基于参考键相动态追踪的无转速叶尖定时测量方法

针对叶尖定时系统在测量转子叶片振动过程中转速同步传感器安装困难的问题,提出基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法。假设整级转子叶片间存在随机失谐,则在变转速工况下各叶片并非同时达到共振状态,在每转内,利用各叶片到达传感器的实测到达时间,计算叶片在相邻叶尖定时传感器间的局部平均转速与转子整圈平均转速的偏差值,判断同级所有叶片的振动状态,选择几乎不振动的叶片作为该圈的参考键相,计算目标叶片在该圈的振动位移值,依此类推,计算各圈目标叶片的振动位移,实现转子叶片在无转速参考下的非接触式振动测量。试验验证结果表明,与传统叶尖定时方法相比,利用该方法计算出的叶片振动位移所辨识出的叶片振动频率相对误差小于0.2%,振动位移相对误差小于10%,说明基于参考键相动态追踪的叶尖定时测量方法不仅能在无转速参考的情况下准确计算出叶片的振动位移,更能准确地辨识出叶片振动参数。

基于谐波匹配补偿和无键相阶次跟踪的轴承故障诊断

煤矿机械设备轴承在强冲击、大载荷工况下产生的振动信号表现出强烈的瞬态非平稳与局部非线性特性。经典的时域统计分析方法和全局域变换方法难以识别故障特征;传统阶次跟踪方法存在设备安装不便、难以获取瞬时频率的问题;传统的无键相阶次跟踪方法在转速波动剧烈的条件下估计出的瞬时频率精度低,导致故障识别效果差。针对上述问题,提出了一种基于谐波匹配补偿和无键相阶次跟踪的轴承故障诊断方法。首先,利用基于谐波匹配补偿的时频分析方法对轴承振动信号进行处理,准确估计瞬时频率;其次,通过Vold-Kalman滤波方法自适应提取谐波分量信号;再次,采用Hilbert变换计算谐波的瞬时相位,进而获得时间域与角度域的映射关系,完成原始时间域信号在角度域的重采样;最后,对重采样的信号进行快速傅里叶变换,通过分析包络阶次谱,实现轴承故障特征识别。仿真和试验结果表明,该方法估计的瞬时频率与实际值之间的最大相对误差不超过1%,表征轴承故障特征阶次准确且明显,可有效诊断轴承故障。

基于键相插值法的叶片振动测量研究

研究了转速波动对叶尖定时测量精度的影响及解决方法,以非接触式叶尖定时测振法为基础,引入键相插值法解决如升(降)速、转速波动等情况下的单键相涡轮机叶片振动测量误差较大的问题,同时对恒速运转下也可自适应测量。首先通过建立仿真模型比较在不同波动频率下键相插值法与单键相法的结果,结果表明在波动周期较大或波动的转速幅值较大等情况下,使用键相插值法计算的结果,其精确度明显提高。最后分别通过模拟叶轮实验台和真实叶轮实验台进行了实验验证。结果表明,笔者所提出的键相插值法可以有效地提高转速波动过程中的叶片振动位移测量,对解决工程实际问题具有较大的参考价值。

多支承回转窑运行轴线零应变方向键相测量法

介绍了一种回转窑运行轴线测量的新方法 ,该方法在回转窑筒体下面两个径向应变为零的方向安装了非接触式位移传感器 ,对安装在筒体上的键相键进行测量 ,由测得的位移值计算出相应截面的回转中心。该方法克服了现有测量系统高处安装系统定位困难、测量操作复杂和测量误差大的缺点 ,解决了回转窑运行轴线不可监测的难题 。

大型回转体运行轴线测量45°方向键相法及其便携式系统

介绍一种大型回转体运行轴线的测量方法及其便携式测量系统。该方法在回转体两边 4 5°方向上安装非接触式位移传感器 ,采用键相法原理高精度地确定两个位移信号的时差及回转体的运转周期 ,从而计算出该位置的回转中心。编制相应的数据采集及处理软件 ,由计算机、传感器、A / D采集卡、安装支架等组成便携式测量系统。该系统结构简单、使用方便。

大型轴流压气机叶片无键相振动监测与故障预警方法

压气机运行过程中叶片承受复杂的交变载荷,容易产生高周疲劳故障,若不及时预警将会导致重大事故。为解决用叶尖定时法在叶片振动监测过程中键相传感器安装困难(如航空发动机等装备无键相传感器)或键相参考不准确的难题,提出了基于叶片失谐特性的无键相叶片振动监测方法,并在此基础上,对算法改进,提出了谐调叶片的无键相监测方法。通过模拟,对所提出的方法进行了验证,然后在某大型轴流压气机上进行了实验研究,分别利用有键相法与无键相法对监测数据进行分析,完成了叶片同步振动参数的辨识,分析结果表明所提出的无键相法可以准确识别叶片同步振动参数,有键相法和无键相法的叶片共振频率识别相对误差小于0.06%。该方法在大型轴流压气机叶片的振动监测与故障预警中是有效和可行的。

一种基于粒子群优化的无键相虚拟动平衡算法研究

某些旋转机械的转子缺少准确的相位检测,整机动平衡启停机次数较多,难以进行精准高效的动平衡,针对这一问题,以螺旋桨转子系统结构为研究对象,对转子无键相动平衡方法进行了归纳,提出了一种基于粒子群优化的无键相虚拟动平衡算法,并设计了一款动力学和粒子群融合的软件,采用了粒子群的进化搜索技术,对补偿配重的大小和位置进行了不断优化。首先,在算法软件中输入原始振动幅值;然后,运行软件获得了其原始不平衡量的大小;再通过施加一次试重,并测量其振动幅值,获得了原始不平衡量和试重之间的夹角;最后,利用振动数据频谱分析确定了原始不平衡量的方位,获得配重位置,最终完成配平。研究结果表明:在无需键相信息的情况下,使用该算法只需进行一次试重即可完成配平,且其降振效果高达95%以上。

一种可靠的旋转机械键相信号预处理电路

分析现有键相信号预处理电路不足之处 。

旋转机械转速计算及键相脉冲处理方法

旋转机械的转速是旋转机械故障诊断中重要的参数,为了准确地获取旋转机械的转速,有效地对旋转机械进行阶次分析和计算转速谱阵,根据光电传感器采集转速信号的特点,提出了如何判断键相脉冲是否缺失,并利用线性插值方法对其修正。详细介绍了两种常见的转速计算方法,并对采集的转速键相信号进行了转速计算。经实验表明,该方法准确可行,可以准确地计算出在脉冲丢失情况下的转速,尤其是低采样率情况下,可以避免因脉冲丢失而引起的转速剧烈波动,获取准确的转速曲线。

基于线性相位的风机齿轮箱无键相同步平均分析

风电机组转速信号多由发电机编码器提供,由于SCADA与CMS存在时间差和采样率差异,难以实现高速轴键相信号与齿轮箱振动信号的同步采集。基于时域同步平均的阶次分析技术较难在风机齿轮箱故障诊断领域得到大范围应用,提出了以线性相位估计为基础的、可适应转速波动为10%的风机齿轮箱无键相同步平均分析方法。选择输出级啮合频带中信噪比最高频段,利用傅里叶FIR"理想"滤波技术,实现严格线性相位保持的窄带滤波;通过希尔伯特变换提取带通信号复相位,并进一步通过线性插值合成过零点序列;以此为基础,完成基于软件的等角度重采样,进而实现无键相的时域同步平均分析。在某型号机组连续10 s的现场实测数据中,有效地验证了所提方法正确性和工程实用性。

无键相双参数法叶片同步振动参数辨识仿真

监测叶轮旋转机械叶片异常振动,能有效保障叶片的工作安全和预防事故的发生.当前,主流测振采用的是叶尖定时技术,而叶尖定时技术属于一种欠采样技术,要配以相应的参数辨识算法获得所需的振动参数.就现阶段而言,叶尖定时各参数辨识算法均是有键相的,需要安装转速传感器.转速传感器受限于自身安装空间和环境,存在诸多的隐患.无键相测振系统去除了转速传感器,可以避免此类情况发生.基于叶尖定时技术和有键相双参数辨识方法,提出无键相下双参数方法辨识出叶片同步振动的振幅和激励倍频等参数.以实验室叶盘实验台为原型建立失谐叶盘系统模型并进行仿真,验证该方法可行.在有键相和无键相下对参数辨识结果进行比较,检验出无键相双参数辨识方法精度符合要求.

一种针对无键相铁道车辆的旋转部件阶次跟踪方法

针对车轮、轴承等旋转部件故障特征信号在车轮转频不断变化下非平稳的特点,以及我国部分车型无法提供车轮转速键相信号接口的实际情况,利用列车网中周期发送的列车运行速度对振动信号的瞬时频率进行有约束的峰值提取以实现转速估计,运用得出的转速对振动信号进行等角度间隔重采样,以消除转频不断变化下故障特征非平稳带来的影响。通过对多段重采样后数据进行角度域同步平均,进一步消除与转速不相关的振动信号和随机噪声的干扰。最后利用旋转部件故障试验台设计了验证试验,结果表明经该方法处理后的阶比谱与传统键相触发阶次跟踪阶比谱平均误差小于5%,一致性较强,能够避免旋转部件变转速运动下常规频域分析中出现的“频率模糊”现象。

脱氢枞酸酯键合硅胶色谱固定相的制备及应用

将天然可再生资源脱氢枞酸与甲基丙烯酸缩水甘油酯反应制得脱氢枞酸酯(DAGME),并将其通过“巯-烯”点击反应接枝到巯基功能化硅胶表面,制备得到一种疏水型脱氢枞酸酯键合硅胶色谱固定相(SilDAGME)。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)和元素分析(EA)对固定相进行表征,结果表明Sil-DAGME固定相成功制备。以烷基苯、Tanaka测试混合物、多环芳烃、酚类化合物和黄酮类化合物作为分离对象对Sil-DAGME的分离性能及保留机制进行评价。研究发现Sil-DAGME除疏水作用保留机制外,还具有氢键和π-π相互作用。基于多种保留机制的协同作用,Sil-DAGME对上述分析物均表现出良好的分离性能。此外,Sil-DAGME不仅具有良好的重现性(RSD为0.050%~0.19%,n=10)、稳定性(RSD为0.25%~1.0%,n=7)和可重复制备性(RSD为0.78%~2.1%,n=3),还对红豆杉树皮粗提物表现出良好的分离效果。将脱氢枞酸用于制备新型的色谱填料不仅为紫杉醇的分离和检测提供了一种新途径,也为以天然产物松香作为功能配体设计和制备新型固定相提供了参考。

PSoC在水轮机键相电路中的应用

阐述了在水轮机振动监测中,如何利用PSoC丰富的片上资源完成键相信号处理,实现水轮机转速的精确测量,并为数据采集卡提供整周期采样脉冲.介绍了硬件电路的模块构成、PSoC Designer的硬件模块配置方法以及软件设计.与传统方法相比,该方案简化了硬件设计,降低了成本.

基于多键相的变转速下旋转叶片振动监测方法

为了解决传统的叶尖定时技术在变转速条件下难以有效监测到叶片振动信息的问题,提出了一种基于多参考键相的变转速下叶片振动监测方法,即在转轴上均匀布置多个键相参考点,实现转速的精确估计,同时在参考键相间按照所囊括叶片数量插入虚拟参考点,以虚拟参考点为标记实现变转速下叶片振动的测量,该方法同样适用于恒转速下叶片振动的测量。基于所提方法推导了变转速状态下叶片振动测量的表达方程,并通过数值建模和实验仿真验证了该方法的可行性和适用性,分析结果表明:基于多键相的变转速下旋转叶片振动监测方法与传统方法相比,平均相对测量误差从200%以上降至7%以下,突破了叶尖定时技术在变转速下难以测量的技术瓶颈。

色谱填料制备技术及反相烷基硅胶键合相研究

综述了以硅胶为基质的高效液相色谱填料的合成方法以及反相键合相填料的最新研究进展 ,对其进行了评述并提出反相填料的研究方向。

新型靛红衍生化β-环糊精键合SBA-15液相色谱固定相的制备与表征

利用靛红的羰基与β-环糊精单取代乙二胺的缩合反应,合成得到种靛红衍生化β-环糊精Schiff碱类化合物。以3-异氰酸丙基三乙氧基硅烷为偶联剂,将其键合到自制的有序介孔二氧化硅材料SBA-15表面,制得种新型的靛红衍生化β-环糊精键合SBA-15液相色谱固定相(ISCDP)。分别对β-环糊精衍生物、SBA-15及固定相进行必要的结构表征。在反相色谱条件下,以卤代尿嘧啶类极性化合物和二取代苯位置异构体为探针,评价新固定相的基本色谱性能。在极性有机溶剂和反相模式下,将新固定相分别用于β-受体阻滞剂药物和丹磺酰化氨基酸对映体的拆分,探讨了相关色谱分离机理。实验表明,靛红吲哚环的引入,增强了环糊精类固定相对卤代尿嘧啶的反相色谱分离能力,分析时间小于7 min。固定相分离硝基苯胺、氨基苯酚和苯二酚的位置异构体时也表现出较高的立体选择性,其中对位异构体均后被洗脱,这与包结作用相关;靛红衍生化β-环糊精配体也提高了固定相的手性分离能力,除疏水作用外,靛红衍生化β-环糊精配体还能提供偶极、氢键、π-π和包结等作用,多种协同作用力有利于提高新固定相的手性和非手性分离的选择性。SBA-15作为键合基质,其有序的孔结构有利于保持色谱柱的良好渗透性和小的传质阻力,在快速高效分离分析中具有应用潜能。

C_(18)反相硅胶键合相的制备与性能评价

以20-40μm无定形硅胶为载体,与十八烷基三氯硅烷进行键合制备了C18反相硅胶键合相。热重差热分析表明所得键合相230℃以下热稳定性良好,对残留硅羟基的定量测定表明采用三甲基氯硅烷进行封端反应可消除3/4以上的残留硅羟基,柱层析试验表明该键合相具有良好的分离效果。

甲基苯脲β-环糊精高效液相色谱键合相拆分手性农药粉唑醇对映体

制备了一种新型的对甲苯脲衍生化β-环糊精键合有序介孔SBA-15手性固定相（UCDP）,通过红外光谱和元素分析对其结构进行了基本表征。将新固定相用于手性农药粉唑醇对映体的拆分,考察了流动相组成和温度对分离的影响,通过优化分离条件,在反相色谱条件下成功地拆分了粉唑醇对映体。优化的色谱条件为：甲醇-水（40∶60,v/v）为流动相,流速为0.5 mL/min,柱温为25℃,选择205 nm检测波长进行检测。在上述条件下,两对映体的分离度可达1.99,分析时间不超过20 min。在此基础上建立了快速测定香蕉中三唑类手性杀菌剂粉唑醇对映体残留量的新方法,两对映体在0.5~125 mg/L范围均具有良好的线性关系（r=0.999 7）,标准添加法测得粉唑醇对映体的平均回收率为93.4%~101.7%,RSD为1.07%~2.06%（n=4）。按3倍信噪比确定检出限为0.06 mg/L。与常用的涂覆型纤维素固定相相比,新固定相的制备方法简便,制备成本较低。单取代脲键环糊精固定相不仅有稳定的化学结构和色谱性能,而且对粉唑醇对映体显示出较高的分离选择性,所建立的方法可用于快速监测食品中农药对映体残留量,对解决食品中的手性农药安全问题有着重要的研究意义。

β-环糊精键合固定相的制备和评价

本文介绍了β-环糊精(β-CD)键合固定相的制备和采用红外光谱、元素分析和低温吸附法对此键合相的表征,评价了此键合相的色谱性能,结果表明此键合相键合量高,性能稳定。