Радиочастотные и оптические методы и устройства измерения вибраций турбинных лопаток

• Автор: Буй Нгок Ми
• Шифр специальности: 05.12.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 171 с. : ил.

Перечень сокращений и условных обозначений
1. ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ
ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
1.1 Электрические и магнитные датчики положения вращающихся
объектов
1.1.1 Индукционные датчики
1.1.2 Датчик Холла
1.1.3 Пьезоэлектрические датчики
1.2 Радиоволновые датчики характеристик движения объектов
1.2.1 Измерение линейной скорости
1.2.2 Измерение частоты вращения
1.2.3 Измерение вибраций
1.3 Проблемы точности измерения параметров движения не
механическими способами
1.3.1 Источники и виды погрешностей
1.3.2 Погрешности нелинейностей характеристик
1.3.3 Погрешность, вызванная влиянием температуры
1.4 Оптоэлектронные системы для измерения радиочастотных
характеристик и их использование в измерительных системах для уменьшения влияния электрических и магнитных наводок
Выводы по главе
2. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ СВЧ АНТЕНН,
РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ КОЛЕСА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ. РАЗРАБОТКА РАДИОВОЛНОВЫХ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИЙ И БИЕНИЙ
2.1 Моделирование и анализ работы широкополосной СВЧ антенны,
расположенной вблизи колеса паровой турбины

2.2 Моделирование и анализ характеристик резонансной СВЧ
антенны, расположенной вблизи рабочего колеса турбины
2.2.1 Основные результаты моделирования антенны при перемещении лопатки паровой турбины вдоль оси X (имитация осевых биений)
2.2.2 Основные результаты моделирования антенны при перемещении
лопатки паровой турбины вдоль оси Ъ (имитация радиальных биений)
2.2.3 Основные результаты моделирования антенны при перемещении
лопатки паровой турбины вдоль оси У (имитация вращения колеса перпендикулярно плоскости антенны)
2.3 Моделирование и анализ характеристик нескольких резонансных СВЧ антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины
2.3.1 Основные результаты моделирования работы двух резонансных
антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины
2.3.2 Основные результаты моделирования работы пяти резонансных
антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины
2.4 Радиоволновые измерители вибраций лопаток и биений рабочих
колес паровой турбины
2.4.1 Применение остронаправленного СВЧ излучения для
динамического контроля положения лопаток турбины
2.4.2 Датчик контроля положения турбинных лопаток на основе СВЧ
замедляющей системы
Выводы по главе
3. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ МОДУЛИРУЮЩИХ
СВЕТОВЫХ ЯЧЕЕК. РАЗРАБОТКА ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИЙ
3.1 Потенциальные частотные и энергетические характеристики
модулирующих ячеек на основе полевых эффектов с согласующими цепями фильтрового типа

3.2 Разработка оптоэлектронных измерителей параметров отражений
от входов антенн в системах измерения биений лопаток рабочих колес турбины
3.2.1 Устройство для измерения сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны для радиоинтерференционных измерителей вибраций
3.2.2 Измерители параметров сигнала, отраженного от входа СВЧ
антенны с несколькими оптическими каналами для систем измерения вибраций
3.3 Лазерный прецизионный гетеродинный измеритель деформации
лопаток мощных турбин
Выводы по главе
4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ АНТЕНН
ДЛЯ РАДИОВОЛНОВЫХ И ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИЙ ЛОПАТОК РАБОЧИХ КОЛЕС ПАРОВЫХ ТУРБИН
4.1 Моделирование печатной антенны на основе кольцевого
резонатора на частоту 2.6ГГц
4.2 Экспериментальные исследования печатной антенны на основе
кольцевого резонатора на частоту 2.6ГГц
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ
ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
1. Результаты моделирования характеристик двух резонансных СВЧ
антенн, расположенных вблизи рабочего турбины
2. Результаты моделирования характеристик пяти резонансных СВЧ
антенн, расположенных вблизи рабочего турбины
3 Акт внедрения результатов диссертационной работы

измерения биений и вибраций лопаток турбин было выполнено полноволновое моделирование условий работы в воздушной среде высокой влажности (50%) антенны СВЧ в кожухе турбины, расположенной вблизи ее рабочего колеса [76,77]. Моделирование выполнялось с помощью пакета программ Апбой НР^Б. Схема моделирования показана на рис.2.1.
где 1 - движущаяся лопатка колеса паровой турбины, 2 - направляющие пар решетки, 3 - стенка кожуха турбины, 4-антенна.
На начальном этапе моделирования для поиска общих закономерностей и оптимальных рабочих частот датчиков использовалась не резонансная, а широкополосная антенна Вивальди [78].
Этот этап позволил оценить влияние на характеристики антенны окружающих рабочее колесо металлических конструкций, найти оптимальные расстояния от плоскости лопаток рабочего колеса до раскрыва антенны, сформулировать требования к характеристикам антенны. В процессе моделирования малыми смещениями лопатки на рис.2.1 вдоль осей X, У, Ъ относительно исходного положения имитировались радиальные и осевые биения колеса турбины, а также вращению колеса в плоскости, перпендикулярной излучателю [76,77,94]. Результаты моделирования

Рис.2.1. Схема моделирования.