空发动机叶尖动态间隙检测研究与实现
航空发动机叶尖动态间隙检测是航空发动机研制和维护的重要组成部分。为了尽可能提高航空发动机的工作效率，研究人员开展了很多工作。其中，调整发动机转子叶尖间隙的距离就是提升其性能的主要方法之一。然而，叶尖间隙过大会降低发动机的工作效率，甚至引起发动机喘振，造成发动机损伤;间隙减小虽然能减少工作介质泄露，提高工作效率，但是过小的叶尖间隙会导致叶尖与机闸相互磨损碰撞，进而影响发动机的安全性和可靠性，严重时会导致发动机损坏，造成大量的经济损失，甚至威胁到人身安全。正因如此，设置合适的叶尖间隙对发动机性能参数至关重要。另一方面，实时地检测叶尖动态间隙变化，也成为发动机健康管理项目中对发动机运行状态检测的重要内容。
燃气轮机叶片叶尖间隙光纤测量系统设计
燃气轮机转子叶尖间隙对发动机性能有重要影响，为实现其精密测量，首先，根据光纤对光强耦合原理得到了双圈同轴光纤束的光强调制特性函数;接着，分析了倾角变化对反射式光纤位移传感器测量特性的影响;然后，完成了间隙测量系统设计;最后，通过静态测量实验和不同转速下的动态测量实验验证了所设计系统的性能;实验结果表明:所设计传感器线性测量范围为2mm，测量系统性能较好。
旋转叶片叶尖间隙测量的关键技术研究
旋转叶片叶尖间隙的实时监测技术是电力工业、能源工业、航空、航运业亟待解决的难题，传统的测量方法主要有放电探针测量法、电涡流测量法、微波测量法、超声波测量法、电容测量法、X射线测量法、光学三角测量法等，这些方法存在不同程度的缺陷。为了使叶尖间隙测量技术达到实用水平，国内、外专家一直致力于研究一种非接触式旋转叶片叶尖间隙测量新技术——光纤传感测量技术。本论文正是依托国家教育新世纪人才支持计划资助项目——“基于光纤传感的叶尖间隙测试技术研究”，在已有的各种间隙测量方法的研究基础上，针对项目的具体技术要求，围绕旋转叶片的叶尖间隙测试技术进行分析研究，论文的主要工作包括以下几个方面:
1、在原有两组接收光纤的传感器基础上，采用了三组光纤束的光纤传感器接收叶尖表面的反射光信息，实现了对叶片叶尖间隙的准确测量;该传感器不仅可以消除光源波动、叶尖表面反射率变化对测量结果的影响，叶尖间隙测量系统，而且可以减小叶尖表面与传感器端面间夹角变化对测量结果的影响。
2、建立了单光纤传光、三组光纤束接收反射光的叶尖间隙传感器的数学模型，并运用该模型对传感器进行了优化设计，确定了光纤传感器的端面排列结构、初始距离、线性范围等性能参数。
3、设计了静态叶尖间隙信号的高精度放大与处理电路，实现了对静态间隙信号的有效测量，并根据实测数据采用多组比值的曲面拟合，在一定测量范围内消除了叶片叶尖倾角变化对间隙测量的影响。
4、通过分析传感器的一组、两组、三组接收光纤的信号特征，采用三组光纤束的光强比值信号对传感器精度进行了比对，并结合实验数据对传感器性能进行了分析，在传感器的线性测量范围内，测量精度达到25um。
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