非接触叶片振动信号检测与分析软件(NBVMA)

  NBVMA软件提供全功能、自主核心算法实现非接触多级旋转叶片振动信号检测和分析,最高可支持30通道信号采集分析,可定制UDP自动输出叶尖振幅监测结果。主要功能包括:

A 实时采集:

►实时转速处理和显示——包括高低压转速输入、高低压转子同时测量、无转速键相分频处理;

►实时叶片振动分析——各个叶片的振动位移,包括峰峰值、峰值、平均值的柱状图或曲线图(VS时间、转速);

►半幅值分析显示——显示时间区间内的叶片振动半幅值,包括分时段保持的历史最大半幅值;

►实时频谱分析——异步振动分析,单叶片和全叶片频谱、瀑布图等;

►实时动频跟踪——同步振动分析,坎贝尔图、幅值跟转图等;

►实时角度分析——叶片扭角监测、叶片夹角变化等;

►传感器状态监测——原始波形监测、判断传感器信号质量、叶片数等;

►数据存储和回放——可设定转速触发自动采集和存储,再次模拟试验过程进行回放和显示;

►实时超限报警和记录——自动预警和记录显示;

与其他系统通讯——实时发送监测振幅数据(IO输出或通讯协议,如UDP网口自动发送)。

B 离线分析:

►叶片同步振动分析——时域统计分析振动位移/幅值(VS时间、转速),单自由度法,最小二乘法(圆周傅立叶拟合),差分扫频法,阶次分析,坎贝尔图;

►叶片异步振动分析——单叶片频谱分析,全叶片频谱分析,节径识别,瀑布图;

►数据预处理方法——基准处理,归零算法,SG平滑,IIR滤波;

►数据导出——允许用户进行原始数据的导出,格式对用户开放,如TXT等。可显示和输出选定数据区间内的各叶片振动半幅值、振动位移等VS 时间或转速曲线;

►快速输出——可定制快速分析功能和模版,快速输出测试报告。

 

详细功能还包括:

一、NBVMA软件实时采集处理功能:

1)实时在线、采集、分析叶尖振幅信息

2)软件可支持多转子同时测试(高低压转子同时测试显示)

3)软件能够实现压气机和涡轮等不同类型叶片叶尖振幅测量

4)能够实时检测转速信号,各个通道的叶尖振动位移幅值信号

5)数据采集处理和显示共振转速,并计算叶片振动频率

6)实时功能还包括:

  1. 数据采集设置,包括定时频率、叶片数、直径等
  2. 通道配置:测点、安装角度等
  3. 传感器状态监测:叶片数,传感器信号质量
  4. 可实时计算和显示转速变化
  5. 实时显示所有通道的信号,如原始波形、触发脉冲、测量结果等
  6. 可通过匹配计算传感器安装的位置角度
  7. 可分析叶片的同步和非同步振动,振幅历史曲线图
  8. 根据设定的阶次进行周向傅立叶拟合计算同步振动(共振转速振动频率振幅等)
  9. 多个传感器周向拟合,实现阶次跟踪
  10. 可在坎贝尔图显示检测结果
  11. 可进行叶片扭转监测(叶片弦长方向有多个传感器)
  12. 可进行所有叶片频谱分析(非谐振分析),作用是分析异步振动、颤振、喘振等
  13. 可进行单叶片振动频谱分析

7)安全监视和数据管理功能:

  1. 可选择手动数据采集或根据转速来自动触发
  2. 软件和采集卡循环缓冲并存储所有数据,不丢失任一叶片数据
  3. 自动创建文件夹,用于长期测量
  4. 超限报警:对超限的同步或非同步振动等进行报警

8)根据有限元模态反演和显示动应力分布(选配)

二、NBVMA软 件离线处理功能:

1)通过匹配计算确定传感器的实际安装位置

2)支持多级转子测量(高低压转子)

3)可浏览整个试验过程转速图

4)总体振动分析快速浏览同步/非同步振动

5)同步振动分析可算法自动确定振动阶次EO值

6)同步振动分析功能:

  1. 周向傅立叶变换(LS拟合分析)
  2. 每个叶片的单自由度拟合(变速扫频分析)
  3. 每个叶片/多个叶片查看
  4. 叶片振动幅值图(可显示所有叶片振动幅值)
  5. 坎贝尔图绘制(可绘制坎贝尔图)
  6. 结果可导出标准txt等格式

7)异步振动分析:

  1. 瀑布图(单叶片和所有叶片频谱分析,瀑布图显示)
  2. 叶片振动幅值图(频谱分析)
  3. 叶片振动阶次分析(ND)
  4. 节径和非谐振的真实频率(计算节径值还原真实频率)
  5. 非整阶周向拟合,用于单个叶片幅值,通过单叶片频谱分析并通过多传感器拟合辨识真实频率
  6. 结果可导出标准格式,如txt

8)通过在叶片弦长方向布置两个传感器实现叶片扭转角分析

9)快速分析并输出测试结果数据

10)可结合有限元分析对振型(模态)和动应力分布进行分析(选配有限元融合模块)

 

可升级选配功能模块:

(1)有限元融合分析模块-非接触叶片动应力分析

►可显示各模态下应变和位移云图;

►可选取叶尖振幅测点和应变监测点,获得对应转换关系;

►根据转换关系,可将叶尖振幅值转成应变显示;

►根据分析获得频率,获取对应的振动模态。

(2)转子状态多源数据融合分析模块-定制

实现多类型传感器数据的联合分析,包括脉动、间隙、应变、机匣振动等数据。功能包括:

►导入其他系统数据,可定制文件转换模块;

►多源数据根据绝对时间进行同步和显示;

►数据可视化;

►数据预处理:平滑,滤波,隔直,归一化;

►数据分析:相关分析,频域分析(频谱/功率谱/能量),时域数据分析(包络图、峰峰值、幅值),坎贝尔图,瀑布图,极坐标图等。

(3)瞬态波形全采集存储系统-定制

为保证所有通道原始波形信号在某些重要瞬态过程能够恢复和离线分析,可选配瞬态波形全采集存储系统(硬件),该系统通过高速采集卡实现不少于32通道的波形大容量缓存和分布式存储,保证在瞬态过程前后5秒不少于5GB数据的存储。

图(a) NBVMA 软件主界面

图(b) 实时动频跟踪图

图(c) 实时频谱分析界面

图(d) 离线分析 异步振动分析主界面

图(e) 离线分析 变速扫频同步振动分析界面

图(e) 离线分析 拟合同步振动分析界面

图(f) 时域统计半幅值分析——显示时间区间内叶片的单幅值(半幅值)

图 (g) 实时采集 振动位移随时间或转速变化曲线

图 (h) 离线分析 振动位移随时间或转速变化曲线

图 (i) 离线分析 振动位移随时间或转速变化曲线

图 (j) 时域统计半幅值分析—输出显示时间区间内叶片的单幅值(半幅值)

非接触叶片振动信号检测与分析软件(NBVMA)

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