叶尖间隙测量系统(BCMS)
BCMS2000产品
产品简介
BCMS2000是善测自主研发的电容式叶尖间隙测量系统,全国产化,实现高速旋转机械转静子结构间隙、位移、距离、健康状态等在线检测。它主要用于叶尖间隙监测,还可用于叶尖振动、篦齿间隙、轴心轨迹、轴系振动、轴向间隙、叶片伸长/裂纹等监测。应用场景包括航空发动机、汽轮机、燃气轮机、压缩机、鼓风机等重大装备的转子\动叶片服役状态长期安全监测或台架试验中叶尖间隙测试、主动间隙控制等。
图 叶尖间隙测量原理图
图 电容传感器信号转化为定时脉冲实现叶片振动测量
产品特点
BCMS2000采用了关键的主动驱动屏蔽技术、微弱信号低噪放大技术、低噪低电容传输电缆技术实现了高精度高带宽电容信号处理,产品性能指标达到国外同类产品先进水平和同等功能。
在此基础上,BCMS2000针对发动机等间隙测试需求,在功能和性能上进行了优化设计,主要包括:
1)更高的采集性能:
(1)最高采样率可至5-10MHz每通道,12-36通道独立并行。说明:采样率提升可满足极高转速下间隙测量要求,高采样率保证算法精度。
(2)采样精度位数:16bit。说明:传统14bit采集卡的本身噪声可至10mV以上,造成的测量误差一般在10um左右。采用16bit采集芯片,减小了采集卡本身导致的测量误差。
2)高速大容量数据传输处理性能:
同时在一个终端(软件界面)进行采集、传输、处理、显示所有12、24、36通道间隙测点信息,传输距离优于50m(采用光纤可至1000m),因此实现发动机试车全级间隙测量。
3)具备丰富工程实用的监测功能:
软件集成稳态间隙采集、瞬态(碰磨、喘振)数据保存、间隙UDP外发至监控中心等3项功能。
4)软件集成标定和计量功能:
软件集成间隙传感器标定功能(静态标定和动态标定)、系统计量功能。
5)特殊叶片的间隙处理算法:
针对凹腔涡轮叶片,采用极值拟合、双高斯逼近拟合等算法提取间隙信号,去除噪声影响。
6)(可选配)间隙原始电压冗余存储装置(间隙数据磁盘阵列存储中心),存储容量大于16T,并行接收32通道原始叶片电压波形。
7)(可选配)HCP系列传感器,特殊三同轴工艺,保证体积不小的同时具备更强抗干扰能力,提高使用寿命,适用于高压和涡轮叶片。
8)(可选配)支持机载(-55℃——125℃)军用高可靠、小体积定制,满足主动间隙控制、发动机健康管理要求。
9)(可选配)高频电涡流间隙传感器和电涡流解调模块,响应带宽250kHz,可静态标定,适用于雨淋、油污、盐雾、燃气污染等复杂环境间隙测试以及服役状态叶片健康长期监测。
性能指标
测量 性能 |
性能参数 |
技术指标 |
测量范围 |
3、4、5、7、10、16、20mm(定制,探头不同直径规格) |
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分辨率 |
典型值1微米(与测量范围有关) |
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测量精度 |
1%,典型值15微米 |
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通道数 |
4、8、12、16、24、32、40、48-144通道 |
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响应带宽 |
250kHz,400kHz(定制) |
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转速范围 |
不小于100000rpm |
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线速度 |
不小于800m/s |
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输出信号 |
-10——+10V,BNC |
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环境补偿 |
自动匹配电缆长度\补偿温度振动影响 |
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标定方法 |
静态标定 |
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供电电源 |
220V AC±10%、(50-60)±1Hz |
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传感器 性能 |
探头直径规格 |
6、6.33、6.9、8.2、10、11、16、20、24、30mm |
测量距离规格 |
3、4、5、7、10、16、20mm |
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探头最高耐温 |
260℃、1200℃、1400℃ |
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线缆长度 |
20m |
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数采 性能 |
通道数 |
同步采集,可级联成24、32、48-144通道 |
采样位数 |
16bit |
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采样率 |
不小于2.5MSPS,可至5-10MSPS |
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处理速度 |
最高支持45000个叶片每通道每秒 |
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传输距离 |
网络:电传输50m,光传输>1km。 |
应用情况
BCMS2000已广泛用于国内旋转机械动态参数在线检测,应用环境包括航空发动机风扇/压气机/涡轮/高空台/露天台/飞行台、燃气轮机、蒸汽轮机、鼓风机、压缩机等,用户包括中国航发、中国船舶、上海电气、燃机厂商、东方电气、沈鼓集团、各能源发电集团、中科院、高等院校等,应用案例超1000通道,应用时长超5年。