基于高频响电涡流传感器的汽轮机带冠叶片振动测量技术（英文）

针对汽轮机带冠叶片的健康监测需求,提出了一种基于高频响电涡流传感器的带冠叶片振动参数测量方法。转子旋转时,电涡流传感器感知叶冠面积变化,通过检测叶片发生振动时叶冠面积变化信号的到达时间,并应用叶尖定时(Blade tip timging,BTT)数据分析方法获取叶片振动参数。设计了一种适用于汽轮机工作环境的电涡流传感器和一种高带宽调幅解调电路,使响应带宽达到250 kHz以上。某型汽轮机末级叶片振动试验结果表明所设计的高频响电涡流传感器和变面积型叶尖定时测振技术在汽轮机带冠叶片的应用是可行的。

2016年梅雨期间长江中下游强降水与对流层上层斜压波包的关系

2016年6—7月,长江中下游地区发生了自1998年以来最严重的强降水事件,造成了重大的经济损失。利用NCEP/NCAR再分析资料和中国2479站逐月及逐日降水资料,研究了2016年梅雨期间长江中下游地区降水与欧亚大陆对流层上层斜压波包活动的关系,并诊断了两者之间的信息流向。结果表明,梅雨期间的高频斜压波动具有明显的下游频散效应。波动起源于黑海,沿西北—东南方向于3—4 d后传至长江中下游地区。斜压波包为长江中下游地区强降水的发生提供了必要的能量。波作用通量矢量的分布表明,梅雨期间逐日均有来自西风带上游的扰动能量向长江中下游流域传播。而梅雨期间降水与斜压波包的信息流关系表明,二者之间存在信息传递。因此,3—4 d并源于黑海附近的斜压波包活动是2016年长江中下游梅雨期间异常降水的成因。这些结果为深刻认识长江中下游地区强降水事件发生的成因和有效预测提供了线索。

基于A^(*)算法的定制化无人驾驶公交路径规划方法

定制化公交根据乘客的出行需求灵活规划行驶路线和停靠站点。同时,随着近年来自动驾驶技术的快速发展,已有不少公交企业开始探索无人驾驶公交的运营。将自动驾驶技术与定制化公交相结合需要一套科学合理的路径规划算法。在路径规划的问题上,A^(*)算法的目标是搜索两点最短路径,定制化无人驾驶公交还考虑的是多点间的总运营成本和乘客出行体验。针对这一问题,该文基于A^(*)算法,提出一种针对定制化无人驾驶公交的路径规划方法。将乘客的出行需求进行整合后对乘客进行分类,确定不同的行驶方案。最后使用A^(*)算法进行路径规划。仿真结果表明,该算法能为定制化无人驾驶公交提供路径规划,且能综合考虑行驶距离和乘客出行体验。

旋转叶片异步振动全相位FFT辨识方法

基于叶尖定时的旋转叶片振动测量技术属于严重的欠采样方法。为实现旋转叶片异步振动辨识,分析了基于叶尖定时的异步振动信号模型,设计了一种利用全相位FFT分析技术的多传感器遍历的异步振动辨识方法,从理论上推导了全相位FFT以及多传感器遍历算法,并进行了计算机仿真验证。运用该方法在某型号航空设备的旋转叶片完成振动测量实验,实验结果表明,叶片异步振动辨识结果与叶片理论设计基本一致。成功解决了叶片异步振动欠采样问题,进一步完善了叶尖定时测振系统。

基于叶尖定时的叶片动应力反演方法

基于叶尖定时的测振系统能够实现旋转叶片振动参数的非接触测量,在此基础上提出了利用建模获取叶尖振幅和叶片动应力分布关系,进而反演叶片动应力的方法.首先,利用有限元模型获取了叶尖振幅和叶片动应力分布的关系,为叶片动应力的反演提供了依据.然后,通过应变片测试实验对叶片有限元模型与动应力反演方法进行了验证.结果显示,采用有限元建模的方法可以实现叶片动应力的反演,满足航空发动机叶片动应力非接触测量的要求.

基于叶尖定时的旋转机械叶片振动信号重建

基于叶尖定时原理采集的旋转机械叶片振动信号是离散的欠采样信号,利用插值法对其重建的时域信号能反映叶片振动峰值等参数特征,为故障诊断提供依据。通过分析简谐振动的数学模型和信号采样及重构定理,提出在匀转速下利用若干均匀安装在机匣上的叶尖定时传感器采集叶片振动信息进行振动位移信号重建的新方法。利用高阶B样条函数构建的插值核函数具有快速收敛的特点,在减小信号截断误差的同时降低了算法复杂度,利于工程应用。介绍信号重建误差的来源,其测量精度对转速稳定性有较高要求,通过计算机仿真和模拟振动平台气激试验分析该方法性能,验证其在实践中的有效性。

基于PLL载频跟踪的电容式叶尖间隙测量技术

针对电容调频式叶尖间隙测量中存在的杂散电容问题和叶尖间隙信号的在线检测需求,设计了基于锁相环(PLL)载频跟踪的测量方案.方案中PLL无差载频跟踪环路能够有效地抑制杂散电容造成的缓慢载频漂移;选择1,MHz的中频频率将信号带宽提高到200,kHz,并设计了峰值采集控制时序以提高系统测量效率;理论推导出并用实验数据验证了信号的非线性模型.模拟实验结果表明,测量系统灵敏度高,具备了高速在线检测能力.

旋转叶片振动信号的小波变换去噪处理

在旋转叶片叶尖定时测振系统中,叶片多处于大噪声工作环境,为了保障振动位移的高精度测量,需有效解决叶片振动信号的去噪问题.提出采用具有时频局部分析特性的小波变换方法对振动信号进行去噪,建立了叶尖定时测振系统的仿真模型.针对仿真信号的特征,对小波变换的小波基、阈值估计及小波分解尺度进行了参数优化,实现了宽频白噪声的有效滤除.并与传统的滤波和Savitzky-Golay(SG)平滑算法进行对比,结果表明小波变换去噪方法在去噪效果和减小振动位移测量误差上均具有明显优势,有较好的实际工程应用价值.

非接触式直升机传动轴扭矩测量系统设计

为了实现直升机传动轴扭矩信息的实时测量,设计了一种低介入非接触式直升机扭矩测量系统。系统基于时间定时原理,通过扭矩与扭转角的对应关系计算得到传动轴的扭矩值。光纤传感器设计了准直结构,缩小了光斑直径,提高了测量距离。采用双边沿定时方法,消除了共模干扰导致的测量误差,并对编码条纹误差进行了分析。在地面测试平台上对设计的测量系统进行了实验,结果表明,系统角度测量分辨率可达0. 000 2°,重复性精度可达0. 005°,实现了直升机传动轴的低介入非接触扭矩测量。

痔嵌顿的中医急症处理

痔嵌顿是一种常见肛肠疾病,我科应用中药内服、药浴外敷为主,结合外剥内注法,疗效颇为满意,现报告如下.1 临床资料34例中,男26例,女8例;发病年龄最小29岁,最大64岁,以35～55岁为多见;病程最短2天,最长7天,在2～4天内就诊最多;发病原因以饮食不节、暴饮暴食、便秘等诱发的24例,腹泻、疲劳而引起的6例,产后、内痔结扎后而致的各2例,全部病例均有3～18年不等的痔疮发病史.

一种主动冷却的高温光纤式叶尖定时传感器

针对现有高温光纤式叶尖定时传感器最高耐温只到650℃,无法满足更高温度条件下燃气轮机叶片振动监测需求的问题,研究并设计一种采用主动冷却方式的高温光纤式叶尖定时传感器。为提高传感器的耐温性能,采用中空式的结构设计以及主动冷却的降温方式提高传感器探头的耐温性能。应用Ansys有限元分析软件进行热-流-固耦合分析,对传感器设计的可靠性进行理论论证。在此基础上,对设计的高温光纤式叶尖定时传感器进行高温试验验证。结果表明:试验结果与仿真结果具有良好的一致性,该传感器工作温度最高可达1300℃,满足大多数高温环境下燃气轮机叶片振动参数监测的要求。

非ENSO年夏季西风带波包活动特征及其对长江中下游强降水事件的影响:以1993年为例

利用Hadley中心海温资料、NCEP/NCAR再分析资料和中国740站逐日降水资料,运用一点滞后相关等方法,分析了非ENSO年长江流域夏季降水特征,并以1993年为例探讨了非ENSO年波包活动特征及其对长江流域夏季降水的影响。结果表明:非ENSO年长江中下游地区夏季降水年际和年代际变化明显,20世纪90年代初强降水事件多发。在1993年,波包起源于里海南侧,自西向东向长江中下游地区传播,为长江流域夏季降水的发生提供了必要的扰动能量积聚。通过非ENSO年和ENSO年波包活动个例的初步对比,发现非ENSO年的南支波导作用较为明显,波包主要表现为自西向东传至长江中下游地区;而作为ENSO年的1983年,则存在一支明显的偏北波导,使波包沿着西北—东南向的路径向下游传播,最终到达长江中下游地区。这些结果有利于深刻认识非ENSO年长江流域夏季强降水事件的形成机理。

一种耐高温光纤式叶尖定时传感器及验证装置

为满足航空发动机压气机叶片振动监测的高温要求,设计了一种能够耐650℃高温的新型光纤式叶尖定时传感器.采用金属保护结构及涂覆高温胶技术提高了传感器探头的耐温性能.在此基础上,设计了一种模拟叶尖定时传感器高温工作环境的验证装置,对改进后的光纤式叶尖定时传感器进行了高温试验.试验结果表明,该型传感器能够耐受650℃工作环境,满足航空发动机高压压气机叶片振动参数监测的要求.

电容式高频振动幅值测量方法研究

针对超声疲劳试验中20 kHz以上的高频振动幅值的测量问题,提出一种电容式高频振动幅值测量方法,并构建了基于该方法的测量系统。文中以振动信号处理为主线,设计基于调幅式的振动解调电路,实现传感器信号的高精度解调;设计频率自适应数字滤波器实现解调信号的动态滤波;设计基于Hilbert变换实现数字包络检波器完成振动信号幅值的精确求解。对基于此方法测量系统的精度和测量范围进行了实验验证,实验结果证明,此系统具有较高的精度和较大的测量范围,其精度优于0.3%F.S.,振幅测量范围最大可至100μm,动态频响超过20 kHz。

变面积电涡流传感器带冠叶片振动测量

为实现对各种带冠叶片的振动的非接触式测量,提出一种基于变面积型电涡流传感器的带冠叶片振动测量技术。当转子叶片进行高速旋转时,叶片扫过电涡流传感器,会使感应面积发生变化,后接高速数据采集分析处理系统,将面积变化信号进行处理,从而获得带冠叶片振动参数。在某型汽轮机末级带冠叶片上进行振动试验,试验结果表明变面积型电涡流传感器测振技术可以在转子高速旋转的情况下,准确测量带冠叶片振动情况,得到振动的幅值和频率,可以应用在实际带冠叶片的振动测量中,为转子叶片健康状况评估提供依据。

电涡流式汽轮机自锁叶片叶尖间隙测量研究

针对汽轮机自锁叶片叶尖间隙的测量要求,提出一种改进的叶尖间隙测量方法,设计了一种适用于汽轮机工作环境的电涡流传感器及其信号处理方法。当自锁叶片旋转时,其围带及锁紧处会交替经过电涡流传感器探头,产生电压信号,通过检测电压信号,应用相应信号处理方法进行处理以获取叶尖间隙。在高速动平衡室使用某型汽轮机末级长叶片进行实验对方法进行验证,实验结果表明所述改进的叶尖间隙测量方法在汽轮机自锁叶片的叶尖间隙测量中是可行的,可测量转速达到3000 r/min,整圈叶片个数达60个的自锁叶片叶尖间隙。

叶尖定时信号趋势项自适应拟合

叶尖定时测量是航空发动机叶片振动监测关键技术,趋势项拟合作为定时信号预处理中的重要研究内容,是高精度叶片振动参数辨识的基础与前提。在航空发动机连续变工况运行条件下,当前趋势项拟合方法无法自适应调整拟合窗宽度,导致消除趋势项效果差,严重影响后续叶片振动分析。针对变工况条件下定时信号趋势项拟合难题,以相关系数作为趋势项拟合效果评价指标,提出趋势项自适应调节窗宽度拟合方法。采用航空发动机高压压气机叶尖定时试验数据进行验证,结果表明,所提方法由于能够自适应调节拟合窗宽度,可保证趋势项拟合效果最优,在满足有效去除趋势项的前提下能够完全保留原始振动信息,对实现高精度叶片振动参数辨识具有重要意义。

基于RMS的旋转叶片叶尖间隙信号处理方法

针对航空发动机旋转叶片叶尖间隙测量系统的信号处理和实时检测需求,该文提出了一种基于RMS的叶尖间隙信号处理方法。利用AD536A芯片设计了一种求信号RMS值转换电路,计算得到叶尖间隙信号的RMS值,并采用叶尖间隙信号的RMS值计算获得叶尖间隙值。搭建了一套基于该方法的电容式叶尖间隙测量系统进行测试验证,理论推导并利用试验数据验证了基于RMS的叶尖间隙测量模型。试验结果表明该方法可以实现对叶尖间隙的高精度实时在线测量,提高测量系统效率。

基于嵌入式的汽轮机叶片监测系统设计与实现

针对目前对汽轮机叶片运行状况难以检测现状,通过对叶片健康监测需求进行分析,设计并实现了基于嵌入式的汽轮机叶片健康监测系统。采用ARM和FPGA相结合的方案,使用了CAN和TCP/IP通讯协议,同时对汽轮机叶片的间隙、振动和温度参数进行实时采集分析和存储,并通过上位机进行实时状态显示,同时将数据存入数据库中。测试结果表明,该系统能实时、不间断地对汽轮机叶片进行监测;可以在1秒内快速、准确检测出故障信号并进行预警;具有良好的人机交互性。

光纤叶尖定时传感器超低温环境静态实验研究

为对某型低温轴流压缩机叶尖间隙进行在线健康监测,设计制作一种低温光纤式叶尖定时传感器,并开展超低温环境静态实验,以期验证该传感器在低温环境下使用的可行性。实验模拟从常温到−196℃范围的3种温度工况,测试每种工况下该低温光纤式叶尖定时传感器的接收反射光强转换电压值。实验结果表明,该传感器接收反射光强转换电压值虽然呈现出随环境温度降低而减弱的正相关性,但仍满足测试系统有效识别叶片到达时刻对接收反射光强的基本需求。同时,进一步结合分析低温轴流压缩机内部运行介质为干燥纯净氮气有利于光束发射传输和反射接收的环境特点,该低温光纤式叶尖定时传感器用于低温轴流压缩机叶片叶尖间隙在线健康监测是完全可行的。