Исследование и разработка оптико-электронной системы контроля соосности элементов турбоагрегатов большой единичной мощности

• Автор: Анисимов, Андрей Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1 Анализ и классификация современных оптических и7 оптико-электронных систем контроля соосности и прямолинейности
1.1 Особенности сборки и центровки проточной части турбоагрегата
1.2 Обзор и классификация оптических и оптико-электронных систем контроля соосности и прямолинейности
1.2.1 Механические и оптико-механические методы
1.2.2 Оптические методы измерений
1.2.3 Методы с распределением энергии в пучке лучей
1.2.4 Лазерные и интерференционные методы
1.3 Выбор схемы измерений в зависимости от условий и требований технической задачи
1.4 Уточнение задач исследования и выводы по главе
2 Теоретические основы построения авторефлексионных оптико-электронных систем контроля соосности
2.1 Обобщенная модель авторефлексионной оптико-электронной системы контроля соосности
2.1.1 РОЭС мониторинга крупногабаритных сооружений
2.2 Авторефлексионная схема контроля соосности и прямолинейности
2.3 Анализ использования ретрорефлекторов в АСКС
2.3.2 Имитационная модель тетраэдрического отражателя
2.3.3 Имитационная модель зеркально-линзового отражателя
2.3.4 Анализ распределения потока излучения в авторефлексионной схеме
2.4 Выводы по главе
3 Особенности обработки измерительной информации вО авторефлексионной
системе контроля соосности турбоагрегатов большой единичной мощности75
3.1 Выбор типа оптической системы АСКС

3.2 Сравнение схем построения АСКС на базе матричного поля анализа
3.3 Алгоритмы обработки измерительной информации в АСКС
3.3.1 Алгоритм вычисления положения ОК
3.3.2 Методика автоматического преобразования приборной системы координат АСКС к линии ротора
3.4 Компенсация влияния температурного градиента воздушного тракта при определении координат КЭ в АСКС
3.5 0 возможной реализации АСКС
3.5.1 Алгоритм управления параметрами активного тест-объекта
3.6 Выводы по главе
4 Исследование компьютерных моделей и опытного образца АСКС
4.1 Экспериментальное исследование имитационных компьютерных моделей ретрорефлекторов
4.1.1 Экспериментальное исследование имитационной компьютерной модели тетраэдрического отражателя
4.1.2 Экспериментальное исследование имитационной компьютерной модели зеркально-линзового отражателя
4.1.3 Сравнительный анализ использования ретрорефлекторов в АСКС
4.2 Теоретический расчет погрешности АСКС
4.2.1 Оценка влияния разъюстировок ОС на погрешность АСКС
4.2.2 Оценка основной погрешности АСКС
4.3 Разработка опытного образца АСКС
4.3.1 Описание оптической принципиальной схемы опытного образца АСКС124
4.3.2 Описание электрической принципиальной схемы
4.3.3 Описание опытного образца АСКС
4.4 Особенности настройки и испытания АСКС
4.4.1 Разработка стенда для испытания АСКС
4.4.2 Разработка методик для испытания АСКС
4.5 Экспериментальное исследование опытного образца АСКС
4.5.1 Экспериментальное исследование статической характеристики опытного

образца АСКС в лабораторных условиях
4.5.2 Экспериментальное исследование точностных характеристик опытного образца АСКС в стендовых условиях
4.5.3 Эксплуатационные испытания опытного образца АСКС
4.6 Формирование универсального измерительного комплекса контроля соосности турбоагрегатов большой единичной мощности
4.7 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
Приложение А
А.1 Методика определения кривой точек визирования ОС
А.2 Методика определения децентрировки середины базового расстояния
тест-объекта
Приложение Б
Приложение В
Приложение Г

1.2.4 Лазерные и интерференционные методы
В основу принципа действия лазерных приборов лучевого типа положены следующие способы образования референтной прямой - оси луча: симметрия в одномодовом гауссовом пучке; симметрия в многомодовом пучке; образование зон раздела по частоте, фазе, поляризации, спектральному составу излучения, дифракционной и интерференционной структурам пучка. Оптимальным решением являлось бы создание референтной прямой в виде очень тонкого луча. Однако создать тонкий луч большой протяженности невозможно вследствие дифракционных ограничений [32].
Основным фактором, влияющим на устойчивость референтных осей, является нестабильность оси диаграммы направленности (ОДН) лазерного излучения, зависящая от нестабильности оптического резонатора лазера, режима работы и времени установления теплового равновесия. При разъюстировке зеркал наблюдается параллельный сдвиг оптической оси и ее наклон по отношению к первоначальному положению, что приводит к соответствующему изменению положения ОДН. Основное решение данной проблемы основано на использовании оси лазерного излучения в виде совокупности центров окружностей после выхода из коллимирующей оптической системы, что освобождает системы от нестабильности ОДН (рисунок 1.9) [32].
Физическая сущность образования кольцевой структуры (рисунок 1.9, а) заключается в существенном расширении изначально гомоцентрического