叶片振动测量-

风轮

风轮是把风的动能转变为机械能的重要部件，它由两只(或更多只)螺旋桨形的叶轮组成。当风吹向浆叶时，桨叶上产生气动力驱动风轮转动。叶片振动特性是汽轮机叶片在设计和运行过程中为关心的问题之一。桨叶的材料要求强度高、重量轻，目前多用玻璃钢或其它复合材料(如碳纤维)来制造。现在还有一些垂直风轮，s型旋转叶片等，其作用也与常规螺旋桨型叶片相同

由于风轮的转速比较低，而且风力的大小和方向经常变化着，这又使转速不稳定；所以，在带动发电机之前，还必须附加一个把转速提高到发电机额定转速的齿轮变速箱，再加一个调速机构使转速保持稳定，然后再联接到发电机上。为保持风轮始终对准风向以获得大的功率，还需在风轮的后面装一个类似风向标的尾舵。产品可实现高温、高速、非接触式、微纳米级测量，满足工程应用要求。

高速旋转叶片振动实时监测技术是电力工业、能源工业、航空、航运业亟待解决的难题，传统的接触式测量方法很难做到同时监测同级的所有叶片的振动情况，因此国外一直在致力研究一种非接触式旋转叶片振动测量新技术—叶端定时测量技术。

即叶端定时传感器、高速脉冲信号采集及预处理、叶端定时测量数据的分析处理。设计开发了适应高速实时监测要求的全光纤叶端定时传感器，所研制的叶端定时传感器具有抗电磁干扰能力强、频宽优于100mhz，测量距离达到0.5mm 的特点。利用加速度传感器对风机叶片加速度值进行测量，可有效掌握风机叶片的振动程度。设计了基于固定频率脉冲填充法计数的高速脉冲信号采集及预处理电路，实现定时时间测量。

叶片是叶轮机械的关键零部件,其工作环境-,同时受高离心力、稳定气流力和交变气流激振力的作用,是故障多发件。叶片失效原因主要有机械损伤、高温损伤、高温暴露、蠕变失效、疲劳失效和腐蚀。其中疲劳失效是重要的一个原因,它往往导致叶片断裂。研究叶片的减振方法有较大的工程意义。叶片的工作环境比较-,除了承受高速旋转的气动力、离心力和振动负荷外,还要受到热应力的作用,很容易发生故障。目前已有一些较成熟的减振技术,如干摩擦阻尼和蜂窝密封减振,前者通过特殊的结构设计达到减振的目的，后者则能加剧气流扰动,提高气流的能量耗散,减小气流激振。这些方法虽有明显的减振作用,但效果有限,且其结构固定,无法实现参数的调整。另外,有学者研究应用反旋流措施来提高转子稳定性，通过向密封间隙喷入逆向气流来减小密封间隙内的旋流。反旋流只有在合适的流速和流量下才能起到抑振的作用,否则就会导致振动失稳,且反旋流结构复杂,设计时计算困难,因此其工程应用并不多。本文研究的吸气方法从新的角度来-叶顶间隙的气流特性,较反旋流技术有较大的优势。

在风力发电机运行过程中，其相关振动信号能够有效反映设备部件运行状况， 并承载着设备故障信息。为此，利用相应技术对风机振动信号进行有效检测和分析， 将其数据作为设备健康状况的判断依据，就能实现风机叶片故障的有效预测。反旋流只有在合适的流速和流量下才能起到抑振的作用,否则就会导致振动失稳,且反旋流结构复杂,设计时计算困难,因此其工程应用并不多。风机叶片工作中的振动频率一般在0.2hz 以上，对比位移、速度和加速度，其中加速度信号幅值较大，表明可以充分利用加速度信号作为测量和处理对象。

利用加速度传感器对风机叶片加速度值进行测量，可有效掌握风机叶片的振动程度。其原理如下：首先，对加速度进行积分处理，获得速度信号v，从而掌握风机叶片振动频率；其次，对速度信号进行再积分，掌握风机叶片的振动位移s， 进而对风机叶片振动幅度进行有效掌握；获取三轴的加速度情况，并对振动位移分量进行合成以获取加速度矢量，通过已有信息得出叶片振动大小和方向，进而判断风机是否存在故障。设计开发了适应高速实时监测要求的全光纤叶端定时传感器，所研制的叶端定时传感器具有抗电磁干扰能力强、频宽优于100mhz，测量距离达到0。