透平振动测试装置的制作方法

本发明涉及热力涡轮机械技术领域，特别涉及透平振动测试装置。

背景技术：

透平最主要的部件是旋转部件，如转子，据转子-轴承-基础系统的特性，微小的振动是不可避免的，振动幅度不超过规定标准的属于正常振动。机组转动中振幅比原有水平大就是异常振动。异常振动会加剧动静部分摩擦，影响设备安全运行状态。因此，对汽轮机和燃气轮机进行振动检测是设备运行必不可少的手段。

目前，不同类型的探头和探头对应的前置器，在对透平进行振动测试时所输出的测试信号不同。如需利用不同的测试信号对透平进行测试，则需要人工更换多组探头和前置器，导致透平振动测试需要大量复性的操作，增加透平振动测试的工作量。

技术实现要素：

本发明为了解决上述和/或其他技术问题并提供了透平振动测试装置，能够减少透平振动测试时的重复性操作。

第一方面，本发明提供了透平振动测试装置，包括：

功率发生单元、功率传输单元和接收单元；

所述功率发生单元被构造为产生第一功率信号、第二功率信号和第三功率信号，并将所述第一功率信号、所述第二功率信号和所述第三功率信号分别传输给所述功率传输单元，其中，所述第一功率信号所对应的第一功率电压与用于驱动透平设备的转子旋转的额定功率的额定功率电压不同，所述第二功率信号所对应的第一功率电流与所述额定功率的额定功率电流不同，所述第三功率信号所对应的第二功率电流的波形为正弦波；

所述功率传输单元连接在所述功率发生单元与所述透平设备之间；

所述接收单元连接在所述透平设备的用于感测在所述透平设备的转子旋转时的轴瓦的振动的轴瓦振动感测单元上；

当所述功率传输单元接收到来自所述功率发生单元的所述第一功率信号时，所述功率传输单元将所述第一功率信号传输至所述透平设备，从而所述透平设备的转子在所述第一功率信号的驱动下旋转，所述接收单元接收来自轴瓦振动感测单元感测的第一振动信号；

当所述功率传输单元接收到来自所述功率发生单元的所述第二功率信号时，所述功率传输单元将所述第二功率信号传输至所述透平设备，从而所述转子在所述第二功率信号的驱动下旋转，所述接收单元接收来自所述轴瓦振动感测单元的第二振动信号；

当所述功率传输单元接收到来自所述功率发生单元的所述第三功率信号时，所述功率传输单元将所述第三功率信号传输至所述透平设备，从而所述转子在所述第三功率信号的驱动下周期性地开始并停止旋转，所述接收单元接收来自所述透平设备的透平感测单元的透平胀差信号，其中，所述透平胀差信号表征所述转子每次开始旋转且所述透平设备的汽缸与所述透平设备的轴受热时所述汽缸与所述轴在沿所述轴的轴向方向相对膨胀的值。

优选地，

所述功率发生单元包括：第一功率产生单元、第二功率转换单元和第三功率产生单元；

所述第一功率产生单元被构造为产生所述第一功率信号并将所述第一功率信号传输至所述功率传输单元，并被构造为产生第一参考功率信号并将所述第一参考功率信号传输至第二功率转换单元；

所述第二功率转换单元，用于接收所述第一功率产生单元产生的所述第一参考功率信号，并被构造为所述第一参考功率信号转换为所述第二功率信号；

所述第三功率产生单元被构造为产生第三功率信号。

优选地，

所述第三功率产生单元包括：参考功率产生单元和电流波形调节单元；

所述参考功率产生单元被构造为产生第二参考功率信号，并将所述第二参考功率信号传输至所述电流波形调节单元；

所述电流波形调节单元接收所述参考功率产生单元产生的所述第二参考功率信号，并被构造为将所述第二参考功率信号对应的第二功率电流的波形调节为正弦波以得到功率电流的波形为正弦波的第三功率信号，并将所述第三功率信号传输至所述功率传输单元。

优选地，

所述透平振动测试装置进一步包括：机柜和隔板；

所述隔板安装在所述机柜的至少一个侧壁的内表面上，以将所述机柜的内部空间分割为多个容纳空间；

所述第一功率产生单元、所述第二功率转换单元、所述参考功率产生单元和所述电流波形调节单元设置在所述多个容纳空间内；

所述隔板包括在所述隔板中的布线空间，所述隔板的表面包括与所述布线空间连通的至少一个出线开口，其中，与所述第一功率产生单元、所述第二功率转换单元、所述参考功率产生单元和所述电流波形调节单元连接的线缆布置在所述隔板的所述布线空间内，且穿过所述出线开口延伸到布线空间外。

优选地，

所述透平振动测试装置进一步包括：连接测试单元；

所述连接测试单元被构造为连接到所述轴瓦振动感测单元的与所述接收单元相连接的第一连接端以向所述第一连接端发送预设的电压信号，并被构造为连接到所述透平感测单元的与所述接收单元相连接的第二连接端以向所述第二连接端发送所述电压信号；

所述接收单元在接收到来自所述第一连接端的所述电压信号时，所述电压信号表征所述连接单元与所述轴瓦振动感测单元连接正常，所述接收单元在接收到来自所述第二连接端的所述电压信号时，所述电压信号表征所述连接单元与所述透平感测单元连接正常。

第二方面，本发明还提供了由计算机建模的透平振动测试装置，包括：功率发生单元、功率传输单元和接收单元；

所述功率发生单元被构造为产生第一功率信号、第二功率信号和第三功率信号，并将所述第一功率信号、所述第二功率信号和所述第三功率信号分别传输给所述功率传输单元，其中，所述第一功率信号所对应的第一功率电压与用于驱动计算机建模的透平设备的转子旋转的额定功率的额定功率电压不同，所述第二功率信号所对应的第一功率电流与所述透平设备的额定功率的额定功率电流不同，所述第三功率信号所对应的第二功率电流的波形为正弦波；

所述功率传输单元连接在所述功率发生单元与所述透平设备之间；

所述接收单元连接在所述透平设备的用于感测在所述透平设备的转子旋转时的轴瓦的振动的轴瓦振动感测单元上；

当所述功率传输单元接收到来自所述功率发生单元的所述第一功率信号时，所述功率传输单元将所述第一功率信号传输至所述透平设备，从而所述透平设备的转子在所述第一功率信号的驱动下旋转，所述接收单元接收来自轴瓦振动感测单元感测的第一振动信号；

当所述功率传输单元接收到来自所述功率发生单元的所述第二功率信号时，所述功率传输单元将所述第二功率信号传输至所述透平设备，从而所述转子在所述第二功率信号的驱动下旋转，所述接收单元接收来自所述轴瓦振动感测单元的第二振动信号；

当所述功率传输单元接收到来自所述功率发生单元的所述第三功率信号时，所述功率传输单元将所述第三功率信号传输至所述透平设备，从而所述转子在所述第三功率信号的驱动下周期性地开始并停止旋转，所述接收单元接收来自所述透平设备的透平感测单元的透平胀差信号，其中，所述透平胀差信号表征所述转子每次开始旋转且所述透平设备的汽缸与所述透平设备的轴受热时所述汽缸与所述轴在沿所述轴的轴向方向相对膨胀的值。

本发明提供了透平振动测试装置，功率发生单元可产生三种不同的功率信号，以对透平设备的电压功能、电流通能和胀差功能进行测试。当功率发生单元产生的第一功率信号通过功率传输单元传输至透平设备后，由于第一功率信号的第一功率电压与透平设备的钻子的额定功率电压不同，因此，透平设备的转子按照第一功率信号旋转后，使得设置在透平设备处的轴瓦振动感测单元感测到透平设备在第二功率信号下的第一振动幅度，并将第一振动幅度对应的第一振动信号传输给接收单元，完成对透平设备的电压功能的测试；当第二功率信号通过功率传输单元传输至透平设备后，由于第二功率信号对应的第一功率电流与透平设备的转子的额定功率电流不同，因此，透平设备的转子在按照第二功率信号旋转后，使得轴瓦振动感测单元感测到透平设备在第二功率信号下的第二振动幅度对应的第二振动幅度，并将第二振动幅度对应的第二振动信号传输给接收单元，完成对透平设备的电流功能的测试；当第三功率信号通过功率传输单元传输至透平设备后，由于第三功率信号的电流是按照周期性变化的，因此可以使得透平设备的转子周期性的启动和停止，由于转子运行后透平设备的汽缸和透平设备的轴会因受热沿轴的轴向方向发生膨胀，因此，设置在透平设备处的透平感测单元可感测到汽缸和轴相对膨胀后的差值，并作为透平设备的胀差，并将该差值对应的透平胀差信号发送给接收单元，完成对透平设备胀差功能的测试。无需通过更换多组测试探头和前置器的方式对透平进行不同功能的测试，从而可以减少透平振动测试时的重复性操作。

附图说明

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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以基于这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例提供的透平振动测试装置；

图2是本发明另一个实施例提供的透平振动测试装置；

图3是本发明又一个实施例提供的透平振动测试装置；

图4是本发明又一个实施例提供的透平振动测试装置；

图5是本发明又一个实施例提供的透平振动测试装置。

附图标记列表：

1：功率发生单元2：功率传输单元3：接收单元

4：机柜5：隔板6：连接测试单元

8：透平设备101：第一功率产生单元102：第二功率转换单元

103：第三功率产生单元1031：参考功率产生单元1032：电流波形调节单元

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了透平振动测试装置，包括：功率发生单元1、功率传输单元2和接收单元3；

功率发生单元1、功率传输单元2和接收单元3；

所述功率发生单元1被构造为产生第一功率信号、第二功率信号和第三功率信号，并将所述第一功率信号、所述第二功率信号和所述第三功率信号分别传输给所述功率传输单元2，其中，所述第一功率信号所对应的第一功率电压与用于驱动透平设备8的转子旋转的额定功率的额定功率电压不同，所述第二功率信号所对应的第一功率电流与所述额定功率的额定功率电流不同，所述第三功率信号所对应的第二功率电流的波形为正弦波；

所述功率传输单元2连接在所述功率发生单元1与所述透平设备8之间；

所述接收单元3连接在所述透平设备8的用于感测在所述透平设备8的转子旋转时的轴瓦的振动的轴瓦振动感测单元上；

当所述功率传输单元2接收到来自所述功率发生单元1的所述第一功率信号时，所述功率传输单元2将所述第一功率信号传输至所述透平设备，从而所述透平设备8的转子在所述第一功率信号的驱动下旋转，所述接收单元3接收来自轴瓦振动感测单元感测的第一振动信号；

当所述功率传输单元2接收到来自所述功率发生单元1的所述第二功率信号时，所述功率传输单元2将所述第二功率信号传输至所述透平设备8，从而所述转子在所述第二功率信号的驱动下旋转，所述接收单元3接收来自所述轴瓦振动感测单元的第二振动信号；

当所述功率传输单元2接收到来自所述功率发生单元1的所述第三功率信号时，所述功率传输单元2将所述第三功率信号传输至所述透平设备8，从而所述转子在所述第三功率信号的驱动下周期性地开始并停止旋转，所述接收单元3接收来自所述透平设备的透平感测单元的透平胀差信号，其中，所述透平胀差信号表征所述转子每次开始旋转且所述透平设备8的汽缸与所述透平设备8的轴受热时所述汽缸与所述轴在沿所述轴的轴向方向相对膨胀的值。

在本实施例中，功率发生单元可产生三种不同的功率信号，以对透平设备的电压功能、电流通能和胀差功能进行测试。当功率发生单元产生的第一功率信号通过功率传输单元传输至透平设备后，由于第一功率信号的第一功率电压与透平设备的转子的额定功率电压不同，因此，透平设备的转子按照第一功率信号旋转后，使得设置在透平设备处的轴瓦振动感测单元感测到透平设备在第二功率信号下的第一振动幅度，并将第一振动幅度对应的第一振动信号传输给接收单元，完成对透平设备的电压功能的测试；当第二功率信号通过功率传输单元传输至透平设备后，由于第二功率信号对应的第一功率电流与透平设备的转子的额定功率电流不同，因此，透平设备的转子在按照第二功率信号旋转后，使得轴瓦振动感测单元感测到透平设备在第二功率信号下的第二振动幅度对应的第二振动幅度，并将第二振动幅度对应的第二振动信号传输给接收单元，完成对透平设备的电流功能的测试；当第三功率信号通过功率传输单元传输至透平设备后，由于第三功率信号的电流是按照周期性变化的，因此可以使得透平设备的转子周期性的启动和停止，由于转子运行后透平设备的汽缸和透平设备的轴会因受热沿轴的轴向方向发生膨胀，因此，设置在透平设备处的透平感测单元可感测到汽缸和轴相对膨胀后的差值，并作为透平设备的胀差，并将该差值对应的透平胀差信号发送给接收单元，完成对透平设备胀差功能的测试。无需通过更换多组测试探头和前置器的方式对透平进行不同功能的测试，从而可以减少透平振动测试时的重复性操作。

具体地，透平感测单元包括的第一探头和第二探头均设置在透平设备的汽缸上，当透平设备的转子启动进行旋转后，第一探头感测与第二探头之间的第一距离，第二探头感测与透平设备的轴所包括的锥形的表面的第二距离，第一距离与第二距离之差则为透平设备的汽缸与轴在受热后发生沿轴的轴方方向膨胀的胀差值。

如图2所示，为了实现对模拟的透平设备进行不同功能的测试，本发明一实施例中，所述功率发生单元1包括：第一功率产生单元101、第二功率转换单元102和第三功率产生单元103；

所述第一功率产生单元101被构造为产生所述第一功率信号并将所述第一功率信号传输至所述功率传输单元2，并被构造为产生第一参考功率信号并将所述第一参考功率信号传输至第二功率转换单元102；

所述第二功率转换单元102，用于接收所述第一功率产生单元101产生的所述第一参考功率信号，并被构造为所述第一参考功率信号转换为所述第二功率信号；

所述第三功率产生单元103被构造为产生第三功率信号。

在本实施例中，第一功率产生单元可产生与透平设备的转子的额定功率相同或者不同的电压，当需要对透平设备进行电压功能测试时，功率发生单元可与转子的额定电压不同的第一功率信号以便进行测试。当需要对透平设备进行电流功能测试时，第一功率产生单元可产生与第一参考功率信号，例如，电流为1.5a、电压为220v的第一参考功率信号，然后通过第二功率转换单元将第一参考功率信号转换为与透平设备的转子的额定电流不同的第二功率信号，例如，电流为5a、电压为220v的第二功率信号，以便利用第二功率信号对透平设备进行测试。当需要对透平设备进行胀差功能测试时，第三功率产生单元可产生第三功率信号，以通过对应的功率信号完成对透平设备对应功能的测试。

具体地，第二功率转换单元可以包括电流电压转换器。

如图3所示，为了实现对模拟的透平设备进行胀差功能的测试，本发明一实施例中，所述第三功率产生单元103包括：参考功率产生单元1031和电流波形调节单元1032；

所述参考功率产生单元1031被构造为产生第二参考功率信号，并将所述第二参考功率信号传输至所述电流波形调节单元1032；

所述电流波形调节单元1032接收所述参考功率产生单元1031产生的所述第二参考功率信号，并被构造为将所述第二参考功率信号对应的第二功率电流的波形调节为正弦波以得到功率电流的波形为正弦波的第三功率信号，并将所述第三功率信号传输至所述功率传输单元2。

在本实施例中，在确定透平设备的汽缸与透平设备的轴相对膨胀时的胀差时，参考功率产生单元可产生与透平设备的转子的额定电压、额定电流相同或者不同的第二参考功率信号，然后通过电流波形调节单元对第二参考功率信号的功率电流的波形进行调节，形成波形为正弦波的第三功率信号，然后传输至透平设备，以使透平设备的转子能够按照第三功率信号进行周期性的启动和停止，以便在转子旋转后，因汽缸和轴受到转子转动产生的热量以及蒸汽的热量沿轴的轴向方向发生膨胀，进而确定汽缸和轴相对膨胀后的差值，以确定透平设备的胀差功能。

具体地，电流波形调节单元可以包括可变电阻器。

如图4所示，所述透平振动测试装置进一步包括：机柜4和隔板5；

所述隔板5安装在所述机柜4的至少一个侧壁的内表面上，以将所述机柜4的内部空间分割为多个容纳空间；

所述第一功率产生单元101、所述第二功率转换单元102、所述参考功率产生单元1031和所述电流波形调节单元1032设置在所述多个容纳空间内；

所述隔板5包括在所述隔板5中的布线空间，所述隔板5的表面包括与所述布线空间连通的至少一个出线开口，其中，与所述第一功率产生单元101、所述第二功率转换单元102、所述参考功率产生单元1031和所述电流波形调节单元1032连接的线缆布置在所述隔板5的所述布线空间内，且穿过所述出线开口延伸到布线空间外。

在本实施例中，在机柜内设置隔板，可以通过隔板将机柜内部的空间分割为上中下不同的容纳空间，然后基于设备的摆放需求，可将不同的设备放置在不同的容纳空间中，以便测试人员管理设备。同样地，为了使得机柜内各设备的布线更规范，隔板可为中空结构，并且在隔板的表面设置有多个出线开口，以便将设备设置在机柜内后，将设备的线缆布置在隔板的布线空间中，并在某一设备需要与另一设备进行连接时，可将某一设备的线缆从另一设备相对应的隔板的出线开口出伸出与另一设备连接。

具体地，为了便于识别各设备的线缆，当a设备的线缆通过出线开口x与b设备相连接后，在出现开口x处设置有线缆标识，以便基于线缆标识识别从出现开口x伸出的线缆所对应的设备，同时也便于测试人员在对设备进行拆卸后，基于线缆标识重新对各设备进行连接。

如图5所示，在本发明一实施例中，所述透平振动测试装置进一步包括：连接测试单元6；

所述连接测试单元6被构造为连接到所述轴瓦振动感测单元的与所述接收单元3相连接的第一连接端以向所述第一连接端发送预设的电压信号，并被构造为连接到所述透平感测单元的与所述接收单元3相连接的第二连接端以向所述第二连接端发送所述电压信号；

所述接收单元3在接收到来自所述第一连接端的所述电压信号时，所述电压信号表征所述连接单元与所述轴瓦振动感测单元连接正常，所述接收单元3在接收到来自所述第二连接端的所述电压信号时，所述电压信号表征所述连接单元3与所述透平感测单元连接正常。

在本实施例中，在对透平设备进行功能测试之前，连接测试单元可向与轴瓦振动感测单元相连接的第一连接端以及与透平感测单元相连接的第二连接端传输预设的电压信号作为连接测试信号，例如，24v的电压信号，若连接测试单元、连接单元与轴瓦振动感测单元通信正常，则接收单元可接收到第一连接端的连接测试信号，例如，24v的电压信号，反之，若接收到的不是传输的连接测试信号或者在预设时间内未接收到任何信号，则表征连接测试单元、接收单元与轴瓦振动感测单元通信异常。同样地，若连接测试单元、连接单元与轴瓦振动测试单元通信正常，则接收单元可接收到第二连接端的连接测试信号，例如，24v的电压信号，反之，若接收到的不是传输的连接测试信号或者在预设时间内未接收到任何信号，则表征连接测试单元、连接单元与透平感测单元通信异常。通过测试轴瓦振动感测单元和透平感测单元与连接单元之间的通讯状况，可以在确定设备通信正常时再对透平设备进行测试，以保证透平设备测试数据的有效性。

为了简化测试人员对透平不同功能测试的操作，本发明还提供了由计算机建模的透平振动测试装置，包括：功率发生单元1、功率传输单元2和接收单元3；

所述功率发生单元1被构造为产生第一功率信号、第二功率信号和第三功率信号，并将所述第一功率信号、所述第二功率信号和所述第三功率信号分别传输给所述功率传输单元2，其中，所述第一功率信号所对应的第一功率电压与用于驱动计算机建模的透平设备8的转子旋转的额定功率的额定功率电压不同，所述第二功率信号所对应的第一功率电流与所述透平设备8的额定功率的额定功率电流不同，所述第三功率信号所对应的第二功率电流的波形为正弦波；

所述功率传输单元2连接在所述功率发生单元1与所述透平设备8之间；

所述接收单元3连接在所述透平设8备的用于感测在所述透平设备8的转子旋转时的轴瓦的振动的轴瓦振动感测单元上；

当所述功率传输单元2接收到来自所述功率发生单元1的所述第一功率信号时，所述功率传输单元2将所述第一功率信号传输至所述透平设备8，从而所述透平设备8的转子在所述第一功率信号的驱动下旋转，所述接收单元3接收来自轴瓦振动感测单元感测的第一振动信号；

当所述功率传输单元2接收到来自所述功率发生单元1的所述第二功率信号时，所述功率传输单元2将所述第二功率信号传输至所述透平设备8，从而所述转子在所述第二功率信号的驱动下旋转，所述接收单元3接收来自所述轴瓦振动感测单元的第二振动信号；

当所述功率传输单元2接收到来自所述功率发生单元1的所述第三功率信号时，所述功率传输单元2将所述第三功率信号传输至所述透平设备8，从而所述转子在所述第三功率信号的驱动下周期性地开始并停止旋转，所述接收单元3接收来自所述透平设备的透平感测单元的透平胀差信号，其中，所述透平胀差信号表征所述转子每次开始旋转且所述透平设备8的汽缸与所述透平设备8的轴受热时所述汽缸与所述轴在沿所述轴的轴向方向相对膨胀的值。

具体地，透平设备、轴瓦振动感测单元和透平测试单元均通过软件实施得到，可以使得测试人员在任一区域对模拟的透平设备进行功能测试，无需到放置有真实透平设备的车间，从而可以降低测试人员对透平进行测试的难度，还可以减少透平振动测试时的重复性操作。

本发明各实施例提供的透平振动测试装置，至少具有如下有益效果：

1、能够一次连接满足对安装有透平的待测试设备的测试需求。

2、节省测试时间和劳动力，提高测试效率。

3、集成化高，可用于不同类型的振动测试信号。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同因素。

最后需要说明的是：以上所述仅为本发明的较佳实施例，仅用于说明本发明的技术方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。