Розуміння часу кінчика леза
Визначення: Що таке синхронізація кінчика леза?
Синхронізація кінчика леза (BTT, також відома як неінтрузивна система вимірювання напружень або NSMS) – це вдосконалений метод вимірювання для моніторингу окремих лопатей турбіни, компресора або вентилятора. вібрація і напруження за допомогою стаціонарних оптичних або ємнісних датчиків, які визначають точний час прибуття кінчиків лопатей під час їхнього проходження повз розташування датчиків. Порівнюючи фактичний час прибуття з очікуваним часом (на основі швидкості ротора), системи BTT обчислюють відхилення лопатей, частоту коливань, амплітуду та можуть виявляти резонанси лопатей, тріщини та аномальна вібрація на окремих лопатях без необхідності встановлення контрольно-вимірювальних приладів на самих обертових лопатях.
BTT є основним методом моніторингу стану лопатей у газових турбінах (авіаційних двигунах, промислових турбінах) та має вирішальне значення для виявлення пошкоджень лопатей. втома, резонансні умови та пошкодження сторонніми предметами, що може призвести до катастрофічного виходу з ладу лопатей та руйнування двигуна.
Принцип дії
Вимірювання часу прибуття
- Розташування датчиків: Кілька датчиків (зазвичай 2-8) по колу корпусу
- Очікуване прибуття: Розрахуйте, коли кінчик лопаті має досягти кожного датчика, виходячи з швидкості ротора
- Фактичне прибуття: Датчик виявляє проходження кінчика леза з мікросекундною точністю
- Різниця в часі: Відхилення від очікуваного = прогин лопаті
- Кілька датчиків: Кілька вимірювань часу за оберт вирішують проблеми вібрації
- Лезо за лезом: Кожне лезо відстежується окремо
Розрахунок прогину
- Відхилення часу × швидкість кінчика лопаті = зміщення кінчика
- Зміщення вказує на вигин/вібрацію лопаті
- Мікросекундна роздільна здатність часу → мікрометрова роздільна здатність переміщення
Типи датчиків
Оптичні датчики
- Лазерне або світлодіодне джерело світла
- Фотодетектор виявляє відбите світло
- Найпоширеніший тип датчика BTT
- Гарна точність і надійність
Ємнісні датчики
- Виявлення кінчика лопаті за зміною ємності
- Потрібне струмопровідне лезо
- Менше схильні до забруднення, ніж оптичні
- Менша відстань сприйняття
Датчики вихрових струмів
- Подібно до датчиків близькості
- Виявлення металевих лез
- Міцний та надійний
Застосування
Газотурбінні двигуни
- Розробка та сертифікація авіаційних двигунів
- Введення в експлуатацію промислових турбін
- Моніторинг лопаток компресора та турбіни
- Виявлення флаттера та резонансу
Парові турбіни
- Моніторинг лопаток турбіни низького тиску
- Виявлення пошкодження лопаті або резонансу
- Оцінка вібрації довгих лопатей
Великі вентилятори та компресори
- Вентилятори з індукованою тягою на електростанціях
- Осьові компресорні ступені
- Моніторинг критичного стану лопатей
Надана інформація
Поведінка окремих лез
- Кожне лезо відстежується окремо
- Визначте, які саме лопаті вібрують
- Виявлення тріщин на лопатях (різна частота)
- Виявлення пошкоджень сторонніми предметами (FOD)
Частоти вібрації
- Власні частоти лопатей під час роботи
- Виявлення резонансних умов
- Ідентифікація флаттера
- Характеристика вимушеної реакції
Оцінка стресу
- Прогин лопаті вказує на напругу згину
- Моніторинг багатоциклової втоми
- Порівняйте з межами проектування
- Прогнозуйте залишковий термін служби лопаті
Переваги над тензодатчиками
Без обертових інструментів
- Тензодатчики вимагають встановлення на лопатях
- Потрібні контактні кільця або телеметрія (складно, дорого)
- BTT використовує лише стаціонарні датчики
- Менша вартість та складність
Контроль усіх лопатей
- Тензодатчики зазвичай на 1-2 лопатях
- BTT контролює кожну лопатку на етапі
- Визначає лопаті, що відхиляються від норми
- Повна оцінка популяції
Постійна здатність
- Може бути встановлений постійно
- Безперервний або періодичний моніторинг
- Тензодатчики часто використовуються лише для випробувань
Виклики
Комплексна обробка сигналів
- Недостатня вибірка даних (кілька точок на оберт)
- Потрібні складні алгоритми
- Проблеми з псевдонімами
- Потрібне спеціалізоване програмне забезпечення
Вимоги до встановлення
- Необхідний доступ до шляху леза
- Може знадобитися модифікація корпусу
- Точне позиціонування датчика
- Калібрування для конкретної геометрії лопаті
Екологічні проблеми
- Забруднення оптики (вихлоп, олія)
- Висока температура, що впливає на датчики
- Вплив вібрації корпусу на вимірювання
Вимірювання вібрації кінчиків лопатей – це спеціалізований, але потужний метод неінвазивного вимірювання вібрації лопатей у турбомашинах. Завдяки точному вимірюванню вібрації кінчиків лопатей у кількох точках розташування датчиків, системи BTT контролюють стан окремих лопатей, виявляють резонанси та тріщини, а також запобігають катастрофічним поломкам лопатей у газових турбінах та інших обертових механізмах з лопатями, де цілісність лопатей є критично важливою для безпечної та надійної роботи.
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 