1.一种汽轮机转子和静子之间径向间隙的实时动态测量方法,其特征在于:采用两个测距装置发射出调制光,通过合作目标反射回接收器,所述测距装置为高频相位式激光测距仪,所述合作目标为角反射镜,该测量方法包括以下步骤:
1)建立汽轮机转子中心无偏移时,测距装置、合作目标、转子及缸体相对空间位置坐标系的模型一,确定转子和静子之间径向间隙;
2)建立汽轮机转子中心发生任意方向偏移时,测距装置、合作目标、转子及缸体相对空间位置坐标系的模型二,确定发射器至转子表面的距离;
3)建立汽轮机转子只有横向位移时,测距装置、合作目标、转子及缸体相对空间位置坐标系的模型三,计算转子中心发生偏移时单向转子偏心量和单向转子表面竖向位移量;
4)建立汽轮机转子只有竖向位移时,测距装置、合作目标、转子及缸体相对空间位置坐标系的模型四,计算转子中心发生偏移时单向转子偏心量和单向转子表面横向位移量;
5)将所述模型三和所述模型四中计算的单向转子偏心量和单向转子表面位移量代入所述模型二中,计算所述任意位置的转子偏心量。
2.根据权利要求1所述的汽轮机转子和静子之间径向间隙的实时动态测量方法,其特征在于:所述测距装置放置于汽缸外,所述合作目标安装于所述转子表面。
3.根据权利要求1所述的汽轮机转子和静子之间径向间隙的实时动态测量方法,其特征在于:所述步骤1)中,所述坐标系为以转子中心为原点,两个测距装置分别位于汽缸水平和垂直的中分表面的二维坐标系,激光发射点A、B沿x轴、y轴方向到所述转子表面的距离记作Lx和Ly,转子无偏心、无振动时激光发射点到所述角反射镜的标准距离记作x0、y0,转子无偏心、无振动时所述转子表面到缸体的距离为L0,根据速度、时间和距离公式得其中Δt1为激光在x方向完成一个往返行程的时间,s;Δt2为激光在y方向完成一个往返行程的时间,s;c为光速,m/s。
4.根据权利要求1或3所述的汽轮机转子和静子之间径向间隙的实时动态测量方法,其特征在于:所述步骤2)中,发生位移后的转子中心为O2,设转子位移为任意方向且大小为e,其中x1为位移e在x轴上的投影位移,y1为位移e在y轴上的投影位移;在转轴发生位移后由于曲面引起的x方向和y方向的附加距离可记作Δx、Δy,其中,Δx为转轴在发生y1竖向位移后引起的附加距离,Δy为转轴在发生x1横向位移后引起的附加距离。
5.根据权利要求1所述的汽轮机转子和静子之间径向间隙的实时动态测量方法,其特
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征在于:所述步骤3)中,由圆的函数x+y =r 求得y方向上的激光在转子上的反射点y′1为式中:y′1为激光在转子表面的反射点;r为汽轮机转轴的半径,m;由x方向上的横向位移引起y方向上的间隙变化为:Δy=r-y′1,式中:y′1为激光在转子表面的反射点。
6.根据权利要求1所述的汽轮机转子和静子之间径向间隙的实时动态测量方法,其特征在于:所述步骤4)中,转子由y方向上的竖向位移引起x方向上的间隙变化为:Δx=r-x′1,式中:x′1为激光在转子表面的反射点。
7.根据权利要求1所述的汽轮机转子和静子之间径向间隙的实时动态测量方法,其特征在于:所述步骤5)中,由激光发射点A沿x轴方向到所述转子表面的距离Lx、转轴在发生y1竖向位移后引起的附加距离Δx、和转子无偏心、无振动时激光发射点到所述角反射镜的标准距离x0可得到e在x轴上的投影位移x1为:Lx-x0-Δx=x1,e在y轴上的投影位移y1为:Ly-y0-Δy=y1;将所述 Δx=r-x′1代入所述Lx-x0-Δx=x1得:将所述 Δy=r-y′1代入所述
Ly-y0-Δy=y1得 联立所述 和
求得x1和y1;从而求得汽轮机转子和静子间的最大间隙和最
小间隙,所述最大间隙为 所述最小间隙为