一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于汽轮机转子检测技术领域，尤其涉及一种在线补偿式转子跳动测量系 统及方法。
【背景技术】
[0002] 依据汽轮机转子的使用要求及设计图纸的要求，汽轮机转子在装配制造完成后， 需要对叶片在转子上装配完成后检查各处安装位置的圆周方向的跳动值，而在现在实际情 况中时采用重型车床上进行检验，采用一卡一拖的结构，在重型转子车床上进行找正，在进 行转子安装调整后，检查基准位置合格后利用重型转子车床使得转子转动起来，然后再在 各个测量点用千分表进行接触式检查。
[0003] 但是，由于在重型车床上安装转子后需要全部采用车床机构及辅助机构进行找 正，并配合进行测量调整，加上整个测量跳动值的过程，整个过程需要40小时以上的时间， 而且过程中不进行切削加工。
[0004] 在做经济性及生产评估时，由于重型转子车床的设备每小时费用比较高，因此配 合以工时定额、设备损耗、辅助材料及工艺装备费用，做一次该项检查需要很大一笔费用， 而且由于这种重型车床都是属于高精尖的设备，对整体生产计划的安排也有一定的影响， 使得正常转子的加工工序需要延后，对整体生产计划有一定的影响。
【发明内容】
[0005] 本发明是为了解决汽轮机转子跳动值测量时间长，进而导致资源限制的问题，现 提供一种在线补偿式转子跳动测量系统及方法。
[0006] -种在线补偿式转子跳动测量系统，它包括：滚轮托架机构1、转子连接盘2、转子 盘动机构3、2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5、端部传感器6、传感器采集系统7 和PC上位机分析系统8 ;
[0007] 滚轮托架机构1用于支撑汽轮机转子，转子连接盘2用于将转子盘动机构3与汽 轮机转子的一端连接，
[0008] 2个基准测量传感器4分别用于采集汽轮机转子电机端基准点与汽机端基准点的 相位距离，多个测量点传感器5用于采集测量点不同相位的距离，端部传感器6用于采集转 子轴向位移；
[0009] 2个基准测量传感器4的基准信号输出端同时连接传感器采集系统7的基准信号 输入端，多个测量点传感器5的测量信号输出端同时连接传感器采集系统7的测量信号输 入端，端部传感器6的端部信号输出端连接传感器采集系统7的端部信号输入端，传感器采 集系统7的数字信号输出端连接PC上位机分析系统8的数字信号输入端；
[0010] PC上位机分析系统8包括以下软件实现的单元：
[0011] 偏差判断单元：实时采集传感器采集系统7转换的端部传感器数字信号，判断端 部传感器数字信号偏差是否小于〇. 02 ;
[0012] 基准点信号采集单元：在端部传感器数字信号偏差小于0. 02并稳定10分钟后，汽 轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号，分别记为：ak、bk、ck、dk，该4个数 字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号，且该4个点两两相差90°， 将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号，共采集N组基准信 号，其中 N>20，k = 1，2，...，N;
[0013] 平均值计算单元：根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均 值：
[0015] 其中，Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值，Arg-b为b点处的基 准测量传感器数字信号的平均值，Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值， Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值；
[0016] 单端基准圆的中心位置获得单元：利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均 值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心，利用b点处的 基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d 点偏差值的中心，将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标，将b、d点偏 差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标，进而确定单端基准圆的中心位置坐标；
[0017] 理想中心线坐标系获得单元：利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建 理想中心线坐标系；
[0018] 测量点信号采集单元：汽轮机转子每旋转一圈采集4次测量点传感器数字信号， 分别记为：Ak、Bk、Ck、Dk，该4个数字信号分别为汽轮机转子同一圆周上A、B、C、D点处的 测量信号，且该4个点两两相差90° ;
[0019] 偏差值获得单元：将采集到的所有测量点传感器数字信号代入理想中心线坐标系 下，获得每个测量点的偏差值。
[0020] -种在线补偿式转子跳动测量方法，该方法是基于下述装置实现的：
[0021] 所述装置包括：滚轮托架机构1、转子连接盘2、转子盘动机构3、2个基准测量传感 器4、多个测量点传感器5和端部传感器6 ;
[0022] 滚轮托架机构1用于支撑汽轮机转子，转子连接盘2用将转子盘动机构3与汽轮 机转子的一端连接，
[0023] 2个基准测量传感器4分别用于采集汽轮机转子电机端基准点与汽机端基准点的 相位距离，多个测量点传感器5用于采集测量点不同相位的距离，端部传感器6用于采集转 子轴向位移；
[0024] 所述方法包括以下步骤：
[0025] 盘动步骤：利用转子盘动机构3带动汽轮机转子旋转；
[0026] 模数转换步骤：用于将2个基准测量传感器4、多个测量点传感器5和端部传感器 6获得的模拟信号转换为数字信号；
[0027] 偏差判断步骤：实时采集端部传感器数字信号，判断端部传感器数字信号偏差是 否小于0. 02 ;
[0028] 基准点信号采集步骤：在端部传感器数字信号偏差小于0. 02并稳定10分钟后，汽 轮机转子每旋转一圈采集4次基准测量传感器数字信号，分别记为：ak、bk、ck、dk，该4个数 字信号分别为汽轮机转子同一圆周上a、b、c、d点处的测量信号，且该4个点两两相差90°， 将同一圆周内采集的四个基准测量传感器数字信号作为一组基准信号，共采集N组基准信 号，其中 N>20，k = 1，2，...，N;
[0029] 平均值计算步骤：根据下式分别获得每个点处基准测量传感器数字信号的平均 值：
[0031] 其中，Arg-a为a点处的基准测量传感器数字信号的平均值，Arg-b为b点处的基 准测量传感器数字信号的平均值，Arg-c为c点处的基准测量传感器数字信号的平均值， Arg-d为d点处的基准测量传感器数字信号的平均值；
[0032] 单端基准圆的中心位置获得步骤：利用a点处的基准测量传感器数字信号的平均 值和c点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得a、c点偏差值的中心，利用b点处的 基准测量传感器数字信号的平均值和d点处的基准测量传感器数字信号的平均值获得b、d 点偏差值的中心，将a、c点偏差值的中心作为单端基准圆的中心位置的横坐标，将b、d点偏 差值的中心作为单端基准圆的中心位置的纵坐标，进而确定单端基准圆的中心位置坐标；
[0033] 理想中心线坐标系获得步骤：利用汽轮机转子两端的基准圆的中心位置坐标构建 理想