本實用新型涉及壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)，具體地說是一種基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)。

背景技術：

葉尖間隙是指轉子葉片葉尖和機殼間的徑向距離。對于壓縮機、汽輪機和燃氣輪機等透平機械來說葉尖間隙是一重要設計參數，葉尖間隙的控制是改善機組氣動性能、提高機組效率非常重要的環(huán)節(jié)。葉尖間隙控制的根本目的是：使葉尖間隙盡可能小，以減少氣流泄露損失，保證機組獲得盡可能高的工作效率；保證有適當的間隙，防止因葉尖與機殼相碰而影響機組安全。對葉尖間隙的在線監(jiān)測對于壓縮機設計、研究葉片振動和保證機組安全運行具有重要意義。實際應用要求：采集8個電容傳感器的信號；信號要傳輸至監(jiān)控室，傳輸距離300 米；現(xiàn)場環(huán)境惡劣，采集系統(tǒng)需穩(wěn)定可靠。

技術實現(xiàn)要素：

為了解決葉尖間隙測量系統(tǒng)存在的上述問題，本實用新型提供一種基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)。

根據本實用新型的一個方面，提供一種基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)，包括電容傳感器組一、電容傳感器組二、信號調理模塊組一、信號調理模塊組二、高速數據采集卡一、高速數據采集卡二、NI cRIO-9031控制器、光纖交換機一、光纖交換機二及工控機；所述電容傳感器組一依次通過所述信號調理模塊組一、高速數據采集卡一、NI cRIO-9031控制器、光纖交換機一、光纖交換機二與所述工控機連接；所述電容傳感器組二依次通過所述信號調理模塊組二、高速數據采集卡二、NI cRIO-9031控制器、光纖交換機一、光纖交換機二與所述工控機連接。

進一步地，所述電容傳感器組一包括4個電容傳感器，所述信號調理模塊組一包括4個信號調理模塊；所述電容傳感器組一的電容傳感器與所述信號調理模塊組一的信號調理模塊一一對應連接。

進一步地，每個所述信號調理模塊與所述高速數據采集卡一通過同軸電纜連接。

進一步地，所述電容傳感器組二包括4個電容傳感器，所述信號調理模塊組二包括4個信號調理模塊；所述電容傳感器組二的電容傳感器與所述信號調理模塊組二的信號調理模塊一一對應連接。

進一步地，每個所述信號調理模塊與所述高速數據采集卡二通過同軸電纜連接。

進一步地，所述NI cRIO-9031控制器與光纖交換機一通過網線連接。所述 NI cRIO-9031控制器與光纖交換機一具有千兆以太網口，最高帶寬為125MBps，滿足數據傳輸要求。

進一步地，所述光纖交換機一與光纖交換機二通過光纜連接，采用四芯多模光纜進行連接，最大支持傳輸距離為500米。

進一步地，所述光纖交換機二與工控機通過網線連接。所述工控機具有千兆以太網口，與光纖交換機二通過網線連接，最高帶寬為125MBps。

進一步地，所述高速數據采集卡采用NI 9223，最高采樣頻率可達1MHz，大于傳感器信號采樣頻率要求的700kHz。

進一步地，所述高速數據采集卡插接在所述NI cRIO-9031控制器上。

本實用新型提供的基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)，既滿足了信號高速采集的要求，又兼顧了現(xiàn)場環(huán)境惡劣的影響；采用光纖交換機的方式進行數據傳輸，解決了通過以太網傳輸只能無衰減傳輸100米的問題，最多能夠傳輸500米，方便用戶在監(jiān)控室進行數據查看與采集控制。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例提出的基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)的結構框圖。

具體實施方式

如圖1所示，本實用新型實施例提出的，提供一種基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)，包括電容傳感器組一、電容傳感器組二、信號調理模塊組一、信號調理模塊組二、高速數據采集卡一、高速數據采集卡二、NI cRIO-9031 控制器、光纖交換機一、光纖交換機二及工控機；所述電容傳感器組一依次通過所述信號調理模塊組一、高速數據采集卡一、NI cRIO-9031控制器、光纖交換機一、光纖交換機二與所述工控機連接；所述電容傳感器組二依次通過所述信號調理模塊組二、高速數據采集卡二、NI cRIO-9031控制器、光纖交換機一、光纖交換機二與所述工控機連接。電容傳感器組一包括至少4個電容傳感器，信號調理模塊組一包括4個信號調理模塊；電容傳感器組一的電容傳感器與信號調理模塊組一的信號調理模塊一一對應連接。每個信號調理模塊與高速數據采集卡一通過同軸電纜連接。電容傳感器組二包括至少4個電容傳感器，信號調理模塊組二包括4個信號調理模塊；電容傳感器組二的電容傳感器與信號調理模塊組二的信號調理模塊一一對應連接。每個信號調理模塊與高速數據采集卡二通過同軸電纜連接。其中，每個電容傳感器用于感受壓縮機葉片掃過時的電容變化。每個信號調理模塊將其連接的電容傳感器獲取的信號轉變?yōu)殡妷盒盘枴８咚贁祿杉ㄓ糜趯﹄妷盒盘栠M行模數轉換。

NI cRIO-9031控制器與光纖交換機一通過網線連接。NI cRIO-9031控制器與光纖交換機一具有千兆以太網口，最高帶寬為125MBps，滿足數據傳輸要求。光纖交換機一與光纖交換機二通過光纜連接，采用四芯多模光纜進行連接，最大支持傳輸距離為500米。光纖交換機二與工控機通過網線連接。工控機具有千兆以太網口，與光纖交換機二通過網線連接，最高帶寬為125MBps。高速數據采集卡一及高速數據采集卡二分別采用NI 9223采集卡，其最高采樣頻率為 1MHz，大于傳感器信號采樣頻率要求的700kHz。NI 9223采集卡插在NI cRIO-9031控制器上，數據經PCI總線進入控制器背板的FPGA。工控機上的軟件控制數據的采集并進行數據的分析與顯示。

本實用新型提供的基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)，采集8個通道的信號，采樣頻率為1MHz，每個數據點使用16位FXP形式數據進行采集，每秒數據量＝8*1M*16b/8b＝16MBps，高速數據采集卡和NI cRIO-9031控制器間采用PCI總線連接，帶寬大于100MB，采集卡與控制器間的數據傳輸能夠滿足。工控機與NI cRIO-9031間通過TCP/IP方式進行數據傳輸，NI cRIO-9031具有 1.33GHz雙核Intel Atom處理器，處理器性能滿足數據傳輸的要求。

本實用新型提供的基于NI cRIO的壓縮機葉尖間隙測量系統(tǒng)具有以下有益效果：

1.采用NI cRIO-9031控制器和NI 9223采集卡的組合，既滿足了信號高速采集的要求，又兼顧了現(xiàn)場環(huán)境惡劣的影響。

2.采用光纖交換機的方式進行數據傳輸，解決了通過以太網傳輸只能無衰減傳輸100米的問題，最多能夠傳輸500米，方便用戶在監(jiān)控室進行數據查看與采集控制。

3.對單個控制器來說，能夠處理60MBps的數據，即在采樣頻率為1MHz 時，能夠采集8個通道的數據，具有較高的可擴展性。

最后所應說明的是，以上具體實施方式僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管參照實例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。