Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Бесконтактные измерения колебаний лопаток турбомашин..pdf
Скачиваний:
30
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
7.95 Mб
Скачать

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.