CN116952600A - 一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环 - Google Patents
一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116952600A CN116952600A CN202310564407.6A CN202310564407A CN116952600A CN 116952600 A CN116952600 A CN 116952600A CN 202310564407 A CN202310564407 A CN 202310564407A CN 116952600 A CN116952600 A CN 116952600A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vibration
- rotor
- module
- signal
- piezoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M15/00—Testing of engines
- G01M15/04—Testing internal-combustion engines
- G01M15/12—Testing internal-combustion engines by monitoring vibrations
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
- G01H11/00—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties
- G01H11/06—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means
- G01H11/08—Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves by detecting changes in electric or magnetic properties by electric means using piezoelectric devices
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H02N2/00—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction
- H02N2/18—Electric machines in general using piezoelectric effect, electrostriction or magnetostriction producing electrical output from mechanical input, e.g. generators
- H02N2/186—Vibration harvesters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
Abstract
本发明提供一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环，包括设置转子轴承外的柔性支承环、外基座、设置在柔性支撑环变形部位的压电涂层，柔性支承环的外凸台安装在外基座内，内凸台套装在转子上的轴承外环，压电涂层通过导线与信号转化模块连接，信号转化模块及电能分配模块和信号发射模块相连接，信号接收模块与信号采集及分析模块相连接。本发明能够基于振动压电供能实现转子振动信号的无线传输，布置结构简单、转子振动信息测量准确，解决了传统的舰船燃气轮机转子振动测量线缆布置复杂问题、转子振动信息捕捉不足问题等缺点。
Description
技术领域
本发明专利属于能源动力行业，具体涉及一种无外电源遥测舰船燃气轮机转子振动的柔性支承环，可用于舰船燃气轮机高速转子系统振动测量。
背景技术
由于舰船燃气轮机结构复杂、布置紧凑，实际工程中难以直接测量到转子的振动信号。当前，绝大多数舰船燃气轮机均通过布置在机匣特定位置上的振动加速度传感器来间接测量转子的振动信号。由于舰船燃气轮机的转子支撑系统与静子机匣测点之间具有复杂的传递路径，其振动传递特性会给加速度传感器测得的转子振动信号带来较大的噪声，使得舰船燃气轮机转子的一些振动特征难以测量和提取，无法精确获得转子的实际振动情况。另外一方面，由于舰船燃气轮机转子支撑结构紧凑、传感器布线困难、轴承油腔油温较高以及结构空间不足等问题，也导致难以在发动机的转子轴承座附近布置加速度振动传感器。
发明内容
本发明专利的目的是在于提供一种无外电源、可遥测的舰船燃气轮机转子系统柔性支承环。通过将压电涂层固结在柔性支承环变形部位，构成转子振动测量元件，并基于压电体信号与转子振动信号的转化关系，以及压电能分配模块产生的电能，将转子的振动信号通过无线信号发射模块传输至远端的振动信号采集及分析模块，实现基于振动压电供能的旋转机械转子振动遥测系统。
本发明的目的是这样实现的：包括设置转子轴承外的柔性支承环、外基座、设置在柔性支撑环变形部位的压电涂层，柔性支承环的外凸台安装在外基座内，内凸台套装在转子上的轴承外环，压电涂层通过导线与信号转化模块连接，信号转化模块及电能分配模块和信号发射模块相连接，信号接收模块与信号采集及分析模块相连接。
进一步地，压电涂层与电能分配模块连接。
进一步地，转子的径向振动会引起柔性支承环的动态变形，导致压电涂层上产生动态电压信号，根据压电效应建立转子振动位移与柔性支承环上的压电涂层输出电压之间的关系，通过信号转化模块得到转子的振动数据，转子振动在柔性支承环的压电涂层上产生的电能，通过电能分配模块为信号发射模块提供电能；转子的振动信号实现通过信号发射模块，传输至远端的振动信号采集及分析模块中，形成基于振动压电供能的振动遥测量系统。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能够基于振动压电供能实现转子振动信号的无线传输，布置结构简单、转子振动信息测量准确，解决了传统的舰船燃气轮机转子振动测量线缆布置复杂问题、转子振动信息捕捉不足问题等缺点。
本发明涉及的是一种无外电源遥测舰船燃气轮机转子振动的柔性支承环，可用于舰船燃气轮机转子系统振动的测量。
本发明提供了一种振动压电供能、可遥测振动的舰船燃气轮机转子柔性支承环。通过将压电涂层固结柔性支承环的变形部位，构成舰船燃气轮机转子振动测量系统，并基于压电涂层电压信号与转子振动信号的转化关系，通过振动压电供能，将转子振动的电压信号通过无线发射模块传输至远端的振动信号采集及分析模块，实现基于振动压电供能的舰船燃气轮机转子系统振动遥测系统。
振动压电供能式舰船燃气轮机振动遥测系统的柔性支承环是在柔性支承环的变形部位上固结有压电涂层，柔性支承环的外凸台安装在支撑基座内，内凸台套装在转子上的轴承外环。压电涂层通过导线与信号转化模块和电能分配模块连接，电能分配模块与信号发射模块相连接。信号接收模块与振动信号采集及分析模块相连接。
附图说明
图1是具有压电涂层的柔性支承环测量转子振动原理图；
图2是柔性支承环振动压电供能示意图；
图3是柔性支承环振动压电供能遥测转子振动原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明的柔性支承环的变形部位上固结有压电涂层。柔性支承环的外凸台安装在支撑基座内，内凸台套装在转子上的轴承外环。压电涂层通过导线与信号转化模块相连接，同时与压电能分配模块连接。信号转化模块及压电能分配模块同时与信号发射模块相连接。信号接收模块与振动信号采集及分析模块相连接。
本发明包括柔性支承环1，压电涂层2，外基座3，转子4，轴承5，信号转化模块6，电能分配模块7，信号发射模块8，信号接收模块9，信号采集及分析模块10，导线11。柔性支承环1的变形部位固结压电涂层2。柔性支承环1的外凸台安装在外基座3内，内凸台套装在转子4上的轴承5外环。压电涂层2通过导线11与信号转化模块6连接。信号转化模块6及电能分配模块7和信号发射模块8相连接，信号接收模块9与信号采集及分析模块10相连接。
柔性支承环1的变形部位固结有压电涂层2，舰船燃气轮机转子4的振动导致柔性支承环发生变形，从而导致压电涂层产生对应电压信号，产生舰船燃气轮机转子振动对应的电压信号，构成舰船燃气轮机转子振动测量系统。
结合图1，舰船燃气轮机转子4的径向振动引起柔性支承环1的动态变形，柔性支承环的变形部位固结有压电涂层2，导致压电涂层产生动态电压信号，根据压电效应可建立舰船燃气轮机转子振动位移与柔性支承环上的压电涂层输出电压之间的关系，通过信号转化模块6得到舰船燃气轮机转子的振动数据，构成舰船燃气轮机转子振动测量系统。
结合图2，把舰船燃气轮机转子4振动在柔性支承环1的压电涂层2上产生的电能，通过电能分配模块7为信号转化模块6和信号发射模块8提供电能，形成基于振动压电供能的无线传输系统。
结合图3，信号转化模块6将压电涂层2的压电信号转化为转子4的振动信号可采集的电压范围，通过信号发射模块8传输至振动信号采集及分析模块10，由信号采集与分析模块10进行振动信号采集和分析，形成柔性支承环上压电涂层电压信号的舰船燃气轮机转子测试方法，形成基于压电自供能的振动无线测量系统。
本发明的工作原理是：舰船燃气轮机转子的径向振动会引起柔性支承环的动态变形，从而导致压电涂层上产生动态电压信号，根据压电效应可建立舰船燃气轮机转子振动位移与柔性支承环上的压电涂层输出电压之间的关系，通过信号转化模块得到舰船燃气轮机转子的振动数据。另外，把舰船燃气轮机转子振动在柔性支承环的压电涂层上产生的电能，可通过电能分配模块为信号发射模块提供电能。转子的振动信号可实现通过信号发射模块，传输至远端的振动信号采集及分析模块中，形成基于振动压电供能的振动遥测量系统。
Claims (3)
1.一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环，其特征在于：包括设置转子轴承外的柔性支承环、外基座、设置在柔性支撑环变形部位的压电涂层，柔性支承环的外凸台安装在外基座内，内凸台套装在转子上的轴承外环，压电涂层通过导线与信号转化模块连接，信号转化模块及电能分配模块和信号发射模块相连接，信号接收模块与信号采集及分析模块相连接。
2.根据权利要求1所述的一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环，其特征在于：压电涂层与电能分配模块连接。
3.根据权利要求1所述的一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环，其特征在于：转子的径向振动会引起柔性支承环的动态变形，导致压电涂层上产生动态电压信号，根据压电效应建立转子振动位移与柔性支承环上的压电涂层输出电压之间的关系，通过信号转化模块得到转子的振动数据，转子振动在柔性支承环的压电涂层上产生的电能，通过电能分配模块为信号发射模块提供电能；转子的振动信号实现通过信号发射模块，传输至远端的振动信号采集及分析模块中，形成基于振动压电供能的振动遥测量系统。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310564407.6A CN116952600A (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310564407.6A CN116952600A (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116952600A true CN116952600A (zh) | 2023-10-27 |
Family
ID=88450117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310564407.6A Pending CN116952600A (zh) | 2023-05-18 | 2023-05-18 | 一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116952600A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102855736A (zh) * | 2012-09-03 | 2013-01-02 | 中国科学院电工研究所 | 基于地震振动能捕获自供电的地震预警系统 |
| CN108158582A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-15 | 郭海燕 | 一种压电柔性传感器的制备方法 |
| CN110333060A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-10-15 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统 |
| CN113776713A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-10 | 滨州学院 | 一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法 |
| CN113890413A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-01-04 | 四川易尚天交实业有限公司 | 一种张减机振动能收集传感一体化系统及制作方法 |
-
2023
- 2023-05-18 CN CN202310564407.6A patent/CN116952600A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102855736A (zh) * | 2012-09-03 | 2013-01-02 | 中国科学院电工研究所 | 基于地震振动能捕获自供电的地震预警系统 |
| CN108158582A (zh) * | 2018-02-05 | 2018-06-15 | 郭海燕 | 一种压电柔性传感器的制备方法 |
| CN110333060A (zh) * | 2019-08-08 | 2019-10-15 | 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 | 一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统 |
| CN113776713A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-10 | 滨州学院 | 一种发动机运行过程中活塞裙部摩擦力实时测试方法 |
| CN113890413A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-01-04 | 四川易尚天交实业有限公司 | 一种张减机振动能收集传感一体化系统及制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yoon et al. | On the use of a single piezoelectric strain sensor for wind turbine planetary gearbox fault diagnosis | |
| US7322794B2 (en) | Method and apparatus for condition-based monitoring of wind turbine components | |
| Koene et al. | Internet of things based monitoring of large rotor vibration with a microelectromechanical systems accelerometer | |
| CN107429818B (zh) | 用于检测行星传动机构的行星架上的变量的测量系统和测量方法 | |
| CN101581623A (zh) | 可标定曲轴转角信号与曲轴三维振动的测量装置 | |
| CN109443522A (zh) | 一种振动信号调理和数据转换器 | |
| JP2003177059A (ja) | 振動計測方法及び振動計測装置 | |
| CN204423796U (zh) | 一种燃气轮机缩尺模型实验装置 | |
| CN103982556B (zh) | 一种用于风力发电机的转速自监测的球轴承 | |
| CN104019830A (zh) | 一种标准的复合加速度输出装置 | |
| CN116952600A (zh) | 一种无外电源遥测燃气轮机转子振动的柔性支承环 | |
| KR20140125626A (ko) | 풍력 발전기용 증속기 시험 장치 | |
| CN104481894B (zh) | 离心式潜油电泵井下扭矩测试系统 | |
| CN104632878B (zh) | 一种大型自监测圆柱滚子轴承 | |
| CN205592076U (zh) | 一种风力机旋转叶片动态信号遥测试验装置 | |
| CN110333060B (zh) | 一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统 | |
| CN112504530A (zh) | 一种压气机静子尾迹流激振力测试方法及系统 | |
| CN209961475U (zh) | 一种基于压电自供能的旋转机械转子振动无线测量系统 | |
| CN115452214B (zh) | 一种谐波减速器柔轮应力应变测量装置及方法 | |
| Ravikumar et al. | Experimental investigation of a bidirectional impulse turbine for oscillating flows at various resistive loads | |
| CN115876450A (zh) | 一种旋转机械扭转振动测试系统及试验方法 | |
| KR20110014395A (ko) | 운전 중인 터빈 블레이드에서 발생되는 진동을 측정하기 위한 방법 및 시스템 | |
| Thompson | Wireless sensor research at the rolls-royce control and systems university technology centre | |
| RU142934U1 (ru) | Устройство измерения виброускорения подвижных элементов машин и механизмов | |
| CN112432718A (zh) | 一种发动机活塞温度实时检测系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20231027 |