集到的第i个叶片的位移，为第i个叶片相对于第j个传感器的实际到达角度，为第i个叶片相对于第j个传感器的期望到达角度。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，第二步骤(S2)中，通过高频温补型晶振产生高频时基信号以驱动计数器数值以高频增长。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，叶片为航空发动机压气机转子叶片。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，航空发动机压气机转子的最高转速f_max为24000RPM，转子半径R为0.4m，叶片振动所需的位移分辨率Δl为10μm，定时分辨率为10ns。

5.根据权利要求2所述的方法，其中，计数器位数为32位，选取频率为100MHz的高频温补型晶振以满足10ns的定时分辨率。

6.一种实施如权利要求1-5任一项所述基于叶端定时的叶片到达时间测量方法的采集系统，其包括，

叶端定时传感器，其布置于叶片的周向上，叶端定时传感器测量脉冲信号，

转速传感器，其测量转速脉冲，

计数器，其采集叶片到达时间数据，所述计数器连接所述叶端定时传感器和转速传感器，当叶片对应的脉冲信号到来时，采集当前计数器数值，当转速脉冲到来时，记录当前计数器数值并清零计数器，

处理单元，其连接所述计数器，所述处理单元基于所采集的到达时间数据生成叶片到达角度且基于所述叶片到达角度生成叶片振动位移。

7.根据权利要求6所述的采集系统，其中，采集系统还包括用于存储叶片到达时间数据的数据缓存模块和用于将模拟信号转换成数字信号的定时信调模块，数字信号的定时信调模块连接所述计数器一端，所述数据缓存模块连接所述计数器另一端。

8.根据权利要求7所述的采集系统，其中，采集系统还包括通讯接口，处理单元经由通讯接口连接所述数据缓冲模块。

9.根据权利要求6所述的采集系统，其中，所述处理单元为上位机。