Förstå bladspetsarnas timing
Definition: Vad är bladspetsstyrning?
Bladspetsens timing (BTT, även kallat icke-intrusivt stressmätningssystem eller NSMS) är en avancerad mätteknik för att övervaka enskilda turbiner, kompressorer eller fläktblad. vibration och stress med hjälp av stationära optiska eller kapacitiva sensorer som detekterar exakta ankomsttider för bladspetsarna när de passerar sensorplatser. Genom att jämföra faktiska ankomsttider med förväntade tider (baserat på rotorhastighet) beräknar BTT-system bladavböjning, vibrationsfrekvens, amplitud och kan detektera bladresonanser, sprickor och onormala vibrationer på enskilda blad utan att det krävs instrument monterade på själva de roterande bladen.
BTT är den primära metoden för övervakning av bladens hälsa i gasturbiner (flygmotorer, industriturbiner) och avgörande för att detektera blad. trötthet, resonansförhållanden och skador från främmande föremål som kan leda till katastrofala bladhaveri och motorförstörelse.
Funktionsprincip
Mätning av ankomsttid
- Sensorer placerade: Flera sensorer (vanligtvis 2–8) runt höljets omkrets
- Förväntad ankomst: Beräkna när bladspetsen ska nå varje sensor baserat på rotorhastigheten
- Faktisk ankomst: Sensorn detekterar bladspetspassage med mikrosekundprecision
- Tidsskillnad: Avvikelse från förväntat = bladutböjning
- Flera sensorer: Flera tidsmätningar per varv löser vibrationer
- Blad för blad: Varje blad spåras individuellt
Beräkning av nedböjning
- Tidsavvikelse × bladspetshastighet = spetsförskjutning
- Förskjutning indikerar böjning/vibration av bladet
- Mikrosekunds tidsupplösning → mikrometerförskjutningsupplösning
Sensortyper
Optiska sensorer
- Laser- eller LED-ljuskälla
- Fotodetektorn känner av reflekterat ljus
- Vanligaste BTT-sensortypen
- God noggrannhet och tillförlitlighet
Kapacitiva sensorer
- Detektera bladspetsen genom kapacitansförändring
- Ledande blad krävs
- Mindre påverkad av kontaminering än optiska
- Kortare avkänningsavstånd
Virvelströmssensorer
- Liknar närhetsprober
- Upptäck metallblad
- Robust och pålitlig
Applikationer
Gasturbinmotorer
- Utveckling och certifiering av flygmotorer
- Driftsättning av industriella turbiner
- Övervakning av kompressor och turbinblad
- Flutter- och resonansdetektering
Ångturbiner
- Övervakning av LP-turbinblad
- Upptäck bladskador eller resonans
- Vibrationsbedömning för långa blad
Stora fläktar och kompressorer
- Inducerade dragfläktar i kraftverk
- Axiella kompressorsteg
- Övervakning av kritiskt bladtillstånd
Information som tillhandahålls
Individuellt bladbeteende
- Varje blad spåras separat
- Identifiera vilka specifika blad som vibrerar
- Upptäck spruckna blad (olika frekvenser)
- FOD-detektering (förekomstskada)
Vibrationsfrekvenser
- Bladets naturliga frekvenser under drift
- Detektera resonansförhållanden
- Flutter-identifiering
- Karakterisering av tvångsrespons
Stressbedömning
- Bladnedböjning indikerar böjspänning
- Övervakning av högcyklisk utmattning
- Jämför med designgränser
- Förutsäg återstående bladlivslängd
Fördelar jämfört med töjningsgivare
Ingen roterande instrumentering
- Töjningsmätare kräver installation på bladen
- Behöver släpringar eller telemetri (komplext, dyrt)
- BTT använder endast stationära sensorer
- Lägre kostnad och komplexitet
Alla blad övervakas
- Töjningsgivare vanligtvis på 1-2 blad
- BTT övervakar varje blad i scenen
- Identifierar avvikande blad
- Fullständig populationsbedömning
Permanent förmåga
- Kan installeras permanent
- Kontinuerlig eller periodisk övervakning
- Töjningsgivare är ofta endast testbara
Utmaningar
Komplex signalbehandling
- Underprovade data (några punkter per varv)
- Sofistikerade algoritmer behövs
- Aliasutmaningar
- Kräver specialiserad programvara
Installationskrav
- Måste komma åt bladvägen
- Modifieringar av höljet kan behövas
- Exakt sensorpositionering
- Kalibrering för specifik bladgeometri
Miljöfrågor
- Kontaminering av optik (avgaser, olja)
- Sensorer som påverkar hög temperatur
- Vibrationer i höljet påverkar mätningarna
Bladspetstiming är en specialiserad men kraftfull teknik för icke-påträngande bladvibrationsmätning i turbomaskiner. Genom att exakt tidsbestämma bladspetsarnas ankomster till flera sensorplatser övervakar BTT-system individuella bladhälsa, detekterar resonanser och sprickor och förhindrar katastrofala bladfel i gasturbiner och andra roterande bladmaskiner där bladintegritet är avgörande för säker och tillförlitlig drift.
EN 
AR 
AZ 
BG 
ZH 
HR 
CS 
DA 
NL 
ET 
FI 
FR 
DE 
KA 
EL 
HE 
HI 
HU 
ID 
IT 
JA 
KO 
LV 
LT 
MS 
NB 
FA 
PL 
PT_BR 
PT 
RO 
SR 
SK 
SL 
ES 
SV 
TH 
TR 
UR 
UK 
VI 