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题名基于微波相位差测距的叶尖间隙动态测量方法
被引量：5
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作者
牛广越
段发阶
周琦
刘志博
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机构
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室
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出处
《航空学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第9期194-212,共19页
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基金
国家科技重大专项(2017-V-0009)
国家自然科学基金(51775377,61971307,61905175)
+5 种基金
国家重点研发计划项目(2020YFB2010800)
中国航发四川燃气涡轮研究院外委课题(GJCZ-2020-0040,GJCZ-2020-0041)
霍英东教育基金会资助(171055)
中国博士后科学基金(2020M680878)
广东省重点研发计划项目(2020B0404030001)
天津市科技计划项目(20YDTPJC01660)。
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文摘
叶尖间隙参数的非接触、高精度、在线测量是保证航空发动机工作效率和运行安全的关键,传统的微波式叶尖间隙静态测量方法易受直流噪声干扰,存在测距模糊问题,信号采样点数时刻变化,直接影响了测量精度。提出了一种基于微波相位差测距原理的叶尖间隙参数动态测量方法。建立了微波式叶尖间隙测量信号模型,仿真分析了不同厚度以及凹腔叶片的信号强度和相位特征,提出了一种相位区域自适应截取、尺度调整、相关匹配、多项式拟合相融合的技术手段,解决了微波相位信号的测距模糊问题,实现了相位信号峰值位置的预估,减小了信号处理过程中的随机误差,实现了叶尖间隙参数的高精度动态测量。研制了基于微波相位差测距的叶尖间隙测量系统原理样机,在实验室环境下搭建了叶尖间隙信号动态测量的实验平台,开展了测量和标定实验。实验结果验证了所提方法的有效性和准确性,测量系统适用于不同厚度以及H形凹腔叶片的叶尖间隙参数测量,在动叶片转速3000r/min的模拟工作环境下,0.5~3mm量程内,不同厚度及H形凹腔叶片的叶尖间隙动态测量精度均优于40μm;且针对2mm厚度的叶片,当模拟的叶片转速高达24000r/min时,0.5~3mm量程内的测量精度仍然优于60μm。
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关键词
叶尖间隙
动态测量
测距
微波毫米波
相位差
动叶片
相关系数
航空发动机
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Keywords
blade tip clearance
dynamic measurement
distance measurement
microwave device-millimeter wave
phase difference
rotating blade
correlation coefficient
aeroengine
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分类号
V241.9
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
TH711
[机械工程—测试计量技术及仪器]
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