一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及轉(zhuǎn)速測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽輪機(jī)工作的過(guò)程中，人們需要通過(guò)特定的測(cè)速手段來(lái)對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的精確度直接影響了汽輪機(jī)內(nèi)部控制回路和保護(hù)回路的精確度。
[0003]當(dāng)前，人們普遍采用等精度測(cè)頻法來(lái)對(duì)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量。其中，等精度測(cè)頻法的核心思想是，利用基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)發(fā)生器生成的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)，對(duì)預(yù)設(shè)固定時(shí)間段內(nèi)被測(cè)脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行測(cè)量，進(jìn)而求得測(cè)速齒盤(pán)的轉(zhuǎn)速。其中，被測(cè)脈沖信號(hào)為對(duì)安置在汽輪機(jī)主軸上的磁阻式傳感器輸出的原始信號(hào)進(jìn)行整形濾波后得到的信號(hào)。
[0004]在正常的情況下，等精度測(cè)頻法的誤差是很小的，可是，一旦汽輪機(jī)的軸向出現(xiàn)偏心或者測(cè)速齒盤(pán)上的齒輪存在加工誤差時(shí)，那么上述被測(cè)脈沖信號(hào)中的某些脈沖便會(huì)出現(xiàn)占空比增大或減少的現(xiàn)象，從而使得預(yù)設(shè)固定時(shí)間段所測(cè)量到的脈沖個(gè)數(shù)出現(xiàn)偏差，也即影響了測(cè)頻精度，進(jìn)而引起了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量偏差。
[0005]綜上所述可以看出，如何消除由于汽輪機(jī)軸向偏心或齒輪自身加工誤差而導(dǎo)致的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量偏差是目前亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法及系統(tǒng)，消除了由于汽輪機(jī)軸向偏心或齒輪自身加工誤差而導(dǎo)致的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量偏差。其具體方案如下:
[0007]—種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法，包括:
[0008]當(dāng)汽輪機(jī)處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，則獲取安置在所述汽輪機(jī)的主軸上的磁阻式傳感器探測(cè)到的與轉(zhuǎn)速相關(guān)的原始信號(hào)；
[0009]對(duì)所述原始信號(hào)進(jìn)行整形濾波處理，得到相應(yīng)的方波脈沖信號(hào)；
[0010]從所述方波脈沖信號(hào)中捕獲與所述汽輪機(jī)的測(cè)速齒盤(pán)上的實(shí)際齒輪總數(shù)相對(duì)應(yīng)的方波脈沖信號(hào)總數(shù)，得到相應(yīng)的脈沖測(cè)量區(qū)間；
[0011]通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)算所述脈沖測(cè)量區(qū)間上的高速脈沖計(jì)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔;其中，所述時(shí)間間隔為所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間；
[0012]利用所述轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，計(jì)算得到所述汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。
[0013]優(yōu)選的，在對(duì)所述原始信號(hào)進(jìn)行整形濾波處理，得到相應(yīng)的方波脈沖信號(hào)的過(guò)程之后，包括:
[0014]對(duì)所述方波脈沖信號(hào)進(jìn)行高頻濾波處理。
[0015]優(yōu)選的，所述從所述方波脈沖信號(hào)中捕獲與所述汽輪機(jī)的測(cè)速齒盤(pán)上的實(shí)際齒輪總數(shù)相對(duì)應(yīng)的方波脈沖信號(hào)總數(shù)，得到相應(yīng)的脈沖測(cè)量區(qū)間的過(guò)程，包括:
[0016]利用所述方波脈沖信號(hào)，進(jìn)行單齒測(cè)量，以按照方波信號(hào)的生成時(shí)間順序，依次統(tǒng)計(jì)所述方波脈沖信號(hào)中每相鄰兩個(gè)方波信號(hào)之間所對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)，得到與每相鄰兩個(gè)方波信號(hào)對(duì)應(yīng)的單齒測(cè)頻值，并生成相應(yīng)的單齒測(cè)頻完成標(biāo)識(shí)信號(hào)；
[0017]每當(dāng)生成一個(gè)單齒測(cè)頻完成標(biāo)識(shí)信號(hào)，則對(duì)相應(yīng)的單齒測(cè)頻值進(jìn)行鎖存處理，并利用滑動(dòng)濾波窗口對(duì)該單齒測(cè)頻值進(jìn)行滑動(dòng)濾波處理，其中，所述滑動(dòng)濾波窗口的大小與所述實(shí)際齒輪總數(shù)的大小相一致，最終相應(yīng)地確定所述脈沖測(cè)量區(qū)間。
[0018]優(yōu)選的，對(duì)所述方波脈沖信號(hào)中的任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)進(jìn)行單齒測(cè)量的過(guò)程，包括:
[0019]在所述任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)的前一個(gè)方波信號(hào)的上升沿所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，觸發(fā)對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，在所述任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)的后一個(gè)方波信號(hào)的上升沿所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻到來(lái)時(shí)，則停止對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，相應(yīng)地得到所述任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)。
[0020]優(yōu)選的，對(duì)所述方波脈沖信號(hào)中的任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)進(jìn)行單齒測(cè)量的過(guò)程，包括:
[0021]在所述任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)的前一個(gè)方波信號(hào)的下降沿所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻，觸發(fā)對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，在所述任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)的后一個(gè)方波信號(hào)的下降沿所對(duì)應(yīng)的時(shí)刻到來(lái)時(shí)，則停止對(duì)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，相應(yīng)地得到所述任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)。
[0022]優(yōu)選的，所述通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)算所述脈沖測(cè)量區(qū)間上的高速脈沖計(jì)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔的過(guò)程，包括:
[0023]按照方波信號(hào)的生成時(shí)間順序，依次計(jì)算所述脈沖測(cè)量區(qū)間上每相鄰兩個(gè)方波脈沖之間的時(shí)間間隔，并對(duì)每一個(gè)時(shí)間間隔進(jìn)行累加處理，相應(yīng)地得到所述脈沖測(cè)量區(qū)間所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔，并將該時(shí)間間隔確定為所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間；
[0024]其中，計(jì)算所述脈沖測(cè)量區(qū)間上任意兩個(gè)相鄰方波脈沖之間的時(shí)間間隔的過(guò)程，包括:將該單齒測(cè)頻值所對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)乘以一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)周期，相應(yīng)地得到所述任意兩個(gè)相鄰方波信號(hào)之間的時(shí)間間隔。
[0025]優(yōu)選的，所述通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)算所述脈沖測(cè)量區(qū)間上的高速脈沖計(jì)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔的過(guò)程，包括:
[0026]按照方波信號(hào)的生成時(shí)間順序，依次對(duì)所述脈沖測(cè)量區(qū)間上每相鄰兩個(gè)方波信號(hào)所對(duì)應(yīng)的單齒測(cè)頻值進(jìn)行累加，相應(yīng)地得到與所述脈沖測(cè)量區(qū)間對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的總數(shù)，將該總數(shù)乘以一個(gè)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)周期，相應(yīng)地得到所述脈沖測(cè)量區(qū)間所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔，并將該時(shí)間間隔確定為所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間。
[0027]本發(fā)明還公開(kāi)了一種汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，包括:
[0028]信號(hào)接收電路，用于當(dāng)汽輪機(jī)處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，則獲取安置在所述汽輪機(jī)的主軸上的磁阻式傳感器探測(cè)到的與轉(zhuǎn)速相關(guān)的原始信號(hào)；
[0029]整形濾波電路，用于對(duì)所述原始信號(hào)進(jìn)行整形濾波處理，得到相應(yīng)的方波脈沖信號(hào)；
[0030]脈沖區(qū)間篩選模塊，用于從所述方波脈沖信號(hào)中捕獲與所述汽輪機(jī)的測(cè)速齒盤(pán)上的實(shí)際齒輪總數(shù)相對(duì)應(yīng)的方波脈沖信號(hào)總數(shù)，得到相應(yīng)的脈沖測(cè)量區(qū)間；
[0031]時(shí)間計(jì)算模塊，用于通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)算所述脈沖測(cè)量區(qū)間上的高速脈沖計(jì)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔;其中，所述時(shí)間間隔為所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間；
[0032]轉(zhuǎn)速計(jì)算模塊，用于利用所述轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，計(jì)算得到所述汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。
[0033]優(yōu)選的，所述汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量系統(tǒng)，還包括:
[0034]高頻濾波電路，用于對(duì)所述整形濾波電路輸出的方波脈沖信號(hào)進(jìn)行高頻濾波處理。
[0035]優(yōu)選的，所述脈沖區(qū)間篩選模塊包括:
[0036]單齒測(cè)量單元，用于利用所述方波脈沖信號(hào)，進(jìn)行單齒測(cè)量，以按照方波信號(hào)的生成時(shí)間順序，依次統(tǒng)計(jì)所述方波脈沖信號(hào)中每相鄰兩個(gè)方波信號(hào)之間所對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)的個(gè)數(shù)，得到與每相鄰兩個(gè)方波信號(hào)對(duì)應(yīng)的單齒測(cè)頻值，并生成相應(yīng)的單齒測(cè)頻完成標(biāo)識(shí)?目號(hào);
[0037]齒數(shù)滑動(dòng)濾波單元，用于每當(dāng)生成一個(gè)單齒測(cè)頻完成標(biāo)識(shí)信號(hào)，則對(duì)相應(yīng)的單齒測(cè)頻值進(jìn)行鎖存處理，并利用滑動(dòng)濾波窗口對(duì)該單齒測(cè)頻值進(jìn)行滑動(dòng)濾波處理，其中，所述滑動(dòng)濾波窗口的大小與所述實(shí)際齒輪總數(shù)的大小相一致，最終相應(yīng)地確定所述脈沖測(cè)量區(qū)間。
[0038]本發(fā)明中，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速測(cè)量方法包括:當(dāng)汽輪機(jī)處于轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)，則獲取安置在汽輪機(jī)的主軸上的磁阻式傳感器探測(cè)到的與轉(zhuǎn)速相關(guān)的原始信號(hào);對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行整形濾波處理，得到相應(yīng)的方波脈沖信號(hào)；從方波脈沖信號(hào)中捕獲與汽輪機(jī)的測(cè)速齒盤(pán)上的實(shí)際齒輪總數(shù)相對(duì)應(yīng)的方波脈沖信號(hào)總數(shù)，得到相應(yīng)的脈沖測(cè)量區(qū)間；通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)算脈沖測(cè)量區(qū)間上的高速脈沖計(jì)數(shù)值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔，該時(shí)間間隔為汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間；利用轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間，計(jì)算得到汽輪機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速。可見(jiàn)，本發(fā)明在測(cè)量汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)速時(shí)，先從方波脈沖信號(hào)中捕獲與測(cè)速齒盤(pán)的實(shí)際齒輪總數(shù)相對(duì)應(yīng)的脈沖測(cè)量區(qū)間，然后通過(guò)基準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)計(jì)算該脈沖測(cè)量區(qū)間所對(duì)應(yīng)的時(shí)間間隔，從而得到測(cè)速齒盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間，進(jìn)而可計(jì)算到汽輪機(jī)相應(yīng)的實(shí)際轉(zhuǎn)速，綜上，本發(fā)明并非基于對(duì)預(yù)設(shè)固定時(shí)間段內(nèi)的脈沖個(gè)數(shù)來(lái)對(duì)測(cè)速齒盤(pán)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行測(cè)量，而是通過(guò)確定汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間進(jìn)而求得其轉(zhuǎn)速，這樣，鑒于汽輪機(jī)軸向偏心或齒輪加工誤差的客觀缺陷無(wú)法對(duì)測(cè)量汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間造成任何影響，可見(jiàn)本發(fā)明消除了由于汽輪機(jī)軸向偏心或齒輪自身加工誤差而導(dǎo)致的轉(zhuǎn)速測(cè)量偏差，提高了汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的測(cè)量精度。
【附圖說(shuō)明】
[0039]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖