]导流器I安装在电机2的迎风面，导流器I作为电机2来流空气导流元件，为硬质塑料，通过支架16-3安装在机壳的内壁，前端面即迎风面呈流线型，后端紧挨着变频电机2。
[0029]如图1、2所示，节流组件安装在壳体的排气端，用于控制压气机进口流量。节流组件包括直线往复运行机构12和节流阀门11。节流阀门11的迎风面正对着壳体的排气口，节流阀门11的迎风面呈流线型。直线往复运行机构12包括了导轨28和在导轨28上滑动的滑块27，节流阀门11通过螺栓17固定在直线往复运行机构12的滑块27上，导轨28平行与壳体的中轴线设置，并使节流阀门11的中线与壳体的中轴线重合。随滑块27在导轨28上移动，节流阀门11在壳体的中轴线上作靠近或远离壳体以控制进口流量的运动，从而模拟压气机失速工况和喘振工况。
[0030]监测组件包括用于监测动叶片振动情况的叶尖定时传感器15、用于监测转轴x、y、z三个方向的振动情况的轴振传感器13和用于监测转轴转速的转速同步传感器14。叶尖定时传感器15通过壳体表面正对着动叶片6叶尖的开孔插装在壳体上，所述开孔可在壳体周向上设置多个，设置时，可考虑偏离动叶片6的中线设置，以便可以监测到动叶片6扭振的情况。轴振传感器13、转速同步传感器14均安装在转轴10附近。
[0031]如图1所示，本实用新型的监测组件还包括信调系统18、数据采集卡19、计算机20。信调系统18与各传感器15、14、13相连，用于对通过传感器采集到的信号进行调理，同时为传感器提供能源驱动，并输出脉冲信号至数据采集卡19，数据采集卡19接受所述脉冲信号后，对其进行去噪、滤波、同步、计数、缓存处理后，输出数字信号到计算机20，计算机20与直线往复运行机构12和数据采集卡19相连，接收来自数据采集卡19的数字信号，并对数据进行储存，以供后续处理，同时控制直线往复运行机构12的往复运动。
[0032]旋转实验装置的运行过程为:
[0033]接通电机2电源，调整到某一恒定转速，通过联轴器3和转轴10，电机2带动动叶片组件旋转，旋转的叶片压缩空气，使壳体进气端空气压力升高并经排气端排出。设定直线往复运动机构12的运行速度，带动节流阀门11以某一已知速度前进，随着阀门11的前进，排气端流道变窄，使得进口流量减少，当进口空气流量减少到一定程度时，旋转实验装置出现失速工况，动叶片6受失速气流团影响，振动加剧，在失速工况转变为喘振工况的过程中，轴振也开始趋于明显，叶尖定时传感器15和轴振传感器13将监测到的振动信号，通过信调系统
18、数据采集卡19传输到计算机20储存起来，以便进行后续的处理。
[0034]本实用新型的旋转实验装置中，可通过在壳体周向上预先设置多个开孔，实现叶尖定时传感器15在动叶片6旋转周向不同位置任意角度的测量，可通过简单的更换叶尖定时传感器15的安装位置，即可测量动叶片6在周向不同位置的振动位移，操作方便，即时插装，无须对实验装置结构作任何改变。本实用新型可通过改变节流阀门11的前进速度，控制旋转实验装置达到失速工况的时长，可通过变频电机2，设定不同转速，分别研究压气机在不同转速下失速工况、喘振工况时的动叶片振动特性。
[0035]本实用新型通过叶尖定时传感器监测动叶片振动情况的过程简介如下:
[0036]1、通过转轴1处的转速同步传感器14获取基准信号；
[0037]2、通过叶尖定时传感器15获取比较信号；
[0038]3、根据比较信号与基准信号的时间差At，计算动叶片6自振情况。
[0039]将时间差Δt换算成动叶片振动位移y(t):
[0040]y(t)=η*π D* Δ t/60；
[0041]n—压气机转速(rpm)，也即是转轴转速、动叶片组件转速，D—转子系统直径(m)，A t—时间差(S)，为动叶片旋转一个周期的预计时间与实际时间的差值。
[0042]通过多个叶尖定时传感器得到多个动叶片振动位移值y(t)，通过相关算法辨识出动叶片基本振动参数:最大幅值、振动频率、自然倍频、初始相位、振动常偏量。
【主权项】
1.一种将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，其特征在于，包括用于模拟压气机的机体模拟组件、用于获取转轴、动叶片振动信息的监测组件和用于控制压气机运行工况的节流组件； 所述机体模拟组件包括壳体、转轴、动叶片组件、静叶片组件、电机、导流器，所述壳体为具有圆柱形空腔、两端开口的筒体，一端为进气端，另一端为排气端，所述转轴转动安装在所述壳体内，中轴线与所述壳体的中轴线重合，所述动叶片组件安装在所述转轴上，与所述转轴连为一体，所述静叶片组件静叶片径向地安装在所述壳体内壁上，所述静叶片组件相比于所述动叶片组件，更靠近于所述壳体的排气端，所述电机安装在所述壳体的进气端，输出轴与所述转轴相连，以便驱动所述转轴转动，所述导流器安装在所述电机的迎风面，用于来流空气导流，所述导流器的迎风面呈流线型； 所述节流组件安装在所述壳体的端部，用于控制压气机进口流量； 所述监测组件包括用于监测动叶片振动情况的叶尖定时传感器、用于监测所述转轴X、y、z三个方向的振动情况的轴振传感器、用于监测所述转轴转速的转速同步传感器，所述叶尖定时传感器正对着所述动叶片的叶尖安装在所述动叶片旁，所述轴振传感器、转速同步传感器均安装在所述转轴附近。2.根据权利要求1所述的将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，其特征在于，所述电机为变频电机。3.根据权利要求2所述的将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，其特征在于，所述叶尖定时传感器偏离所述动叶片的中线设置。4.根据权利要求3所述的将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，其特征在于，所述节流组件安装在所述壳体的排气端，所述节流组件包括直线往复运行机构和节流阀门，所述节流阀门安装在所述直线往复运行机构上，所述直线往复运行机构平行于所述壳体的中轴线设置，并使所述节流阀门的中线与所述壳体的中轴线重合，所述节流阀门的迎风面正对着所述壳体的排气口，所述节流阀门的迎风面呈流线型，所述节流阀门随所述直线往复运行机构在所述壳体的中轴线上作靠近或远离所述壳体以控制进口流量的运动。5.根据权利要求4所述的将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，其特征在于，所述监测组件还包括信调系统、数据采集卡、计算机;所述信调系统与所述叶尖定时传感器、轴振传感器、转速同步传感器分别相连，接收各所述传感器采集到的信号并为各所述传感器提供能源驱动，所述信调系统与所述数据采集卡相连，输出脉冲信号到所述数据采集卡，所述数据采集卡与所述计算机相连，输出数字信号到所述计算机，所述计算机还与所述直线往复运行机构相连，控制所述直线往复运行机构的往复运动。6.根据权利要求5所述的将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，其特征在于，所述动叶片组件拆卸式安装在所述转轴上，所述动叶片组件与所述转轴键连接。7.根据权利要求6所述的将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，其特征在于，所述壳体由两个半环拆卸式对接而成。
【专利摘要】一种将叶片振动信号和轴振信号融合的旋转实验装置，包括用于模拟压气机的机体模拟组件、用于获取转轴、动叶片振动信息的监测组件和用于控制压气机运行工况的节流组件；所述监测组件包括用于监测动叶片振动情况的叶尖定时传感器、用于监测所述转轴x、y、z三个方向的振动情况的轴振传感器、用于监测所述转轴转速的转速同步传感器，所述叶尖定时传感器正对着所述动叶片的叶尖安装在所述动叶片旁，所述轴振传感器、转速同步传感器均安装在所述转轴附近。本实用新型采用非接触式测量方式测量动叶片、转轴的振动数据，实现了非接触测量下叶片振动和转轴振动信息的融合，以便研究两者之间的耦合情况；本实用新型，满足了叶片振动与转轴振动耦合系统在失速和喘振工况下的机理实验及验证实验的功能需求。
【IPC分类】G01M13/00
【公开号】CN205300906
【申请号】
【发明人】刘志博, 邓小文, 尹洪, 刘石, 田丰, 冯永新, 高庆水, 杨毅, 蔡笋
【申请人】广东电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月7日