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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙在線測(cè)量系統(tǒng)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 葉尖間隙參數(shù)與發(fā)動(dòng)機(jī)效率、推力、使用壽命、油耗等密切相關(guān)。本作品瞄準(zhǔn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)等大型機(jī)械的技術(shù)需求，開(kāi)發(fā)了一種高頻電容調(diào)幅式葉間隙在線測(cè)量系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙的高精度、寬頻帶（200kHz）在線測(cè)量，該項(xiàng)技術(shù)填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白，并成功用于壓氣機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)，結(jié)果表明達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平。本系統(tǒng)可廣泛用于航空、能源、艦船中的重大裝備研發(fā)和運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)環(huán)節(jié)，具有廣闊的應(yīng)用前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙在線測(cè)量系統(tǒng) 一、作品研究對(duì)象及背景分析： 本作品研究對(duì)象為大型旋轉(zhuǎn)設(shè)備如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽輪機(jī)和煙氣輪機(jī)的高速旋轉(zhuǎn)葉片與靜止機(jī)匣的微小間距，稱(chēng)為葉尖間隙。研究表明：因?yàn)殚g隙的存在是空氣動(dòng)力泄露的源頭，葉尖間隙需維持在一個(gè)較小的最佳狀態(tài)。若葉尖間隙值增大1%，發(fā)動(dòng)機(jī)效率降低3%，燃油消耗增大10%。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)把高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及主動(dòng)間隙控制技術(shù)作為下一代發(fā)動(dòng)機(jī)智能健康管理的關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)該技術(shù)來(lái)提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和推力、降低燃油消耗、提高使用壽命。因此高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙參數(shù)的在線檢測(cè)是保障和提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)等重大裝備質(zhì)量及運(yùn)行安全的關(guān)鍵技術(shù)，也是制約我國(guó)相關(guān)裝備發(fā)展的技術(shù)瓶頸之一。 此類(lèi)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的工作環(huán)境極其苛刻： 1、轉(zhuǎn)速達(dá)到 18000轉(zhuǎn)/分鐘以上、有的每級(jí)高達(dá)100片葉片，因此有用信號(hào)的典型維持時(shí)間最小只有6us。 2、環(huán)境溫度高。煙氣輪機(jī)等工作溫度可達(dá)500-700℃，航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上渦輪高溫部分甚至高達(dá)1200℃。 3、須進(jìn)行遠(yuǎn)程測(cè)量，對(duì)被測(cè)系統(tǒng)干擾小。這要求傳感器測(cè)頭體積小，連接電纜可長(zhǎng)至10米以上。 4、由于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，動(dòng)態(tài)標(biāo)定很難進(jìn)行，至今尚未有公認(rèn)的動(dòng)態(tài)標(biāo)定方法，需實(shí)現(xiàn)從原理上可以進(jìn)行靜態(tài)標(biāo)定，并將標(biāo)定結(jié)果用于動(dòng)態(tài)測(cè)量。 因此發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)一直是研究熱點(diǎn)和亟待解決的難點(diǎn)。本作品瞄準(zhǔn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的技術(shù)需求，從實(shí)際葉尖間隙檢測(cè)要求出發(fā)，研究基于高頻載波電容調(diào)幅原理的發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙在線測(cè)量系統(tǒng) 二．作品系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案 基于高頻載波電容調(diào)幅原理的發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙在線測(cè)量系統(tǒng)示意圖如圖2所示。系統(tǒng)主要包括：傳感器、前置電路處理模塊、采集卡及上位機(jī)應(yīng)用軟件模塊。本作品解決的技術(shù)難點(diǎn)主要有： 耐高溫三同軸和偽三同軸傳感器的制作工藝：在高溫下保持芯層和屏蔽層的絕緣性能，并克服不同材料膨脹系數(shù)變化的影響。 長(zhǎng)電纜驅(qū)動(dòng)屏蔽技術(shù)：包括芯層高頻載波（正弦頻率1MHz,12米長(zhǎng)）的驅(qū)動(dòng)，內(nèi)屏頻層有源驅(qū)動(dòng)，提高屏蔽效果，抑制高溫環(huán)境下寄生電容對(duì)測(cè)量精度的影響。 微小電容高精度放大處理技術(shù)：由于被測(cè)量為高溫環(huán)境下的動(dòng)態(tài)微小電容量，電容容量很?。?lt;1pf），而采用的長(zhǎng)電纜電容傳感器本身電容高達(dá)5000pf以上，加上外界溫度變化、摩擦、電磁干擾，特別是傳感頭部分的高溫環(huán)境等因素所引起的電容變化遠(yuǎn)大于被測(cè)電容，微弱電容信號(hào)寬頻測(cè)量對(duì)信號(hào)處理電路設(shè)計(jì)提出了苛刻的要求。 下面詳細(xì)介紹各個(gè)模塊的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法： 1、耐高溫傳感器研制 根據(jù)遠(yuǎn)程測(cè)量要求，高溫電容傳感器才用級(jí)聯(lián)結(jié)構(gòu)。高溫電容傳感器主要由三部分構(gòu)成：高溫探頭、高溫電纜和低溫軟電纜。測(cè)量時(shí)探頭前端需靠近旋轉(zhuǎn)葉片端部，間距約1~2mm。因此探頭工作環(huán)境與葉片所處環(huán)境基本一致。若旋轉(zhuǎn)機(jī)械殼體內(nèi)是高溫、多雜質(zhì)的惡劣環(huán)境，探頭也必需具有耐高溫、耐腐蝕等性能。 圓柱三同軸或偽三同軸高溫探頭內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括芯極、內(nèi)屏蔽（偽三同軸無(wú)內(nèi)屏蔽層）、外屏蔽和絕緣層四個(gè)部分。其中，芯極、內(nèi)屏蔽和外屏蔽三層可采用耐高溫合金材料。絕緣層不僅要求耐高溫，而且要求高溫環(huán)境下絕緣性能良好，并與其它三層有較高的粘合強(qiáng)度。絕緣層采用陶瓷管，通過(guò)金屬化與各金屬層牢固連接，或者采用特殊的陶瓷燒結(jié)方法將金屬層與陶瓷燒結(jié)成一體。 2、前置模擬信號(hào)處理模塊研制 前置模擬信號(hào)處理部分主要要實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)三同軸電纜的芯層驅(qū)動(dòng)和內(nèi)屏蔽層有源驅(qū)動(dòng)以及微小電容信號(hào)的寬頻放大處理。模擬信號(hào)處理示意圖如圖6所示，采用1MHz的正弦載波驅(qū)動(dòng)芯層，為了減小因?yàn)檩d波信號(hào)失真所帶來(lái)的影響，設(shè)計(jì)了信噪比高達(dá)60dB的高精度正弦穩(wěn)幅電路。使用變壓器將內(nèi)屏蔽層進(jìn)行有源驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)與芯層頻率相同，并可以進(jìn)行相位控制，增大芯層與內(nèi)屏蔽層之間屏蔽效果，抑制長(zhǎng)電路分布電容對(duì)測(cè)量精度的影響。 葉片掃過(guò)傳感器的典型電容變化信號(hào)只有1pF不到，如此小的電容信號(hào)高頻率高精度解調(diào)需要能夠分離出寄生電容等，并進(jìn)行反饋補(bǔ)償，以消除測(cè)量誤差。本作品采用正交解調(diào)方法，經(jīng)激勵(lì)信號(hào)源移相獲得的兩路1MHz信號(hào)進(jìn)行檢波處理，分離出動(dòng)態(tài)漏阻信號(hào)及漏電容信號(hào)并用數(shù)字pid方式進(jìn)行反饋補(bǔ)償。最后上位機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行采集和實(shí)時(shí)顯示。 3、葉尖間隙數(shù)據(jù)采集技術(shù)及實(shí)現(xiàn) 高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙數(shù)據(jù)信號(hào)帶寬可大200kHz,若要實(shí)現(xiàn)多路同時(shí)模擬信號(hào)全波形采集，則對(duì)測(cè)量系統(tǒng)提出了巨大的難度，成本增大。本作品提出了巧妙的葉尖間隙數(shù)據(jù)峰值保持采集技術(shù)，可極大的減少數(shù)據(jù)量，降低對(duì)后續(xù)傳輸性能的要求。由于葉尖間隙感興趣的是最靠近機(jī)匣的時(shí)刻即信號(hào)輸出最大值，通過(guò)對(duì)信號(hào)峰值進(jìn)行保持，并在采集觸發(fā)同步信號(hào)的上升沿進(jìn)行采集，可完整取得葉尖間隙信號(hào)。如果在下一次峰值來(lái)臨前將信號(hào)復(fù)位，可保證對(duì)所有峰值信號(hào)的采集。通過(guò)這一方法可將原來(lái)需要10MHz的采集速率將低到200kHz，可獲得較大的優(yōu)勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)多路信號(hào)同時(shí)采集處理。 三、試驗(yàn)及標(biāo)定 1、樣機(jī)設(shè)計(jì) 為了方便電路的維護(hù)使用及減小環(huán)境對(duì)電路的影響，樣機(jī)外殼定制成國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)3U機(jī)型，同時(shí)將各通道電路模塊化，可以很方便地插在機(jī)箱上面。 2、實(shí)驗(yàn)室聯(lián)調(diào)試驗(yàn) 主要完成實(shí)驗(yàn)室條件下的葉片間隙檢測(cè)。并獲取實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)包括樣機(jī)的標(biāo)定，頻率響應(yīng)，溫漂影響，抗干擾等實(shí)驗(yàn)。最終整體評(píng)價(jià)樣機(jī)性能。 實(shí)驗(yàn)表明樣機(jī)具有低噪聲、頻率響應(yīng)范圍寬、抗干擾能力強(qiáng)及傳輸距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。從數(shù)據(jù)可以看出誤差≤3%，很好地滿足了系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。 3、精度標(biāo)定實(shí)驗(yàn) 為有效驗(yàn)證系統(tǒng)測(cè)量精度，制定了靜態(tài)標(biāo)定方法，并進(jìn)行標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。基于電容傳感器的葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)，電容量與傳感器和目標(biāo)板間的距離有關(guān)。模塊通過(guò)接頭連接高溫電容傳感器。系統(tǒng)的輸出電壓與被測(cè)電容成比例，即與傳感器和目標(biāo)板組成電容的有效值成比例，但該關(guān)系并不是一個(gè)線性的關(guān)系。通過(guò)靜態(tài)標(biāo)定可以將標(biāo)定曲線進(jìn)行非線性擬合，在實(shí)際測(cè)量時(shí)，將測(cè)得的電容信號(hào)電壓值代入標(biāo)定公式中即可計(jì)算出葉尖間隙值。 使用一個(gè)手動(dòng)或機(jī)動(dòng)位移平臺(tái)控制葉片的移動(dòng)并讀出位移值，同時(shí)使用電壓表記錄每次移動(dòng)后模塊輸出的電壓值。對(duì)其進(jìn)行曲線擬合。 4、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn) 上述標(biāo)定實(shí)驗(yàn)采用的葉片為某壓氣機(jī)的實(shí)際葉片，然后根據(jù)該標(biāo)定曲線，將測(cè)量系統(tǒng)安裝到試驗(yàn)臺(tái)架上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量實(shí)驗(yàn)，由于涉及核心技術(shù)，測(cè)量數(shù)據(jù)不能予以圖示。但數(shù)據(jù)分析表明，該系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)達(dá)到了國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的性能，某些指標(biāo)優(yōu)于國(guó)外產(chǎn)品，可以說(shuō)本作品在葉尖間隙測(cè)量方面填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本作品瞄準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙參數(shù)檢測(cè)技術(shù)需求，開(kāi)發(fā)出一套基于高頻載波電容調(diào)幅原理的葉尖間隙在線測(cè)量系統(tǒng)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。本系統(tǒng)經(jīng)某大型航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)壓氣級(jí)的現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，以及某煙氣輪機(jī)的在線檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)性能達(dá)到了國(guó)內(nèi)外先進(jìn)水平。 本方案的基本原理是將電容傳感器安裝在機(jī)匣上，葉片掃過(guò)傳感器時(shí)電容值發(fā)生變化并通過(guò)長(zhǎng)電纜傳輸至信號(hào)處理系統(tǒng)，最后解調(diào)出葉尖間隙值。作品主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是： 1、設(shè)計(jì)了一種載波頻率達(dá)1MHz的電容調(diào)幅式葉尖間隙測(cè)量方案，可實(shí)現(xiàn)12米長(zhǎng)三同軸電纜驅(qū)動(dòng)，微小電容信號(hào)（約為10-4pF至0.2pF）寬頻（200kHz）放大及高精度測(cè)量； 2、建立了耐高溫的三同軸和偽三同軸電容傳感器結(jié)構(gòu)模型,傳感器具備耐700℃（三同軸）和耐1200℃（偽三同軸）高溫工作能力。 3、基于高頻載波的電容調(diào)幅式葉尖間隙測(cè)量系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)靜態(tài)標(biāo)定，解決實(shí)際發(fā)動(dòng)機(jī)葉片高速旋轉(zhuǎn)無(wú)法動(dòng)態(tài)標(biāo)定的問(wèn)題 4、提出葉尖間隙數(shù)據(jù)峰值采集方法，有效降低數(shù)據(jù)量，從而實(shí)現(xiàn)多通道高速葉尖間隙采集。 本作品在研究中解決的關(guān)鍵技術(shù)有： 1、耐700℃高溫三同軸和偽三同軸傳感器的制作工藝 2、長(zhǎng)電纜（12米）高頻載波（1MHz）驅(qū)動(dòng)屏蔽技術(shù) 3、 微小電容(fF量級(jí))高精度寬頻（200KHz）放大處理技術(shù) 主要技術(shù)指標(biāo)：1、測(cè)量精度：優(yōu)于2%；2、測(cè)量范圍：0.5-3mm；3、動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能：200kHz；4、傳感器耐高溫能力：前期-22℃-700℃（三同軸傳感器）
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 作品瞄準(zhǔn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)等大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的技術(shù)需求，研究基于高頻載波電容調(diào)幅原理的發(fā)動(dòng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片葉尖間隙在線測(cè)量系統(tǒng)，系統(tǒng)突破了高達(dá)1MHz的高頻載波調(diào)幅信號(hào)處理難點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)微小電容信號(hào)的寬頻高精度檢測(cè)，將信號(hào)帶寬提高到200kHz；獨(dú)創(chuàng)的設(shè)計(jì)了長(zhǎng)三同軸電纜高頻驅(qū)動(dòng)技術(shù)，增強(qiáng)屏蔽效果，有效克服高溫環(huán)境下寄生電容的影響，提高測(cè)量精度；設(shè)計(jì)的高溫電容傳感器具備耐700℃以上高溫工作能力，適合航空和能源等苛刻工業(yè)環(huán)境的現(xiàn)場(chǎng)要求。 電容調(diào)幅式葉尖間隙技術(shù)與國(guó)外現(xiàn)有主流技術(shù)相比：（1）克服光纖法和光學(xué)三角法中光纖不能耐高溫、光強(qiáng)容易受油污等影響問(wèn)題；（2）傳統(tǒng)的電容調(diào)頻法、直流法等比較，調(diào)頻法帶寬不夠（50kHz）、無(wú)法靜態(tài)標(biāo)定、電纜不能過(guò)長(zhǎng)（5米），直流法抗噪能力弱；（3）多普勒法主要基于多普勒測(cè)速原理，因其采用光學(xué)元件組裝，體積大，可靠性不足。本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)不斷艱苦攻關(guān)，解決了存在的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，并經(jīng)某壓氣機(jī)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，達(dá)到了國(guó)外先進(jìn)技術(shù)水平，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)空白。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)階段，已進(jìn)行產(chǎn)品化、工程化設(shè)計(jì)
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)協(xié)商、合作
作品可展示的形式
- 實(shí)物樣機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本系統(tǒng)將耐高溫電容傳感器安裝于旋轉(zhuǎn)機(jī)械的靜止機(jī)匣上，傳感器通過(guò)12米長(zhǎng)三同軸連接電纜，將信號(hào)傳送至遠(yuǎn)處的葉尖間隙測(cè)量機(jī)箱（標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)3U機(jī)箱、模塊插拔、多通道、易攜帶）進(jìn)行信號(hào)處理解調(diào)，從而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程葉尖間隙測(cè)量。 本作品可用于航空、能源、工業(yè)等領(lǐng)域中的核心設(shè)備如航空發(fā)動(dòng)機(jī)、蒸汽輪機(jī)、煙氣輪機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)的安全監(jiān)測(cè)和健康管理，適用范圍廣，市場(chǎng)需求大： 一、國(guó)防航空領(lǐng)域：可靠的葉尖間隙測(cè)量技術(shù)及儀器已被認(rèn)為是下一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要技術(shù)標(biāo)志，國(guó)內(nèi)外各個(gè)研究機(jī)構(gòu)均投入巨大資源進(jìn)行研究。當(dāng)前我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展對(duì)該技術(shù)和產(chǎn)品具有迫切的需求。 二、民用領(lǐng)域：如石油化工行業(yè)中大型煙氣輪機(jī)、能源行業(yè)的蒸汽輪機(jī)等旋轉(zhuǎn)設(shè)備的安全監(jiān)測(cè)都要求葉尖間隙參數(shù)測(cè)量。由于這些設(shè)備的重要性，每臺(tái)設(shè)備價(jià)值高達(dá)百萬(wàn)元以上，一旦發(fā)生事故，造成的損失巨大。實(shí)時(shí)葉尖間隙參數(shù)監(jiān)測(cè)，使設(shè)備高可靠性、高效率運(yùn)行將創(chuàng)造更高的企業(yè)效益和社會(huì)效益。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 目前主要的葉尖間隙測(cè)量方法有：放電探針測(cè)量法、光學(xué)探針測(cè)量法、光纖測(cè)量法、電渦流測(cè)量法、電容測(cè)量法、微波測(cè)量法、多普勒頻移法等。 放電探針?lè)▽儆诨谌~尖放電的接觸式測(cè)量方法，不需校準(zhǔn)，能夠在高溫高壓環(huán)境下測(cè)量，測(cè)量精度為50 。但由于只能測(cè)量最小葉尖間隙、執(zhí)行機(jī)構(gòu)復(fù)雜等原因逐步被其他技術(shù)手段取代。電渦流法依據(jù)葉片掃過(guò)渦流線圈引起的渦流損耗的變化進(jìn)行測(cè)量，其最大的優(yōu)勢(shì)在于不用在發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)匣開(kāi)測(cè)量孔，但因耐熱性能差、不適于高溫測(cè)量的缺陷限制了應(yīng)用范圍。電容傳感器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、動(dòng)態(tài)響應(yīng)好等優(yōu)點(diǎn)一直是研究熱點(diǎn)。J.P.Barranger和J.Chivers等人分別在1987年和1989年最早提出了基于電容調(diào)頻式的測(cè)量方案，并在試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)；電容調(diào)幅法常用于間隙連續(xù)變化的情況，并在電容層析成像技術(shù)(ECT)中得到廣泛的應(yīng)用,近年來(lái)調(diào)幅法在葉尖間隙測(cè)量領(lǐng)域中也有了新的發(fā)展。另外，G.R.Sarma和S.M.Huang等人還提出直流充放電式等處理方案。電容法適用工程上的廣泛應(yīng)用，但其測(cè)量精度也受多方面的影響，如測(cè)量時(shí)介質(zhì)的介電常數(shù)變化、環(huán)境干擾（磁場(chǎng)、電火花）、探頭及機(jī)匣受熱變形等，尤其是屏蔽電纜及電路的分布電容，往往比被測(cè)電容高好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，而且隨溫度及工作環(huán)境變化會(huì)發(fā)生很大的漂移，這些寄生電容的存在限制了測(cè)量精度的提高，且電路處理非常復(fù)雜。 光學(xué)法測(cè)量中，光學(xué)三角法在葉尖間隙測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用曾是一個(gè)研究熱點(diǎn)。該方法的特點(diǎn)是精度高、頻響快，適于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。但光學(xué)系統(tǒng)易受惡劣環(huán)境的影響，需要對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，防止污染和損壞儀器。光纖傳感器在葉尖間隙測(cè)量中也得到廣泛的應(yīng)用。M. Zielinski等人提出了基于反射式光強(qiáng)調(diào)制型的光纖傳感器測(cè)量方案，但由于采用的是光強(qiáng)調(diào)制，易受測(cè)量環(huán)境的油污、葉尖表面不平整等因素的影響。 由于高速旋轉(zhuǎn)葉片的工作環(huán)境惡劣（高速旋轉(zhuǎn)，渦輪機(jī)中的高溫、高壓等），上述各種方法都存在各自?xún)?yōu)缺點(diǎn)和設(shè)計(jì)難點(diǎn)。如光學(xué)法測(cè)量精度易受油污影響，多普勒法系統(tǒng)過(guò)于龐大，電容調(diào)頻法信號(hào)處理帶寬不足等問(wèn)題，這些都是尚未攻克的問(wèn)題，致使至今沒(méi)有成熟可靠的系統(tǒng)能夠用于實(shí)際當(dāng)中。
