La medición ( sistema) de tensión no intrusiva , o NSMS , es un método para determinar las tensiones dinámicas de las palas en turbomáquinas giratorias . NSMS también se conoce con los nombres "sincronización de la punta de la hoja" (BTT), [1] "análisis del tiempo de llegada" (ATA), "supervisión de la vibración de la hoja" (BVM), Beruehrungslose Schaufel Schwingungsmessung (BSSM) y "supervisión del estado de la hoja". (BHM). NSMS utiliza sensores montados externamente para determinar los tiempos de paso de las palas de las turbomáquinas. Los tiempos de paso después de la conversión a deflexiones se pueden utilizar para medir las características de respuesta vibratoria de cada hoja, como amplitud / tensión , fase , frecuencia yamortiguación . Dado que se mide cada hoja, también se pueden caracterizar los efectos de la etapa como el aleteo, el desajuste de la hoja y el diámetro de los nodos. [2] El método de medición se ha utilizado con éxito en todas las etapas del motor de turbina de gas (ventilador, compresor y turbina) y en otros equipos de turbo-maquinaria que van desde turbocompresores hasta bombas de cohete. La capacidad de aplicar la tecnología a una situación determinada depende de un tipo de sensor que pueda cumplir con los requisitos ambientales. [3]
Método
Se utiliza un conjunto de sensores para medir los tiempos de llegada de las palas giratorias. Estos tiempos de llegada, en comparación con una línea de base, se utilizan para determinar las deflexiones de la hoja. Las deflexiones de la hoja en varias revoluciones y / o en varios sensores se pueden usar para determinar las características vibratorias. Esta información, junto con un modelo de elementos finitos (FEM), se puede utilizar para determinar las tensiones dinámicas en una pieza giratoria. [2]
Hardware
Cualquier sensor o sonda que pueda proporcionar una indicación precisa del paso de una hoja se puede utilizar en NSMS. Normalmente se utilizan sondas ópticas que utilizan fibra óptica para obtener un alto nivel de resolución espacial. Se utiliza una fuente de luz, típicamente un láser, y fibra óptica para dirigir un haz de luz constante hacia la trayectoria de una cuchilla giratoria. Cuando una cuchilla pasa por la sonda, la luz es reflejada y capturada por fibra óptica y enrutada a un fotodetector para convertirla en una señal eléctrica. Los sensores de campo, como los sensores de corriente de Foucault, capacitivos y de microondas, son útiles en entornos hostiles y para pruebas de larga duración.
Historia
La tecnología NSMS fue patentada ya en 1949, [4] con muchas mejoras patentadas desde esa fecha. Algunos profesionales estadounidenses recientes creen que el NSMS fue desarrollado por primera vez en 1980 por los principales fabricantes de equipos originales de motores de aviación (y la Fuerza Aérea de los EE. UU.). [5] Puede concebirse como una tecnología de sustitución de las galgas extensométricas giratorias , sin embargo, actualmente se utiliza como un complemento esencial de las galgas extensométricas. La tecnología se utiliza ampliamente para el desarrollo de turbo-maquinaria y resolución de problemas de fatiga de ciclo alto (HCF). Debido a la observación directa de la hoja, el montaje externo y la facilidad de servicio inherente de los sensores, NSMS se ha utilizado desde al menos 2006 como un método de monitoreo de salud a largo plazo. [6] Más recientemente, varios profesionales se están volviendo activos en esta aplicación de la tecnología. [7]
Referencias
- ^ "Prime Photonics" . PrimePhotonics.com . Consultado el 6 de mayo de 2020 .
- ^ a b "Sistema de medición de estrés no intrusivo" (PDF) . Agilis . Consultado el 4 de enero de 2013 .
- ^ "Sistema de medición de tensión no intrusiva (sincronización de punta de hoja NSMS)" . Rotadata.com . Consultado el 4 de enero de 2013 .
- ^ US 2.575.710
- ^ "El Grupo de Trabajo de Instrumentación de Propulsión" . PIWG . Consultado el 4 de enero de 2013 .
- ^ "Tecnología de campana" . Hoodtech.com . Consultado el 4 de enero de 2013 .
- ^ "AgilisHealthMonitoring" (PDF) . Consultoría Hykeham . Consultado el 4 de enero de 2013 .