一种汽轮机转速测量方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及转速测量技术领域，特别涉及一种汽轮机转速测量方法及系统。
【背景技术】
[0002]在汽轮机工作的过程中，人们需要通过特定的测速手段来对汽轮机的转速进行实时监测，汽轮机转速的精确度直接影响了汽轮机内部控制回路和保护回路的精确度。
[0003]当前，人们普遍采用等精度测频法来对汽轮机的转速进行测量。其中，等精度测频法的核心思想是，利用基准时钟信号发生器生成的基准时钟信号，对预设固定时间段内被测脉冲信号的脉冲个数进行测量，进而求得测速齿盘的转速。其中，被测脉冲信号为对安置在汽轮机主轴上的磁阻式传感器输出的原始信号进行整形滤波后得到的信号。
[0004]在正常的情况下，等精度测频法的误差是很小的，可是，一旦汽轮机的轴向出现偏心或者测速齿盘上的齿轮存在加工误差时，那么上述被测脉冲信号中的某些脉冲便会出现占空比增大或减少的现象，从而使得预设固定时间段所测量到的脉冲个数出现偏差，也即影响了测频精度，进而引起了汽轮机转速的测量偏差。
[0005]综上所述可以看出，如何消除由于汽轮机轴向偏心或齿轮自身加工误差而导致的汽轮机转速测量偏差是目前亟待解决的问题。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的目的在于提供一种汽轮机转速测量方法及系统，消除了由于汽轮机轴向偏心或齿轮自身加工误差而导致的汽轮机转速测量偏差。其具体方案如下:
[0007]—种汽轮机转速测量方法，包括:
[0008]当汽轮机处于转动状态，则获取安置在所述汽轮机的主轴上的磁阻式传感器探测到的与转速相关的原始信号；
[0009]对所述原始信号进行整形滤波处理，得到相应的方波脉冲信号；
[0010]从所述方波脉冲信号中捕获与所述汽轮机的测速齿盘上的实际齿轮总数相对应的方波脉冲信号总数，得到相应的脉冲测量区间；
[0011]通过基准时钟信号计算所述脉冲测量区间上的高速脉冲计数值所对应的时间间隔;其中，所述时间间隔为所述汽轮机转动一周所对应的转动时间；
[0012]利用所述转动时间，计算得到所述汽轮机的实际转速。
[0013]优选的，在对所述原始信号进行整形滤波处理，得到相应的方波脉冲信号的过程之后，包括:
[0014]对所述方波脉冲信号进行高频滤波处理。
[0015]优选的，所述从所述方波脉冲信号中捕获与所述汽轮机的测速齿盘上的实际齿轮总数相对应的方波脉冲信号总数，得到相应的脉冲测量区间的过程，包括:
[0016]利用所述方波脉冲信号，进行单齿测量，以按照方波信号的生成时间顺序，依次统计所述方波脉冲信号中每相邻两个方波信号之间所对应的基准时钟信号的个数，得到与每相邻两个方波信号对应的单齿测频值，并生成相应的单齿测频完成标识信号；
[0017]每当生成一个单齿测频完成标识信号，则对相应的单齿测频值进行锁存处理，并利用滑动滤波窗口对该单齿测频值进行滑动滤波处理，其中，所述滑动滤波窗口的大小与所述实际齿轮总数的大小相一致，最终相应地确定所述脉冲测量区间。
[0018]优选的，对所述方波脉冲信号中的任意两个相邻方波信号进行单齿测量的过程，包括:
[0019]在所述任意两个相邻方波信号的前一个方波信号的上升沿所对应的时刻，触发对基准时钟信号的个数进行累加计数，在所述任意两个相邻方波信号的后一个方波信号的上升沿所对应的时刻到来时，则停止对基准时钟信号的个数进行累加计数，相应地得到所述任意两个相邻方波信号所对应的基准时钟信号的个数。
[0020]优选的，对所述方波脉冲信号中的任意两个相邻方波信号进行单齿测量的过程，包括:
[0021]在所述任意两个相邻方波信号的前一个方波信号的下降沿所对应的时刻，触发对基准时钟信号的个数进行累加计数，在所述任意两个相邻方波信号的后一个方波信号的下降沿所对应的时刻到来时，则停止对基准时钟信号的个数进行累加计数，相应地得到所述任意两个相邻方波信号所对应的基准时钟信号的个数。
[0022]优选的，所述通过基准时钟信号计算所述脉冲测量区间上的高速脉冲计数值所对应的时间间隔的过程，包括:
[0023]按照方波信号的生成时间顺序，依次计算所述脉冲测量区间上每相邻两个方波脉冲之间的时间间隔，并对每一个时间间隔进行累加处理，相应地得到所述脉冲测量区间所对应的时间间隔，并将该时间间隔确定为所述汽轮机转动一周所对应的转动时间；
[0024]其中，计算所述脉冲测量区间上任意两个相邻方波脉冲之间的时间间隔的过程，包括:将该单齿测频值所对应的基准时钟信号的个数乘以一个基准时钟信号所对应的信号周期，相应地得到所述任意两个相邻方波信号之间的时间间隔。
[0025]优选的，所述通过基准时钟信号计算所述脉冲测量区间上的高速脉冲计数值所对应的时间间隔的过程，包括:
[0026]按照方波信号的生成时间顺序，依次对所述脉冲测量区间上每相邻两个方波信号所对应的单齿测频值进行累加，相应地得到与所述脉冲测量区间对应的基准时钟信号的总数，将该总数乘以一个基准时钟信号所对应的信号周期，相应地得到所述脉冲测量区间所对应的时间间隔，并将该时间间隔确定为所述汽轮机转动一周所对应的转动时间。
[0027]本发明还公开了一种汽轮机转速测量系统，包括:
[0028]信号接收电路，用于当汽轮机处于转动状态，则获取安置在所述汽轮机的主轴上的磁阻式传感器探测到的与转速相关的原始信号；
[0029]整形滤波电路，用于对所述原始信号进行整形滤波处理，得到相应的方波脉冲信号；
[0030]脉冲区间筛选模块，用于从所述方波脉冲信号中捕获与所述汽轮机的测速齿盘上的实际齿轮总数相对应的方波脉冲信号总数，得到相应的脉冲测量区间；
[0031]时间计算模块，用于通过基准时钟信号计算所述脉冲测量区间上的高速脉冲计数值所对应的时间间隔;其中，所述时间间隔为所述汽轮机转动一周所对应的转动时间；
[0032]转速计算模块，用于利用所述转动时间，计算得到所述汽轮机的实际转速。
[0033]优选的，所述汽轮机转速测量系统，还包括:
[0034]高频滤波电路，用于对所述整形滤波电路输出的方波脉冲信号进行高频滤波处理。
[0035]优选的，所述脉冲区间筛选模块包括:
[0036]单齿测量单元，用于利用所述方波脉冲信号，进行单齿测量，以按照方波信号的生成时间顺序，依次统计所述方波脉冲信号中每相邻两个方波信号之间所对应的基准时钟信号的个数，得到与每相邻两个方波信号对应的单齿测频值，并生成相应的单齿测频完成标识?目号;
[0037]齿数滑动滤波单元，用于每当生成一个单齿测频完成标识信号，则对相应的单齿测频值进行锁存处理，并利用滑动滤波窗口对该单齿测频值进行滑动滤波处理，其中，所述滑动滤波窗口的大小与所述实际齿轮总数的大小相一致，最终相应地确定所述脉冲测量区间。
[0038]本发明中，汽轮机转速测量方法包括:当汽轮机处于转动状态，则获取安置在汽轮机的主轴上的磁阻式传感器探测到的与转速相关的原始信号;对原始信号进行整形滤波处理，得到相应的方波脉冲信号；从方波脉冲信号中捕获与汽轮机的测速齿盘上的实际齿轮总数相对应的方波脉冲信号总数，得到相应的脉冲测量区间；通过基准时钟信号计算脉冲测量区间上的高速脉冲计数值所对应的时间间隔，该时间间隔为汽轮机转动一周所对应的转动时间；利用转动时间，计算得到汽轮机的实际转速。可见，本发明在测量汽轮机的转速时，先从方波脉冲信号中捕获与测速齿盘的实际齿轮总数相对应的脉冲测量区间，然后通过基准时钟信号计算该脉冲测量区间所对应的时间间隔，从而得到测速齿盘转动一周所需的时间，进而可计算到汽轮机相应的实际转速，综上，本发明并非基于对预设固定时间段内的脉冲个数来对测速齿盘的转速进行测量，而是通过确定汽轮机转动一周所需的时间进而求得其转速，这样，鉴于汽轮机轴向偏心或齿轮加工误差的客观缺陷无法对测量汽轮机转动一周所需的时间造成任何影响，可见本发明消除了由于汽轮机轴向偏心或齿轮自身加工误差而导致的转速测量偏差，提高了汽轮机转速的测量精度。
【附图说明】
[0039]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图