高速旋转动态参数测量解决方案（光纤型）

随着我国航空发动机、燃气轮机等高端装备自主研制能力的快速提升,各种装备实时测量技术变得越来越重要。特别是动应变测量技术和动态温度测量技术,在新型航空发动机的研制中占据了不可或缺的位置。不论是发动机轮盘、叶片,或者其他旋转部件,都需对其工作环境下的动应变与温度进行监测。但在高转速工作状态下,测量设备不仅需要承受极高的机械应力与热负荷,还必须应对日益复杂多变的电磁环境。这一挑战对于测量系统的性能稳定性、可靠性以及安全性都提出了极高的要求。

问题一:高速转子信号面对复杂电磁环境所带来的危害?

高速转子系统中,传感器采集出来的数据往往需要在短时间内进行高速传输。然而,目前电应变测量复杂电磁环境中的电磁辐射和干扰会导致信号质量下降,表现为信号失真、电噪声、误码率上升等。这些现象不仅会影响测量数据的准确性,还可能导致系统无法准确地获取转子状态信息,从而无法做出正确判断。在强电磁干扰下,高速转子测量系统的数据传输路线还可能遭受严重干扰,干扰信号淹没了实际传感器的信号,导致试验失败。

问题二:如何在复杂电磁环境下采集高速转子应变和温度信号?

汉唐信号传输研究团队结合航空发动机、航天高速转子信号测试研发过程中,遇到的复杂电磁环境下对高速转子应变与温度测量需求,在总结多种不同类型测量经验的基础上,开展了多项试验研究,重点解决了航空发动机高转速测试过程中毫米级的轴向串动和光纤信号耦合系统安装不同心的影响。推出了“高速旋转光纤信号耦合系统”,并已申请发明专利。该系统用于传输高速转动零件上的光纤应变和温度信号,将转子光信号传输到定子调制解调仪。光纤应变、温度信号区别于普通的电学类传感器信号,光纤传感器利用光纤敏感结构的变形对光信号的传输特性的影响,实现对应变或者温度信号的感测,利用光纤传输可有效的避免外界磁场对信号的干扰。此款高速旋转光纤信号耦合系统最高转速25000转/分钟,可连续工作,最高寿命可达2亿转。

该系统最大的特点:利用光纤传输可有效的避免外界磁场对信号的干扰,可传输不同类型的传感器信号。

1、高速旋转光纤信号耦合器实物图

2、技术参数

3、安装示意图

4、应用领域

该系统目前主要应用于航空、航天高速转子部件动态参数测量,也适用于燃气轮机、新能源、石油化工等领域旋转机械零件表面的动态参数测量!