ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИЙ ЛОПАТОК ПАРОВЫХ ТУРБИН СВЧ МЕТОДОМ

April 7, 2012 by admin Комментировать »

Буй Нгок Ми, Головков А. А., Мамруков А. В. Электротехнический университет (ЛЭТИ) Проф. Попова, д.5, Санкт-Петербург – 197376, Россия Тел.: +7(812) 3464516; e-mail: 1аЫ6@vilan.spb.ru

Аннотация – в докладе приводятся результаты моделирования характеристик антенн, расположенных вблизи лопаток рабочего колеса паровой турбины. Анализируются явления затягивания частоты СВЧ автогенератора, работающего на эту антенну. Показано, что для получения полной информации о радиальных и осевых биениях лопаток целесообразно использовать двухчастотные режимы работы генератора и в качестве стабилизирующего частоту элемента использовать резонатор антенны.

I.  Введение

Точные измерения параметров вибраций лопаток рабочих колес паровых турбин представляет сложную задачу, успешное решение которой может быть выполнено радиотехническими или оптическими методами. Традиционно используемые индукционные датчики и датчики на основе эффекта Холла не обеспечивают требуемой точности измерений, особенно для испытательных стендов. Большие точности измерений вибраций обеспечивают радиочастотные методы. Однако излучающему элементу приходится работать в сложной обстановке, как с точки зрения окружения металлическими поверхностями, как движущимися, так и неподвижными, так и агрессивной средой.

II.  Основная часть

Для определения параметров вибраций предлагается использовать СВЧ автогенераторы, нагруженные на излучатели, Изменение условий работы антенны за счет прохождения мимо излучателя лопатки турбинного колеса будет приводить к изменению частоты и амплитуды сигнала автогенератора. Дальнейшая обработка временных зависимостей частоты и амплитуды колебаний автогенератора позволяет определить параметры вибраций лопаток. Для оценки возможности применения такого метода измерений вибраций было выполнено моделирование работы комплекса антенна-автогенератор СВЧ в кожухе турбины вблизи ее рабочего колеса. Схема моделирования показана на рис.1.

Puc. 4. Зависимость от частоты модуля и фазы коэффициента отражения на входном порте антенны (сдвиг по оси Y турбины).

Fig. 4. Dependence of the module and phase of reflection factor upon frequency at input of the antenna (shift on axis Y of the turbine)

Изменение модуля и фазы входного коэффициента отражения антенны при радиальных биениях лопатки имитировалось смещением лопатки вдоль оси Y. Частично результаты моделирования представлены на рис. 4.

Здесь кривые 1 соответствуют центральному положению лопатки, кривые 2 сдвигу лопатки вдоль оси Y на 15 мм, а кривая 3 – сдвигу на -15 мм.

Как видно из приведенных графиков для получения информации о радиальных и осевых биениях лопаток необходимо использовать два автогенератора, работающих на частотах 2.4 и 4 ГГц.

III.  Заключение

На основе полноволнового моделирования были выбраны частоты измерительных автогенераторов и разработаны структурные схемы измерителей, использующих, работающие на антенны автогенераторов в качестве датчиков радиальных и осевых вибраций.

IV. Список литературы

[1]  Арш Э. И. Автогенераторные методы и средства измерений. – М.: Машиностроение,1979.

MEASUREMENT OF VIBRATION PARAMETERS OF STEAM TURBINES BLADES USING MICROWAVE APPROACH

Bui Ngoc My, Golovkov A. A., Mamroukov A. A.

Electrotechnical university (LETI)

Prof. Popov, 5, St.-Petersburg – 197376, Russia phone: +7(812) 3464516 e-mail: Iab16@vilan.spb.ru

Abstract – In this paper the antennas parameters modeling results for antenna location close to the steam turbine working blade wheel are discussed. The frequency pulling phenomenon of the UHF oscillator, working for this antenna is analysed.

I.  Introduction

Exact measurements of vibration parameters of steam turbines blade wheel is a rather difficult problem. The solution can be successfully achieved using radio engineering or optical methods.

II.  Main part

It is shown, that for reception of the full information about radial and axial blade pulsation it is expedient to use two- frequency operating modes of the UHF oscillator, and to use the antenna resonator as an element for the frequency stabilization. The further processing of the of frequency and amplitude time signals of the UHF oscillator allows to define parameters of blade vibrations. For estimation of the offered method application possibility the modeling of the operation conditions of the UHF oscillator antenna located near a blade was fulfilled.

III.  Conclusion

On the basis of full wave modeling, measuring oscillators were chosen and block diagrams of the measuring instruments were designed.

Аннотация – Представлены результаты расчетов резонансных частот биконического и конического резонатора с металлическим или диэлектрическим стержнем. Показано, что при использовании металлических стержней для перестройки резонансной частоты резонатора крутизна перестройки частоты в 1,2-2 раза выше, чем при использовании диэлектрических стержней.

I.  Введение

Основным преимуществом резонаторных методов измерения параметров движения является бе- зынерционность и высокая разрешающая способность даже при очень небольших перемещениях, что позволяет с успехом использовать их для измерения таких параметров, как амплитуда и частота вибраций, а также виброускорение. Использование конических или биконических резонаторов позволяет реализовать открытую резонансную систему и тем самым обеспечить возможность бесконтактной перестройки резонансной частоты

[1,2]      . Для выработки рекомендаций по применению таких резонаторов необходимо знать их характеристики. Целью данной работы является изучение зависимости резонансной частоты конического или биконического резонатора от положения металлического или диэлектрического стержня, введенного внутрь резонатора.

II.  Основная часть

Произвольный вид функции постоянной распространения нерегулярных волноведущих систем не позволяет получить решение волнового уравнения Гельмгольца в аналитическом виде. К числу наиболее распространенных методов приближенного решения уравнений такого типа можно отнести метод эталонных уравнений. Метод заключается в том, что исходному уравнению ставится в соответствие дифференциальное уравнение, обладающее аналогичными с исходным уравнением свойствами и разрешаемое через известные функции, а затем по известным формулам решение исходного уравнения выражается через решение эталонного.

На рис. 1-2 приведены результаты расчетов зависимостей нормированных резонансных частот к0а0 конических и биконических резонаторов от нормированного коэффициента заполнения, определяемого как / = д/я0,/ -частота электромагнитного колебания, е0,/и0 – диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума. При этом в качестве параметров использовались угол при вершине конуса <р и нормированный диаметр

возмущающего стержня

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии»

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты