Импульс вида (1) воздействует на направляющие лопатки Z раз за один оборот ротора (Z - количество рабочих лопаток в ступени), в спектральной области результат такого взаимодействия можно представить рядом гармоник кратности Z вида:
S(wp) = S Al Cos(lzωpt + φl ), (2)
где Al - амплитуды гармоник с частотами lzωp; wp - угловая частота вращения ротора; l = 1, 2, 3... - номера гармоник; jl - фазовый угол; t - время.
Выражение (2) представляет собой вклад диагностируемой ступени в суммарный виброакустический процесс, сопровождающий работу турбомашины. Последний достаточно хорошо описывается суммой гармонических составляющих и случайного шума:
S = S(wp)+S Ai Cos(wit + ji) + z(t), (3)
где Ai - амплитуды гармонических спектральных составляющих (роторные, подшипниковые, зубчатые и др.); z(t) - случайный шум.
Для того, чтобы выделить информативную часть (2) из общего сигнала (3) необходимо провести когерентное накопление с периодом T=1/zfp (fp - частота вращения ротора). При этом отношение сигнал-шум на выходе накопителя будет определяться количеством усреднений. Для синхронизации начала накопления в каждом периоде, оно проводится с внешней частотой выборки кратной zfp умноженной на 2n, где n - целое число. Низкочастотная часть сигнала (роторные гармоники) отсекаются с помощью аналогового фильтра.
Выделенная часть сигнала относится только к рабочим лопаткам диагностируемой ступени. Параметры искажения этой формы (спектральные, фазовые, статистические), которые проявляются при возникновении дефектов лопатки, могут быть использованы в качестве диагностических признаков состояния рабочих лопаток.
В качестве таких признаков можно использовать, например:
- коэффициент нелинейности спектра лопаточных гармоник исследуемой ступени:
где Al - амплитуды высших гармоник когерентно накопленного спектра лопаточных гармоник, начиная со 2-й;D1 = (S Al)/A1, (4)
A1 - амплитуда 1-й гармоники; - коэффициент эксцесса плотности вероятности распределения амплитуд:
где μ - центральный момент четвертого порядка;D2 = m4/d - 3, (5)
d - среднее квадратичное отклонение; - отклонение формы сигнала от идеальной, соответствующей бездефектному состоянию лопаток (выражение 1)
где xk, xmin, xmax - соответственно текущие, минимальные и максимальные ординаты формы когерентно накопленного сигнала.D4 = S |(xk + |xmin|)-(xmax + |xmin|) x Cos (zwpkD)|, (6)
Вышеперечисленные признаки можно использовать как отдельно, так и в виде сформированного определенным образом диагностического параметра.
Приобететение доступа к файлам
ВНИМАНИЕ: Данная информация получена путем сканирования, цифровой обработки физических носителей или обмена с неравнодушными пользователями. Она не имеет отметок грифа секретности и тайны, если вы считаете, что эта информация нарушает Ваши авторские или другие права. Незамедлительно сообщите администратору для удаления ее из портала.