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《基于激光三角测量法的叶尖间隙测量研究.pdf》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第53卷第4期汽轮机技术V01.53No.42011年8月TURBINETECHNOLOGYAug.2011基于激光三角测量法的叶尖间隙测量研究冯驰,毕思明(哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,哈尔滨150001)摘要:由于燃气轮机技术的发展,对叶尖间隙进行精确测量的要求越来越迫切。采用激光三角测量法对叶尖问隙进行测量,让一束激光照射在叶片尖端,运用线CCD光敏元件接收反射光使其在CCD上成像,根据成像位置的变化可以计算出叶尖间隙的变化。激光三角测量法可以不受叶片材质的影响,对叶尖间隙进行实时在线测量,既能测量单个叶尖间隙,又能测量平均叶尖间隙,对诊断机组故障、优化叶片及机匣
2、的设计具有一定的实用价值。关键词:叶尖间隙;三角测量法;线CCD;涡轮叶片分类号:TH811TP212文献标识码:A文章编号:1001-5884(2011)04-0267-04ResearchofBladeTipClearanceMeasurementBasedonLaserTriangulationFENGChi.BISi.ming(InformationandCommunicationEngineeringCollege,HarbinEngineeringUniversity,Harbin150001,China)Abstract:Asthedevelopmentofg
3、asturbinetechnology,therequirementsofbladetipclearancemeasurementbecomemoreurgent.Weusethelasertriangulationtomeasurethebladetipclearance.Thelaserischosetolightonthebladetip,andthehi.ghaccuratelinerCCDimagingsensorwasusedasthereceiver.FromthechangelocationaboutimagepointontheCCD,wecanconve
4、rtthebladetipclearance.Lasertriangulationmeasurementwasnotafectedbythebladematerial,anditcannotonlymeasureasingletipclearance,butalsocanmeasuretheaveragetipclearance.Ithasacertainvaluetohelpdiagnosingtheunitfault,optimizingthedesignofthebladeandthecase.Keywords:bladetipclearance;laseroptic
5、altriangulation;CCD;turbineblades方法只能测量最小的叶尖间隙。电容法是一项实用的成熟0前言的测量叶尖间隙技术,但由于电容本身的内阻很高,因此,对绝缘提出了更高的要求,其绝缘电阻将随温度和湿度变化,叶尖间隙对燃气轮机的性能影响很大。叶尖间隙过大从而引起传感器产生缓慢的漂移。可见,传统的测量方法会使叶尖泄漏过大,导致燃气轮机效率下降。据英国R·R有一定的局限性。激光三角测量法应用到测量叶尖间隙中,公司对现代燃气涡轮机研究表明:叶尖间隙每增加叶片长度它可以不受叶片材质的影响,只要有足够的瞬态响应,可以的1%,效率约降低1.5%,而效率每降低l%,油
6、耗率约增加连续测量叶尖间隙。2%_1。要提高燃气轮机性能,应尽可能减小叶尖间隙。然而,叶尖间隙过小会使叶片与机匣内壁摩擦,造成燃气轮机2激光三角测量法的原理损坏,影响燃气轮机的运转安全。如何设计控制叶尖间隙使其最佳,对提高燃气轮机性能和保障其安全非常重要。因单点激光发射三角测量仪器主要由激光光源、透镜和电此,需要对叶尖间隙进行实时监测,为改进设计,找出最佳间耦合器件CCD组成。如图1所示,激光源发射一束激光照射隙提供依据,还可以对可能出现的故障进行诊断J。在叶片尖端端面的a点上,该目标点的反射光通过接收透镜在电耦合器件CCD上形成像点a,当叶片叶尖端面径向移1叶尖间隙测量方
7、法简介动一个距离z时,激光束照射在叶尖端面的位置变为b,该点在电耦合器件上形成的像点变为b.,在基线长度已知,激光传统的测量方法主要有放电探针法和电容法。放电探源、透镜和CCD位置都确定的情况下,通过测量传感器上像针法是根据尖端放电原理,依靠电机使探针径向移动,当探点位置a,b的距离,的变化,就能准确的确定被测物与仪器针移向叶尖至发生放电为止,探针的行程与初始安装间隙之间距离z的变化。(静态时探针到机匣内表面的距离)之差为叶尖间隙。探当激光束的轴线、接收透镜的主平面和线CCD三者的钍法厦理比较简堕,羞且亘在高温高压
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