- •ПРЕДИСЛОВИЕ
- •1.1.1. Формы и частоты колебаний лопаток турбомашин
- •1.1.3. Основные параметры подобия процессов вибраций лопаток
- •1.2.1. Флаттер (автоколебания) лопаток
- •1.2.2. Вынужденные (резонансные) колебания лопаток
- •1.2.4. Колебания лопаток от вращающегося срыва
- •1.4.1. Прибор для измерения амплитуд колебаний лопаток
- •1.4.2. Сигнализатор колебаний лопаток рабочих колес турбомашин
- •2.6.1. Измерение вынужденных колебаний лопаток методом
- •годографа
- •2.6.2. Влияние связности лопаток на точность измерения их колебаний методом годографа
- •2.8.1. Узкополосные колебания лопаток с частотой, не кратной частоте вращения
- •2.8.3. Широкополосные колебания лопаток
- •3.2.1. Систематическая погрешность
- •3.2.2. Случайные погрешности
- •3.3.3. Область применения индукционных датчиков
- •3.4.2. Особенности конструкции емкостных датчиков
- •3.4.3. Практические замечания
- •Глава 4
- •4.4.1. Функциональная схема прибора ЭЛУРА-5
- •4.4.3. Оборотная развертка
- •4.4.4. Строчная развертка и временная задержка
- •4.4.5. Преобразователь частоты вращения в напряжение (ток)
- •4.7.1. Функциональная схема прибора ЦИКЛ
- •4.7.2. Принципиальная схема прибора ЦИКЛ
- •5.1.3. Расшифровка результатов измерений
- •5.2.1. Индикация обрыва и повреждения лопатки
- •5.2.3. Измерение упругой раскрутки лопаток рабочего колеса
- •5.2.4. Измерение закрутки валов
- •5.3.1. Определение природы колебаний лопаток с помощью прибора ЭЛУРА
- •5.3.2. Индикация уровня колебаний лопаток
- •5.3.3. Измерение амплитуды колебаний лопаток
- •5.3.6. Измерение крутильной составляющей колебаний (коэффициентов разворота)
месте перехода через нулевой уровень. Ширина импульса значи тельно больше диаметра пластины [безразмерный радиус пласти ны в принятых обозначениях (DBU/2) = 1]. Момент перехода сиг нала через нулевой уровень не соответствует моменту прохожде ния средней линии лопатки мимо центра датчика, а всегда не сколько запаздывает. Это запаздывание тем больше, чем больше относительная паразитная емкость и чем меньше параметр Т За висимость относительного запаздывания Ах от параметров Т и Сп приведена на рис. 3.8. На графике видно, что при реальных значе
ниях f = 2 0 0 |
.1 0 0 0 и Сп>50 запаздывание достаточно велико, а |
при изменении |
окружной скорости (изменении Т) запаздывание |
будет меняться: при больших Т и малых Сп импульс остается сим метричным относительно оси х, при уменьшении Т и увеличении Си вторая полуволна становится более пологой и уменьшается по амплитуде по сравнению с первой. Это изменение формы импуль са сопровождается резким увеличением запаздывания Ах.
Следует отметить, что из приведенного теоретического рас смотрения влияния параметров датчика и связанной с ним цепи можно делать лишь качественные выводы, так как реальные усло вия работы емкостного датчика существенно отличаются от усло вий работы датчика в идеализированной схеме, о чем будет ска зано ниже. Основной вывод, который можно сделать из анализа упрощенной схемы работы емкостного датчика, — это необходи мость максимального уменьшения паразитной емкости как само го датчика, так и проводки, связывающей его с сопротивлением
нагрузки, так как увеличение паразитной емко сти ухудшает форму импульса и увеличивает время запаздывания.
0 7
10x1
Рис. 3.9. Конструк ция емкостного датчика
3.4.2. Особенности конструкции емкостных датчиков
Вьгвод о необходимости снижения паразит ной емкости датчика накладывает отпечаток на его конструкцию — «корпус-изолятор» датчика должен по возможности иметь большую толщи ну стенки. Кроме того изоляционные свойства корпуса должны сохраняться во всем диапазоне температур. Механические свойства корпуса датчика должны быть рассчитаны на соответст вующий диапазон температур и давлений. Необ ходимо предусмотреть тщательную контровку как самого датчика, так и его центрального электрода.
Особое внимание следует уделить плотной посадке электрода в корпусе-изоляторе и самого датчика в корпусе турбомашины, так как в про тивном случае возможно появление помех, ко
торые в некоторых случаях могут настолько исказить форму им пульсов, что работа приборов ДФМ окажется невозможной.
На рис. 3.9 приведен один из вариантов конструктивного вы полнения емкостного датчика. Следует отметить, что на конструк тивное выполнение емкостных датчиков практически не наклады вается никаких дополнительных ограничений, поэтому они более легко, чем индукционные датчики, вписываются в конструкцию турбомашины.
3.4.3. Практические замечания
Обычно емкостные датчики, расположенные над лопатками ра бочего колеса, укрепляются в корпусе турбомашины, который вы полняет роль экрана пластины датчика и благоприятно сказыва ется на форме импульсов. В тех случаях, когда корпус турбома шины выполнен из непроводящего электричество материала или
Рис. 3.10. Схема эмиттерного повторителя
имеет толстый талькированный слой, можно рекомендовать кон струкцию датчика, приведенную на рис. 3.9. В этом датчике по верх изолятора расположен тонкий металлический экран, приме нение которого значительно улучшает форму импульса.
Существенным недостатком емкостных датчиков является их чувствительность к помехам. Фактически емкостный датчик пред ставляет собой открытый вход (антенну), который хорошо воспри нимает индустриальные помехи. Для уменьшения влияния помех необходимо существенно сократить длину провода от датчика к сопротивлению нагрузки и сделать входное сопротивление мини мальным. Для этого датчик включается на вход катодного или эмиттерного повторителя, расположенного как можно ближе к датчику. Кроме того провод можно экранировать. Последнее ме роприятие, однако, увеличивает паразитную емкость и поэтому должно применяться лишь в крайнем случае.
Еще одним источником помех является вибрация как самого датчика, так и* идущие к нему проводки. Особенно большие поме
хи дает вибрация провода между датчиком и повторителем. В от дельных случаях можно рекомендовать размещать провод, иду щий от датчика, на растяжках из изолирующего материала. Важ но также следить, чтобы электрод датчика был плотно закреплен в его корпусе.
На рис. 3.10 приведена схема эмиттерного повторителя вместе с переходной емкостью САи нагрузочным сопротивлением /?4, ко торая использовалась на практике. Питание повторителя удобно осуществлять от сухих элементов, а самого датчика — от анодной батареи БАС-80. Такое питание избавляет от необходимости под вода внешних кабелей и от забот по фильтрации пульсаций нап ряжения, появляющихся при питании повторителя и датчика от сети переменного тока.