A penge hegyének időzítésének megértése
Definíció: Mi a pengevég időzítése?
Pengecsúcs időzítése (BTT, más néven nem-intruzív feszültségmérő rendszer vagy NSMS) egy fejlett mérési technika az egyes turbinák, kompresszorok vagy ventilátorlapátok monitorozására. rezgés és feszültséget álló optikai vagy kapacitív érzékelők segítségével, amelyek pontosan érzékelik a lapátcsúcsok érkezési idejét, amint azok elhaladnak az érzékelők helyén. A tényleges érkezési idők és a várható idők (a rotor sebessége alapján) összehasonlításával a BTT rendszerek kiszámítják a lapát elhajlását, a rezgési frekvenciát, az amplitúdót, és képesek érzékelni pengerezonanciák, repedések és rendellenes rezgés az egyes pengéken anélkül, hogy magukra a forgó pengékre műszereket kellene szerelni.
A BTT a gázturbinák (repülőgép-hajtóművek, ipari turbinák) lapát-állapotának ellenőrzésére szolgáló elsődleges módszer, és kritikus fontosságú a lapátok észlelésében. fáradtság, rezonanciafeltételek és idegen tárgyak okozta károsodás, amelyek katasztrofális lapátmeghibásodáshoz és a motor tönkremeneteléhez vezethetnek.
Működési elv
Érkezési idő mérése
- Szenzorok elhelyezése: Több érzékelő (jellemzően 2-8) a ház kerületén
- Várható érkezés: Számítsa ki, hogy a rotor sebessége alapján mikor kell a lapát hegyének megérkeznie az egyes érzékelőkhöz
- Tényleges érkezés: Az érzékelő mikroszekundumos pontossággal érzékeli a pengevég áthaladását
- Időbeli különbség: Eltérés a várttól = lapáthajlás
- Több érzékelő: Többszörös időmérés fordulatonként feloldja a rezgést
- Penge pengéről pengére: Minden penge külön követhető
Elhajlás kiszámítása
- Időeltérés × pengecsúcs sebessége = penge elmozdulása
- Az elmozdulás a penge görbülését/rezgését jelzi
- Mikroszekundumos időfelbontás → mikrométeres elmozdulásfelbontás
Érzékelő típusok
Optikai érzékelők
- Lézer vagy LED fényforrás
- A fotodetektor érzékeli a visszavert fényt
- A leggyakoribb BTT érzékelő típus
- Jó pontosság és megbízhatóság
Kapacitív érzékelők
- A penge hegyének detektálása kapacitásváltozás alapján
- Vezetőképes penge szükséges
- Kevésbé érzékeny a szennyeződésre, mint az optikai
- Rövidebb érzékelési távolság
Örvényáram-érzékelők
- Hasonló a közelségérzékelőkhöz
- Fém pengék észlelése
- Robusztus és megbízható
Alkalmazások
Gázturbinás motorok
- Repülőgép-hajtóművek fejlesztése és tanúsítása
- Ipari turbinák üzembe helyezése
- Kompresszor és turbinalapát-felügyelet
- Flutter és rezonancia érzékelés
Gőzturbinák
- LP turbinalapát-felügyelet
- Penge sérülésének vagy rezonanciájának észlelése
- Hosszú penge rezgésértékelése
Nagy ventilátorok és kompresszorok
- Indukált huzatú ventilátorok erőművekben
- Axiális kompresszor fokozatok
- Kritikus pengeállapot-felügyelet
Megadott információk
Egyedi penge viselkedés
- Minden penge külön követhető
- Határozza meg, hogy mely pengék rezegnek
- Repedt pengék észlelése (különböző frekvenciák)
- Idegen tárgy okozta sérülés (FOD) észlelése
Rezgési frekvenciák
- A penge természetes frekvenciái működés közben
- Rezonanciafeltételek észlelése
- Flutter azonosítása
- Kényszerített válasz jellemzése
Stresszértékelés
- A penge elhajlása hajlítófeszültséget jelez
- Nagyciklusú fáradásfigyelés
- Hasonlítsa össze a tervezési korlátokkal
- A penge fennmaradó élettartamának előrejelzése
Előnyök a nyúlásmérőkkel szemben
Nincsenek forgó műszerek
- A nyúlásmérőket pengékre kell szerelni
- Csúszógyűrűkre vagy telemetriára van szükség (bonyolult, drága)
- A BTT csak álló érzékelőket használ
- Alacsonyabb költségek és bonyolultság
Minden penge felügyelet alatt áll
- Nyúlásmérő bélyegek jellemzően 1-2 lapáton
- A BTT minden egyes pengét fázisban figyel
- Azonosítja a kiugró pengéket
- Teljes körű populációfelmérés
Állandó képesség
- Állandóan telepíthető
- Folyamatos vagy időszakos monitorozás
- A nyúlásmérő bélyegek gyakran csak vizsgálatra szolgálnak
Kihívások
Komplex jelfeldolgozás
- Alulmintavételezett adatok (néhány pont fordulatonként)
- Kifinomult algoritmusokra van szükség
- Álnevezési kihívások
- Speciális szoftvert igényel
Telepítési követelmények
- Hozzá kell férni a penge útjához
- Szükség lehet a burkolat módosítására
- Pontos érzékelőpozicionálás
- Kalibrálás adott pengegeometriához
Környezetvédelmi kérdések
- Szennyeződés az optikán (kipufogó, olaj)
- Magas hőmérsékletet befolyásoló érzékelők
- A burkolat rezgése befolyásolja a méréseket
A lapátcsúcs időzítése egy speciális, de hatékony technika a lapátrezgés nem invazív mérésére turbógépekben. A lapátcsúcsok több érzékelőhelyre történő érkezésének pontos időzítésével a BTT rendszerek figyelik az egyes lapátok állapotát, rezonanciákat és repedéseket észlelnek, és megelőzik a katasztrofális lapátmeghibásodásokat gázturbinákban és más forgólapátos gépekben, ahol a lapátok épsége kritikus fontosságú a biztonságos és megbízható működéshez.