基于声学技术的水轮机空化涡带的检测

• 作者: Candel 赵亮
• 来源期刊: 国外大电机
• 学科: 工学
• 关键词: 水轮机空化 声学技术 检测技术 涡带 压力传感器 信号技术 特征频率 信号处理方法
• 年，卷（期）: 2017,（1）
• 页码范围: 48-52
• 页数: 5页
• 分类号: TN911.7

摘要

空化现象是当空化气泡在逆压梯度条件下，由于压力降低产生爆破而引起的一种现象。空化现象由于其具有对水力机械的破坏能力而闻名。当在部分流量运行条件下，在水轮机锥管扩散段处会产生螺旋涡带，并且在中心处会产生空化。涡带体积和频率随压力变化而变化。如果涡带的频率接近水轮机的一个特征频率，就可能发生共振现象，不稳定波动就会被放大，导致水轮机和水力通道等重要部件的损坏。传统的空化涡检测技术是基于被动式的装置（压力传感器或加速度计）。有限的传感器带宽和低频响应限制了被动方式对涡带的检测和涡带特性的描述。为了不受上述技术的限制，开发一种新式的主动式的技术可以排除上述的缺陷。该领域先前的工作表明：基于声学信号技术，选择合适的信号应用在某一特定水力工况，结果会更加全面和准确。水轮机转轮下游产生的空化涡带的影响会导致信号发生改变。在流体中，基本的信号技术使用窄带信号从发射传感器到接收传感器之间传递（主动式的传感器）。流体中由于伴随着涡带的初生和发展出现的宽带信号将会导致接收信号发生改变。信号处理方法用于判断空化的初生和演化过程。在按比例缩比的模型上进行的测试表明，由于流量的增加，信号．涡流的相互作用被看作是对接收到的信号的高阶统计和带宽的修改。宽带声学传感器对机械元件有更宽的动态范围；降低了系统的反应时间，可以进行快速检测避免不必要的影响。．利用ICPE．CA的涡带发生器设备，本文列举了一个利用新的探测技术进行涡带检测的例子。