基于振动原理的便携式增压器转速测量仪

　　1　引言

　　增压器是大中功率柴油机的重要部件,其工作状态是否正常直接影响着柴油机功率的发挥。因此在日常的柴油机的检修工作中,增压器的检修是整个柴油机检修工作的一个重要组成部分。日常检修过程中判断一台增压器的状态是否异常的最常用、最简单的方法就是增压器转速的测量,通过对其转速的监测来判断其是否存在故障。一旦实测时的转速偏离正常工作状态的转速过多,就可判断增压器出现故障。同时,增压器的转速决定增压器工作的工况点,直接影响增压器的性能。因此精确测量增压器的转速,从以上两方面来讲都具有十分现实的意义。

　　现有的增压器转速的测量普遍采用电磁脉冲测量方式。其测量原理如下:将电磁式传感器置于增压器前端,增压器每旋转一周产生两个脉冲信号,该信号通过放大、整形为方波。然后采用脉冲方波信号测量常用的两种方法之一:定时计脉冲个数或测量脉冲信号周期来计算出增压器的转速。基于脉冲测量原理的增压器转速测量仪一般可以比较准确地测量出增压器的转速,但存在如下缺点:其一,其成本过高。由于每台增压器必须配一个耐高温、高湿的电磁式传感器,这种传感器价格比较昂贵且使用寿命短;其二,采用这种测量方式安装传感器时,需要将增压器的外盖打开,然后将传感器放入,引出导线,接入到外面的测量仪,过程较为复杂。基于以上原因,基于脉冲测量原理的增压器转速测量装置,在现场推广存在一定的困难。

　　根据现场调研得知,现场需要的增压器转速测量仪应具有以下特点:其一,一个增压器转速测量装置(包括传感器部分)应对所有增压器的转速均能测量,具有通用性。传感器可以方便地自由的安装、拆卸,这样可做到用一个传感器代替在每台增压器上固定安装一个传感器,节约大量的传感器费用;其二,转速的测量精度要求高。基于现场的需求特点,我们创新地设计了基于振动原理的便携式增压器转速测量仪,很好地解决了以往增压器转速测量装置的缺陷。

　　2　增压器转速测量原理

　　增压器属于叶片机械,当其主轴旋转时,带动主轴上的叶片旋转。叶片旋转时,会搅动增压器内的空气流,使之产生气流振动。这种被叶片搅动产生的气流振动信号中含有一定的周期信号成份。其周期T与增压器的转速N和增压器内的叶片数r有关,它们满足如下关系式:

　　根据上式可知,如果能测出振动周期T,而增压器内的叶片数r往往是已知的,这样我们就能计算出增压器的转速N,单位为rad/min.叶片搅动空气流产生的振动信号会向外界传递,此振动信号会传递到增压器的外壳上。