基于聲發(fā)射信號的汽輪機動靜摩擦監(jiān)測

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

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

　　在實際構件中，聲發(fā)射波的傳播要比理想介質中的傳播復雜得多。汽輪機動靜摩擦產生的聲發(fā)射信號經葉片、葉輪、大軸傳播，所經過的介質是有限厚度的鋼板。聲發(fā)射波在厚鋼板中的傳播方式如圖3所示，波在傳播過程中在兩個界面上發(fā)生多次反射，每次反射都要發(fā)生模式變換，這樣傳播具有復雜的特性，因此，要處理像聲發(fā)射波這樣的過渡現象是十分因難的。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)射信號的表征參數
　　對于聲發(fā)射信號的表征參數，一般工程中常用的是聲發(fā)射率。圖3示出一個聲發(fā)射信號的振鈴波形。設置某一閾值電壓，振鈴波形超過這個閾值電壓的部分形成矩形脈沖，計數這些振鈴脈沖數，單位時間的振鈴計數稱為聲發(fā)射振鈴計數率，簡稱聲發(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。
3監(jiān)測系統(tǒng)的構成
　　根據摩擦產生的聲發(fā)射信號的特點，汽輪機摩擦監(jiān)測系統(tǒng)的構成原理圖見圖4。本系統(tǒng)是以工業(yè)控制計算機為核心設計的，采用的聲發(fā)射信號表征參數有聲發(fā)射率和能量。由傳感器接收到的摩擦信號，經過放大和濾波后，分成兩路：一路經過整形后，整理成矩形脈沖信號，利用計數器得到聲發(fā)射率，送入計算機進行顯示、存儲和判斷；另一路經過A/D轉換后，將離散信號送入計算機，進行頻譜分析后，得到摩擦信號的頻譜，從中截取有效頻段，經過一定的數學運算，得到表征信號的能量，根據上述所得參數進行摩擦程度的判斷。

4應用實例
　　某電廠200?MW汽輪發(fā)電機組于1995年9月初并網后，汽輪機18級隔板(含靜葉)撓度增加，與葉輪發(fā)生摩擦，監(jiān)測系統(tǒng)的指示值持續(xù)增大，而振動值變化不大。直到9月22日，18級動葉因磨損嚴重而斷裂，致使機組轉子失穩(wěn)，振動值才增大到60?μm。此時聲發(fā)射值已達到極限值。緊急停機后經處理又重新起機，所有數值恢復正常。振動與摩擦信號的變化如圖5和圖6所示。