叶片振动评价方法、装置及便携式叶片振动特性评价装置与流程

本发明属于旋转机械叶片诊断技术领域，尤其涉及一种叶片振动评价方法、装置及便携式叶片振动特性评价装置。

背景技术：

叶片是影响汽轮机安全工作的重大因素，分析汽轮机叶片的振动特性有利于检查汽轮机叶片的安全可靠性。现有技术中，获取汽轮机叶片振动特性最常用的手段是测量叶片静态频率，即通过模拟式或数字式叶片测频装置对叶片的静态频率进行测量，该方法不能根据叶片振动特性评价，直接给出叶片安全性评价及指示，且测频装置组成复杂，要求计算机等设备接入，需要外部供电，携带颇为不便。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种叶片振动评价方法、装置及便携式叶片振动特性评价装置，使之不仅能获取叶片振动特性，而且能直接评价并指示所测量叶片的安全性，同时具有便携的特点。

本发明提供了一种叶片振动评价方法，包括：

基于获取的力信号及叶片振动响应信号，通过fft计算、频响函数计算、静态频率识别，得出叶片静态频率；

根据叶片静态频率，计算得出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于叶片频率分散度评价叶片的安全性，获取叶片安全性评价结果。

进一步地，基于获取的力信号及叶片振动响应信号通过fft计算、频响函数计算、静态频率识别，得出叶片静态频率之前还包括：

对力信号及叶片振动响应信号进行滤波和放大处理；以及

将经滤波及放大处理后的模拟力信号及叶片振动响应信号转换为数字信号。

进一步地，该方法还包括：将叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果用于现场显示。

本发明还提供了一种叶片振动评价装置，包括：

数据处理模块，用于基于获取的力信号及叶片振动响应信号，通过fft计算、频响函数计算、静态频率识别，得出叶片静态频率；

评价模块，用于根据叶片静态频率，计算得出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于叶片频率分散度评价叶片的安全性，获取叶片安全性评价结果。

进一步地，该装置还包括信号调理模块及a/d转换模块，信号调理模块用于对力信号及叶片振动响应信号进行滤波和放大处理，a/d转换模块用于将经滤波及放大处理后的模拟力信号及叶片振动响应信号转换为数字信号。

进一步地，该评价模块还用于：将叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果进行现场显示。

本发明还提供了一种便携式叶片振动特性评价装置，包括：信号分析仪、力锤、加速度传感器及显示屏；信号分析仪通过信号接入口分别与力锤及加速度传感器连接，用于通过力锤及加速度传感器分别获取力信号及叶片振动响应信号；信号分析仪内置上述叶片振动评价装置，用于根据获取的力信号及叶片振动响应信号，得出叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果；显示屏与信号分析仪连接，用于现场显示叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果。

进一步地，该便携式叶片振动特性评价装置还包括用于给信号分析仪、力锤、加速度传感器及显示屏供电的电池供电模块，电池供电模块包括可反复充电电池及不可充电电池及电池组。

进一步地，该便携式叶片振动特性评价装置还包括用于输入评价指令的功能按键组。

进一步地，该便携式叶片振动特性评价装置还包括用于存储评价信息的外部存储器。

借由上述方案，通过叶片振动评价方法、装置及便携式叶片振动特性评价装置，不仅能获取叶片振动特性，而且能直接指示所测量叶片的安全性，同时具有便携的特点。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明叶片振动评价方法的流程图；

图2是本发明便携式叶片振动特性评价装置的原理框图；

图3是本发明便携式叶片振动特性评价装置一实施例的正视图；

图4是本发明便携式叶片振动特性评价装置一实施例的操作示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

参图1所示，本实施例提供了一种叶片振动评价方法，包括：

步骤s1，基于获取的力信号及叶片振动响应信号，通过fft计算、频响函数计算、静态频率识别，得出叶片静态频率。

步骤s2，根据叶片静态频率，计算得出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于叶片频率分散度评价叶片的安全性，获取叶片安全性评价结果。

在本实施例中，步骤s1之前还包括：对力信号及叶片振动响应信号进行滤波和放大处理，以及将经滤波及放大处理后的模拟力信号及叶片振动响应信号转换为数字信号。

在本实施例中，该方法还包括：将叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果用于现场显示。

通过该方法本发明不仅能获取叶片振动特性，而且能评价并直接指示所测量叶片的安全性。

参图2至图4所示，本实施例还提供了一种便携式叶片振动特性评价装置，包括：信号分析仪7、力锤8、加速度传感器9及显示屏12；信号分析仪7通过信号接入口11分别与力锤8及加速度传感器9连接，用于通过力锤8及加速度传感器9分别获取力信号及叶片振动响应信号。本实施例中显示屏12采用lcd显示屏。

信号分析仪7内置评价叶片振动特性的装置，用于根据获取的力信号及叶片振动响应信号，得出叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果；显示屏12与信号分析仪7连接，用于现场显示叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果。

信号分析仪7内置的叶片振动评价装置包括：

信号调理模块3，用于对力信号及叶片振动响应信号进行滤波和放大处理。

a/d转换模块4，用于将经滤波及放大处理后的模拟力信号及叶片振动响应信号转换为数字信号。

数据处理模块5，用于基于获取的力信号及叶片振动响应信号，通过fft计算、频响函数计算、静态频率识别，得出叶片静态频率。

评价模块6，用于根据叶片静态频率，计算得出叶片共振安全避开率及叶片频率分散度，并基于叶片频率分散度评价叶片的安全性，获取叶片安全性评价结果，并将叶片共振安全避开率及叶片安全性评价结果进行现场显示。

在本实施例中，由力锤8获得的力信号1与加速度传感器9获得的叶片振动响应信号2进入信号分析仪7，两种信号分别经过信号调理模块3进行滤波和放大处理，然后由a/d转换模块4将模拟信号采样为数字信号，然后数字信号进入数据处理模块5进行fft计算、频响函数计算、静态频率识别，识别出的静态频率传至评价模块6，评价模块6计算出叶片共振安全避开率显示在lcd显示屏上，待用户完成全部测量，按下功能按键组13的按键后，评价模块6将计算叶片频率分散度并指示安全与否，最后将结果显示在lcd显示屏上，至此完成叶片振动特性评价。

本实施例中的便携式叶片振动特性评价装置，由力锤、加速度传感器、信号分析仪三部分组成，力锤与加速度传感器使用信号线分别连接至信号分析仪。信号分析仪的核心是dsp芯片，外设包括lcd显示屏、按键、外部存储器。当通过按键触发后，dsp芯片执行预定义的程序，等待力信号与振动响应信号的传入，两个信号传入后，程序利用fft技术计算振动系统的频响函数并识别出叶片固有频率，然后计算出频率分散度与安全避开率并给出安全性的指示，最后利用dsp芯片的管脚将评价结果显示在lcd上。

为了增加便携性，本实施例中的信号分析仪7采用手持式信号分析仪，同时，采用电池供电，设有电池供电模块14，电池供电模块14，包括可反复充电电池及不可充电电池及电池组。该装置具有轻量化便携的特征，机身小巧，但不限于手持式。

通过本实施例提供的便携式叶片振动特性评价装置，无需外围设备即可通过采集并计算叶片振动特性，从而直接给出叶片安全性评价，同时机身小巧方便携带，适用于现场作业。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。