PL210354B1 - Measuring method of torsional vibrations of turbine blade and blades' disk in flow turbomachine, using an induction sensor - Google Patents

Abstract

Wynalazek rozwiązuje zagadnienie pomiaru drgań skrętnych łopatki wirnika i drgań tarczy wieńca łopatek wirnikowej maszyny przepływowej za pomocą czujnika indukcyjnego. Sygnały powstałe w czujniku odbiera się przez układ dwóch prostopadłych względem siebie cewek indukcyjnych, których uzwojenie ma kierunek równoległy do linii sił pola magnetycznego wytwarzanego przez magnes. Stosunek wartości tych sygnałów określa kąt skręcenia łopatki względem wyznaczonej osi czujnika. Czas przejścia łopatki przez pole magnetyczne czujnika jest określany przez przejście sygnału jednej z cewek przez wartość zerową. Wynalazek znajduje zastosowanie w diagnostyce turbinowych maszyn przepływowych.The invention solves the problem of measuring the torsional vibrations of the rotor blade and the vibrations of the blade ring disc of a turbomachine rotor using an inductive sensor. The signals generated in the sensor are received by a system of two perpendicular induction coils, the winding of which has a direction parallel to the lines of force of the magnetic field generated by the magnet. The ratio of the values of these signals determines the angle of rotation of the blade relative to the designated sensor axis. The time the blade passes through the sensor's magnetic field is determined by the passage of the signal of one of the coils through the zero value. The invention is used in the diagnostics of turbine turbomachines.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru drgań skrętnych łopatki wirnika i drgań tarczy wieńca łopatek wirnikowej maszyny przepływowej za pomocą czujnika indukcyjnego. Wynalazek znajduje zastosowanie w diagnostyce turbinowych maszyn przepływowych.The present invention relates to a method of measuring the torsional vibrations of a rotor blade and the vibrations of the blade rim of the blades of an impeller flow machine by means of an inductive sensor. The invention is used in diagnostics of turbine turbine machines.

W znanym sposobie pomiaru drgań ł opatki wirnika maszyny przepł ywowej w postaci turbinowego silnika lotniczego czujnik indukcyjny umieszcza się w obudowie silnika tak aby jego czoło znajdowało się w płaszczyźnie wirowania łopatki. Następnie odbiera się sygnał powstały w czujniku w wyniku ruchu łopatki w polu magnetycznym wytworzonym przed czołem czujnika za pomocą magnesu. Odebrany sygnał wzmacnia się za pomocą układu elektronicznego i dokonuje się jego interpretacji za pomocą komputera.In the known method of measuring vibrations of the impeller blade of a turbine in the form of an aircraft turbine engine, the inductive sensor is placed in the engine housing so that its front is in the plane of the blade rotation. Then, the signal generated in the sensor by the movement of the blade in the magnetic field generated in front of the sensor face by a magnet is received. The received signal is amplified by means of an electronic circuit and interpreted by means of a computer.

Znany sposób umożliwia pomiar czasu przejścia łopatki przez pole magnetyczne czujnika, ale nie daje możliwości pomiaru drgań skrętnych łopatki ze względu na nieodróżnialność przez czujnik kąta jej skręcenia.The known method makes it possible to measure the time of the blade's passage through the magnetic field of the sensor, but it does not make it possible to measure the torsional vibrations of the blade due to the fact that the sensor is indistinguishable from its twist angle.

Wady powyższej nie ma sposób według wynalazku, którego istota polega na tym, że sygnały powstałe w czujniku odbiera się przez układ dwóch prostopadłych względem siebie cewek indukcyjnych, których uzwojenie ma kierunek równoległy do linii sił pola magnetycznego wytwarzanego przez magnes. Stosunek wartości tych sygnałów określa kąt skręcenia łopatki względem wyznaczonej osi czujnika. Czas przejścia łopatki przez pole magnetyczne czujnika jest określany przez przejście sygnału jednej z cewek przez wartość zerową. Drgania tarczy wieńca łopatek mierzy się za pomocą jednoczesnej zmiany amplitudy sygnałów obu cewek.The above-mentioned disadvantage does not exist in the method according to the invention, the essence of which lies in the fact that the signals generated in the sensor are received by a system of two induction coils perpendicular to each other, the winding of which has a direction parallel to the force lines of the magnetic field generated by the magnet. The ratio of the values of these signals determines the angle of rotation of the blade in relation to the determined axis of the sensor. The time it takes for the blade to travel through the magnetic field of the sensor is determined by the passage of one of the coils signal through the zero value. The vibration of the blade rim of the blades is measured by changing the amplitude of the signals of both coils simultaneously.

Zaletą sposobu według wynalazku jest możliwość pomiaru drgań skrętnych łopatki oraz drgań tarczy wieńca łopatek.The advantage of the method according to the invention is the possibility of measuring the torsional vibrations of the blade and the vibrations of the blade of the blade rim.

Przykład realizacji sposobu według wynalazku. Czujnik indukcyjny umieszcza się w obudowie turbinowego silnika lotniczego tak aby jego czoło znajdowało się w płaszczyźnie wirowania łopatki wirnika sprężarki lub turbiny. Następnie sygnały powstałe w czujniku, w wyniku przejścia łopatki przez pole magnetyczne czujnika, odbiera się przez układ dwóch prostopadłych względem siebie cewek indukcyjnych, których uzwojenie ma kierunek równoległy do linii sił pola magnetycznego wytwarzanego przez magnes. Stosunek wartości odbieranych sygnałów określa kąt skręcenia łopatki względem wyznaczonej osi czujnika. Czas przejścia łopatki przez pole magnetyczne czujnika jest określany przez przejście sygnału jednej z cewek przez wartość zerową. Odebrane sygnały wzmacnia się za pomocą układu elektronicznego i dokonuje się ich interpretacji za pomocą komputera. Drgania tarczy wieńca łopatek mierzy się za pomocą jednoczesnej zmiany amplitudy sygnałów obu cewek.An example of the method according to the invention. The inductive sensor is placed in the housing of the aircraft turbine engine so that its face is in the plane of the rotation of the compressor or turbine rotor blade. Then, the signals generated in the sensor, as a result of the blade passing through the magnetic field of the sensor, are received by a system of two induction coils perpendicular to each other, the winding of which has a direction parallel to the magnetic field force lines generated by the magnet. The ratio of the values of the received signals determines the angle of rotation of the blade in relation to the determined sensor axis. The time it takes for the blade to travel through the magnetic field of the sensor is determined by the passage of one of the coils signal through the zero value. The received signals are amplified by an electronic system and interpreted by a computer. The vibration of the blade rim of the blades is measured by changing the amplitude of the signals of both coils simultaneously.

Claims (2)

1. Sposób pomiaru drgań skrętnych łopatki wirnika i drgań tarczy wieńca łopatek wirnikowej maszyny przepływowej za pomocą czujnika indukcyjnego, w którym czujnik indukcyjny umieszcza się w obudowie wirnikowej maszyny przepływowej tak aby jego czoło znajdowało się w płaszczyźnie wirowania łopatki, a następnie odbiera się sygnał powstały w czujniku w wyniku ruchu łopatki w polu magnetycznym wytworzonym przed czołem czujnika za pomocą magnesu i odebrany sygnał wzmacnia się za pomocą układu elektronicznego po czym dokonuje się jego interpretacji za pomocą komputera, znamienny tym, że sygnały powstałe w czujniku odbiera się przez układ dwóch prostopadłych względem siebie cewek indukcyjnych, których uzwojenie ma kierunek równoległy do linii sił pola magnetycznego wytwarzanego przez magnes, przy czym stosunek wartości tych sygnałów określa kąt skręcenia łopatki względem wyznaczonej osi czujnika, a czas przejścia łopatki przez pole magnetyczne czujnika jest określany przez przejście sygnału jednej z cewek przez wartość zerową.1. The method of measuring the torsional vibrations of the rotor blade and the vibrations of the rim disc of the rotor blades by means of an inductive sensor, in which the inductive sensor is placed in the rotor housing of the turbine flow machine so that its front is in the plane of the blade spinning, and then the signal generated in sensor as a result of the movement of the blade in the magnetic field created in front of the sensor by means of a magnet and the received signal is amplified by means of an electronic system and then it is interpreted by means of a computer, characterized in that the signals generated in the sensor are received by a system of two perpendicular to each other induction coils, the winding of which has a direction parallel to the force lines of the magnetic field generated by the magnet, where the ratio of the values of these signals determines the angle of rotation of the blade in relation to the determined sensor axis, and the time of the blade passing through the magnetic field of the sensor is determined by the passage of the signal bottom of the coils by the zero value. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że drgania tarczy wieńca łopatek mierzy się za pomocą jednoczesnej zmiany amplitudy sygnałów obu cewek.2. The method according to p. The method of claim 1, wherein the vibration of the vane rim disc is measured by simultaneously varying the amplitude of the signals of both coils.