Радиочастотные и оптические методы и устройства измерения вибраций турбинных лопаток
Диссертация
Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих международных конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций». Самара. 2004; 14-я Международная Крымская конференция «СВЧтехника и телекоммуникационные технологии Севастополь, Крым, Украина. 13−17 сентября 2004 г.- Международная научно-техническая… Читать ещё >
Содержание
- Перечень сокращений и условных обозначений
- 1. ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ
- 1. 1. Электрические и магнитные датчики положения вращающихся объектов
- 1. 1. 1. Индукционные датчики
- 1. 1. 2. Датчик Холла
- 1. 1. 3. Пьезоэлектрические датчики
- 1. 2. Радиоволновые датчики характеристик движения объектов
- 1. 2. 1. Измерение линейной скорости
- 1. 2. 2. Измерение частоты вращения
- 1. 2. 3. Измерение вибраций
- 1. 3. Проблемы точности измерения параметров движения не механическими способами
- 1. 3. 1. Источники и виды погрешностей
- 1. 3. 2. Погрешности нелинейностей характеристик
- 1. 3. 3. Погрешность, вызванная влиянием температуры
- 1. 4. Оптоэлектронные системы для измерения радиочастотных характеристик и их использование в измерительных системах для уменьшения влияния электрических и магнитных наводок
- 1. 1. Электрические и магнитные датчики положения вращающихся объектов
- Выводы по главе
- 2. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ СВЧ АНТЕНН, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ КОЛЕСА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ. РАЗРАБОТКА РАДИОВОЛНОВЫХ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИЙ И БИЕНИЙ
- 2. 1. Моделирование и анализ работы широкополосной СВЧ антенны, расположенной вблизи колеса паровой турбины
- 2. 2. Моделирование и анализ характеристик резонансной СВЧ антенны, расположенной вблизи рабочего колеса турбины
- 2. 2. 1. Основные результаты моделирования антенны при перемещении лопатки паровой турбины вдоль оси X {имитация осевых биений)
- 2. 2. 2. Основные результаты моделирования антенны при перемещении лопатки паровой турбины вдоль оси Z (имитация радиальных биений)
- 2. 2. 3. Основные результаты моделирования антенны при перемещении лопатки паровой турбины вдоль оси Y (имитация вращения колеса перпендикулярно плоскости антенны)
- 2. 3. Моделирование и анализ характеристик нескольких резонансных СВЧ антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины
- 2. 3. 1. Основные результаты моделирования работы двух резонансных антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины
- 2. 3. 2. Основные результаты моделирования работы пяти резонансных антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины
- 2. 4. Радиоволновые измерители вибраций лопаток и биений рабочих колес паровой турбины
- 2. 4. 1. Применение остронаправленного СВЧ излучения для динамического контроля положения лопаток турбины
- 2. 4. 2. Датчик контроля положения турбинных лопаток на основе СВЧ замедляющей системы
- 3. 1. Потенциальные частотные и энергетические характеристики модулирующих ячеек на основе полевых эффектов с согласующими цепями фильтрового типа
- 3. 2. Разработка оптоэлектронных измерителей параметров отражений от входов антенн в системах измерения биений лопаток рабочих колес турбины
- 3. 2. 1. Устройство для измерения сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны для радиоинтерференционных измерителей вибраций
- 3. 2. 2. Измерители параметров сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны с несколькими оптическими каналами для систем измерения вибраций
- 3. 3. Лазерный прецизионный гетеродинный измеритель деформации лопаток мощных турбин
- 4. 1. Моделирование печатной антенны на основе кольцевого резонатора на частоту 2.6ГГц
- 4. 2. Экспериментальные исследования печатной антенны на основе кольцевого резонатора на частоту 2.6ГТц
Список литературы
- White, R.W. A sensor classification scheme. In: Microsensors. IEEE Press, New York, 1991, pp.3−5.
- Александр Зыбайло. Датчики положения // Электронные компоненты. 2003 No 2' 2003. С. 87.
- А.К. Хурцилава, Т. Д. Джапаридзе. Индуктивный датчик металлобнаружителя. Ж. Датчики и Системы. № 3.2005. С.49−53.
- Р.Тиль. Электрические измерения неэлектрические величин. М.:Энергоатомиздат, 1987. С.32-С.35.
- Шопен Л.В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики. М.: Энергоатомиздат, 1986. С. 111.
- Kronmuller Н., Barakat F. Prozessmesstechnik. Berlin: Springer Verlag, 1974.7. http://enc.auto.vl.ru/3286/
- А.П.Пятаков/Физический факультет МГУ. Спиновый эффект Холла: тридцать лет и три года. http://phys.web.rU/db/msg/l 189 479/ .
- Дж.Фрайден. Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера, 2005. С.106−110.
- Y.K. Kato, R.C. Myers, А.С. Gossard, D.D. Awschalom, Observation of the spin Hall effect in semiconductors, Science, v. 306, p. 1910 (2004).
- X. M. Биккин, А. В. Кузнецов. Квантовый эффект Холла в двумерных системах научно-популярная статья в электронном журнале МИФ, N2, (1998−1999).
- Датчики Холла, http://components.argussoft.ru/honey/hall4.htm. Copyright © 2002 — 2004 «АРГУССОФТ Компани.
- Наталья Игнатьева. Пьезоэлектрические датчики фирмы Murata // Электронные компоненты. 2003 No 2' 2003. С. 83.
- Meissner, A. Uber piezoelectrische Krystalle bei Hochfrequenz. Z. Tech. Phys. 8(74). 1927.
- Jaffe, В., Cook, W.R., and Jaffe, H. Piezoelectric Ceramics. Academic Press, London, 1971.
- Megaw, H.D. Ferroelectricity in Crystals. Methuen, London, 1957.
- Лункин Б.В. Основы теории чувствительных элементов слоистой структуры радиоволновых датчиков// Сб. трудов ИПУ, т. XVI. М., 2002 С.7−20.
- Бушель А.Р., Викторов В. А., Совлуков А. С. Радиоволновые измерения длины тонких металлических труб и стержней// Приборы. 2001. N 1. С.15−17.
- Викторов В. А, Лункин Б. В, Совлуков А. С. Радиоволновые измерение параметров технологических процессов. М.:Энергоатомиздат, 1989. С. 124.
- Викторов В. А, Лункин Б. В, Совлуков А. С. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. М.: Наука, 1978.
- Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). М: Советское радио, 1970.
- Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Наука, 1967.
- А.С. 1 045 128 СССР, МКИ4 G01P 3/48. Устройство для измерения скоростей вращения валов двигателей/ Т. И. Щеломенцев, В. А. Константинов, A.M. Боглов и др.// Открытия. Изобретения. 1983. № 36.
- А.С. 278 263 МКИ4 G01P 3/48. Радиолокационный способ измерения скорости вращения/ Б.М. Петров// Открытия. Изобретения. 1974 № 45.
- Обидовский В.Г., Савельев В. В., Петров Б. М. Радиолокационный измеритель частоты вращения// Рассеяние электромагнитных волн. Межвуз. тематич. сб. Таганрог, Таганрогский радиотехническ. ин-т им. В. Д. Калмыкова. 1978. Вып. 2. С.77−81.
- Электронная противоразгонная защита. http:// www.irsural.ru/index/ru/elec/energo/epz
- Пат. 3 593 136 США, НКИ: 324−175. Sensing rotational speed by amplitude modulating a continuous microwave signal/ F.W. Jamerson, N.L.Muench. 1971.
- Пат. 3 593 136 США, НКИ: 324−175. Sensing rotational speed by amplitude modulating a continuous microwave signal/ F.W. Jamerson, N.L.Muench. 1971.
- Розенберг В .Я. Радиотехнические методы измерения параметров процессов и систем. М.:Изд-во стандартов, 1970.
- Журавии Л.Г., Мариненко М.а., Семенов Е. И., Цветков Э. И. Методы электрических измерений. Ленинград Энергоатомиздат 1990.
- Чжань Л.Ч., Моффэт Д. Л., Питере М. Л. Определение чарактеристик подповерхностных радиолокационных объектов// ТИИЭР. 1979. Т.67,№ 7.
- Griffin D.W. MW interferometers for biological studies// Microwave Journal. 1978. Vol. 21, N.5. P.69−72.
- Константинов В. А, Трубникова С. Г. Измерение малых перемещений и вибраций радиотехническими методами// Метрология. 1972. № 5. С. 16−23.
- Кузнецов В.А., Долгов В. А., Коневских В. М., Лобатый С. Ф., Герасимов А. Г., Наумов В. Н., Рязанова Р. А., Дунюшин С. В., Кондюкова Е. И., Редькин Б. Е., Салюк В. П., Почепа А. Н., Элиан Л. Е. Измерения в Электронике: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1987. С. 12.
- Кузнецов В.А., Долгов В. А., Коневских В. М., Лобатый С. Ф., Герасимов А. Г., Наумов В. Н., Рязанова Р. А., Дунюшин С. В., Кондюкова Е. И., Редькин Б. Е., Салюк В. П., Почепа А. Н., Элиан Л. Е. Измерения в Электронике: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1987. С. 12.
- Новицкий П.В., Зограф И. А. Оценка погрешностей результатов измерений. -Л.: Энергоавтомиздат, 1985.
- Орнатский П.П. Автоматические измерительные приборы, изд-во «Техника», Киев, 1985.
- Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Киев: Вища школа, 1986
- Головков А.А. Теория, моделирование и основы проектирования радиотехнических устройств для управления параметрами лазерного излучения. Диссертация. Санкт-Петербург, 1992. С. 68.
- А.С. 1 285 399, СССР. Устройство для измерения фазовых характеристик. /Заявитель: ЛЭТИ, ГОИ, авт. Волконский В. Б., Головков А. А., Калиникос Д. А. и др. /Опубл. 1987, Б.И. № 3.
- Eiji Suzuki,. другие авторы. ЕО Probe for Simultaneous Electric and Magnetic Near-Field Measurement Using LiNb03 With Inverted Domain. IEE transactions on microwave theory and techniques. Vol.53.No.2.February 2005. С 696−701.
- M. Kanda. «Standard probes tor electromagnetic field measurements». IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 41. no. 10. pp. 1349−1364, Oct. 1993.
- S. Arakawa, E. Suzuki, H. Ota, К. I. Arai, and R. Sato. «Invasiveness of optical magnetic tiled probes with a loop antenna element.» in Proc. EMC'04. Sendai, Japan. 2004, pp. 149−152.
- H. Bassen and R. Peterson. «Complete measurement of electromagnetic fields with electro-optical crystals.» in USNC/URSI Annu. Biological Effects Electromagnetic Waves Meeting, vol. 77, 1975, pp. 310−323.
- J. Wyss and S. Sheeran. «A practical optical modulator and link for antennas.» J. Lightw. Techno!., vol. LT-3. no. 2. pp. 316−321. Apr. 1985.
- K. D. Masterson and L. D. Driver, «Broadband, isotropic, photonic electric-field meter for measurements from 10 kHz to above 1 GHz,» in Proc. SPIE High Bandwidth Analog Applications of Photonics II. vol. 987, 1988, pp. 107−118.
- K. D. Masterson. L. D. Driver, and M. Kanda. «Photonic probes for the measurement of electromagnetic fields over broad bandwidths,» in IEEE Nat. Electromagnetic Compatibility Symp., Denver, CO. 1989, pp. 1−6.
- N. Kuwabara, S. Kuramoto, M. Sata, and M. Tokuda. «A wide band antennausing electro-optical crystals.» IEICE. Tokyo, Japan. Tech. Rep. EMCJ 88−90. 1989.
- M. Kanda and K. D. Masterson. «Optically sensed EM-field probes for pulsed fields.» Proc. IEEE, vol. 80, no. l, pp. 209−215, Jan. 1992.
- R. Kobayashi, K. Tajima. N, Kuwabara. and M. Tokuda, «Theoretical analysis of the sensitivity on electric field sensor using LiNbO optical modulator.» in Trans. Inst. Electron. Inf. Comnutn. Eng. vol. J79-B-II, Nov. 1996, pp. 734 743.
- K. Nishikawa and S. Furuichi, «Optical electric field sensor for EMC.» in Sensor Symp. Tech. Dig., 1995, pp. 105−108.
- Y. Tokano, H. Kobayashi, T. Miyakawa and Y. Houjyo. «A gigahertz-range micro optical electric field sensor.» in Proc. Electromagnetic Compatibility, Zurich. Switzerland. 2001. pp. 127−130.
- K. Tajima, R. Kobayashi, N. Kuwabara and M. Tokuda. «Development of optical isotropic E-field sensor operating more than 10 GHz Mach-Zehnder interferometers.» IEICE Trans. Electron, vol. E85-C, no. 4. pp. 961−968. Apr. 2002.
- T. Miyakawa, K. Nishikawa, К. I. Arai. and R. Sato. «An optical waveguide sensor with a loop antenna element,» in EMC Eur. Int. Electromagnetic Compatibility Svmp., 2002, pp. 635−638.
- E. Suzuki, T. Miyakawa, H. Ota, К. I. Arai and R. Sato. «Characteristics of an optical magnetic probe consisting of a loop antenna element and a bulk electro-optic crystal.» in Proc. Electromagnetic Compatibility, Zurich, Switzerland, 2003. pp. 61−64.
- H. Whiteside and R. W. P. King, «The loop antenna as a probe,» IEEE Trans. Antennas Propag., vol. AP-12. no. 5. pp. 291−297. May 1964.
- J. Dyson. «Measurement of near fields of antennas and scatterers,» IEEE Trans. Antennas Propag., vol. AP-21. no. 4. pp. 446—459, Jul. 1973.
- M. Kanda, «An electromagnetic near-field sensor for simultaneouselectric- and magnetic-field measurements.» IEEE Trans. Electromagn. Compat. vol. EMC-26. no. 3. pp. 102−110, Aug. 1984.
- L. D. Driver and M. Kanda. «An optically linked electric and magnetic field sensor for Poynting vector measurements in the near fields of radiating sources.» IEEE Trans. Electromagn. Compat. vol. 30. no. 4, pp. 495−503, Nov. 1988.
- F. Gassmann and M. Mailand, «A 9 channel photonic isotropic electric and magnetic field sensor with subnanosecond rise time,» in Proc. Electromagnetic Compatibility. Zurich, Switzerland, 1997, pp. 217−221.
- E. Suzuki, T. Miyakawa, H. Ota, К. I. Arai, and R. Sato. «Optical magnetic field sensing with a loop antenna element doubly-loaded with electro-optic crystals.» in Proc. IEEE Electromagnetic Compatibility Symp. 2003. pp. 442 447.
- K. Nakamura, H. Ando, and H. Shimizu, «Ferroelectric domain inversion caused in LiNb03 plates by heat treatment.» Appl. Phys. Lett, vol. 50. no. 20. pp. 1413−1414. May 1987.
- M. Bass, Ed. Handbook of Optics. New York: McGraw-Hill, 1994, ch. 13.
- Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. — 616с.
- Мустелъ Е.Р., Парыгин В. Н. Методы модуляции и сканирования света. -М.: Наука, 1970. 295с.
- Унгер Х.Г. Оптическая связь. Пер. с нем./Под ред. Н. А. Семенова. -М.: Связь, 1976.-264с.
- Пространственные модуляторы света. А. А. Васильев, Д. Касасент, И. Н. Компанеец, А. В. Парфенов. М.: Радио и связь, 1987. — 320с.
- Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. — 616с.
- Магдич Л.Н., Молчанов В. Я. Акустооптические устройства и их применение. М.: Сов. Радио, 1978. — 112с.
- Бондаренко М.В., Конойко А. И. и др. Электрооптический модулятор для мощных высокочастотных лазеров импульсно-периодического и квази-непрерывного действия. //Приборы и техника эксперимента. 1991. N5, с. 162 164.
- Ананьев В.П. и др. Многопроходный электрооптический модулятор когерентного излучения. А. С. СССР N164 5930, МКИ G02P 1/03. Опубл. 03.04.91, бюл. N16.
- Rediker R.H. Analysis of integrated optics near 3db-co-upler and Mach-Zehnder interferometric modulator. IEEE Trans, on Microwave Theory and Techn., 1988, v. MTT-36, NIO, p. I80I-I804.
- High-speed quided-wave optical modulators./Sueta Т., etc. //Japan Annual Review in Electronics and Telecommunications, Optical Devices and Fibers, 1982, p. 140−150.
- Введение в интегральную оптику. /Под ред. М. Барносски: Пер. с англ. М.: Мир, 1977. — 367с.
- Wideband high power operation of an efficient electro-optic modulator ./Harris N.W., ets.// Leos 89. Laser and Electroop. Soc. Annual Meet.Conf.Proc.Orlando, Fla, oct. 17−20,1989. New-York 1989.-p.93−94.
- Буй Нгок Ми, Мамруков А. В. Моделирование изменения параметров СВЧ-аненн, расположенных вблизи колеса паровой турбины. Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2/2004. С. 53.
- Буй Нгок Ми, Головков А. А, Мамруков А. В. Измерение параметров вибраций лопаток паровой турбин СВЧ методом. 14-я Международная Крысмкая конференция «СВЧ техника и телекоммуникационные технологии». Севастополь, 2004. С. 703.
- Арш.Э. И. Автогенераторные методы и средства измерений. М. Машиностроение, 1979.
- Буй Нгок Ми, Головков А. А, Мамруков А. В. Исследование двух антенн для измерения биений лопаток паровой турбины. Международная научно техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. 2429 апреля 2005 г. Севастополь. С. 105.
- Трубилов М.А. и др. Паровые и газовые турбины. М., 1985.
- А.С. 575 602, СССР. Электрооптический СВЧ модулятор света/ Заявитель: ЛЭТИ, ГОИ, авт. Волконский В. Б., Головков А. А. и др./Опубл. 1997, Б.И. № 37.
- Гагиев Н.Г., Головков А. А., Пивоваров И. Ю. Широкополосный модулятор интенсивности светового излучения. Изв. ВУЗов Радиоэлектроника, 1980, т. ХХШ, № 2, С.99−101.
- Широкополосные электрооптические СВЧ модуляторы света./В.Б. Волконский, Н. Г. Гагиев, А. А. Головков, В. В. Яковлев // Изв. ВУЗов Радиоэлектроника, 1981, t. XXIV, № 9, С. 15−19.
- Головков А. А, Недвецкая С. В, Осипов А. П. Моделирование и автоматизированное проектирование электрооптических модуляторов светового излучение. /В сб. Известия ЛЭТИ, Л.: ЛЭТИ, 1986, вып.371, С.68−78.
- Гагиев Н.Г., Головков А. А., Осипов А. П. Полосовые модуляторы света. Изв. ВУЗов Приборостроение, 1981, t. XXIV, N10, С.75−80.
- Головков А.А. Определьной глубине модуляции света в электрооптических модуляторах СВЧ. Радиотехника и электроника, 1981, t. XXVI, N11, С.2459−2461.
- Болихов О.Л., Головков А. А., Буй Нгок Ми, Кузнецов С.В. Патент на полезную модель № 50 001 от 30.06.2005 г. «Устройство для измерения сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны»
- Буй Нгок Ми, Головков А. А., Кузнецов С. В. Патент на полезную модель № 52 193 от 07.11.2005 г. Оптоэлектронное устройство контроля сигнал, отраженного от входа СВЧ антенны.
- А.С. 1 737 361, СССР. Устройство для измерения параметров отражения сигнала от входа СВЧ элементов. /Заявитель: ЛЭТИ, авт. Головков А. А., Кузнецов С. В., Приходько В. Ю, Осипов А. П. /Опубл. 1989, Б.И. № 20.
- Гагиев Н. Г, Головков А. А. Определьной глубине модуляции света в электрооптических модуляторах СВЧ. Радиотехника и Электроника, T. XXY1, № 10, 1981.
- А.С. 1 223 164, СССР. Устройство для измерения фазовых характеристик. /Заявитель: ЛЭТИ, авт. Головков А. А., Кузнецов С. В., Макаров А. А., Матвеев А. В. /Опубл. 1986, Б.И. № 13.
- Handbook of Antennas in Wireless Communications. Ed. Godara L.C., CRC Press, London, 2002, 820p.
- Kin-Lu Wong Compact and Broadband Microstrip Antennas. John Wiley & Sons, New York, 2002, 324p.
- Буй Нгок Ми, Мамруков А. В. Моделирование СВЧ измерения параметров вибраций лопаток турбин. Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций». Самара, 31 мая 4 июня 2004 г. С.24−25.143