压电加速度计在水工闸门模态测试中的应用.pdf

2012年第31卷第12期
传感器与微系统( Transducer and Microsystem Technologies
应用技术
压电加速度计在水工闸门模态测试中的应用
薛恵芳,何青2,王游
(1.南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京210009
2.华北电力大学电站设备状恋监測与控制教育部重点实验室,北京10206)
摘要;为了用试验法研究某水工闸门的振动特性,在分析压电加速度计性能指标的基础之上,针对某水
利枢纽上的平面间门,选用HK9104型压电加速度计,设讨测试系统,运用脉冲缍击法进行模态测试,通过
模态分析得到闸门结构的模态振型和模态参数。结果表明:闻门的固有频率以低频为主,分布在较宽范
内,这是引起流激振动的主要内因,压电加速度计具有较好的低响应特性和较高的灵敏度
关键词:压电加速度计;模测试;水工闻门;振动特性
中图分类号:TH825文献标识码:A文章编号:10009787(2012)12014303
Application of piezoelectric accelerometer in model
test of hydraulic gat
XUE Ht
HE Oing, WANG Y
( 1. School of Mechanical and Power Engineering, Nanjing niversity of Technology,
Nanjing 210009, China 2 Key Laboratory of Condition Monitoring and Control for Power Plant Equipment
Ministry of Educadion, North China Electric Power University, Beiiing 102206, China
Abstract: n rer o uy n te vibration characteristics f the hydraulic gate with the test method, on the basis
of the pertormance indees analysis of the piezoelectric accelerometer, HK104 piez electric accelerometer is
the test
designed, the model
ed out with the pulse h
nd. The modal
vibration type and the modal parameters of the gate structure are obtained by the modal analysis. The results show
that the natural frequency of the gele is mainly low frequency and is distributed in a wide range and flow-inducec
ibration us easily. Te piezelectric accelerometer has good low frequency response characteristics and high
Key words piezoelectric accelerometer; model test; hydraulic gate; vibration characteristies
本文针对位于某水利程倒虹吸出口上的平而闻门,
水工间门的振动是一种特殊的水力学问是题,涉及水流运用压电加速度计进行模测试,以分析确定闸门了固有
条件、闸门结构及其相互作用,但其固有频率是门振动的率能否与水流脉动压力发生共振。这些研究方面有助
内在原因
分析闻门结构的动力学特性、失稳形式,从而炇进闸门结
闸门的模态測试是采用某种激励方法,人为地使闻『门构,确保水利工程的运行安全;另?方面,也有助于水工闻
对象产生一定的振動响应,再根据记录的激励与响应的时门从自振模忞到稳定性分析、振动响应分析堐论和数值分
问历程,通过动态信号分析建立系统的传递函数,由全部感析预报体系的研究。
兴趣的测点对激振点的传递函数组成传递函数矩阵,运用
压电加速度计的选用
频域法或时域法等识别方法得到结构的各阶模态参数,从
正电式加速度计型号很多,用途各异,在设计闻门模
而建立起用模态参数表示的振动结构数学模型12。在各测试系统时,为了获得准确的测试数据,必须根据具体测试
类振动测量计中,压电式加速度计因其具有体积小、质量对象和使用要求,选择合适的压电式加速度计,其主要技术
轻、频响范围宽(0.1Hz~20kHz)、线性好、测量精度高、抗指标为:灵敏度、频率范爾、质量、内置电路型与纯压电型的
干扰能力强等优点,因而在模态试验分析中广为应用。
区别、现场环境与后藝仪器巸置竽
收稿日期:2012-04-11
*基金项目:长江学者和创新团队发展计划资助项日( PCSHRI0720)