本发明专利技术涉及一种用于涡轮发动机的组件(E)，组件(E)包括壳体(1)和能够在壳体(1)内部可旋转地运动的叶轮(2)，叶轮(2)包括至少一个具有与壳体(1)相对的尖端边缘(21)的叶片(20)，组件(E)的特征在于，尖端边缘(21)包括磁体(3)，以及壳体(1)包括电导体(4)，该电导体适于在其末端之间产生电压，该电压由与壳体相对的尖端边缘(21)的磁体(3)所感生并且代表了当叶轮(2)旋转时由叶片(20)的尖端边缘(21)所承受的振动。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及可旋转运动的叶片领域。本专利技术更具体地涉及对这种叶片旋转时所承受的振动进行表征的领域。
技术介绍
叶轮是包括多个叶片或轮叶的毂部。在涡轮发动机的设计与论证期间，有必要验证这种在壳体中可旋转运动的叶轮是否具有适合的频率，该频率可能在这种涡轮发动机的马达的工作区域中被引发。还有必要针对在该工作区域中识别的适合的模式量化相关的振动限制的程度。用于表征在运行中由叶片所承受的振动的第一已知技术由使用粘贴到叶轮的变形测量仪器构成。其能够在频域中表征叶片，并通过测量材料的表面处的微小变形来计算材料内的限制。然而，该第一技术包括许多缺陷。第一，粘贴到轮叶的测量仪器承受巨大的离心力(100,000g的量级)，该离心力潜在地与极高的温度相联系，这在检测仪器被置于高压涡轮机上时尤为突出。测量仪器的使用寿命因此受到限制。第二，放置测量仪器需要大量的技巧、细节和时间(尤其是其中设置测量仪器的粘接剂的烧制)。第三，有必要将来自嵌入在可动叶轮中的测量仪器的信号传输到固定的信坐标系。为此，马达轴上的连接缆线必须引导至转动收集器。除了缆线的长度和产生噪音测量值的收集器的转动连接之外，将转动的收集器集成在马达上的初步研究是长时间的和代价高昂的。提出了基于使用探头的第二技术来消除这些缺陷，该探头面对旋转轮叶布置并且因此在固定的坐标系中。该第二技术针对轮叶的两种振动状态(存在振动或者不存在振动)测量在光学探头前方经过的时间。这种被称为“叶尖定时”的测量方法重新计算轮叶尖端处的交替位移的幅值。振型(mode shapes)的知识使得轮叶尖端处的位移的程度与轮叶中的限制程度相关联。在文本US 3,208,269和US 4,757,717中描述的该“叶尖定时”的方法具体使用了具有之字形形状并且围绕轮叶的旋转轴线布置的导体。然而该第二技术不产生关于所测量的振动的频率信息。由于所使用的导体的之字形形状，事实上仅仅在轮叶尖端处的位移的总体程度可被该第二技术识别，而不知道哪种轮叶模式被激励。出于振动监控的目的，这种限制可能在很大范围内是不利的。而且，“叶尖定时”过程有时具有模糊性，使得不能识别引发所记录的位移程度的激励的量级。
技术实现思路
因此本专利技术目的在于使得在使轮叶旋转时能够表征由轮叶承受的振动，尤其是测量代表轮叶的振动频率的信息。根据第一方面，因此提出了用于涡轮发动机的组件，组件包括壳体和能够在壳体中可旋转地运动的叶轮，叶轮包括至少一个轮叶，这至少一个轮叶具有面对壳体的尖端，组件的特征在于，尖端包括磁体，并且壳体包括电导体，该电导体适于在其末端之间产生电压，该电压由面对尖端的磁体所感生并且代表了当使叶轮旋转时由轮叶的尖端所承受的振动。根据第二方面，还根据第一方面提出了表征用于涡轮发动机的组件的轮叶的振动的方法，方法包括以下步骤：-使叶轮在壳体中旋转，-在电导体的末端处测量由包含在轮叶的面对壳体的尖端中的磁体所感生
的电压，-根据测得的电压确定代表轮叶的尖端承受的振动的信息。磁体产生磁场。当使能够可旋转地运动的叶轮相对于壳体旋转时，磁场相对于电导体的相对运动(由于叶轮的旋转和其振动而引起的运动)在壳体中面对轮叶的包括磁体的尖端的电导体中感生出电流。该电流传播到电导体的末端。这些末端处的电压表征了由轮叶所承受的振动，尤其是识别了轮叶的合适的模式的频率。根据第一方面用于涡轮发动机的组件和根据第二方面的方法克服了在叶轮上直接测量的限制，并且避免了在与轮叶相联系的可动坐标系中的繁重的仪器检测，来表征装备有磁体的轮叶的振动。在可动坐标系中(仅将一个磁体整合到轮叶中)最小化了仪器，并且在与壳体相联系的固定坐标系中(将电导体嵌在壳体上)也最小化了仪器，从而获取与通过在介绍中所描述的现有技术的装置的方式得到的信息等效的信息。在电导体的末端处所测量的电压代表磁体的在路径平面外部造成的振动，但是该电压独立于轮叶围绕其旋转轴线进行的旋转运动(所以，在理想的情况下轮叶将不承受任何振动，当磁体面对中央部分的一部分时在电导体的末端处的电压将是零)。而且，导体的中央部分的整个长度在磁体的路径平面中的事实产生了对频域中的分析可用的随时间连续的电压信号。相反，在现有技术的方法中所使用的之字形导体仅产生片断的和分段的信号，不适于频谱分析。根据第一方面的组件可由以下特征完成，该特征被单独采用或者以其任何可能的技术组合来采用。围绕叶轮的旋转轴线延伸的中央部分可包括两个端部，这两个端部围绕叶轮的旋转轴线位于不同角位置处。这样的实施例获取针对轮叶的围绕叶轮的旋转轴线的不同角位置的振动信息；而且，中央部分的两个端部的不同角位置造成不连续性，以产生“转动峰值”，该转动峰值在电导体的末端处进行的连续测量期间可以作为时间基准。中央部分还可围绕旋转轴线延伸经过少于360度，尤其以简化在壳体上或者在壳体中对电导体的安装。在这样的实施例中，中央部分的长度被缩短，围绕叶轮的旋转轴线在电导体的中央部分的端部之间余留了未被该电导体覆盖的空间。该空间也被称为“环圈开口”。中央部分和两个分支可以是共面的，每个分支相对于叶轮的旋转轴线从相应的端部径向地延伸到外部。磁体可进一步适于发射相对于叶轮的旋转轴线径向地定向的磁场。在电导体的末端处的电压通常较低。而且，可将电压放大器连接到电导体的末端，在该放大器的输出端处进行测量。电导体可至少部分地嵌入在可磨损的沉积层中，该沉积层位于壳体的面对叶轮的内表面上，可磨损的沉积层由顺磁性的或反磁性的材料制成。以该方式，磁体的磁流量几乎不改变，并且可在所进行的测量中利用由磁体产生的整个磁流量。组件可进一步包括适于对电压信号运用傅里叶变换的测量装置，以产生代表轮叶的振动频率的频谱。附图说明本专利技术的其它特征、目的和优点将通过下述说明来呈现，下述说明是纯说明性和非限制性的，并且必须关于附图考虑，在附图中：图1是根据本专利技术的实施例的用于涡轮发动机的组件的局部截面的第一视图；图2是图1的组件的局部截面的第二视图；图3是根据本专利技术的实施例的表征轮叶承受的振动的方法的步骤的流程图；图4示出了与在图1和图2中示出的组件E的不同元件相关联的坐标系；图5示意性地示出了在图1和图2中示出的用于涡轮发动机的组件的元件之间的电磁相互作用；图6a至图6c分别示出了在执行图3的方法期间得到的电压时间信号；图7示出了与图6c中示出的信号对应的频谱。在所有附图中，相似的元件具有相同的附图标记。具体实施方式参照图1，用于涡轮发动机的组件E包括壳体1和叶轮2，该叶轮能够相对于壳体1可旋转地运动。这里叶轮1由一组分布在轮的圆周上的轮叶(或叶片)所限定。壳体1具有内表面10，该内表面限定出容纳叶轮2的空间。该内表面10例如是圆筒形的。叶轮2安装在马达轴24上，该马达轴沿旋转轴线延伸(该旋转轴线垂直于图1的平面)。叶轮2包括围绕轴24的盘22和多个轮叶。每个轮叶从盘22基本径向地延伸，直至终止于各自的尖端。以该方式，无论可相对于壳体1运动的叶轮2占据的角位置如何，每个轮叶的尖端都面对壳体1的表面部分。叶轮的至少一个被标记为20的轮叶在其尖端21处包括磁体3。磁体相对于旋转轴线例如可与轮叶的尖端的最大半径平齐。磁体3附接到轮叶20，进而被附接到盘22；下文中将呈现的是，磁体3的运动代表了轮叶20的尖端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于涡轮发动机的组件(E)，所述组件(E)包括壳体(1)和能够在所述壳体(1)中可旋转地运动的叶轮(2)，所述叶轮(2)包括至少一个轮叶(20)，所述轮叶具有面对所述壳体(1)的尖端(21)，所述组件(E)的特征在于，所述尖端(21)包括磁体(3)，并且所述壳体(1)包括电导体(4)，所述电导体适于在其末端之间产生电压信号，该电压信号由对面尖端(21)的所述磁体(3)所感生并且代表当使所述叶轮(2)旋转时由所述轮叶(20)的尖端(21)所承受的振动，其中，所述电导体(4)包括中央部分(40)，所述中央部分围绕所述叶轮(2)的旋转轴线(z)在所述磁体(3)的路径平面中延伸经过该中央部分的整个长度。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.23 FR 13634711.一种用于涡轮发动机的组件(E)，所述组件(E)包括壳体(1)和能够在所述壳体(1)中可旋转地运动的叶轮(2)，所述叶轮(2)包括至少一个轮叶(20)，所述轮叶具有面对所述壳体(1)的尖端(21)，所述组件(E)的特征在于，所述尖端(21)包括磁体(3)，并且所述壳体(1)包括电导体(4)，所述电导体适于在其末端之间产生电压信号，该电压信号由对面尖端(21)的所述磁体(3)所感生并且代表当使所述叶轮(2)旋转时由所述轮叶(20)的尖端(21)所承受的振动，其中，所述电导体(4)包括中央部分(40)，所述中央部分围绕所述叶轮(2)的旋转轴线(z)在所述磁体(3)的路径平面中延伸经过该中央部分的整个长度。2.根据权利要求1所述的组件(E)，其中，所述中央部分(40)包括围绕所述叶轮(2)的旋转轴线(z)位于不同角位置处的两个端部(42，42')。3.根据权利要求1或2所述的组件(E)，其中，所述中央部分(40)围绕所述叶轮(2)的旋转轴线(z)延伸经过少于360度。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组件(E)，其中，所述中央部分(40)具有以所述叶轮(2)的旋转轴线(z)为中心的圆形形状。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组件(E)，其中，所述电导体(4)还包括构成所述电导体(4)的末端的两个分支(44，44')，每个分支相对于所述叶轮(2)的旋转轴线(z)从所述中央部分(40)的相应的端部(42或42')径向地延伸到外部，所述中央部分(40)和所述两个分支(44，44'...
【专利技术属性】
技术研发人员：阿诺·塔隆，吉尔伯特·阿鲁吉，让伊夫·卡佐克斯，朱利恩·加尼尔，
申请(专利权)人：涡轮梅坎公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR
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