叶片振动测量系统(BVMS)

          图1 叶片振动测量系统

产品简介

 

   BVMS4000是善测自主开发的国产非接触旋转叶片振动测量系统,它基于叶尖定时原理,采用光纤传感器(叶尖振幅传感器),安装于静止机匣上,感受叶片扫过的信号并经前置放大、定时信调触发、数据采集及软件算法处理后还原叶片的实时振动位移、频率、振幅等信息,为转子叶片振动特性验证、动应力安全监控、叶片疲劳和故障诊断提供直接有效数据。

图2 非接触叶片振动测量原理

 

功能用途

 

   叶片振动测量系统主要用于转子动叶片的非接触振动及动应力测试,相对于接触式应变测量方法,具有非接触、改装小、可监测所有叶片、适合长期监测等优点。叶片振动测量系统还可用于FOD、叶片裂纹、喘振颤振、叶片安全和健康状态监测等,产品已广泛应用于航空发动机、压缩机、燃气轮机、汽轮机、鼓风机、通风机等重大旋转机械的研发试验、在役安全监测、故障诊断和智能运维等场景。

 

 

系统组成

 

      从架构和空间分布方面,BVMS4000叶片振动测量系统可分为传感器(及键相传感器)、前置放大器、信调采集处理系统、应用分析软件4个层次。各大部件标准化,模块化,其目的是为适应大型旋转机械的复杂现场环境,传输距离远。

 

图3 叶片振动系统架构图

 

 

产品优势

 

   BVMS4000是国产自主研发的商用化产品,具有以下性能优势:

(1)集成度高,软件功能算法齐全,软件可定制,如UDP外发数据,系统可组网远程测量;

(2)具备全波形高精度定时(适用于电容和电涡流等传感器)、凹腔叶片自动跟踪定时、调制型前放抑制涡轮高温辐射、高低压多转子同时监测等特殊功能;

(3)可选配光纤、电容、电涡流、磁电等高频响叶尖振幅传感器,适配高温、污染、雨淋、蒸汽、涡轮等不同叶片振动监测需求。

 

性能参数

性能参数

技术指标

频率范围

0-10kHz,理论上无限制

振幅范围

0-10cm,与叶片长度有关

位移分辨率

3-5μm,理论振幅精度优于分辨率的5倍(15μm)

转速范围

不小于50000rpm,可至200000rpm

叶尖线速度

Up to 1000m/s

通道数

18通道/机箱,或30通道/机箱,或36通道/机箱,可级联同步

定时分辨率(定时频率)

优于5(216MHz)、10ns(96MHz)

示波采集

100MSPS/ch,查看原始波形和定时脉冲

供电电源

AC220V/50Hz

键相信号

支持无OPR信号、键相分频、高低压转子同时处理

传感器耐温

1)光纤式(-190℃-1200℃)

2)电容式(-55℃-1400℃)

3)电涡流式(-55℃-1200℃)

4)磁电式(-55℃-1200℃)

软件

1)叶片同步、异步振动分析;

2)包含单自由度、最小二乘拟合(圆周傅立叶拟合)、频谱分析、节径分析、扭转角测量、叶片间夹角等实用算法;

3)包括零相移滤波、键相分频、无转速信号、高低压转子同时测量、示波器波形分析、UDP协议数据自动发送等实用功能;

4)支持处理和显示选定区间内叶片时域统计幅值和快速出具分析报告(word)

应用情况

 

        BVMS4000是国产商用化成熟产品,已用于各大主机厂和研究所的航空发动机、燃气轮机、汽轮机、压缩机、转子试验台等研发、试验、服役安全监测需求。传感器及测试设备应用超过5年、1000通道,主要用户包括中国航发、中国船舶、上海电气、中科院、沈鼓集团、东方电气、燃机厂商、各能源发电集团、高等院所等。

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