БЕСКОНТАКТНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Комплекс измерения температуры
пирометром (КИТП)
Пирометр.
Интерфейсный блок.
Накопительное устройство.
Программное обеспечение и АРМ.
Состав китп

Пирометр
Общий вид

Пирометр
Состав
Смотровая трубка
Детали крепления прирометра к двигателю
Блок цифровой обработки сигнала
Привод
Блок питания
Актуатор
Двигатель
Приемник с усилителем

Смотровая трубка выполнена из жаростойкого сплава, отражающее
зеркальце покрыто нитридом титана, линза выполнена из кварцевого
стекла. Смотровая трубка предназначена для приема и фокусировки
теплового излучения с лопаток турбины на фотоприемник. В качестве
фотоприемника используется кремневый фотодиод, работающий в
инфракрасной области спектра. Аналоговый сигнал с фотодиода
усиливается в устройстве обработки данных инструментальным
усилителем. Полоса пропускания усилителя 0 - 1 МГц. Затем усиленный
сигнал оцифровывается в быстродействующем 12-разрядном АЦП и
передается в АРМ с помощью интерфейсного блока.
Смотровая трубка позволяет осуществлять сканирование лопаток
турбины в радиальном направлении при помощи актуатора, который
приводится в движение приводом на базе шагового двигателя.
В течении 8-10с информация о тепловом состоянии лопаток турбины
Со скоростью 1 Мвыборка/с (25 Мбит/с) записывается в АРМ или в
накопительное устройство. Информация может отображаться на
дисплее АРМ-а как в ходе эксперимента - «реальном масштабе
времени», так и в «постсеансном режиме».
Назначение
Пирометр

Основные технические характеристики пирометра:
Диапазон температур, °С 650 - 1150
Приведенная погрешность измерения температуры, °С (для всего диапазона) ± 6
Диаметр погружаемой части, мм 10 - 12
Диапазоны (глубина) сканирования, мм 70 - 120
Диаметр пятна визирования, мм 1 - 4
Прицельное расстояние, мм 35 ± 10

Методика обработки данных о
тепловом состоянии лопаток
Записанная информация в «постсеансном режиме» обрабатывается ПО, которое
позволяет при отсутствии датчика оборотов инициализировать лопатку с относительным
номером №1 и осуществить последующее совмещение по оборотам данных о
температуре каждой лопатки. При наличии датчика оборотов ПО позволяет обнаружить
истинный номер лопатки с последующим совмещением по оборотам данных о
температуре.
Таким образом ПО позволяет создать карту теплового состояния лопаток
турбины. Анализ этой карты путем программного сравнения с эталонной картой
теплового состояния лопаток позволяет выявить дефекты лопаток турбины. Это
позволяет прогнозировать появление и развитие дефекта рабочих лопаток на ранней
стадии, предугадывая возможные нештатные ситуации в работе газотурбинных
двигателей.
ПО может строить тепловую карту состояния лопаток турбины в виде:
круговой диаграммы;
развернутой диаграммы;
в виде графика температурной зависимости лопаток (одной или группы) во времени;
по положению на лопатках турбины (в градусах или миллиметрах).

Карта теплового состояния 4-х лопастей экспериментального вентилятора
Скорость движения смотровой трубки – 7 мм / с
Частота вращения вентилятора – 2500 об/мин
На одной из лопастей экспериментального вентилятора выполнено небольшое отверстие (Ø1,2 мм).
ПО КИТП позволяет визуально обнаружить этот дефект.

Карта теплового состояния 11-и лопастей экспериментального вентилятора
Скорость движения смотровой трубки – 7 мм / с
Частота вращения вентилятора – 6000 об/мин
На одной из лопастей экспериментального вентилятора есть небольшой дефект ( < 2 мм).

График температурной зависимости 11-и лопастей во времени
Графический вид
дефекта
(< 2 мм).

Круговая диаграмма
11-и лопастей

Виды тепловых карт

БЕСКОНТАКТНОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ДЛЯ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ РАБОЧИХ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ
OOO «COMELPRO S.R.L.», г. Кишинэу, Республика Молдова
www.comelpro.com