高温应变测量技术.pptx

旋转叶片振动检测方法
1 应变片法
将电阻应变片牢固地粘贴在叶片应力较大处,例如叶根附近位置,通过测量应变反映叶片振动及应力大小,从而确定叶片的寿命和可靠性。
属于接触式测量,对应变片安装、信号线引出提出了特殊要求。
只能同时监测少数叶片,实际转子中叶片数量极大,少则几百片,多则上千片,为所有叶片都安装应变片难以实现。
应变片(Strain Gauge)
滑环式引电器(Slip Ring)
应变片粘贴于叶片表面,从应变片引出的导线沿着叶轮表面接入到一个专门的集流器/引电器装置中。将采集到的信号经集流装置后,由电子放大器放大,送往记录装置做数据记录和处理,其测量结果一般也作为其他方法测试结果精度的比较标准。

局限性:同一个时间内,被测量的叶片数有限,转子实验准备复杂,也不能同时测量整级叶片的振动情况。该方法准备工作量大,传感器,集流环的可靠性低,不适应现场的实际测量。
遥测技术
将叶片的振动信号利用应变片转换成相应的电阻值,通过相应的硬件系统,将电阻变化转换成电信号的变化,通过无线调制器,把电信号调制发射出来。
我们在叶片附近安装静止的天线加以接收,送至调频接收机放大和解调还原为应变片频率信号,并送至分析仪分析处理。
薄膜应变计
薄膜应变计采用真空沉积或溅射的方法把敏感薄膜直接沉积到被测结构件表面,不需要要粘贴胶固定,避免了粘贴胶在恶劣环境下失效对应变测试的影响。
与传统丝式和箔式应变计相比,薄膜应变计厚度在微米量级,测试准确度高、响应速度快、灵敏度高。
选择合适的敏感材料和制备工艺制备的薄膜应变计,具有抗高温、高压、气流冲刷等优点,可以满足航空发动机涡轮叶片在恶劣环境下应变测试的要求,而且薄膜应变计实现了结构、功能的一体化,不会影响涡轮叶片的力学性能和流体特性,所得测试数据精确度高且稳定性好。
在氮化硅涡轮叶片表面制备的PdCr薄膜应变计
TaN/PdCr多功能薄膜传感器实物图
属于接触式测量方法,将光纤光栅粘贴在叶片表面,类似应变片法,叶片应力、应变等物理量的变化引起光栅产生波长位移,从而获取相关信息。
光纤光栅应变计
参考文献
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2 频率调制法
根据电磁感应原理利用调频栅对振动信号进行频率调制的测
量方法。
局限性:1、在叶尖嵌入磁钢,改变了叶片原有的振动特性;2、为了同时测量多个叶片的振动,要求安装相同数目的线栅。