Bıçak Ucu Zamanlamasını Anlama
Tanım: Bıçak Ucu Zamanlaması Nedir?
Bıçak ucu zamanlaması (BTT, aynı zamanda müdahalesiz gerilim ölçüm sistemi veya NSMS olarak da adlandırılır) bireysel türbin, kompresör veya fan kanatlarını izlemek için gelişmiş bir ölçüm tekniğidir titreşim ve kanat uçlarının sensör konumlarından geçerken hassas varış sürelerini tespit eden sabit optik veya kapasitif sensörler kullanarak stresi ölçer. BTT sistemleri, gerçek varış sürelerini beklenen sürelerle (rotor hızına bağlı olarak) karşılaştırarak kanat sapmasını, titreşim frekansını ve genliğini hesaplar ve bıçak rezonansları, Döner kanatların üzerine monte edilmiş aletlere ihtiyaç duymadan, tek tek kanatlarda oluşan çatlakları ve anormal titreşimleri tespit etmek mümkündür.
BTT, gaz türbinlerinde (uçak motorları, endüstriyel türbinler) kanat sağlığının izlenmesi için birincil yöntemdir ve kanat arızalarının tespiti için kritik öneme sahiptir tükenmişlik, rezonans koşulları ve felaket düzeyinde kanat arızasına ve motor tahribatına yol açabilecek yabancı cisim hasarı.
Çalışma Prensibi
Varış Zamanı Ölçümü
- Sensörlerin Konumlandırılması: Kasa çevresi etrafında birden fazla sensör (genellikle 2-8)
- Beklenen Varış: Rotor hızına bağlı olarak kanat ucunun her bir sensöre ne zaman ulaşması gerektiğini hesaplayın
- Gerçek Varış: Sensör, bıçak ucu geçişini mikrosaniye hassasiyetinde algılar
- Saat Farkı: Beklenenden sapma = bıçak sapması
- Çoklu Sensörler: Devir başına birden fazla zaman ölçümü titreşimi çözer
- Bıçak Bıçak: Her bıçak ayrı ayrı takip edilir
Sapma Hesaplaması
- Zaman sapması × kanat ucu hızı = kanat ucu yer değiştirmesi
- Yer değiştirme, bıçak bükülmesini/titreşimini gösterir
- Mikrosaniye zamanlama çözünürlüğü → mikrometre yer değiştirme çözünürlüğü
Sensör Türleri
Optik Sensörler
- Lazer veya LED ışık kaynağı
- Fotodedektör yansıyan ışığı algılar
- En yaygın BTT sensör türü
- İyi doğruluk ve güvenilirlik
Kapasitif Sensörler
- Kapasitans değişimine göre bıçak ucunu tespit edin
- İletken bıçak gerekli
- Optikten daha az kirlenmeden etkilenir
- Daha kısa algılama mesafesi
Eddy Akımı Sensörleri
- Yakınlık problarına benzer
- Metalik bıçakları tespit edin
- Sağlam ve güvenilir
Uygulamalar
Gaz Türbin Motorları
- Uçak motoru geliştirme ve sertifikasyonu
- Endüstriyel türbin devreye alma
- Kompresör ve türbin kanatlarının izlenmesi
- Çırpınma ve rezonans tespiti
Buhar Türbinleri
- LP türbin kanat izleme
- Bıçak hasarını veya rezonansı tespit edin
- Uzun bıçak titreşim değerlendirmesi
Büyük Fanlar ve Kompresörler
- Enerji santrallerinde indüklenen çekişli fanlar
- Eksenel kompresör kademeleri
- Kritik bıçak durumu izleme
Sağlanan Bilgiler
Bireysel Bıçak Davranışı
- Her bıçak ayrı ayrı takip edildi
- Hangi özel bıçakların titreştiğini belirleyin
- Çatlak bıçakları tespit edin (farklı frekans)
- FOD (yabancı cisim hasarı) tespiti
Titreşim Frekansları
- Çalışma sırasında bıçak doğal frekansları
- Rezonans koşullarını tespit edin
- Çırpınma tanımlaması
- Zorunlu tepki karakterizasyonu
Stres Değerlendirmesi
- Bıçak sapması eğilme gerilimini gösterir
- Yüksek çevrimli yorgunluk izleme
- Tasarım sınırlarıyla karşılaştırın
- Kalan bıçak ömrünü tahmin edin
Gerinim Ölçerlere Göre Avantajları
Döner Enstrümantasyon Yok
- Gerinim ölçerlerin bıçaklara takılması gerekir
- Kayar halkalara veya telemetriye ihtiyaç var (karmaşık, pahalı)
- BTT yalnızca sabit sensörler kullanır
- Daha düşük maliyet ve karmaşıklık
Tüm Bıçaklar İzleniyor
- Gerinim ölçerler genellikle 1-2 bıçaklıdır
- BTT, sahnedeki her bıçağı izler
- Aykırı bıçakları belirler
- Tam nüfus değerlendirmesi
Kalıcı Yetenek
- Kalıcı olarak kurulabilir
- Sürekli veya periyodik izleme
- Gerinim ölçerler genellikle yalnızca test amaçlıdır
Zorluklar
Karmaşık Sinyal İşleme
- Az örneklenmiş veriler (devir başına birkaç nokta)
- Karmaşık algoritmalara ihtiyaç var
- Takma ad zorlukları
- Özel yazılım gerektirir
Kurulum Gereksinimleri
- Bıçak yoluna erişilmesi gerekiyor
- Kasa değişiklikleri gerekebilir
- Hassas sensör konumlandırma
- Belirli bıçak geometrisi için kalibrasyon
Çevresel Sorunlar
- Optiklerde (egzoz, yağ) kirlenme
- Yüksek sıcaklık sensörleri etkiliyor
- Muhafaza titreşimi ölçümleri etkiliyor
Kanat ucu zamanlaması, turbo makinelerde kesintisiz kanat titreşimi ölçümü için özel fakat güçlü bir tekniktir. BTT sistemleri, kanat ucu varışlarını birden fazla sensör konumuna hassas bir şekilde zamanlayarak, her bir kanat sağlığını izler, rezonansları ve çatlakları tespit eder ve kanat bütünlüğünün güvenli ve güvenilir çalışma için kritik öneme sahip olduğu gaz türbinlerinde ve diğer kanatlı döner makinelerde felaket düzeyindeki kanat arızalarını önler.