了解刀尖时机
定义：什么是刀尖正时？
刀尖定时 （BTT，也称为非侵入式应力测量系统或NSMS）是一种先进的测量技术，用于监测单个涡轮机、压缩机或风扇叶片。 振动 并利用固定式光学或电容传感器检测叶片尖端经过传感器位置时的精确到达时间，从而测量叶片应力。通过比较实际到达时间和预期时间（基于转子转速），BTT 系统可以计算叶片挠度、振动频率和振幅，并能检测到 叶片共振, 无需在旋转叶片上安装仪器，即可检测单个叶片上的裂纹和异常振动。.
BTT是燃气轮机（飞机发动机、工业涡轮机）叶片健康监测的主要方法，对于检测叶片故障至关重要。 疲劳, 共振条件和异物损伤可能导致灾难性的叶片故障和发动机损毁。.
工作原理
到达时间测量
- 传感器位置： 外壳圆周周围有多个传感器（通常为 2-8 个）。
- 预计到达时间： 根据转子速度计算叶尖到达每个传感器的时间。
- 实际到达时间： 传感器以微秒级精度检测刀尖通过情况。
- 时差： 与预期值的偏差 = 叶片挠度
- 多传感器： 每转多次时间测量可解析振动
- 逐刃而解： 每个刀片均单独跟踪
挠度计算
- 时间偏差 × 叶尖速度 = 叶尖位移
- 位移表明叶片弯曲/振动
- 微秒级时间分辨率 → 微米级位移分辨率
传感器类型
光学传感器
- 激光或LED光源
- 光电探测器感应反射光
- 最常见的BTT传感器类型
- 良好的准确性和可靠性
电容式传感器
- 通过电容变化检测刀尖。
- 需要导电刀片
- 受污染的影响比光学器件小。
- 更短的感应距离
涡流传感器
- 类似于近距离探针
- 探测金属刀片
- 坚固耐用
应用
燃气轮机
- 飞机发动机研发和认证
- 工业涡轮机调试
- 压缩机和涡轮叶片监测
- 颤振和共振检测
蒸汽轮机
- 低压涡轮叶片监测
- 检测刀片损伤或共振
- 长叶片振动评估
大型风扇和压缩机
- 发电厂中的引风机
- 轴流式压缩机级
- 关键叶片状态监测
提供的信息
单个叶片行为
- 每个刀片单独跟踪
- 确定哪些叶片在振动。
- 检测刀片裂纹（不同频率）
- 外来物损伤（FOD）检测
振动频率
- 叶片运行过程中的固有频率
- 检测共振条件
- 颤动识别
- 强迫响应特征
压力评估
- 叶片挠度表明存在弯曲应力
- 高周疲劳监测
- 与设计限制相比
- 预测刀片剩余寿命
与应变计相比的优势
无旋转仪器
- 应变计需要安装在叶片上。
- 需要滑环或遥测装置（复杂、昂贵）
- BTT 仅使用固定式传感器
- 降低成本和复杂性
所有刀片均受到监控
- 应变计通常安装在 1-2 个叶片上
- BTT监控舞台上的每一个叶片
- 识别异常叶片
- 完整人口评估
永久能力
- 可永久安装
- 连续或周期性监测
- 应变计通常仅用于测试
挑战
复杂信号处理
- 欠采样数据（每圈数据点数较少）
- 需要复杂的算法
- 别名挑战
- 需要专用软件
安装要求
- 必须访问刀片路径
- 可能需要对外壳进行改造。
- 精确的传感器定位
- 针对特定叶片几何形状进行校准
环境问题
- 光学元件上的污染物（废气、油污）
- 高温会影响传感器
- 外壳振动对测量结果的影响
叶尖时序测量（BTT）是一种专门用于涡轮机械叶片振动非侵入式测量的强大技术。通过精确测量多个传感器位置的叶尖到达时间，BTT系统能够监测单个叶片的健康状况，检测共振和裂纹，并防止燃气轮机和其他叶片完整性对安全可靠运行至关重要的旋转机械发生灾难性叶片故障。.
类别
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