提高振动测量系统可靠性方法研究

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1、第39卷第1期2013年2月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．39．№．1Feb．2013提高振动测量系统可靠性方法研究张少博，陈海峰，徐峰(西安航天动力试验技术研究所，陕西西安710100)摘要：针对振动测量系统薄弱环节，从传感器、测量电缆两方面着手，分析了导致传感器灵敏度变化的原因。建立了测量电缆数学模型，提出了可靠性检测相关方法。试车验证了该方法的有效性。关键词：振动测量系统；可靠性检测；检测方法中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2013)01—0084—05Methodstoimprovereliabilit

2、yofvibrationmeasurementsystemZHANGShao-bo，CHENHai—feng，XUFeng(Xi’anAerospacePropulsionTestTechniqueInstitute，Xi’an710100，China)Abs岫et：Thecausesofsensibilitychangeofvibrationsensorsareanalyzedinthispaperintheaspectsofsensorsandmeasuringcables，whicharethepossibleweaklinksofvibrationmeasurementsys

3、tem．Themathematicalmodelofmeasuringcableswasestablished．Themethodrelativetothere—liabilitycheckoutwasproposed．Theeffectivenessofthevibrationmeasurementsystemwasverifiedintherocketenginetests．I(．∞，words：vibrationmeasurementsystem；reliabilitydetection；checkoutmethod0引言液体火箭发动机试车的主要目的是验证火箭发动机设计的可行性

4、、工艺结构的可靠性以及考核检验方法的协调性，对发动机和组合件的性能及固有质量做出有效评价【lI。液体火箭发动机试车过程测量参数种类繁多，动态参数数据采集及处理是整个试车参数测量中的重要组成部分。及时、准确地掌握发动机试验时振动状态，分析其变化趋势和规律，了解发动机振动对发动机本身机械结构和周围环境的影响，可以为发动机的工作状态评估、发动机机械结构的改进以及发动机本身的性能提供科学系统的监测数据。影响振动测量系统可靠性的因素很多，从振动测量系统组成来看，主要包括振动传感器、测量电缆噪声、测量电缆性能、接插件以及采集系统。这些因素中的接插件，通过定期打开进行检收稿日期：2012—03—2

5、3；修回日期：2012—05—16作者简介：张少博(1983一)，男，工程师，研究领域为液体火箭发动机试验测量技术第39卷第1期张少博，等：提高振动测量系统可靠性方法研究85查其可靠性相对比较高，采集系统由于采用集成化模块其性能和可靠性是以上因素中最高的，而传感器和测量电缆自身隐含因素较多，目前现有的规程和方法无法涵盖这些隐含因素，需要进一步研究新的方法和检测工艺，研究测量电缆和传感器的可靠性，进一步提高振动测量系统整体的可靠性。1振动测量系统振动测量系统的组成框图如图1所示。A加-Y速度D-计IOCAYD02H羹饕寿缆H采黑统H编l：l转接箱ll采集系统ll计算机控制箱27VDC酸

6、图I振动测量系统组成框图Fig．1Blockdiagramforcompositionofvibrationmeasurementsystem图1中，发动机测点部位振动冲击作用于加速度传感器，经活动电缆转接箱，信号传输至LMS采集系统进行采集和处理。使用继电器完成信号切换，通过信号发生器TDl015施加正弦波校准信号，并采用示波器和数据万用表监视信号输出，最后由采集系统进行数据处理。2振动测量系统的薄弱环节对组成振动测量系统的各个环节进行分析，影响振动测量系统可靠性的薄弱环节主要体现在振动传感器、测量电缆、接插件以及采集系统性能等方面。2．1振动传感器目前振动测量系统在用传感器均为压

7、电式传感器，存在的主要问题有：①发动机某些部位在试车中冲击幅值较大，致使在该部位使用的传感器易损坏；②试车后试车台消防水进人M5直径的传感器进口细孑L中，容易发生毛吸现象，造成传感器内部电容发生变化等故障；③传感器使用过程中反复装、卸，使得传感器外部壳体发生变形或产生凹坑，易造成传感器损坏。这些因素的存在都有可能导致传感器灵敏度的变化。振动测量传感器每次使用后都应进行校验，以确定传感器灵敏度是否发生变化。但现有传感器仅在试车准备过程中发现其噪声偏大或到1年