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《基于激光三角測量法葉尖間隙測量研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第53卷第4期汽輪機技術(shù)V01．53No．42011年8月TURBINETECHNOLOGYAug．2011基于激光三角測量法的葉尖間隙測量研究馮馳，畢思明(哈爾濱工程大學(xué)信息與通信工程學(xué)院，哈爾濱150001)摘要：由于燃?xì)廨啓C技術(shù)的發(fā)展，對葉尖間隙進(jìn)行精確測量的要求越來越迫切。采用激光三角測量法對葉尖問隙進(jìn)行測量，讓一束激光照射在葉片尖端，運用線CCD光敏元件接收反射光使其在CCD上成像，根據(jù)成像位置的變化可以計算出葉尖間隙的變化。激光三角測量法可以不受葉片材質(zhì)的影響，對葉尖間隙進(jìn)行實時在線測量
2、，既能測量單個葉尖間隙，又能測量平均葉尖間隙，對診斷機組故障、優(yōu)化葉片及機匣的設(shè)計具有一定的實用價值。關(guān)鍵詞：葉尖間隙；三角測量法；線CCD；渦輪葉片分類號：TH811TP212文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1001-5884(2011)04-0267-04ResearchofBladeTipClearanceMeasurementBasedonLaserTriangulationFENGChi．BISi．ming(InformationandCommunicationEngineeringCollege
3、，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Asthedevelopmentofgasturbinetechnology，therequirementsofbladetipclearancemeasurementbecomemoreurgent．Weusethelasertriangulationtomeasurethebladetipclearance．Thelaserischosetolightonthebladetip，an
4、dthehi．ghaccuratelinerCCDimagingsensorwasusedasthereceiver．FromthechangelocationaboutimagepointontheCCD，wecanconvertthebladetipclearance．Lasertriangulationmeasurementwasnotafectedbythebladematerial，anditcannotonlymeasureasingletipclearance，butalsocanme
5、asuretheaveragetipclearance．Ithasacertainvaluetohelpdiagnosingtheunitfault，optimizingthedesignofthebladeandthecase．Keywords：bladetipclearance；laseropticaltriangulation；CCD；turbineblades方法只能測量最小的葉尖間隙。電容法是一項實用的成熟0前言的測量葉尖間隙技術(shù)，但由于電容本身的內(nèi)阻很高，因此，對絕緣提出了更高的要求，其
6、絕緣電阻將隨溫度和濕度變化，葉尖間隙對燃?xì)廨啓C的性能影響很大。葉尖間隙過大從而引起傳感器產(chǎn)生緩慢的漂移?？梢?，傳統(tǒng)的測量方法會使葉尖泄漏過大，導(dǎo)致燃?xì)廨啓C效率下降。據(jù)英國R·R有一定的局限性。激光三角測量法應(yīng)用到測量葉尖間隙中，公司對現(xiàn)代燃?xì)鉁u輪機研究表明：葉尖間隙每增加葉片長度它可以不受葉片材質(zhì)的影響，只要有足夠的瞬態(tài)響應(yīng)，可以的1％，效率約降低1．5％，而效率每降低l％，油耗率約增加連續(xù)測量葉尖間隙。2％_1。要提高燃?xì)廨啓C性能，應(yīng)盡可能減小葉尖間隙。然而，葉尖間隙過小會使葉片與機匣內(nèi)壁摩擦，造
7、成燃?xì)廨啓C2激光三角測量法的原理損壞，影響燃?xì)廨啓C的運轉(zhuǎn)安全。如何設(shè)計控制葉尖間隙使其最佳，對提高燃?xì)廨啓C性能和保障其安全非常重要。因單點激光發(fā)射三角測量儀器主要由激光光源、透鏡和電此，需要對葉尖間隙進(jìn)行實時監(jiān)測，為改進(jìn)設(shè)計，找出最佳間耦合器件CCD組成。如圖1所示，激光源發(fā)射一束激光照射隙提供依據(jù)，還可以對可能出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷J。在葉片尖端端面的a點上，該目標(biāo)點的反射光通過接收透鏡在電耦合器件CCD上形成像點a，當(dāng)葉片葉尖端面徑向移1葉尖間隙測量方法簡介動一個距離z時，激光束照射在葉尖端面的位置
8、變?yōu)閎，該點在電耦合器件上形成的像點變?yōu)閎．，在基線長度已知，激光傳統(tǒng)的測量方法主要有放電探針法和電容法。放電探源、透鏡和CCD位置都確定的情況下，通過測量傳感器上像針法是根據(jù)尖端放電原理，依靠電機使探針徑向移動，當(dāng)探點位置a，b的距離，的變化，就能準(zhǔn)確的確定被測物與儀器針移向葉尖至發(fā)生放電為止，探針的行程與初始安裝間隙之間距離z的變化。(靜態(tài)時探針到機匣內(nèi)表面的距離)之差為葉尖間隙。探當(dāng)激光束的軸線、接收透鏡的主平面和線CCD三者的釷法廈理比較簡墮，羞且亙在高溫高壓
