善測（天津）科技有限公司位于天津市西青學(xué)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(jī)械狀態(tài)監(jiān)測和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

葉尖定時(shí)傳感器及葉片振動(dòng)信號處理技術(shù)的研究

速旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)測技術(shù)是電力工業(yè)、能源工業(yè)、航運(yùn)業(yè)尤其是航空 亟待解決的難題，傳統(tǒng)的接觸式測量方法很難做到同時(shí)監(jiān)測同級的所有葉片的振 動(dòng)情況，因此國外一直在致力研究非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測量新技術(shù)—葉尖定時(shí) 測量技術(shù)。根據(jù)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)等旋轉(zhuǎn)葉片設(shè)備葉尖間隙的結(jié)構(gòu)特征與測量需要,建立了具有矢量特性的葉片點(diǎn)陣模型。依托裝備部預(yù)先研究課題“非接觸式旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測量技術(shù) 研究”，基于葉尖定時(shí)測量技術(shù)，研制了旋轉(zhuǎn)葉片振動(dòng)測量系統(tǒng)，包括葉尖定時(shí)傳 感器和轉(zhuǎn)速同步傳感器，動(dòng)態(tài)模擬實(shí)驗(yàn)裝置以及相應(yīng)的數(shù)據(jù)采集軟件和振動(dòng)分析 算法，通過動(dòng)態(tài)和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該系統(tǒng)對壓氣機(jī)、渦輪機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片的振 動(dòng)檢測的可行性。主要工作包括如下幾個(gè)方面：

 1. 設(shè)計(jì)了光纖束式葉尖定時(shí)傳感器，經(jīng)過靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的模擬實(shí)驗(yàn)分析，充分驗(yàn)證 了其作為整個(gè)系統(tǒng)的核心部件的實(shí)用性

 2. 設(shè)計(jì)了磁電式的霍耳轉(zhuǎn)速同步傳感器，在模擬實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)中，該傳感器工 作正常，保證了轉(zhuǎn)速同步信號的有效輸出； 3. 開發(fā)了一套采集數(shù)據(jù)采集軟件，輔助采集電路的調(diào)試和現(xiàn)場數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集；

 4. 開發(fā)了一套模擬實(shí)驗(yàn)裝置，通過詳細(xì)的模擬實(shí)驗(yàn)，對設(shè)計(jì)的傳感器和光電 接收電路進(jìn)行了原理性驗(yàn)證，并進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；

 5. 研究了一套實(shí)用可行的基于葉尖定時(shí)傳感的異步振動(dòng)和同步共振分析算法，包 括異步和同步信號的分離，在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)中成功探測到了葉片的同步共振信號， 驗(yàn)證了其可靠性，為后續(xù)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)檢測打下了基礎(chǔ)。

善測（天津）科技有限公司位于天津市西青學(xué)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(jī)械狀態(tài)監(jiān)測和健康管理。等產(chǎn)品和服務(wù)。

渦輪葉尖間隙流動(dòng)與換熱研究

渦輪葉尖泄漏嚴(yán)重影響發(fā)動(dòng)機(jī)性能,有效抑制葉尖泄漏并冷卻葉尖是提高渦輪效率和可靠性的關(guān)鍵之一。本文以航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉尖間隙泄漏控制技術(shù)和冷卻技術(shù)為研究背景,深入研究間隙泄漏產(chǎn)生機(jī)制、葉尖幾何參數(shù)和流動(dòng)參數(shù)對間隙流動(dòng)換熱的影響規(guī)律。首先,數(shù)值研究了無射流條件下平頂葉尖間隙泄漏流流動(dòng)與換熱,研究內(nèi)容包括無射流時(shí)葉尖間隙泄漏流場結(jié)構(gòu)、葉柵出口截面總壓損失系數(shù)及葉尖換熱系數(shù)分布。詳細(xì)研究了間隙高度、葉柵進(jìn)口參數(shù)及機(jī)匣相對轉(zhuǎn)動(dòng)對間隙泄漏流動(dòng)換熱的影響規(guī)律。在后期的改進(jìn)中,該部分控制電路與數(shù)模轉(zhuǎn)換器、RAM的控制邏輯一樣應(yīng)被設(shè)計(jì)在CPLD中,由此能大幅提高系統(tǒng)的檢測精度。研究結(jié)果表明:葉尖區(qū)域由于間隙泄漏流動(dòng)會(huì)形成間隙分離渦和間隙泄漏渦。葉尖間隙分離渦影響范圍較小,而泄漏渦的影響范圍能達(dá)到75%葉高以上的葉尖區(qū)域。受間隙泄漏流動(dòng)影響,葉頂前緣由于邊界層較薄,換熱系數(shù)會(huì)較高,葉頂中部的泄漏流量較大,換熱系數(shù)也較高,而葉頂壓力面?zhèn)纫约拔γ鎮(zhèn)扔捎诜蛛x渦和泄漏渦核對壁面的擾動(dòng),換熱系數(shù)也會(huì)較高。間隙高度對泄漏流流動(dòng)換熱特性影響較顯著,隨間隙高度增加泄漏流量線性增加,氣動(dòng)效率線性降低,泄漏總壓損失系數(shù)增大,換熱系數(shù)增加。

基于交流放電的葉尖間隙測量系統(tǒng)，包括交流數(shù)控可調(diào)激勵(lì)、放電探針、電流測量轉(zhuǎn)換模塊和數(shù)據(jù)處理模塊，放電探針的一端與機(jī)匣的內(nèi)壁相平齊，另一端露在機(jī)匣的外部，且放電探針插入機(jī)匣的部分包裹絕緣層；交流數(shù)控可調(diào)激勵(lì)的高壓端連接放電探針，陰極通過電流測量轉(zhuǎn)換模塊連接轉(zhuǎn)子葉片的中心，電流測量轉(zhuǎn)換模塊經(jīng)由數(shù)據(jù)處理模塊連接交流數(shù)控可調(diào)激勵(lì)的控制端，用以控制交流數(shù)控可調(diào)激勵(lì)的輸出電壓大小和有無。測量方法是首先繪制放電起始電壓與葉尖間隙的關(guān)系曲線，然后測量待測轉(zhuǎn)子葉片的放電起始電壓，根據(jù)關(guān)系曲線找到對應(yīng)的葉尖間隙數(shù)值，即為待測轉(zhuǎn)子葉片的葉尖間隙。（2）設(shè)計(jì)并制作了電容電壓轉(zhuǎn)換電路中的前置放大器、低通濾波器和對數(shù)放大器等電路。其實(shí)用性強(qiáng)，安裝使用方便，操作簡單，調(diào)壓時(shí)間短且效率。

葉尖有射流時(shí)射流孔后氣膜冷卻效率較高,而葉尖前緣、壓力面?zhèn)纫约扒熬壐浇奈γ鎮(zhèn)葰饽だ湫л^低,這些區(qū)域都是葉尖冷卻射流無法達(dá)到的區(qū)域。

葉尖間隙分離渦影響范圍較小,而泄漏渦的影響范圍能達(dá)到75%葉高以上的葉尖區(qū)域。該系統(tǒng)在自行設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)臺架上進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn),表明系統(tǒng)具有較好的線性度、重復(fù)性和較高的測量精度。受間隙泄漏流動(dòng)影響,葉頂前緣由于邊界層較薄,換熱系數(shù)會(huì)較高,葉頂中部的泄漏流量較大,換熱系數(shù)也較高,而葉頂壓力面?zhèn)纫约拔γ鎮(zhèn)扔捎诜蛛x渦和泄漏渦核對壁面的擾動(dòng),換熱系數(shù)也會(huì)較高。