基于大頻差雙頻激光的旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙測(cè)量技術(shù).pdf

1、旋轉(zhuǎn)葉片葉尖與機(jī)匣間的間隙是影響航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等重大裝備安全工作性能、能量轉(zhuǎn)換效率的重要參數(shù)。葉尖間隙的動(dòng)態(tài)、在線測(cè)量是大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械實(shí)現(xiàn)健康監(jiān)測(cè)、故障診斷、主動(dòng)間隙控制的關(guān)鍵技術(shù)和制約瓶頸之一。本文通過對(duì)苛刻工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境下葉尖間隙測(cè)量的特殊應(yīng)用技術(shù)需求進(jìn)行分析，提出了一種基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測(cè)量新方法。通過設(shè)計(jì)完整的基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，并對(duì)系統(tǒng)測(cè)量模型、誤差模型進(jìn)行推導(dǎo)和仿真，通過詳細(xì)

2、的系統(tǒng)軟、硬件模塊設(shè)計(jì)和調(diào)試，本文最終完成了初步系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)。主要包括以下幾個(gè)部分：
　　 (1)研究采用光纖光路結(jié)構(gòu)的拍波(雙頻激光的合成波)信號(hào)傳輸技術(shù)，提出了基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測(cè)量新方法。雙路拍波信號(hào)的相位差只與包含葉尖間隙信息的光程差有關(guān)，而與葉片特性、電磁環(huán)境干擾等無(wú)關(guān)，從而提高測(cè)量精度，并可實(shí)現(xiàn)自標(biāo)定(標(biāo)定的基準(zhǔn)單位是自身的拍波波長(zhǎng))。
　　 (2)深入分析了基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)的誤

3、差源并經(jīng)理論推導(dǎo)建立了誤差模型和影響機(jī)制。使用matlab工具仿真驗(yàn)證了誤差模型的正確性，指出影響系統(tǒng)測(cè)量精度的主要誤差因素，較系統(tǒng)地探索了該方法的測(cè)量精度潛力。
　　 (3)詳細(xì)設(shè)計(jì)并制作了整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的軟、硬件，形成較完整的系統(tǒng)樣機(jī)。具體包括：1)雙路拍波光纖化、微型化光路系統(tǒng)搭建和光纖傳感器設(shè)計(jì)；2)電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制板和調(diào)試，如APD高壓偏置電源電路、低噪聲微波級(jí)聯(lián)放大電路、本振電路、混頻電路；3)基于全相位FFT的高精度