【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及叶尖间隙测量校准，尤其涉及一种叶尖间隙测量校准方法。
技术介绍
1、叶尖间隙是压缩机、汽轮机、燃气轮机、航空发动机等叶轮机械的一个重要设计参数，其对提高机组的气动性能和效率具有重要意义。叶尖间隙为叶尖与壳体之间的径向距离。叶尖间隙控制的主要目标是：最大限度地减小叶尖间隙，降低泄漏气体损失量，使机组得到最大的运行效率；确保足够的空隙，以避免由于叶尖和壳体碰撞而危及设备的安全。此外，在机组运行中，转子的热膨胀、载荷的改变也会引起叶尖间隙的改变，因此，如何对叶尖间隙进行最优的调控，对于提高压缩机的性能、保障生产安全至关重要。当压缩机发生故障时，造成叶尖间隙改变的原因往往很多，仅通过理论计算难以精确地预测叶尖间隙的真实大小，而叶尖间隙的在线检测是获得叶尖间隙最好的方法。在此基础上，对可能出现的故障进行预报，降低不必要的损失。通过该方法标定的传感器，可嵌入在与叶尖相应的定子侧对叶尖间隙实时测量，提高叶轮机械安全可靠性。
2、现有叶尖间隙测量技术具体包括放电探针测量法、电容测量法、光学测量法、微波测量法和电涡流测量法等。上述测量方法中容测量法有着灵敏度高，固有频率高，频带宽，动态响应性能好，功率小，阻抗高等优点，已成为目前叶尖间隙测量的一种有效手段。
3、电容测量法依据的基本原理是电容式传感器探头中心电极构成一个极板，转子叶尖构成电容式传感器的另一个极板。电容式传感器的电容值随着叶尖间隙变化而变化。电容式传感器计算公式为：
4、
5、其中，c为被测电容；ε0为真空介电常数；εr为
6、因此，校准过程需要对极板间距离进行调整，但现有的叶尖间隙测量校准方法在调整极板间距离时，大多数采用利用千分尺、百分表进行手动测量距离的方法来进行极板间距离调整，导致极板间距离的调整精度较差，影响测量校准的准确性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种叶尖间隙测量校准方法，以解决现有技术中的叶尖间隙测量校准方法在调整极板间距离时调整精度较差，影响测量校准的准确性问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种叶尖间隙测量校准方法，叶尖间隙测量校准方法包括如下步骤：将电容式传感器的探头与磁致伸缩位移机构的输出端连接；令电容式传感器的探头与实验缩尺叶片模型或单个实验缩尺叶片模型之间形成电容器，令电容式传感器的探头的端面与实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的叶尖之间的极板间距离为极板间距离初始设定值；将高频载波输入电容式传感器的探头，对高频载波中存储的信息进行解调，获取与极板间距离初始设定值对应的电压测量值；控制磁致伸缩位移机构的磁场强度发生变化，使磁致伸缩位移机构的输出端伸缩并带动电容式传感器的探头移动，以在极板间距离初始设定值的基础上定量改变极板间距离的大小；每次定量改变极板间距离的大小后，重新对高频载波中存储的信息进行解调，得到与改变后的极板间距离相对应的电压测量值；建立极板间距离与电压测量值之间的映射关系。
3、进一步地，叶尖间隙测量校准方法还包括如下步骤：调整磁致伸缩位移机构的预压力；观察磁致伸缩位移机构的压力传感器的数值，当压力传感器的数值达到设定压力值时，停止调整。
4、进一步地，利用三爪固定卡盘固定实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型；令磁致伸缩位移机构或三爪固定卡盘整体可移动地设置，以适用于不同尺寸的实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型或改变极板间距离的大小。
5、进一步地，其中，令电容式传感器的探头与实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型之间形成电容器，令电容式传感器的探头的端面与实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的叶尖之间的极板间距离为极板间距离初始设定值具体包括如下步骤：将实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型安装在三爪固定卡盘上；控制磁致伸缩位移机构整体带动电容式传感器的探头沿x轴方向移动或者控制三爪固定卡盘带动实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型沿x轴方向移动，直至电容式传感器的探头位于实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的旋转中心的正上方；控制磁致伸缩位移机构整体带动电容式传感器的探头沿y轴方向移动或者控制三爪固定卡盘带动实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型沿y轴方向移动，直至电容式传感器的探头与实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的叶尖在y轴方向上的极板间距离为极板间距离初始设定值；其中，控制磁致伸缩位移机构的磁场强度发生变化，使磁致伸缩位移机构的输出端伸缩并带动电容式传感器的探头移动，以在极板间距离初始设定值的基础上定量改变极板间距离的大小具体包括以下步骤：控制磁致伸缩位移机构的磁场强度定量增大，使磁致伸缩位移机构的输出端定量伸长并带动电容式传感器的探头沿y轴方向定量移动，以在极板间距离初始设定值的基础上定量改变极板间距离的大小。
6、进一步地，磁致伸缩位移机构整体通过丝杠螺母机构、电机和控制器实现移动范围为0至500mm、导程为0.1mm的毫米级别的x轴方向移动；三爪固定卡盘整体通过丝杠螺母机构、电机和控制器实现移动范围为0至1000mm、导程为0.1mm的毫米级别的x轴方向和y轴方向移动；磁致伸缩位移机构的输出端带动电容式传感器的探头实现移动范围为0至100μm、精度为1μm的微米级别的y轴方向移动；令电容式传感器的探头与实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型之间形成电容器，令电容式传感器的探头的端面与实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的叶尖之间的极板间距离为极板间距离初始设定值具体包括如下步骤：根据实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的实际尺寸对三爪固定卡盘的位置进行调整，沿x轴方向将三爪固定卡盘装载的实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的圆心移动到距离电容传感器所在的丝杠螺母机构的丝杠中心的50至200mm处；调整磁致伸缩位移机构和电容式传感器的探头所在的丝杠螺母机构，使电容式传感器的探头位于实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的圆心的正上方；沿y轴方向将三爪固定卡盘调整到实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型的边缘与电容式传感器的探头距离1mm处。通过调节叶片与电容式传感器端面之间的叶尖间隙，实现电容式传感器的微米级精确测量。解决了电容式传感器非线性标定曲线的误差，提高了由于叶轮高速旋转引起叶片振动、热应力引起的叶片微形变、高周疲劳引起的叶片损伤等导致的叶尖间隙变化的测量精度，为叶尖间隙的高精度在线测量提供良好的技术手段。
7、进一步地，将实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型安装在三爪固定卡盘上具体包括如下步骤：当待校准对象为实验缩尺叶轮模型时，将实验缩尺叶轮模型套设在三爪固定卡盘的外侧，令卡盘扳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，所述叶尖间隙测量校准方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，所述叶尖间隙测量校准方法还包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，将实验缩尺叶轮模型或单个实验缩尺叶片模型安装在三爪固定卡盘上具体包括如下步骤：
7.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，所述叶尖间隙测量校准方法还包括如下步骤：
8.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，所述叶尖间隙测量校准方法还包括搭建贝叶斯不确定性量化叶尖间隙校准模型框架，具体包括如下步骤：
9.根据权利要求8所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，所述叶尖间隙测量校准方法还包括如下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，所述叶尖间隙测量校准方法包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，所述叶尖间隙测量校准方法还包括如下步骤：
3.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，
5.根据权利要求4所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征在于，
6.根据权利要求4所述的叶尖间隙测量校准方法，其特征...
【专利技术属性】
技术研发人员：高翼飞，张珂，付显聪，刘慧芳，白旭，
申请(专利权)人：沈阳工业大学，
类型：发明
国别省市：
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