透平叶片到达时间处理机制造技术

检测透平叶片通过时间的装置包括一传感器，它用有每次叶片通过传感器时产生一输入信号。自动增益控制电路包括数字乘法器，峰值检波器及误差放大器调节输入信号幅度。每次输入信号越过参考轴时零交叉检测器产生一输出信号。预触发比较器在与传感器上叶片所预期到达时间相符合时产生一门信号。门器件响应于门信号，传送输出信号，该信号出现在传感器上叶片所预期到达时间内。单稳态振荡器在与叶片通过传感器的时间相符时产生一数字脉冲。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般是针对传感器，而且特别是针对在旋转机构中检测振动的传感器。透平叶片因其复杂的设计在一些频率下会遭遇到振动，该频率相应于在已知振动模式中叶片的固有频率。每一种模式是和不同的振动形式相连系的，诸如沿着透平旋转轴的振动，垂直于透平旋转轴的振动等等。为了防止叶片超过其正常位置附近的振动，正常设计实际上是使叶片构造成让这些振动模式置于蒸汽透平的运转频率的谐波之间。然而，制造上的容差，叶片装在转子时的变化，由于腐蚀使叶片几何形状的变化以及透平运转时频率的变化，连同其他的因素，使模式频率接近于运转频率的谐波。模式接近到运转频率的谐波会引起共振並按着对蒸汽透平有物理损伤。当振动的幅度超过某一程度时，在叶片里会建立起要不得的应力，如果这种情况未被检测出和检修，叶片最终会破裂而引起极化费钱的机器的被迫停机。因此，为了防止这样的损伤必需有探测这种振动的方法。历史上，蒸汽透平的振动模式是通过放置应变计在旋转叶片上並把信息遥送到固定的接收器上而测得的。该方法有三个重大的缺点。首先，由于蒸汽通过透平叶片引起的腐蚀，应变计只有很短的寿命。第二，如果所有的被监视的叶片排成一排，则由一个叶片要求一个应变计。第三，连续和可靠地对应变计提供电源，而且要把来自转动轴轮的信号可靠地传输到固定接收器上产生很大的困难。为此，研制出其他类型的传感器。本申请是关于题为“用于精确检测叶片经过时间”的共同未决的申请，其序号为89104091，并作为本专利技术转让给同样的受让人。上述的共同未决申请是针对一个用于检测旋转机器的叶片通过固定传感器的过程装置(passingmeans)。该传感器在每次叶片经过传感器时产生输出信号。在每次输入信号跨越一个参考轴时，零交义的检测器产生输出信号。一个移相器将输入信号移相，产生与传感器上叶片所预期到达的时间相符合的门信号。门器件对门信号响应使输出信号导通，它是在传感器上叶片所预期的到达时间的期间产生的。在上述的共同未决申请中公开的本专利技术需要中路校准並与在本装置中使用的任何特定的传感器联用。这种校准是必要的，由于与任何特定的传感器相关具有不同特点的信号幅度，以及由于信号的幅度也取决于透平叶片端部和传感器表面之间的距离。此外，该装置对输入信号的频率敏感，因此必须设计成适用于任何一特定频率范围的信号。这样就需要一个透平叶片到达时间处理机，可以自动地补偿输入信号振幅之差，而对输入信号频率不敏感。本专利技术涉及一种用于检测旋转机器经过一个固定传感器时的透平叶片的过程。该传感器在每次叶片经过该传感器时产生输出信号。自动增益控制电路调整输入信号的幅度。该自动增益控制电路包括一个数字乘法器，一个峰值检测器和误差放大器。一个零交叉检测器在每次输入信号越过一个参考轴时产生输出信号。一个予触发器比较器产生一个与所预期的叶片在传感器上到达时间相符合的门信号。门器件对门信号响应以产生输出信号，它是在所预期的在传感器上叶片到达时间之时产生的。单稳态振荡器产生与传感器经过叶片的时间相符合的数字脉冲。在此也描述了一种检测方法，检测旋转机械的叶片通过固定传感器过程。该方法包括每次叶片经过固定传感器产生一个输入信号的步骤。得到调整的输入信号的幅度。每次输入信号越过一个参考轴时产生输出信号。门信号的产生是与在传感器上所预期的叶片到达时间相符合。输出信号响应于门信号有选择地导通。数字脉冲与叶片经过传感器的时间相符合时产生。本专利技术结合了以下特点对于输入信号的自动增益控制和用于数字产生“到达时间”信号的装置，而与输入信号的频率无关。本专利技术的这些和其他优点及好处将从下面最佳实例的描述而变得更加明显。为使本专利技术更清楚地被理解和易于实践，下面仅用举例並参照附图描述实施例，其中附图说明图1示出了根据本专利技术指导所构成的电路，用于处理由磁传感器产生的信号。图2A-2G示出了各种信号的曲线，以用于说明图1中所示电路的运转。图3示出了典型的磁传感器。图1示出了与本专利技术的透平叶片到达时间处理器在一起的装置10的简化电路图，装置10的功能是自动调节输入信号的幅态，然后处理这些调整的信号以识别“透平叶片到达”事件产生的时间。自动增益控制电路的功能是调节输入信号的幅度，该电路示于图1虚线之中，而信号处理电路示于虚线之外。由磁传感器50产生的信号，如图3所示，输入到差分放大器12的一个反向和一个非反向输入端之间。在本专利技术装置10中所用的一种差分放大器型号是Burr-Brown公司可提供的元件INA117。阻抗匹配电阻器14也接在差分放大器12的反向和非反向输入之间，电压信号VA是提供在差分放大器12的输出端获得。电压信号VA通过由电容器15、46、47和电阻48和49构成的RC网络输入到运算放大器16的非反向输入端。电容器15、46和47是串联在差分放大器12的输出端和运算放大器16的非反向输入之间的。电阻器48连接在电容器47的阳极和地线之间，而电阻49是连接在电容器15的阴极和地线之间。运算放大器16的输出端是与运算放大器16的反向输入相连接，同时也通过电阻17和电容器15的阳极相连接。运算放大器16的功能是作为一个高通滤波器使用以去除任何60Hz成份的可能与输入信号的耦合。高通滤波器16既可接到电路中也可以从电路中移去，这是由开关18转换到适当的位置而定。高通滤波器使用的运算放大器的一种型式是National Semicondnctor提供的元件LE347。高通滤波器16输出上获得的电压信号由开关20设置到适当位置而输入到乘法器19输入的y1或y2。使用开关20使高通滤波器16的输出信号发送到乘法器19输入端的y1或y2上，提供了使输入信号反向的能力，同时是一种有效地改变传感器50的极性的方便方法，而不需要重新接线。乘法器19的输入x1连接到缓冲器29的一个输出端，而其输入端x2接地。本专利技术装置10中使用的乘法器19的一种型号是从Analog Devices提供的AD532元件。在乘法器19输出端上提供的电压信号通过电阻器22输入到运算放大器21的一个反向输入。运算放大器21的一个非反向输入接地，而运算放大器21的一个输出端通过电阻23与运算放大器21的反向输入相连接。运算放大器21是作为一个反向放大器使用，並通过适当选择电阻器22和23可呈现增益20。在本专利技术装置10中作为反向放大器21使用的运算放大器的一种型号是LF347元件。反向放大器21的输出端上可提供电压信号VB。电压信号VB输入到比较器24的反向输入，该比较器设计为一个峰值检波器。比较器24的非反向输入通过电阻器62接地。比较器24的非反向输入同时与比较器24的反向输出相连和通过电容器63接地。用于峰值检波器24的器件的一种型号是National Semiconductor提供的LM311元件。峰值检波器24的一个反向输出信号输入到作为缓冲器的运算放大器25的一个非反向输入。运算放大器25的一个输出端与运算放大器25的一个反向输入相连接。元件LF347是可为缓冲器25使用的运算放大器的一种型号。电压信号VC在缓冲器25的一个输出端上提供。电压信号VC通过电阻27输入到作为误差放大器使用的运算放大器26的一个反向输入。运算放大器26的非反向输入连接到一个参考电压VR，例如是+5VDC。运算放大器2本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于精确检测旋转机械上的单个叶片经过固定传感器的过程的装置包括有：固定传感器装置，用于每次叶片通过上述传感器装置时产生一个输入信号；响应于上述传感器装置的自动增益控制装置，用于调节上述输入信号的幅度；响应于上述自动增益控制装置的 装置，用于产生输出信号，该信号表示在叶片通过上述传感器装置的时间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡尔克里斯琴考克，罗伯特穆尔奥茨，卡洛弗雷德里克皮特劳尼，小查尔斯威廉埃诺夫，
申请(专利权)人：西屋电器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]