旋轉(zhuǎn)葉片葉尖與機匣間的間隙是影響航空發(fā)動機、汽輪機、煙氣輪機、鼓風機等重大裝備安全工作性能、能量轉(zhuǎn)換效率的重要參數(shù)。葉尖間隙的動態(tài)、在線測量是大型旋轉(zhuǎn)機械實現(xiàn)健康監(jiān)測、故障診斷、主動間隙控制的關(guān)鍵技術(shù)和制約瓶頸之一。本文通過對苛刻工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下葉尖間隙測量的特殊應用技術(shù)需求進行分析，提出了一種基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測量新方法。通過設(shè)計完整的基于大頻差雙頻激光的葉尖間隙測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，軸向間隙傳感器，并對系統(tǒng)測量模型、誤差模型進行推導，通過詳細的系統(tǒng)軟、硬件模塊設(shè)計和調(diào)試，光纖間隙傳感器，本文完成了初步系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實驗。

數(shù)控機床各進給軸的反向間隙進行測量和補償

機床在出廠前已仔細的測量了進給系統(tǒng)中的間隙值，并進行了補償。隨著數(shù)控機床使用時間的增長，反向間隙還會因為運動副的磨損而逐漸增加，所以需要定期對數(shù)控機床各進給軸的反向間隙進行測量和補償。

當在數(shù)控系統(tǒng)中進行反向間隙補償后，數(shù)控系統(tǒng)在控制進給軸反向運動時，自動先讓該進給軸反向運動，然后再按編程指令進行運動。即數(shù)控系統(tǒng)會控制伺服電機多走一段距離，這段距離等于反向補償值，從而補償反向間隙。

在不同的速度下測得的反向間隙是不同的，一般低速時的反向間隙值比高速時的反向間隙值在，尤其是在進給軸負荷較大，運動阻力較大時。所以有的數(shù)控系統(tǒng)就提供了低速G01和高速G00兩種補償值。

善測（天津）科技有限公司位于天津市西青學府工業(yè)區(qū)，于 2015年 7 月份成立，公司注冊資本 500 萬，是一家集研發(fā)生產(chǎn)一體的高科技公司。公司提供旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

葉尖間隙是影響發(fā)動機性能的重要參數(shù)，光纖間隙傳感器廠，旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙在線實時檢測系統(tǒng)對航空發(fā)動機的有效、安全運行至關(guān)重要，也是近幾年國內(nèi)外研究的熱點。基于對國內(nèi)外現(xiàn)狀的分析，本文對光纖法和電容法進行了詳細研究和論證。光纖法用于測量環(huán)境較好，溫度較低的壓氣機;電容法用于測量溫度較高的渦輪機高壓級。

本文建立了基于光線跟蹤理論的光纖傳感器的三維數(shù)學模型，結(jié)合實際工藝，設(shè)計出具有補償功能的四叉型光纖束傳感器;探索出一套適于測量環(huán)境的調(diào)頻電容式葉尖間隙測量的整體方案，采用混頻下變頻來提高測量系統(tǒng)靈敏度的方法。 本文的研究內(nèi)容主要有以下幾個方面: (1)建立了基于光線跟蹤理論的三維數(shù)學模型，用于分析光纖傳感器的受光特性以指導傳感器設(shè)計。 (2)設(shè)計了適于高轉(zhuǎn)速測量的四叉型光纖束式葉尖間隙傳感器，該傳感器對光源波動、葉尖表面反射特性，光纖傳光損耗，間隙傳感器，葉尖表面微傾斜引起的與傳感器端面夾角等影響因素有補償功能。經(jīng)過靜態(tài)實驗，證明了其工作的可靠性。 (3)根據(jù)渦輪機高壓級的測量環(huán)境，設(shè)計了長電纜單屏蔽的耐高溫電容傳感器，以及配套的調(diào)頻用高穩(wěn)定度的LC振蕩電路。 (4)電容傳感器長電纜引入的大空載電容，影響測量靈敏度和精度，設(shè)計了混頻下變頻電路，用于增大調(diào)頻信號的相對頻偏，以提高測量系統(tǒng)的靈敏度。 (5)設(shè)計了基于鎖相環(huán)的鑒頻系統(tǒng)，完成了對FM信號的解調(diào)。而經(jīng)過靜態(tài)實驗，驗證了電容傳感器及接口電路工作的可靠性。

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