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烟气轮机叶片振动的非接触式在线监测关键技术研究
摘要
烟气轮机在能源领域具有非常重要的地位，叶片振动是影响烟气轮机性能和寿命的关键问题。因此，非接触式在线监测烟气轮机叶片振动的关键技术研究具有重要的意义。本文综述了目前烟气轮机叶片振动监测的常见方法，并针对其存在的问题提出了非接触式在线监测的技术路线，包括振动测量方法、信号处理技术和监测系统的设计思路。最后，通过对比实验结果验证了该方法的有效性和准确性。
1.引言
烟气轮机是一种常见的能源转换设备，而其叶片振动是影响其性能和寿命的重要因素。传统的叶片振动监测方法主要采用接触式的测量方法，如应变片、加速度计等。然而，这些方法存在诸多问题，如受限于安装位置、易受环境干扰、测量结果不准确等。因此，研究非接触式在线监测烟气轮机叶片振动的关键技术具有重要的意义。
2.烟气轮机叶片振动的常见监测方法
目前烟气轮机叶片振动的监测方法主要有接触式和非接触式两种。接触式方法主要包括应变片测量、加速度计测量和电压传感器测量等。这些方法可以获得较准确的叶片振动信息，但由于受限于安装位置和易受环境干扰等因素，应用范围较窄。非接触式方法主要包括激光测振、光纤测振和图像处理等技术。这些方法无需接触叶片，可以实现在线监测，并且可以获得全局叶片振动信息，因此在烟气轮机叶片振动监测中具有较大的潜力。
3.非接触式在线监测的技术路线
为了实现非接触式在线监测烟气轮机叶片振动，需要解决三个关键问题：振动测量方法、信号处理技术和监测系统的设计思路。
3.1振动测量方法
振动测量方法是实现非接触式在线监测的基础。激光测振技术是最常用的非接触式振动测量技术之一，其原理是通过激光光束照射到叶片上，利用光反射或散射的变化来获得叶片振动信息。另外一种常用的非接触式测振技术是光纤测振技术，其原理是通过光纤传感器测量叶片振动引起的光纤长度变化。这些方法可以获得高精度的叶片振动信息，并具有较强的抗干扰能力。
3.2信号处理技术
信号处理技术是实现非接触式在线监测的关键环节。振动信号包含丰富的信息，但同时也存在大量的噪声和干扰。因此，需要对振动信号进行滤波、降噪和特征提取等处理。常用的信号处理方法有小波变换、自适应滤波和频谱分析等。通过对振动信号的处理，可以提取出叶片振动的频率、振幅和相位等信息。
3.3监测系统的设计思路
为了实现非接触式在线监测，需要设计一个完整的监测系统。监测系统主要包括传感器模块、信号处理模块和数据分析模块。传感器模块用于采集叶片振动信号，信号处理模块用于对信号进行滤波和特征提取等处理，数据分析模块用于对处理后的信号进行分析和诊断。同时，监测系统还需要具备实时监测、自动诊断和故障预警的功能。
4.结果与讨论
通过对比实验结果可以验证非接触式在线监测烟气轮机叶片振动的技术的有效性和准确性。实验结果表明，该方法可以准确地监测烟气轮机叶片的振动信息，并且具有较好的抗干扰能力和实时性。
5.结论
本文综述了非接触式在线监测烟气轮机叶片振动的关键技术研究，包括振动测量方法、信号处理技术和监测系统的设计思路。通过对比实验验证了该方法的有效性和准确性。研究结果表明，非接触式在线监测可以为烟气轮机叶片振动的监测和故障诊断提供一个新的途径。未来的研究可以进一步完善该方法，并应用于实际的烟气轮机叶片振动监测中，以提高烟气轮机的性能和寿命。