一种激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统的制作方法

本申请涉及测试，尤其涉及一种激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统。

背景技术：

1、火焰筒是重型燃气轮机的关键部件。在工作状态下，火焰筒承受高温、高压，极其容易产生振动。因此，火焰筒振动的研究与测试在工程应用中具有重要地位。准确测量出火焰筒振动的相关数据，进而更好的控制火焰筒振动具有重要的工程实践价值。

2、测振方法主要分为接触式测量和非接触式测量两大类。非接触式测量由于不会影响被测对象振动的原有状态，具有成为未来振动测量主流方法的潜力。激光多普勒测振技术具有精度高、动态响应快、测量范围大、不影响被测物体的振动等优点，但其测试系统结构复杂，应用难度高。如何有效降低激光多普勒测振系统结构难度是目前急需解决的难题。

3、传统激光多普勒测振技术多基于多个光学头，由于各个光学头相互独立且激光发射器频率存在不稳定性，在光学头的探测带宽内有可能存在两个或三个激光器发射波长相等的情况，导致测量结果误差较大，降低了系统的可行度。同时，由于需要多个光学头，系统结构复杂、应用成本高，影响了工程实践推广。

技术实现思路

1、本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

2、为此，本申请第一方面实施例提出了一种激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，包括：测试火焰筒1、火焰筒固定底座2、测试台架底座3、试验台架调整滑轨a4、多普勒设备固定板5、试验台架调整滑轨b6、试验台架调整滑轨c7、分光棱镜8、激光发射器9、参考光探测器10、信号光探测器a11、信号光探测器b12、信号采集处理装置，其中：

3、测试火焰筒1通过火焰筒固定底座2固定于测试台架底座3上；

4、试验台架调整滑轨a4用于对多普勒设备固定板5进行位置调整；

5、试验台架调整滑轨b6用于对激光发射器9、参考光探测器10、信号光探测器a11和信号光探测器b12进行位置调整；

6、试验台架调整滑轨c7用于对分光棱镜8进行位置调整；

7、激光发射器9对准测试火焰筒1表面，分光棱镜8位于激光发射器9与测试火焰筒1之间，激光发射器9向分光棱镜8发射激光，其中，激光经分光棱镜8分为信号光和参考光；

8、参考光探测器10用于接收激光经分光棱镜8之后生成的参考光并基于参考光生成第一电信号；

9、信号光经过测试火焰筒1表面反射回来后与参考光发生干涉，干涉之后被信号光探测器a11接收以生成第二电信号，以及干涉之后被信号光探测器b12接收以生成第三电信号；

10、信号采集处理装置用于接收第一电信号、第二电信号和第三电信号，并对第一电信号、第二电信号和第三电信号进行信号频移处理以获取测试火焰筒1的振动实时速度。

11、进一步的，参考光探测器10和激光发射器9之间夹角α为30°～40°。

12、进一步的，信号光探测器a11和信号光探测器b12之间夹角β为30°～60°。

13、进一步的，信号光探测器a11和信号光探测器b12仅接收信号光经过测试火焰筒1表面反射回来后与参考光发生有效干涉时的外差信号。

14、进一步的，试验台架调整滑轨b6和试验台架调整滑轨c7设置在多普勒设备固定板5上。

15、进一步的，试验台架调整滑轨a4固定于测试台架底座3。

16、本申请至少实现以下有益效果：

17、1本申请采用非接触式方法对火焰筒振动进行测量，避免了接触式测量线路布置对测量结果的影响，有利于提高测试结果的精度。

18、2本申请与传统光学头激光多普勒振动测量系统相比，仅需要一个光学头，结构更为简单，宜于进行光路对准，在实际工程中应用更为方便。

19、3本申请中，信号光探测器a和信号光探测器b作为被动检测器，不影响物体上的空间分辨力，能够改善了对准公差和测量深度，便于试验操作。

20、4本申请可以用于远程测试火焰筒振动，应用场景更为丰富。

技术特征：

1.一种激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，其特征在于，包括：测试火焰筒(1)、火焰筒固定底座(2)、测试台架底座(3)、试验台架调整滑轨a(4)、多普勒设备固定板(5)、试验台架调整滑轨b(6)、试验台架调整滑轨c(7)、分光棱镜(8)、激光发射器(9)、参考光探测器(10)、信号光探测器a(11)、信号光探测器b(12)、信号采集处理装置，其中：

2.根据权利要求1所述的激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，其特征在于，参考光探测器(10)和激光发射器(9)之间夹角α为30°～40°。

3.根据权利要求1所述的激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，其特征在于，信号光探测器a(11)和信号光探测器b(12)之间夹角β为30°～60°。

4.根据权利要求1所述的激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，其特征在于，信号光探测器a(11)和信号光探测器b(12)仅接收信号光经过测试火焰筒(1)表面反射回来后与参考光发生有效干涉时的外差信号。

5.根据权利要求1所述的激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，其特征在于，试验台架调整滑轨b(6)和试验台架调整滑轨c(7)设置在多普勒设备固定板(5)上。

6.根据权利要求1所述的激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，其特征在于，试验台架调整滑轨a(4)固定于测试台架底座(3)。

技术总结本申请提出了一种激光多普勒火焰筒燃烧振动测试系统，涉及测试技术领域。本申请提出的系统中，试验台架调整滑轨A、B、C用于对多普勒设备固定板、激光发射器、参考光探测器、信号光探测器A和信号光探测器B、分光棱镜进行位置调整；分光棱镜位于激光发射器与测试火焰筒之间，激光发射器对准测试火焰筒表面向分光棱镜发射激光，激光经分光棱镜分为信号光和参考光；参考光探测器用于接收参考光并生成第一电信号；信号光经过测试火焰筒表面反射回来后与参考光发生干涉后被信号光探测器A以及被信号光探测器B接收生成第二、三电信号；信号采集处理装置用于对第一、二、三电信号进行信号频移处理以获取测试火焰筒的振动实时速度。技术研发人员：翟春华,肖俊峰,陈志峰,章恂,黄庆,潘赫男,王开柱,孙魏,焦道顺,周建,孙正标,桂洪波,谷睿轩,于佳滨,苏通,李军,王乾远,奚新国,史华仁,王文一,阴海强,刘家澍,曹殿尧,章文茜,闫安受保护的技术使用者：华能国际电力江苏能源开发有限公司技术研发日：20231219技术公布日：2024/9/19