при їх збільшенні і в більшості випадків не забезпечують оперативний контроль. Недоліком перерахованих неконтактних датчиків є складність забезпечення необхідної точності вимірювання радіальних зазорів при впливі на первинні перетворювачі високої температури, що ускладнює їх використання на турбінах низького і високого тиску.
Для вимірювання радіальних зазорів також може бути використаний мікрохвильовий метод, що представляє собою адаптований до умов газотурбінного двигуна фазовий метод вимірювання відстаней з використанням електромагнітних НВЧ коливань, який полягає в тому, що відстань ? , пройдена до відбиває об'єкта, визначають через вимір різниці фаз ?? випромінюваного і прийнятого сигналів:
??=4? ? /?, (2 )
де?- Вимірювана відстань,?- Довжина хвилі НВЧ коливання.
Вимірювання різниці фаз здійснюють, як правило, за допомогою фазового детектора, що має періодичну залежність вихідного сигналу від різниці фаз сигналів на його входах, наприклад:
вих =U 0 · sin ??, (3)
де U вих - вихідна напруга фазового детектора, U 0 - амплітуда напруги фазового детектора.
Відповідно до (3), повна різниця фаз визначається як:
?? =? 1 + 2? n , ( 4)
де ? 1 =arcsin (U вих /U 0 )- значення різниці фаз, що лежить в діапазоні 0 lt;? 1 lt; 2?, n = 0, 1, 2, ... - ціле число.
З урахуванням (2) і (4), вираз для визначення радіальних зазорів з використанням безперервних НВЧ сигналів може бути записано в наступному вигляді:
? =? (? 1 + 2? n)/4? . (5)
Оскільки в більшості випадків величина радіального зазору не перевищує 2 ... 10 мм, вона може бути однозначно визначена з використанням електромагнітних коливань частотою 7 ... 38 ГГц (довжина хвилі 8 ... 40 мм).
Основна перевага радіолокаційного вимірювання радіальних зазорів полягає в тому, що в точці вимірювання радіальних зазорів над верхніми крайками роторних лопаток встановлюється тільки приймально-випромінююча антена, а радіоелектронна апаратура, що забезпечує формування зондувальних сигналів, прийом відбитих сигналів і їх обробку (активний мікрохвильовий блок) розміщується в комфортних умовах на видаленні від гарячої точки, в якій встановлена ??антена. При цьому передача зондирующих сигналів від СВЧ блоку до антени і відбитого сигналу від антени до СВЧ блоку може здійснюватися з використанням коаксіальної або волноводной лінії передачі сигналів значної довжини. Особливість вимірювання радіальних зазорів роторних машин полягає в тому, що потрібне виконання вимірювань, бажано по кожній лопатці робочого колеса, в широкому температурному діапазоні (- 60 ° ... + 1600 ° С) при впливі на вимірювальне обладнання вібрації (до 10 ... 60 g) складної спектральної структури.
Відомі нам методи вимірювання радіальних зазорів, засновані на вимірюванні фази з використанням мікрохвильових датчиків, можуть відрізнятися між собою схемою вимірювання, типом фазового детектора, робочою довжиною хвилі, типом і конструкцією антен і ліній передачі сигналів, реалізованими методами мінімізації впливу температури і вібрації на результати зміни і принципами калібрування. Тим не менш, в переважній більшості випадків апаратура, що здійснює ці виміри, виконується відповідно до узагальненої структурної схеми, представленої на рис. 51. Точність вимірювання фази в мікрохвильовій системі визначається стабільністю випромінюваних коливань, шумами тракту обробки і теоретично дозволяє вимірювати відстань з точністю до тисячних часток мікрона.
Рис. 51. Узагальнена структурна схема фазового детектора
5.5 Проходження через проточну частину сторонніх предметів
Експериментальні дослідження на авіаційному двигуні показали, що при проходженні через проточну частину сторонніх предметів, у вихідному сигналі РЛД виникає інтенсивна випадкова складова, яка...
