基于叶尖定时的旋转叶片同步振动辨识新方法

欧阳涛，郭文力，段发阶，李孟麟

(1.天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072;2.中国医科大学 附属盛京医院放射科，沈阳 110004)

旋转机械广泛应用于航空、电力、能源工业等部门，主要包括航空发动机、燃气轮机、烟气轮机、汽轮机等。旋转叶片作为旋转机械的核心部件，对旋转机械的安全运行起到关键性作用。振动作为叶片故障的主要原因，为了实时掌握叶片振动信息，预防叶片故障发生，叶片振动在线测量技术已被广泛重视和研究。

叶尖定时测振技术作为非接触式测量方法，在旋转机械在线监测领域具备一定的优势。叶尖定时基本原理［1-5］是将叶尖定时传感器沿径向安装在旋转机械相对静止的壳体上，利用传感器获取叶片到来的脉冲时间t，通过不同的分析算法对该信号序列{t}进行处理，从而辨识出叶片振动性能参数。叶尖定时测振系统如图1所示。针对叶片不同的运行状态和振动形式，目前，已研究的处理方法主要有用于辨识异步振动的多传感器均布法、“5+2”分布法、差频法等［6］;用于辨识同步振动的间断相位法［7］、速矢端迹法［8］、双参数法［9］、自回归法［10］等等。

图1 叶尖定时测振系统框图Fig.1 BTT system schematic

本文主要在变速扫频测量方法的基础上，提出一种新型的多传感器倍频遍历辨识方法，采用多支任意分布的叶尖定时传感器准确并完整地辨识出叶片同步振动参数。将该方法在某型号航空设备上进行模拟实验，测量结果与理论分析结果基本一致。……