基于聲發(fā)射信號(hào)的汽輪機(jī)動(dòng)靜摩擦監(jiān)測(cè)

　　 可以得出固體彈性介質(zhì)中兩種不同類型波的波動(dòng)方程。首先，把方程式中第一式對(duì)X求微分，第二式對(duì)Y求微分，第三式對(duì)Z求微分，然后

三式相加，得到下式：
　　這里Δ是體積相對(duì)變形，即在固體彈性介質(zhì)中壓縮變形以波動(dòng)形式傳播，稱為彈性介質(zhì)中的壓縮波，其傳播速度為：

　　在實(shí)際構(gòu)件中，聲發(fā)射波的傳播要比理想介質(zhì)中的傳播復(fù)雜得多。汽輪機(jī)動(dòng)靜摩擦產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)經(jīng)葉片、葉輪、大軸傳播，所經(jīng)過(guò)的介質(zhì)是有限厚度的鋼板。聲發(fā)射波在厚鋼板中的傳播方式如圖3所示，波在傳播過(guò)程中在兩個(gè)界面上發(fā)生多次反射，每次反射都要發(fā)生模式變換，這樣傳播具有復(fù)雜的特性，因此，要處理像聲發(fā)射波這樣的過(guò)渡現(xiàn)象是十分因難的。粗略地講，循軌波的視在傳播速度大體上與橫波的傳播速度相差不多。

2.3聲發(fā)射信號(hào)的表征參數(shù)
　　對(duì)于聲發(fā)射信號(hào)的表征參數(shù)，一般工程中常用的是聲發(fā)射率。圖3示出一個(gè)聲發(fā)射信號(hào)的振鈴波形。設(shè)置某一閾值電壓，振鈴波形超過(guò)這個(gè)閾值電壓的部分形成矩形脈沖，計(jì)數(shù)這些振鈴脈沖數(shù)，單位時(shí)間的振鈴計(jì)數(shù)稱為聲發(fā)射振鈴計(jì)數(shù)率，簡(jiǎn)稱聲發(fā)射率。
　　除此之外，還有幅度、幅度分布、有效值電壓、能量、能量分布等表征參數(shù)。
3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成
　　根據(jù)摩擦產(chǎn)生的聲發(fā)射信號(hào)的特點(diǎn)，汽輪機(jī)摩擦監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成原理圖見(jiàn)圖4。本系統(tǒng)是以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心設(shè)計(jì)的，采用的聲發(fā)射信號(hào)表征參數(shù)有聲發(fā)射率和能量。由傳感器接收到的摩擦信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大和濾波后，分成兩路：一路經(jīng)過(guò)整形后，整理成矩形脈沖信號(hào)，利用計(jì)數(shù)器得到聲發(fā)射率，送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行顯示、存儲(chǔ)和判斷；另一路經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后，將離散信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，進(jìn)行頻譜分析后，得到摩擦信號(hào)的頻譜，從中截取有效頻段，經(jīng)過(guò)一定的數(shù)學(xué)運(yùn)算，得到表征信號(hào)的能量，根據(jù)上述所得參數(shù)進(jìn)行摩擦程度的判斷。

4應(yīng)用實(shí)例
　　某電廠200?MW汽輪發(fā)電機(jī)組于1995年9月初并網(wǎng)后，汽輪機(jī)18級(jí)隔板(含靜葉)撓度增加，與葉輪發(fā)生摩擦，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的指示值持續(xù)增大，而振動(dòng)值變化不大。直到9月22日，18級(jí)動(dòng)葉因磨損嚴(yán)重而斷裂，致使機(jī)組轉(zhuǎn)子失穩(wěn)，振動(dòng)值才增大到60?μm。此時(shí)聲發(fā)射值已達(dá)到極限值。緊急停機(jī)后經(jīng)處理又重新起機(jī)，所有數(shù)值恢復(fù)正常。振動(dòng)與摩擦信號(hào)的變化如圖5和圖6所示。