本實用新型涉及壓縮機葉尖間隙測量裝置，特別涉及一種壓縮機葉尖間隙測量裝置。

背景技術(shù)：

葉尖間隙是指轉(zhuǎn)子葉片葉尖和機殼間的徑向距離。對于壓縮機、汽輪機和燃氣輪機等透平機械來說葉尖間隙是一重要設(shè)計參數(shù)，葉尖間隙的控制是改善機組氣動性能、提高機組效率非常重要的環(huán)節(jié)。葉尖間隙控制的根本目的是：使葉尖間隙盡可能小，以減少氣流泄露損失，保證機組獲得盡可能高的工作效率；保證有適當?shù)拈g隙，防止因葉尖與機殼相碰而影響機組安全。對葉尖間隙的在線監(jiān)測對于壓縮機設(shè)計、研究葉片振動和保證機組安全運行具有重要意義。實際應(yīng)用要求：采集多個電容傳感器的信號；信號要傳輸至監(jiān)控室，傳輸距離 300米；現(xiàn)場環(huán)境惡劣，采集系統(tǒng)需穩(wěn)定可靠。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決葉尖間隙測量系統(tǒng)存在的上述問題，本實用新型提供一種壓縮機葉尖間隙測量裝置。

根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種壓縮機葉尖間隙測量裝置，包括8 個葉片數(shù)據(jù)采集模塊、NI cRIO-9036控制器、第一光纖交換機、第二光纖交換機與所述工控機連接；每個所述葉片數(shù)據(jù)采集模塊均包括電容傳感器組、信號調(diào)理單元組及高速數(shù)據(jù)采集卡；每個所述葉片數(shù)據(jù)采集模塊中的電容傳感器組依次通過信號調(diào)理單元及高速數(shù)據(jù)采集卡與所述NI cRIO-9036控制器連接；所述NI cRIO-9036控制器依次通過第一光纖交換機、第二光纖交換機與所述工控機連接。

進一步地，每個所述電容傳感器組均包括4個電容傳感器，每個所述信號調(diào)理單元組均包括4個信號調(diào)理單元；每個所述電容傳感器組的電容傳感器與每個所述信號調(diào)理單元組的信號調(diào)理單元一一對應(yīng)連接。

進一步地，每個所述信號調(diào)理單元與所述高速數(shù)據(jù)采集卡通過同軸電纜連接。

進一步地，所述NI cRIO-9036控制器與第一光纖交換機通過網(wǎng)線連接。

進一步地，所述第一光纖交換機與第二光纖交換機通過光纜連接。

進一步地，所述第二光纖交換機與工控機通過網(wǎng)線連接。

進一步地，所述高速數(shù)據(jù)采集卡采用NI 9223，最高采樣頻率可達1MHz。

進一步地，所述高速數(shù)據(jù)采集卡插接在所述NI cRIO-9036控制器上。

本實用新型提供的壓縮機葉尖間隙測量裝置，既滿足了信號高速采集的要求，又兼顧了現(xiàn)場環(huán)境惡劣的影響；采用光纖交換機的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，解決了通過以太網(wǎng)傳輸只能無衰減傳輸100米的問題，最多能夠傳輸500米，方便用戶在監(jiān)控室進行數(shù)據(jù)查看與采集控制。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提出的壓縮機葉尖間隙測量裝置的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型實施例提供一種壓縮機葉尖間隙測量裝置，包括 8個葉片數(shù)據(jù)采集模塊、NI cRIO-9036控制器、第一光纖交換機、第二光纖交換機與所述工控機連接；每個葉片數(shù)據(jù)采集模塊均包括電容傳感器組、信號調(diào)理單元組及高速數(shù)據(jù)采集卡。每個葉片數(shù)據(jù)采集模塊中的電容傳感器組依次通過信號調(diào)理單元及高速數(shù)據(jù)采集卡與NI cRIO-9036控制器連接。NI cRIO-9036控制器依次通過第一光纖交換機、第二光纖交換機與工控機連接。

每個電容傳感器組均包括4個電容傳感器，每個信號調(diào)理單元組均包括4 個信號調(diào)理單元；每個電容傳感器組的電容傳感器與每個信號調(diào)理單元組的信號調(diào)理單元一一對應(yīng)連接。每個信號調(diào)理單元與高速數(shù)據(jù)采集卡通過同軸電纜連接。電容傳感器用于感受壓縮機葉片掃過時的電容變化。信號調(diào)理單元將電容傳感器獲取的信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枴８咚贁?shù)據(jù)采集卡用于對電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換。高速數(shù)據(jù)采集卡采用型號為NI 9223采集卡，其最高采樣頻率為 1MHz，大于傳感器信號采樣頻率要求的700kHz。

NI cRIO-9036控制器與第一光纖交換機通過網(wǎng)線連接。第一光纖交換機與第二光纖交換機通過光纜連接。該光纜采用四芯多模光纜，最大支持傳輸距離為500米。工控機具有千兆以太網(wǎng)口，與第二光纖交換機通過網(wǎng)線連接，最高帶寬為125MBps。高速數(shù)據(jù)采集卡采用NI 9223采集卡。NI 9223采集卡插在 NI cRIO-9036控制器上，數(shù)據(jù)經(jīng)PCI總線進入控制器背板的FPGA。工控機上的軟件控制數(shù)據(jù)的采集并進行數(shù)據(jù)的分析與顯示。

本實用新型提供的壓縮機葉尖間隙測量裝置，采集32個通道的信號，采樣頻率為1MHz，每個數(shù)據(jù)點使用16位FXP形式數(shù)據(jù)進行采集，每秒數(shù)據(jù)量＝32*1M*16b/8b＝64MBps，高速數(shù)據(jù)采集卡和NI cRIO-9036控制器間采用PCI 總線連接，帶寬大于100MB，采集卡與控制器間的數(shù)據(jù)傳輸能夠滿足。工控機與NI cRIO-9036間通過TCP/IP方式進行數(shù)據(jù)傳輸，NI cRIO-9036具有1.33GHz 雙核Intel Atom處理器，處理器性能滿足數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊蟆?/p>

本實用新型提供的壓縮機葉尖間隙測量裝置具有以下有益效果：

1.采用NI cRIO-9036控制器和NI 9223采集卡的組合，既滿足了信號高速采集的要求，又兼顧了現(xiàn)場環(huán)境惡劣的影響。

2.采用光纖交換機的方式進行數(shù)據(jù)傳輸，解決了通過以太網(wǎng)傳輸只能無衰減傳輸100米的問題，最多能夠傳輸500米，方便用戶在監(jiān)控室進行數(shù)據(jù)查看與采集控制。

3.對單個控制器來說，能夠處理64MBps的數(shù)據(jù)，即在采樣頻率為1MHz 時，能夠采集32個通道的數(shù)據(jù)，具有較高的可擴展性。