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燃机叶片测量系统软件设计

作　者: 高晓成
导　师: 冯驰
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 燃机叶片辐射测温 LabVIEW 虚拟仪器
分类号: U664.131
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 34次
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内容摘要

作为现代舰船的主要动力装置之一,燃气轮机的重要性举足轻重,因此燃气轮机技术得到了突飞猛进的发展。西方各国都在加大对燃气轮机技术的研究,经过多年的发展已经取得了很多成果,我国在燃气轮机方面起步晚,基础薄弱,经过多年研究仍然和发达国家具有较大的差距。为了提高燃机的输出功率和效率,增大燃气压强和提高工作温度成为燃气轮机的发展趋势,然而受制于材料科学的发展,燃机叶片承受高温高压的能力有限,因此不能无限制的增大压强和提高温度,提高燃机性能最直接有效地方法是在燃气轮机稳定工作的前提下尽可能地增大压强和提高温度。为了保证燃机能稳定工作,实时监测燃机叶片上作状态变得十分重要,准确评估燃机叶片的性能和诊断燃机叶片的故障现象能大大提高燃机性能,具有重大意义。本课题根据辐射测温原理,结合乌克兰涡轮叶片测温技术和虚拟仪器技术实现燃气轮机的叶片温度测量。该系统采用比色测温方法,根据两个不同波长的辐射光强度计算物体温度,实验证明此方法可以大大减小物体发射率对测温精度的影响,并且响应时间快,可靠性高,成本低,同时使用LabVIEW语言编程。LabVIEW是图形化编程语言,使用程序框图实现相关功能,并且采用数据流驱动,编程方便简单,可以大大缩减项目研发周期。该系统能够根据不同的外围硬件电路进行相关参数设置以适应不同的测温环境。系统不仅能实时测量叶片温度,还能准确的分割叶片温度数据,并对其进行有效的分析、处理,掌握叶片工作状态,同时将所有处理结果通过直观的方式显示出来。系统还具有一定的存储功能,可以将当前数据保存下来做后续分析,也可以将不同时间的数据进行对比,有助于叶片状态的分析和系统的改进。经过多次实验证明该系统不仅测温精度高,还能准确的判定叶片特征温度,具有一定的抗干扰性,并且稳定可靠。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-16
  1.1 课题研究背景  10-11
  1.2 课题目的和意义  11-13
    1.2.1 我国燃机事业的发展需求  11-12
    1.2.2 辐射测温是最佳选择  12-13
  1.3 国内外发展现状  13-14
  1.4 本课题研究的主要内容  14-16
第2章辐射温度测量原理  16-24
  2.1 物体热辐射理论  16-21
    2.1.1 亮度测温原理  17-18
    2.1.2 比色测温原理  18-20
    2.1.3 全辐射测温原理  20-21
  2.2 燃机叶片热辐射特点  21-22
  2.3 本章小结  22-24
第3章基于LabVIEW的虚拟仪器的研究  24-30
  3.1 虚拟仪器技术简介  24-25
  3.2 基于LabVIEW的编程技术  25-26
    3.2.1 LabVIEW编程特点  25-26
  3.3 测温系统的硬件环境  26-28
  3.4 本章小结  28-30
第4章燃机叶片温度数据分析  30-56
  4.1 叶片温度的转换  30-34
    4.1.1 亮度测温  30-32
    4.1.2 比色测温  32-34
  4.2 叶片温度数据预处理  34-42
    4.2.1 数据预处理原因  34-36
    4.2.2 数据预处理思路  36-37
    4.2.3 数据预处理的实现  37-41
    4.2.4 位置信号的检测  41-42
  4.3 叶片温度数据分割  42-50
    4.3.1 叶片起始点的确定  43-45
    4.3.2 叶片的连续分割  45-50
  4.4 叶片温度特征提取  50-54
  4.5 本章小结  54-56
第5章实验结果及分析  56-64
  5.1 燃机测温系统设置  56-57
  5.2 燃机叶片温度显示  57-59
  5.3 燃机叶片温度存储  59-60
  5.4 测温系统处理结果  60-61
  5.5 测温系统的不足  61-62
    5.5.1 测温精度的提高  61-62
    5.5.2 叶片特征提取的探索  62
  5.6 本章小结  62-64
结论  64-66
参考文献  66-70
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  70-72
致谢  72

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