[发明专利]倍频-分频联用实现转子叶片锁相跟踪定位的方法和装置

说明书

本发明属于转子叶片定位技术领域，具体涉及一种倍频‑分频联用实现转子叶片锁相跟踪定位的方法和装置，方法包括如下步骤：采集转子叶片的运动信号；将采集到的运动信号进行预处理；将处理完的运动信号进行整数倍频；将整数倍频之后的信号进行整数分频；将整数分频之后完成锁相的信号直接作为锁相跟踪触发信号输出给外围设备。本发明通过倍频‑分频联用方法实现了航空航海发动机或燃机叶片的实时锁相跟踪定位。

技术领域

本发明属于转子叶片定位技术领域，具体涉及一种倍频-分频联用实现转子叶片锁相跟踪定位的方法和装置。

背景技术

在航空航海发动机和燃机中的很多参数，如叶尖振动、叶尖间隙、叶片温场、高能X射线动态影像、各种相位等等的精确测量，都必须实时锁相跟踪定位叶片才能实现。国外采用的技术主要是激光跟踪定位技术，激光跟踪定位技术需要在机匣和叶片上打激光孔，至于如何打孔以及打孔之后的发动机与实战状态下的发动机有多大不同，这些目前还无法得知。

国内目前的解决方法是在带有“高齿”的磁电式转速传感器“高齿信号”处通过有效值电路获得动态阀值来直接捕捉叶片，但是，由于磁电式传感器信号的频率和幅值随转速而变化，其谐波成份又是随机的，使得动态阀值不仅无法保证相位差△t的精度要求，还无法适用于转子是通过任意传动比变速箱输出的叶片的锁相跟踪定位。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种倍频-分频联用实现转子叶片锁相跟踪定位的方法和装置，实现了航空航海发动机或燃机叶片的实时锁相跟踪定位。

本发明是这样实现的，提供一种倍频-分频联用实现转子叶片锁相跟踪定位的方法，包括如下步骤：

1)采集转子叶片的运动信号；

2)将采集到的运动信号进行预处理；

3)将处理完的运动信号进行整数倍频；

4)将整数倍频之后的信号进行整数分频；

5)将整数分频之后完成锁相的信号直接作为锁相跟踪触发信号输出给外围设备。

优选地，所述步骤1)中，通过如下方法采集转子叶片的运动信号：

在转子转轴上安装磁电式感应器的感应齿轮，在感应齿轮上加工出一个高齿或一个低齿，感应齿轮随着转子叶片转动，通过磁电式感应器的传感线圈探头捕捉感应齿轮的高齿或低齿的运动信号，即捕捉到了转子叶片的运动信号。

进一步优选，所述步骤2)中，将采集到的运动信号进行信号调理、模数转换、峰值谷值提取的预处理。

进一步优选，所述步骤3)、步骤4)中，对信号进行整数倍频、整数分频的方法是基于4046锁相环，具体包括如下步骤：

a)将所述步骤2)预处理之后的信号输入4046芯片，4046芯片对信号进行整数N倍频；

b)N倍频处理完的信号进行整数M分频后输出到外围设备；

在信号进行整数倍频、整数分频的过程中，通过实时跟踪发动机或燃气轮机的工况状态，切换锁相环的中心频率和跟踪速率，满足转子叶片定位所要求的倍频，具体方法如下：

设置中心频率调节器和跟踪速率调节器，在中心频率调节器和跟踪速率调节器中分别预设多个中心频率和跟踪速率，中心频率调节器和跟踪速率调节器采集转子叶片的转速和加速度信号，根据转速和加速度信号来选择当前倍频所需要的中心频率和跟踪速率，将选定的中心频率和跟踪速率发送给4046芯片。

进一步优选，所述步骤3)、步骤4)中，对信号进行整数倍频、整数分频的方法是基于门阵列或微处理器，具体包括如下步骤：

将所述步骤2)预处理之后的信号输出到基于门阵列或微处理器的倍频单元，倍频方法如下：