автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.04, диссертация на тему:Радиочастотные и оптические методы и устройства измерения вибраций турбинных лопаток

На правах рукописи

Буй Нгок Ми

РАДИОЧАСТОТНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЖ МЕТОДЫ И УСТРОЙСТВА ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРАЦИЙ ТУРБИННЫХ ЛОПАТОК

Специальность: 05.12.04 - Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург - 2006

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова/Ленина/

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор Головков А. А.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Соколов С.С.

кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник Аснис Л.Н.

Ведущая организация - ЗАО «Энергоприбор», г.Санкт-Петербург

Защита состоится «¿¿^» _2006г. в ^ часов на заседании

диссертационного совета Д 212.238.03 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ» им. В.И.Ульянова /Ленина/ по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф.Попова, 5

С диссертационной работой можно ознакомиться в библиотеке университета Автореферат разослан« » ¿¡.М^З- 2006г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Баруздин С.А.

ХОО(Ь ¿V

з о^е 1

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования Лопатки паровых и газовых турбин являются одними из наиболее нагруженных элементов этих агрегатов. Получение информации о состоянии, вибрациях и деформациях лопаток, осевых и радиальных биениях рабочих колес турбины в процессе работы представляет собой первоочередную задачу как при разработке новых агрегатов, так и при эксплуатации, разработанных и произведенных ранее. Сопутствующими факторами, затрудняющими разработку и реализацию датчиков деформаций и вибраций лопаток, являются, как правило, сложные условия их работы с точки зрения окружающей среды' агрессивность среды, высокие температуры в газовых турбинах, влажность и малая прозрачность в паровых турбинах, высокие уровни электрических и магнитных помех в силовых агрегатах.

В связи с этим исследование и разработка методов измерения параметров вибраций лопаток, уровней осевых и радиальных биений рабочих колес турбины заслуживают самого пристального внимания как специалистов в области турбин, так и измерительной техники.

Существующие методы и приборы для измерения деформаций и вибраций лопаток, радиальных и осевых биений колес турбин основаны на самых различных физических принципах. Для измерений используются электрические и магнитные датчики различной конструкции и физических принципов действия, пьезоэлектрические датчики, фотоэлектрические датчики, оптические голографические датчики, а в последнее время начинают применяться радиочастотные датчики В основе принципы действия последних лежит взаимодействие электромагнитных волн сверхвысокочастотного диапазона частот (СВЧ) с контролируемыми объектами - лопатками колес паровых и газовых турбин

В настоящее время имеется большое число научных работ, посвященных вопросам теории и практических применений радиоволновых методов и устройств на их основе для контроля технологических параметров и их изменений в ходе технологических процессов. Однако среди этих работ практически отсутствуют публикации, посвященные исследованиям и разработке устройств для определения типов вибраций лопаток турбин и их параметров: амплитуд, частот и т.д. В то же время разработка новых агрегатов, отличающихся высоким КПД, приводит к тому, что линейная скорость концов лопаток в выходных колесах силовых паровых турбин из-за их больших диаметров превышает скорость звука при частоте вращения ротора 50Гц и, особенно, 60Гц. Столь быстро протекающие процессы могут бьгть надежно зарегистрированы лишь с помощью СВЧ или оптических колебаний. В частности использование нескольких радиоинтерференционных датчиков, расположенных в различных местах по радиусу колеса турбины, позволяет выявить весь спектр вибраций и деформаций лопаток, с высокой точностью

РОС НАЦИОНАЛЬНАЯ| БИБЛИОТЕКА | С. Петер 09

таг:

представить картину изменения формы лопаток турбины во времени. Этот большой объем информации крайне необходим разработчикам новых агрегатов и материалов для них. Еще большие возможности имеют оптические методы Исследование радиоинтерференционных и оптических методов измерения параметров вибраций и биений рабочих колес турбин, а также разработка датчиков, основанных на этих принципах, представляют собой сложную научно-техническую задачу, многие аспекты которой не исследованы вплоть до настоящего времени.

Таким образом, исследовательскую работу, посвященную разработке радиочастотных и оптических методов определения параметров вибраций и деформаций лопаггок, биения рабочих колес паровых и газовых турбин и конкретных устройств для их практической реализации, можно несомненно считать актуальной.

Цели и задачи работы. Целью настоящей диссертационной работа являлось исследование возможности измерения параметров деформаций и вибраций лопаток рабочих колес турбинного колеса СВЧ радиочастотными и оптическими методами, в частности, использующими в качестве датчиков малогабаритные СВЧ антенны, расположенные перед плоскостью рабочего колеса турбины; разработка устройств для измерения параметров сигналов, отраженных от входов антенн, наименее подверженных влиянию внешней агрессивной среды и электрических и магнитных помех.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

1.Выполнено математическое моделирование работы одной и нескольких СВЧ антенн, расположенных внутри кожуха вблизи рабочего колеса турбины, и определено изменение их импедансных характеристик в зависимости от положения и деформации лопаток турбины и рабочей частоты. Показана возможность определения радиальных и осевых биений колеса турбины, а также определения параметров деформаций и спектра вибраций лопаток радиоинтерферометрическим методом при использовании нескольких идентичных антенн.

2.Математическим моделированием выявлены диапазоны изменения измеряемых параметров отраженных сигналов антенн при возникновении деформаций лопаток и биения рабочего колеса турбины.

3.Для построения оптоэлектронных радиоинтерферометрических датчиков определены предельные характеристики и эффективные параметры электрооптических модулирующих ячеек, содержащих направляющую систему с Т-волной.

4.Предложены, защищенные патентами, два оптоэлектронных устройства для регистрации отраженного сигнала от входа антенны,

предназначенные для работы в составе радиоинтерферометрических датчиков.

5.Предложены две схемы гетеродинных оптических датчиков деформаций и вибраций лопаток и выполнена оценка их характеристик.

6 Выполнена разработка и экспериментальные исследования кольцевых антенн бегущей волны, предназначенных для работы в составе интерферометр ических датчиков

Методы исследований. В основу выполненных в диссертационной работе исследований положены методы математического моделирования, теории матриц, методы теории цепей и теории потенциала, численные методы.

Подтверждение результатов теоретических исследований получено с помощью компьютерного моделирования и экспериментальных исследований.

Научная новизна. В диссертации разработан один из подходов к построению радиоинтерферометров для измерения деформаций и вибраций лопаток паровых и газовых турбин, радиальных и осевых биений рабочих колес турбины, которые могли бы использоваться на стендах для отработай новых конструкций турбин.

Основные новые научные результаты работы заключаются в следующем:

-математическим моделированием показано, что использование радиочастотного датчика с несколькими идентичными СВЧ антеннами, одна из которых является излучающей, а остальные приемными, расположенного вблизи рабочего колеса в кожухе турбины, позволяет измерять деформации и вибрации лопатки в сечении установки датчика. Установка нескольких подобных датчиков по радиусу турбины позволяет получить полную информацию о деформациях, спектрах вибраций лопаток, осевых и радиальных биениях рабочего колеса;

-определены предельные ограничения, связывающие частотные и энергетические свойства и конструктивные характеристики электрооптических модулирующих ячеек, которые могут быть интегрированы с антеннами радиочастотного датчика для переноса сигналов, несущих информацию о вибрациях и деформациях лопаток турбин в оптическую область спектра, чтобы уменьшить влияние сильных электрических и магнитных наводок от силовых агрегатов;

-на основе выполненных исследований предложены защищенные патентами схемы оптоэлектронных измерителей параметров отраженных от антенн радиоинтерферометра сигналов, пригодные для использования в

системах контроля вибраций и биений лопаток рабочих колес паровых и газовых турбин;

-предложены схемы оптических гетеродинных датчиков деформаций и вибраций лопаток турбины, выполнена оценка точностных характеристик этих датчиков, показана возможность использования их в качестве прецизионных устройств на испытательных стендах для проверки остальных типов датчиков.

Научные положения, выносимые на защиту:

1 .Смещение и параметры деформаций и вибраций лопаток турбины по всем осям могут быть полностью определены радиоинтерференционным методом при использовании одной излучающей и четырех приемных антенн, расположенных крестом попарно ортогонально.

2.Структурные схемы радичастотных измерителей параметров вибраций лопаток и биений рабочих колес турбин и результаты исследования потенциальных возможностей этих измерителей.

3.Электрические модели и предельные энергетические характеристики модулирующих электрооптических ячеек в виде электроо птического кристалла с нанесенными на боковые грани элеюродами при различной конфигурации электродов.

4.Структурные схемы оптоэлекгронных измерителей параметров сигнала на входе СВЧ антенны для использования их в радиочастотных измерителях вибраций лопаток турбин и результаты исследования потенциальных возможностей этих измерителей.

5 Структурные схемы лазерных прецизионных гетеродинных измерителей вибраций лопаток паровых турбин и результаты исследования потенциальных возможностей этих измерителей.

Практическая значимость результатов работы. Результаты математического моделирования работы СВЧ антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины, предложенные в работе интегрированные с антеннами оптоэлектронные измерители параметров антенн, будут использованы при разработке радиоинтерферометра для измерения спектра вибраций лопаток и биений рабочих колес турбин на испытательном стенде.

Предельные ограничения, связывающие частотные и энергетические свойства и конструктивные характеристики электрооптических модулирующих ячеек, могут быть полезны разработчикам оптических каналов связи и оптических локаторов.

Результаты работы могут быть использованы и в других смежных областях, например, в измерительно-информационных комплексах для автоматического контроля и диагностики судовых двигателей.

Результаты разработки кольцевой антенны могут быть использованы в телекоммуникационных и других радиотехнических системах.

Внедрение результатов работы. Ряд результатов диссертации как теоретического, так и экспериментального характера получен в процессе выполнения госбюджетных НИР на кафедре радиоэлектронных средств Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ) в 2002-2005 годах, где выполнялась работа.

Материалы диссертации (теоретические и практические разработки) использованы в научных разработках кафедры и учебном процессе, что подтверждается актом внедрения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих всероссийских и международных конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций". Самара 2004; 14-я Международная Крымская конференция "СВЧ- техника и телекоммуникационные технологии". Севастополь, Крым, Украина. 13-17 сентября 2004г.; Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодежь и современные проблемы радиотехники". Севастополь, Украина. 24-29 апреля 2005 г.

Материалы работы в 2003-2006 годах докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ (ЛЭТИ)

Публикации. По теме диссертации опубликованы 5 научных работ, из них - 1 статья, 2 работы в материалах международной и всероссийской конференций , 2 патента РФ на полезную модель. Одна статья находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 94 наименований и двух приложений. Основная часть работы изложена на 125 страницах машинописного текста. Работа содержит 84 рисунка.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы диссертационной работы, формулируются цели и задачи исследований, приводятся новые научные результаты, полученные в работе, ее практическая значимость, приводятся сведения об апробации работы и публикациях по теме диссертации.

Первая глава диссертации носит обзорный характер и посвящена рассмотрению современного состояния техники измерения вибраций и биений не механическими методами.

Рассматриваются принципы применения для определения

пространственного положения, вибраций и биений различных объектов магнитных индукционных датчиков и датчиков Холла. Показано, что несмотря на то, что опыт применения индукционных датчиков для измерения параметров вибраций колес турбин и, особенно, деформаций лопаток носит скорее отрицательный характер, тем не менее возможно использование в практике трансформаторных датчиков. Современные датчики Холла, рассчитанные на работу в сильных магнитных полях и имеющие пороговый выход с перепадом напряжения порядка нескольких сот милливольт, могут с успехом использоваться для целей измерения биений рабочих колес паровых и газовых турбин.

Обсуждается перспективность разработки датчиков вибраций на основе современных искусственных пьезоэлектрических материалов, такие как титанат бария, обладающих высокой стабильностью параметров.

Рассмотрены возможности измерения радиоволновыми методами скорости перемещения изделий, скоростей потоков, объемного и массового расхода веществ, перемещаемых по трубопроводам и открытым системам, частоты вращения, ускорений, вибраций и др. Показано, что из всего разнообразия радиочастотных методов измерения вибраций можно выделить две основные группы: интерференционные и резонаторные радиоволновые методы, которые являются практически безынерционными и допускают бесконтактные измерения параметров вибраций с весьма высокими частотами, встречающимися при эксплуатации и испытаниях паровых и газовых турбин.

Обсуждаются проблемы точности измерения параметров движения лопаток турбин не механическими способами, основные источники и виды погрешностей при использовании индукционных, пьезоэлектрических и радиоволновых датчиков.

Показано, что в настоящее время широко разрабатываются оптоэлектронные устройства измерения параметров радиосигналов, электрических и магнитных полей в радиодиапазоне, интегрированные с такими радиочастотными блоками, как антенны, генераторы, фильтры и т.п. В работе предлагается использовать такие датчики в радиочастотных системах измерения деформаций, вибраций и биений, в которых измерительный радиосигнал оказывался бы наложенным на оптическую несущую и с помощью оптических волокон мог бы быть переданным практически без воздействия на него электрических и магнитных наводок на любое разумное расстояние.

Показано, что перенос измерительного радиосигнала в оптический диапазон может быть выполнен с помощью модулирующих ячеек на основе полевых эффектов, в которых осуществляется модуляция оптического излучения радиосигналом, наиболее удобных для интегрального выполнения вместе с антеннами радиочастотной системы измерения вибраций.

Обсуждается понятие амплитуды эффективной напряженности электрического Еа$ф или магнитного Д^фф полей сигнала в области взаимодействия света и сигнала модуляции как характеристики эффективности модулирующей ячейки.

На основе анализа современного состояния вопроса формулируются цели исследований и пути практической реализации их результатов.

Во второй главе диссертации выполнено полноволновое моделирование и найдены характеристики СВЧ антенн, работающих близ рабочего колеса в кожухе паровой турбины в водно-дисперсной среде. Эти результаты необходимы для проектирования схем и конструкций радиоинтерференционных, автогенераторных и радиоголографических измерителей биений и вибраций лопаток.

Моделирование выполнялось с помощью пакета программ Ашой Ш^. В процессе моделирования лопатки турбины, кожух и направляющие пар решетки имитировались металлическими поверхностями соответствующих размеров, а паро-газовая среда - заполнением окружающего пространства средой, е, ц и tgS которой соответствовали насыщенному пару низкого (1атм.) давления. В процессе моделирования малыми смещениями лопатки вдоль осей X, У, Ъ относительно исходного положения имитировались радиальные и осевые биения колеса турбины, а также вращение колеса в плоскости, перпендикулярной излучателю.

В результате моделирования было показано, что использование радиоинтерференционного датчика из пяти расположенных симметричным крестом антенн, из которых центральная является излучающей, а остальные приемными, позволяет определить параметры деформаций, вибраций и биений лопаток по всем осям. Оптимизацией угла поворота антенн относительно вертикального положения лопатки результаты измерений могут быть сделаны с наилучшей точностью.

Для примера на рис.1 показаны зависимости модуля и фазы коэффициента отражения от частоты на входном порте излучающей антенны при имитации вращения лопаток паровой турбины и смещении их от центрального положения (кривые I) на +10мм (кривые 2) и на -10мм (кривые 3). На рис 2 показаны зависимости модуля и фазы коэффициента передачи от частоты от излучающей антенны к приемной антенне, расположенной над излучающей при имитации вращения лопаток паровой турбины и смещении их от центрального положения (кривые 1) на +10мм (кривые 2) и на -10мм (кривые 3).

Подобные зависимости были получены для всех пяти антенн и различных смещений лопаток по всем трем осям, чтобы доказать возможность определять параметры вращения, деформаций и вибраций лопаток анализом изменения характеристик коэффициентов отражения и

передачи в радиоинтерференционном датчике с пятью антеннами.

Пик 811

Рмфмпсу (ОНх)

Рис. 1. Зависимость модуля и фазы коэффициента отражения от частоты на входном порте центральной излучающей антенны при вращении лопатки паровой турбины Полученные результаты позволили разработать подробно описанный в диссертации метод динамического контроля положения лопаток турбины и устройство на его основе, использующие принцип излучения немодулированного или частотно-модулированного СВЧ сигнала остронаправленной передающей антенной внутрь кожуха турбины в виде концентрированного луча, направленного под углом к плоскости вращения лопаток, чтобы сигнал отражался к четырем приемным антеннам, установленным за или рядом с излучающей антенной, таким образом, чтобы прямое прохождение сигнала между излучающей и приемными антеннами было минимальным. Установка нескольких подобных датчиков вдоль

радиуса турбины позволяет получить полную информацию о деформациях и спектрах вибраций лопаток, осевых и радиальных биениях рабочего колеса турбины.

813

-•4611 Л| -в-Р(1Д| -¡МвИЛ! р»(с(1_«|»»|_18_23_у_1 Ок

1 —А- V

3.39 ЭЗб 337 ЗЗв 3.39 3 4

Ргафмпсу (ОН*)

Рис.2. Зависимость модуля и фазы коэффициента передачи от частоты при вращении лопатки паровой турбины (приемная антенна расположена над излучающей)

Кроме того, во второй главе предложен датчик контроля положения торцов турбинных лопаток, основанный на использовании двунаправленной замедляющей системы, расположенной на кожухе турбинного колеса в районе движения торцов лопаток. Схема датчика показана на рис.3.

На рисЗ лопатка 1, закрепленная на оси турбины, при вращении турбины проходит мимо датчика, установленного на внешнем кожухе турбины Датчик представляет собой две половины замедляющей системы 3 и 4, на вход которых подается СВЧ сигнал от генератора 2. СВЧ сигнал в

первой половине замедляющей системы 3 распространяется навстречу движению лопатки, а во второй половине 4 - согласно с движением лопатки Когда движущаяся лопатка 1 проходит под первой половиной датчика 3, распространяющийся в ней СВЧ сигнал, взаимодействуя с лопаткой, получит амплитудное и частотное (доплеровский сдвиг) возмущения и будет отличаться от сигнала с выхода второй половины датчика 4, под которым в данный момент лопатка отсутствует.

Направление вращения

1

Рис.3. Функциональная схема датчика биений колеса турбины на основе СВЧ замедляющей

Когда же лопатка перемещается под вторую половину датчика 4 будет возмущаться сигнал, распространяющийся по этой части замедляющей системы, а сигнал с выхода первой половины датчика 3 не будет иметь возмущения. Когда лопатка находится под центром датчика, сигналы с выходов замедляющих систем 3 и 4 будут одинаковы. Поскольку направления распространения сигнала и вращения лопатки 1 в половинах датчика 3 и 4 противоположны, то и частотное возмущение сигналов в них (доплеровские сдвиги) будут также противоположны: в первой половине датчика 3 сигнал по частоте будет сдвинут вверх на величину доплеровской добавки, а во второй половине датчика 4 сигнал по частоте будет сдвинут вниз.

Сигналы с выходов датчиков подаются на суммирующее-вычитающее устройство 5, с разностного выхода которого снимается сигнал биений,

поступающий на синхронный детектор 6. Нулевое значение сигнала с синхронного детектора 6 соответствует положению лопатки точно по центру датчика, смещение уровня сигнала вверх - положению лопатки под первой половиной датчика 3, смещение уровня сигнала вниз - положению лопатки под второй половиной датчика. Момент прохождения сигнала с выхода синхронного детектора через ноль фиксируется компаратором 7 и может быть подан на любое анализирующее устройство, например компьютер 8.

В главе определены наиболее оптимальные частоты и поляризации для работы радиочастотных измерителей деформаций и вибраций лопаток турбины и показано, что при практическом выполнении радиоволнового измерителя целесообразно переносить измерительные сигналы с выходов антенн в оптический диапазон, чтобы уменьшить влияние электрических и магнитных наводок от силовых машин.

Третья глава диссертации посвящена выводу предельных соотношений для модулирующих ячеек светового излучения, которые могли бы быть использованы при переносе измерительного сигнала в радиочастотных измерителях вибраций лопаток и биений рабочих колес турбин в оптический диапазон и легко бы интегрировались с резонансными СВЧ антеннами.

Рис.4 Электрическая модель по СВЧ сигналу ячейки с согласующей цепью фильтрового типа

Показано, что наиболее удобным видом модулирующих ячеек для интегрирования с антеннами радиоволновых датчиков вибраций являются

электрооптические или магнитооптические кристаллы с проводящими электродами на боковых гранях В диапазоне до 3-5 ГГц с достаточной для практики точностью можно считать, что в оптической среде с электродами на противоположных гранях распространяется преимущественно Т-волна, потери на частоте сигнала модуляции в ней пренебрежимо малы и нанесенные на противоположные грани среды электроды по отношению к модулирующему СВЧ сигналу можно считать эквивалентными отрезкам однородной линии передачи, которые могут быть разомкнуты или короткозамкнуты на свободных концах При использовании для связи кристалла с возбуждающим генератором недиссипативной фильтровой корректирующей цепи эквивалентная схема модулирующей ячейки может быть представлена в виде, показанном на рис 4 для случаев разомкнутых и короткозамкнутых электродов на свободных концах кристалла.

В работе показано, что в случае разомкнутых электродов максимальная амплитуда эффективного напряжения на электродах кристалла иафф, определяющую глубину модуляции света радиосигналом, связана с параметрами эквивалентной кристаллу линии передачи соотношением:

где Т(в) = ¡¡п(0,5сот)/ (0,5сот) - коэффициент, учитывающий конечное время прохождения оптической среды светом, г = Ьп/с- время прохождения среды светом, Ь - размер среды в направлении распространения пучка, в = !ХС, - электрическая длина кристалла, в, , вн - электрические

длины эквивалентной кристаллу линии на верхней и нижней частотах рабочего диапазона модулирующей ячейки, И7 — волновое сопротивление эквивалентной кристаллу линии на частоте радиосигнала, Д& Л; -балластное сопротивление и сопротивление возбуждающего генератора.

В диссертации определен закон изменения модуля входного коэффициента отражения корректирующей цепи \5(со)\, при котором в рабочем диапазоне частот будет сохраняться постоянной величина и„фф'-

Пвв) е

и получено предельное выражение для его

^Назначения:

[ ПВ) (8В ев\

Vгафф <3.76яР(Ж

6_I4 йв

^ 190.4

соэ е_

р,т\ев) зт4 ев (2)

О9В - вЦ ) СОБ 2 вв ев

Р1 - падающая мощность от источника модулирующего сигнала. На основе принципа дуальности аналогичные соотношения для модуля входного коэффициента отражения недиссипативной корректирующей цепи и предельного значения амплитуды эффективного тока получены для кристаллов с короткозамкнутыми на свободных концах электродами:

|ад|2=1-

в Т{вв) со а в \-cosdg

I сэфф ^ 3.76яР,

вв Т{0) со&дв \-cos6

в \4 ае

(?)

Выражения (2) и (3) позволяют определять необходимые энергетические затраты на осуществление модуляции светового излучения радиосигналом в ячейках на основе полевых эффектов с недиссипативными цепями связи и использовались при разработке оптоэлектронных измерителей вибраций и оценке их характеристик, а также будут полезны разработчикам оптических устройств связи и локации.

На основе выполненных теоретических исследований были предложены защищенные патентами устройство для измерения сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны для радиоинтерференционных измерителей вибраций и измеритель параметров сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны, с несколькими оптическими каналами для систем измерения вибраций. В диссертации выполнен анализ работы этих устройств и оценены их возможные характеристики. Показано, что заявленные устройства легко интегрируются с печатными антеннами в радиочастотных измерителях деформаций и вибраций лопаток паровых турбин.

Предложены две схемы лазерных прецизионных гетеродинных измерителей деформации лопаток мощных турбин и выполнен анализ их работы и оценка характеристик. Показано, что подобные датчики можно использовать в качестве прецизионных устройств для испытательных стендов для проверки остальных типов датчиков.

В четвертой главе диссертации приводятся результата разработки и экспериментальных исследований кольцевой печатной резонаторной антенны для правой круговой поляризации (ЯНСР), которая может служить прототипом для антенн радиоволнового измерителя вибраций лопаток турбин и легко может быть интегрирована в оптоэлектронные устройства для измерения параметров сигналов, отраженных от входных портов антенны, поскольку может быть изготовлена на диэлектрической подложке, в качестве которой может использоваться электрооптический кристалл, например иЫЬ03.

Разработки и моделирование антенн выполнялись в двух пакетах-Ansoft HFSS и Microwave Studio. Одна из антенн была выполнена на подложке из материала ФЛАН, с толщиной 1.9мм и относительной диэлектрической проницаемостью е=3.8, второй вариант антенны был выполнен на подложке из материала R03003, толщиной 1.27мм и е=3. Размеры подложки экспериментальных антенн составляли 38*38мм2, внешний диаметр резонатора был равен 25мм, внутренний диаметр 15мм, ширина микрополосковой линии направленного ответвителя -3.5мм, зазор между линии кольцевого резонатора и микрополосковой линией ответвителя {

был равен 0.6мм, толщина металлизации составляла 0.017мм.

Полоса пропускания экспериментальной антенны по уровню модуля /8ц/ равному -12дБ составляет 62МГц, против расчетных 65МГц, а центральная частота равна 2.655ГГц против расчетного значения центральной частоты равного 2.57ГТц. Экспериментально измеренный максимальный коэффициент усиления антенны составляет 4DBI, в то время как расчетное значение коэффициента направленности было равно 5.8 DBI.

Ширина главного лепестка диаграммы направленности по уровню -ЗдБ в эксперименте была равна 100° против 95° по результатам моделирования, уровень кроссполяризации (LHCP) у экспериментального образца антенны, составлял -20дБ против -26дБ по расчету, уровень обратного излучения был несколько меньше расчетного и составил -8дБ.

Приведенные данные свидетельствуют о достаточном для практики совпадении расчетных и экспериментальных характеристик антенны и подтверждают, сделанные в процессе моделирования допущения.

В дальнейшем предполагается пересчет антенны на подложку в виде электрооптического кристалла из материала ЫИЪОз.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы и выводы

В приложениях 1 и 2 приведены результаты моделирования датчиков радиоинтерференционного измерителя вибраций лопаток, содержащих две и пять антенн.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные результаты диссертационной работы могут быть '

сформулированы следующим образом:

1. Доказана возможность измерения параметров вибраций и биений рабочего колеса паровой турбины радиочастотными устройствами СВЧ диапазона при размещении в кожухе турбины излучающей и приемных антенн.

2 Выполнено моделирование и оценка характеристик различных типов

и Количеств СВЧ антенн при работе их в кожухе вблизи рабочего колеса турбины и имитации вращения колеса, деформаций и вибраций лопаток турбины. Определены оптимальные диапазон частот и поляризация сигнала для радиочастотных датчиков вибраций лопаток.

3.Показано, что параметры деформаций и вибраций лопаток, биений рабочего колеса по всем осям могут быть полностью определены радиочастотным методом при использовании одной излучающей и четырех приемных антенн, расположенных крестом попарно ортогонально.

4.Предложен метод и реализующее его радиоинтерференционное устройство на основе пяти антенн, одна из которых является излучающей, а остальные четыре приемными, позволяющий измерять параметры деформаций и вибраций лопаток и биений рабочих колес паровых турбин по всем осям в сечении установки датчика.

5.Предложен метод и реализующее его устройство, на основе замедляющей системы, позволяющее измерять параметры вибраций концов лопаток паровых турбин.

6. Показано, что при измерении параметров сигналов на выходе антенн в радиоинтерференционных устройствах измерения вибраций целесообразно переносить измерительный сигнал в оптический диапазон для уменьшения наводок от электрических и магнитных полей силовых агрегатов.

7,Определены предельные энергетические характеристики модулирующих электрооптических ячеек в виде электрооптического кристалла с нанесенными на боковые грани электродами при различной конфигурации электродов, удобных для перенесения измерительного сигнала в оптический диапазон в радиоинтерференционных устройствах измерения вибраций лопаток турбин.

Эти результаты имеют и самостоятельное значение и могут быть использованы в оптической связи, оптической локации и других смежных областях.

8 .Предложены две защищенные патентами РФ схемы оптоэлектронных измерителей параметров сигнала на входе СВЧ антенны для использования их в радиоинтерференционных измерителях деформаций и вибраций лопаток рабочих колес паровых турбин.

9.Предложены две схемы лазерных прецизионных гетеродинных измерителей деформаций и вибраций лопаток рабочих колес паровых турбин, способных работать в парогазовой среде внутри кожуха рабочего колеса турбины и выполнена оценка их точности.

Ю.Выполнено моделирование и оптимизация геометрических размеров печатной антенны с кольцевым резонатором на подложке с органическим

диэлектриком.

11.Проведены экспериментальные исследования макета антенны с кольцевым резонатором, подтвердившие исходные предпосылки. Получены необходимые данные для проектирования антенны на электрически плотной подложке, например из LiNb03 для интегрирования антенны с оптоэлектронным измерителем параметров отраженного сигнала.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОНОЙ РАБОТЫ

1. Моделирование СВЧ измерения параметров вибраций лопаток турбин / Буй Нгок Ми, Мамруков AB. II Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций". Самара, 31 мая - 4 июня 2004 г. С.24-25.

2. Golovkov A.A., Bui Ngoc My, Mamroukov A.A./ Измерение параметров вибраций лопаток паровой турбин СВЧ методом // 2004 14th International Crimean Conference "Microware & Telecommunication Technology" Conference Proceedings - Sevastopol, Crimea, Ukraine. September 13-17, 2004. C. 703-704.

3. Буй Нгок Ми, Мамруков A.B./ Моделирование изменение параметров СВЧ- антенн, расположенных вблизи колеса паровой турбины // Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ" - Серия "Радиоэлектроника и телекомуникации". 2004, №2. С. 53-55.

4. Болихов О.Л., Буй Нгок Ми, Головков А.А, Кузнецов С.В./ Устройство для измерения сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны // Патент на полезную модель №5001.

5. Буй Нгок Ми, Головков A.A., Кузнецов С В./ Оптоэлектронное устройство контроля сигнал, отраженного от входа СВЧ антенны // Патент на полезную модель № 52193.

Подписано в печать 11.04.06. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 20.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

¿OOfcA

Перечень сокращений и условных обозначений.

ВВЕДЕНИЕ

1. ЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ДВИЖЕНИЯ ОБЪЕКТОВ.

1.1 Электрические и магнитные датчики положения вращающихся объектов.

1.1.1 Индукционные датчики.

1.1.2 Датчик Холла.

1.1.3 Пьезоэлектрические датчики.

1.2 Радиоволновые датчики характеристик движения объектов.

1.2.1 Измерение линейной скорости.

1.2.2 Измерение частоты вращения.

1.2.3 Измерение вибраций.

1.3 Проблемы точности измерения параметров движения не механическими способами.

1.3.1 Источники и виды погрешностей.

1.3.2 Погрешности нелинейностей характеристик.

1.3.3 Погрешность, вызванная влиянием температуры.

1.4 Оптоэлектронные системы для измерения радиочастотных характеристик и их использование в измерительных системах для уменьшения влияния электрических и магнитных наводок . 38 Выводы по главе

2. МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ РАБОТЫ СВЧ АНТЕНН, РАСПОЛОЖЕННЫХ ВБЛИЗИ КОЛЕСА ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ. РАЗРАБОТКА РАДИОВОЛНОВЫХ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИЙ И БИЕНИЙ.

2.1 Моделирование и анализ работы широкополосной СВЧ антенны, расположенной вблизи колеса паровой турбины.

2.2 Моделирование и анализ характеристик резонансной СВЧ антенны, расположенной вблизи рабочего колеса турбины.

2.2.1 Основные результаты моделирования антенны при перемещении лопатки паровой турбины вдоль оси X {имитация осевых биений)

2.2.2 Основные результаты моделирования антенны при перемещении лопатки паровой турбины вдоль оси Z (имитация радиальных биений).

2.2.3 Основные результаты моделирования антенны при перемещении лопатки паровой турбины вдоль оси Y (имитация вращения колеса перпендикулярно плоскости антенны).

2.3 Моделирование и анализ характеристик нескольких резонансных СВЧ антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины

2.3.1 Основные результаты моделирования работы двух резонансных антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины.

2.3.2 Основные результаты моделирования работы пяти резонансных антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины.

2.4 Радиоволновые измерители вибраций лопаток и биений рабочих колес паровой турбины.

2.4.1 Применение остронаправленного СВЧ излучения для динамического контроля положения лопаток турбины.

2.4.2 Датчик контроля положения турбинных лопаток на основе СВЧ замедляющей системы.

Выводы по главе 2.

3. ПРЕДЕЛЬНЫЕ СООТНОШЕНИЯ ДЛЯ МОДУЛИРУЮЩИХ СВЕТОВЫХ ЯЧЕЕК. РАЗРАБОТКА ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПАРАМЕТРОВ ВИБРАЦИЙ.

3.1 Потенциальные частотные и энергетические характеристики модулирующих ячеек на основе полевых эффектов с согласующими цепями фильтрового типа.

3.2 Разработка оптоэлектронных измерителей параметров отражений от входов антенн в системах измерения биений лопаток рабочих колес турбины.

3.2.1 Устройство для измерения сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны для радиоинтерференционных измерителей вибраций

3.2.2 Измерители параметров сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны с несколькими оптическими каналами для систем измерения вибраций.

3.3 Лазерный прецизионный гетеродинный измеритель деформации лопаток мощных турбин.

Выводы по главе 3.

4. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕЧАТНЫХ АНТЕНН ДЛЯ РАДИОВОЛНОВЫХ И ОПТОЭЛЕКТРОННЫХ ДАТЧИКОВ ВИБРАЦИЙ ЛОПАТОК РАБОЧИХ КОЛЕС ПАРОВЫХ ТУРБИН.

4.1 Моделирование печатной антенны на основе кольцевого резонатора на частоту 2.6ГГц.

4.2 Экспериментальные исследования печатной антенны на основе кольцевого резонатора на частоту 2.6ГТц.

Выводы по главе 4.

Лопатки паровых и газовых турбин являются одними из наиболее нагруженных элементов этих агрегатов. Получение информации о состоянии и вибрациях лопаток, осевых и радиальных биениях рабочих колес турбины в процессе работы турбин представляет собой первоочередную задачу как при разработке новых агрегатов, так и при эксплуатации, разработанных и произведенных ранее. Сопутствующими факторами, затрудняющими разработку и реализацию датчиков вибраций лопаток, являются, как правило, сложные условия их работы с точки зрения окружающей среды: агрессивные среды, высокие температуры в газовых турбинах, влажность и малая прозрачность в паровых турбинах, высокие уровни электрических и магнитных помех в силовых агрегатах.

В связи с этим исследование методов измерения вибраций лопаток, уровней осевых и радиальных биений рабочих колес турбины заслуживают самого пристального внимания как специалистов в области турбин, так и измерительной техники.

Существующие методы и приборы для измерения параметров вибраций лопаток, радиальных и осевых биений колес турбин основаны на самых различных физических принципах. Для измерений используются электрические и магнитные датчики различной конструкции и физических принципов действия, пьезоэлектрические датчики, фотоэлектрические датчики, оптические топографические датчики, а в последнее время начинают применяться радиоволновые датчики. В основе последних лежит взаимодействие электромагнитных волн сверхвысокочастотного диапазона частот (СВЧ) с контролируемыми объектами - лопатками колес паровых и газовых турбин.

В настоящее время имеется большое число научных работ, посвященных вопросам теории и практических применений радиоволновых методов и средств для контроля технологических параметров и их изменений в ходе технологических процессов. Однако среди этих работ практически отсутствуют работы, посвященные исследованиям и разработке устройств для определения типов вибраций лопаток турбин и их параметров: амплитуд, частот и т.д. В то же время разработка новых агрегатов, отличающихся высоким КПД, приводит к тому, что линейная скорость лопаток в выходных колесах даже силовых паровых турбин из-за их больших диаметров превышает скорость звука более чем в полтора раза при частоте вращения ротора 50ГЦ и, особенно, 60ГЦ. Столь быстро протекающие процессы могут быть надежно зарегистрированы лишь с помощью СВЧ или оптических колебаний. В частности использование радиоинтерференционных методов позволяет выявить весь спектр вибраций лопаток с высокой точностью, представить картину изменения формы лопаток турбины во времени. Этот большой объем информации крайне необходим разработчикам новых агрегатов и материалов для них. Еще большие возможности имеют радиоголографические методы. Исследование радиоинтерференционных и радиоголографических методов измерения параметров вибраций и биений рабочих колес турбин, а также разработка датчиков, основанных на этих принципах, представляют собой сложную научно-техническую задачу, многие аспекты которой не исследованы вплоть до настоящего времени.

Таким образом, исследовательскую работу, посвященную разработке методов определения параметров вибраций и биений рабочих колес паровых и газовых турбин и конкретных устройств для их практической реализации, можно несомненно считать актуальной.

Цель и задачи работы.

Целью настоящей диссертационной работы являлось исследование возможности измерения параметров движения лопаток рабочих колес турбинного колеса СВЧ радиоинтерференционными методами, использующими в качестве датчиков малогабаритные СВЧ антенны, расположенные перед плоскостью рабочего колеса турбины; разработка устройства для измерения параметров сигналов, отраженных от входов антенн, наименее подверженных влиянию внешней агрессивной среды и электрических и магнитных помех.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены следующие задачи:

1.Выполнено математическое моделирование одной и нескольких СВЧ антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины, и определено изменение их импедансных характеристик в зависимости от положения и деформаций лопаток колеса. Показана возможность определении радиальных и осевых биений колеса турбины, а также определения спектра вибраций лопаток радиоинтерферометрическим методом при использовании нескольких идентичных антенн.

2.Математическим моделированием выявлены диапазоны изменения измеряемых параметров отраженных сигналов антенн при возникновении вибраций лопаток и биения рабочего колеса турбины.

3.Для построения оптоэлектронных интерферометрических датчиков определены предельные характеристики и эффективные параметры электрооптических модулирующих ячеек, содержащих направляющую систему с Т-волной.

4.Предложены, защищенные патентами, два оптоэлектронных устройства для регистрации отраженного сигнала от входа антенны, предназначенные для работы в составе интерферометрических датчиков.

5.Выполнена разработка и экспериментальные исследования кольцевых антенн бегущей волны, предназначенных для работы в составе интерферометрических датчиков.

Методы исследовании.

В основу выполненных в диссертационной работе исследований положены методы математического моделирования, теории матриц, методы теории цепей и теории потенциала, численные методы.

Подтверждение результатов теоретических исследований получено с помощью компьютерного моделирования и экспериментальных исследований.

Научная новизна.

В диссертации разработан один из подходов к построению радиоинтерферометров для измерения вибраций лопаток паровых и газовых турбин, радиальных и осевых биений рабочих колес турбины, которые могли бы использоваться на стендах для отработки новых конструкций турбин.

Основные новые научные результаты работы заключаются в следующем:

-математическим моделированием показано, что использование радиочастотного датчика с несколькими идентичными СВЧ антеннами, одна из которых является излучающей, а остальные приемными, расположенного вблизи рабочего колеса в кожухе турбины, позволяет измерять деформации и вибрации лопатки в сечении установки датчика. Установка нескольких подобных датчиков по радиусу турбины позволяет получить полную информацию о деформациях, спектрах вибраций лопаток, осевых и радиальных биениях рабочего колеса;

-определены предельные ограничения, связывающие частотные и энергетические свойства и конструктивные характеристики электрооптических модулирующих ячеек, которые могут быть интегрированы с антеннами радиочастотного датчика для переноса сигналов, несущих информацию о вибрациях и деформациях лопаток турбин в оптическую область спектра, чтобы уменьшить влияние сильных электрических и магнитных наводок от силовых агрегатов;

-на основе выполненных исследований предложены защищенные патентами схемы оптоэлектронных измерителей параметров отраженных от антенн радиоинтерферометра сигналов, пригодные для использования в системах контроля вибраций и биений лопаток рабочих колес паровых и газовых турбин;

-предложены схемы оптических гетеродинных датчиков вибраций и выполнена оценка их точностных характеристик, показана возможность использования их в качестве прецизионных устройств на испытательных стендах для проверки остальных типов датчиков.

Практическая значимость результатов работы.

Ряд результатов диссертации как теоретического, так и экспериментального характера получены в процессе выполнения госбюджетных НИР на кафедре радиоэлектронных средств Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета (ЛЭТИ) в 2002-2005 годах, где выполнялась работа.

Результаты математического моделирования работы СВЧ антенн, расположенных вблизи рабочего колеса турбины, предложенные в работе интегрированные с антеннами оптоэлектронные измерители параметров антенн, будут использованы при разработке радиоинтерферометра для измерения спектра вибраций лопаток и биений рабочих колес турбин на испытательном стенде.

Предельные ограничения, связывающие частотные и энергетические свойства и конструктивные характеристики электрооптических модулирующих ячеек, могут быть полезны разработчикам оптических каналов связи и оптических локаторов.

Результаты работы могут быть использованы и в других смежных областях, например, в измерительно-информационных комплексах для автоматического контроля и диагностики судовых двигателей.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих международных конференциях: Всероссийская научно-техническая конференция "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций". Самара. 2004; 14-я Международная Крымская конференция " СВЧ- техника и телекоммуникационные технологии Севастополь, Крым, Украина. 13-17 сентября 2004г.; Международная научно-техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Молодежь и современные проблемы радиотехники". Севастополь, Украина.

24-29 апреля 2005 г.

Материалы работы в 2003-2006 годах докладывались на конференциях профессорско-преподавательского состава СПбГЭТУ (ЛЭТИ).

Публикации по теме работы.

Основные материалы диссертационной работы опубликованы в 6 печатных работах, в числе которых 2 статей (в журнале Известия ГЭТУ «ЛЭТИ» за 2004 г; в журнале Известия ГЭТУ «ЛЭТИ» за 2006 г), 2 работы в материалах международной и всероссийской конференций, 2 патента РФ на полезную модель.

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, заключения, списка литературы, включающего 94 наименований и двух приложений. Основная часть . работы изложена на 125 страницах машинописного текста. Работа содержит 84 рисунка.

Основные результаты диссертационной работы могут быть сформулированы следующим образом:

1.Доказана возможность измерения параметров деформаций лопаток, вибраций и биений рабочего колеса паровой турбины радиоволновыми методами в СВЧ диапазоне при размещении в кожухе турбины излучающей и приемных антенн.

2.Выполнено моделирование и оценка характеристик различных типов и количеств СВЧ антенн при работе их в кожухе вблизи рабочего колеса турбины и имитации вращения колеса и вибраций лопаток турбины.

3.Показано, что параметры деформаций и вибраций лопаток, биений рабочего колеса по всем осям могут быть полностью определены радиоинтерференционным методом при использовании одной излучающей и четырех приемных антенн, расположенных крестом попарно ортогонально. Определены оптимальные частота и характеристики антенны для радиоволнового датчика вибраций.

4.Предложен метод и реализующее его радиоинтерференционное устройство на основе пяти антенн, одна из которых является излучающей, а остальные четыре приемными, позволяющий измерять параметры вибраций лопаток и биений рабочих колес паровых турбин по всем осям.

5.Предложен метод и реализующее его устройство, на основе замедляющей системы, позволяющее измерять параметры вибраций концов лопаток паровых турбин.

6. Показано, что при измерении параметров сигналов на выходе антенн в радиоинтерференционных устройствах измерения вибраций целесообразно переносить измерительный сигнал в оптический диапазон для уменьшения наводок от электрических и магнитных полей.

7.0пределены предельные энергетические характеристики модулирующих электрооптических ячеек в виде электрооптического кристалла с нанесенными на боковые грани электродами при различной конфигурации электродов, удобных для перенесения измерительного сигнала в оптический диапазон в радиоинтерференционных устройствах измерения вибраций лопаток турбин.

Эти результаты имеют и самостоятельное значение и могут быть использованы в оптической связи, оптической локации и других смежных областях.

8.Предложены две, защищенные патентами РФ, схемы оптоэлектронных измерителей параметров сигнала на входе СВЧ антенны для использования их в радиоинтерференционных измерителях вибраций лопаток рабочих колес паровых турбин.

9.Предложены две схемы лазерных прецизионных гетеродинных измерителей вибраций лопаток рабочих колес паровых турбин, способных работать в парогазовой среде внутри кожуха рабочего колеса турбины и выполнена оценка их точности.

Ю.Выполнено моделирование и оптимизация геометрических размеров печатной антенны с кольцевым резонатором на подложке с органическим диэлектриком. Проведены экспериментальные исследования макета антенны с кольцевым резонатором, подтвердившие исходные предпосылки.

11.Получены необходимые данные для проектирования антенны на электрически плотной подложке, например из ниобата лития для интегрирования антенны с оптоэлектронным измерителем параметров отраженного сигнала.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. White, R.W. A sensor classification scheme. In: Microsensors. IEEE Press, New York, 1991,pp.3-5.

2. Александр Зыбайло. Датчики положения // Электронные компоненты. 2003 No 2' 2003. С.87.

3. А.К. Хурцилава, Т.Д. Джапаридзе. Индуктивный датчик металлобнаружителя. Ж. Датчики и Системы. № 3.2005. С.49-53.

4. Р.Тиль. Электрические измерения неэлектрические величин. М.:Энергоатомиздат, 1987. С.32-С.35.

5. Шопен Л.В. Бесконтактные электрические аппараты автоматики. М.: Энергоатомиздат, 1986. С.111.

6. Kronmuller Н., Barakat F. Prozessmesstechnik. Berlin: Springer Verlag, 1974.7. http://enc.auto.vl.ru/3286/

7. А.П.Пятаков/Физический факультет МГУ. Спиновый эффект Холла: тридцать лет и три года. http://phys.web.rU/db/msg/l 189479/ .

8. Дж.Фрайден. Современные датчики. Справочник. М.: Техносфера, 2005. С.106-110.

9. Y.K. Kato, R.C. Myers, А.С. Gossard, D.D. Awschalom, Observation of the spin Hall effect in semiconductors, Science, v. 306, p. 1910 (2004).

10. X. M. Биккин, А. В. Кузнецов. Квантовый эффект Холла в двумерных системах научно-популярная статья в электронном журнале МИФ, N2, (1998-1999).

11. Датчики Холла, http://components.argussoft.ru/honey/hall4.htm. Copyright © 2002 — 2004 «АРГУССОФТ Компани.

12. Наталья Игнатьева. Пьезоэлектрические датчики фирмы Murata // Электронные компоненты. 2003 No 2' 2003. С.83.

13. Meissner, A.Uber piezoelectrische Krystalle bei Hochfrequenz. Z. Tech. Phys. 8(74). 1927.

14. Jaffe, В., Cook, W.R., and Jaffe, H. Piezoelectric Ceramics. Academic Press, London, 1971.

15. Megaw, H.D. Ferroelectricity in Crystals. Methuen, London, 1957.

16. Лункин Б.В. Основы теории чувствительных элементов слоистой структуры радиоволновых датчиков// Сб. трудов ИПУ, т. XVI. М., 2002 С.7-20.

17. Бушель А.Р., Викторов В.А., Совлуков А.С. Радиоволновые измерения длины тонких металлических труб и стержней// Приборы. 2001. N 1. С.15-17.

18. Викторов В.А, Лункин Б.В, Совлуков А.С. Радиоволновые измерение параметров технологических процессов. М.:Энергоатомиздат, 1989. С. 124.

19. Викторов В.А, Лункин Б.В, Совлуков А.С. Высокочастотный метод измерения неэлектрических величин. М.: Наука, 1978.

20. Радиолокационные устройства (теория и принципы построения). М:Советское радио, 1970.

21. Никольский В.В. Вариационные методы для внутренних задач электродинамики. М.: Наука, 1967.

22. А.С. 1045128 СССР, МКИ4 G01P 3/48. Устройство для измерения скоростей вращения валов двигателей/ Т.И. Щеломенцев, В.А. Константинов, A.M. Боглов и др.// Открытия. Изобретения. 1983. №36.

23. А.С. 278263 МКИ4 G01P 3/48. Радиолокационный способ измерения скорости вращения/ Б.М. Петров// Открытия. Изобретения. 1974 №45.

24. Обидовский В.Г., Савельев В.В., Петров Б.М. Радиолокационный измеритель частоты вращения// Рассеяние электромагнитных волн. Межвуз. тематич. сб. Таганрог, Таганрогский радиотехническ. ин-т им. В.Д. Калмыкова. 1978. Вып. 2. С.77-81.

25. Электронная противоразгонная защита.http:// www.irsural.ru/index/ru/elec/energo/epz

26. Пат. 3593136 США, НКИ: 324-175. Sensing rotational speed by amplitude modulating a continuous microwave signal/ F.W. Jamerson, N.L.Muench. 1971.

27. Пат. 3593136 США, НКИ: 324-175. Sensing rotational speed by amplitude modulating a continuous microwave signal/ F.W. Jamerson, N.L.Muench. 1971.

28. Розенберг В .Я. Радиотехнические методы измерения параметров процессов и систем. М.:Изд-во стандартов, 1970.

29. Журавии Л.Г., Мариненко М.а., Семенов Е.И., Цветков Э.И. Методы электрических измерений. Ленинград Энергоатомиздат 1990.

30. Чжань Л.Ч., Моффэт Д.Л., Питере М.Л. Определение чарактеристик подповерхностных радиолокационных объектов// ТИИЭР. 1979. Т.67,№ 7.

31. Griffin D.W. MW interferometers for biological studies// Microwave Journal. 1978. Vol. 21, N.5. P.69-72.

32. Константинов В.А, Трубникова С.Г. Измерение малых перемещений и вибраций радиотехническими методами// Метрология. 1972. № 5. С. 16-23.

33. Кузнецов В.А., Долгов В.А., Коневских В.М., Лобатый С.Ф., Герасимов А.Г., Наумов В.Н., Рязанова Р.А., Дунюшин С.В., Кондюкова Е.И., Редькин Б.Е., Салюк В.П., Почепа А.Н., Элиан Л.Е. Измерения в Электронике: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1987. С.12.

34. Кузнецов В.А., Долгов В.А., Коневских В.М., Лобатый С.Ф., Герасимов А.Г., Наумов В.Н., Рязанова Р.А., Дунюшин С.В., Кондюкова Е.И., Редькин Б.Е., Салюк В.П., Почепа А.Н., Элиан Л.Е. Измерения в Электронике: Справочник. М.: Энергоатомиздат, 1987. С.12.

35. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. -Л.: Энергоавтомиздат, 1985.

36. Орнатский П.П. Автоматические измерительные приборы, изд-во "Техника", Киев, 1985.

37. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Киев: Вища школа, 1986

38. Головков А.А. Теория, моделирование и основы проектирования радиотехнических устройств для управления параметрами лазерного излучения. Диссертация. Санкт-Петербург, 1992. С.68.

39. А.С. 1285399, СССР. Устройство для измерения фазовых характеристик. /Заявитель: ЛЭТИ, ГОИ, авт. Волконский В.Б., Головков А.А., Калиникос Д.А. и др. /Опубл. 1987, Б.И. №3.

40. Eiji Suzuki,. другие авторы. ЕО Probe for Simultaneous Electric and Magnetic Near-Field Measurement Using LiNb03 With Inverted Domain. IEE transactions on microwave theory and techniques. Vol.53.No.2.February 2005. С 696-701.

41. M. Kanda. "Standard probes tor electromagnetic field measurements". IEEE Trans. Antennas Propag. vol. 41. no. 10. pp. 1349-1364, Oct. 1993.

42. S. Arakawa, E. Suzuki, H. Ota, К. I. Arai, and R. Sato. "Invasiveness of optical magnetic tiled probes with a loop antenna element." in Proc. EMC'04. Sendai, Japan. 2004, pp. 149-152.

43. H. Bassen and R. Peterson. "Complete measurement of electromagnetic fields with electro-optical crystals." in USNC/URSI Annu. Biological Effects Electromagnetic Waves Meeting, vol. 77, 1975, pp. 310-323.

44. J. Wyss and S. Sheeran. "A practical optical modulator and link for antennas." J. Lightw. Techno!., vol. LT-3. no. 2. pp. 316-321. Apr. 1985.

45. K. D. Masterson and L. D. Driver, "Broadband, isotropic, photonic electric-field meter for measurements from 10 kHz to above 1 GHz," in Proc. SPIE High Bandwidth Analog Applications of Photonics II. vol. 987, 1988, pp. 107-118.

46. K. D. Masterson. L. D. Driver, and M. Kanda. "Photonic probes for the measurement of electromagnetic fields over broad bandwidths," in IEEE Nat. Electromagnetic Compatibility Symp., Denver, CO. 1989, pp. 1-6.

47. N. Kuwabara, S. Kuramoto, M. Sata, and M. Tokuda. "A wide band antennausing electro-optical crystals." IEICE . Tokyo, Japan. Tech. Rep. EMCJ 88-90. 1989.

48. M. Kanda and K. D. Masterson. "Optically sensed EM-field probes for pulsed fields." Proc. IEEE, vol. 80, no.l, pp. 209-215, Jan. 1992.

49. R. Kobayashi, K. Tajima. N, Kuwabara. and M. Tokuda, "Theoretical analysis of the sensitivity on electric field sensor using LiNbO optical modulator." in Trans. Inst. Electron. Inf. Comnutn. Eng. vol. J79-B-II, Nov. 1996, pp. 734743.

50. K. Nishikawa and S. Furuichi, "Optical electric field sensor for EMC." in Sensor Symp. Tech. Dig., 1995, pp. 105-108.

51. Y. Tokano, H. Kobayashi, T. Miyakawa and Y. Houjyo. "A gigahertz-range micro optical electric field sensor." in Proc. Electromagnetic Compatibility, Zurich. Switzerland. 2001. pp. 127-130.

52. K. Tajima, R. Kobayashi, N. Kuwabara and M. Tokuda. "Development of optical isotropic E-field sensor operating more than 10 GHz Mach-Zehnder interferometers." IEICE Trans. Electron, vol. E85-C, no. 4. pp. 961-968. Apr. 2002.

53. T. Miyakawa, K. Nishikawa, К. I. Arai. and R. Sato. "An optical waveguide sensor with a loop antenna element," in EMC Eur. Int. Electromagnetic Compatibility Svmp., 2002, pp. 635-638.

54. E. Suzuki, T. Miyakawa, H. Ota, К. I. Arai and R. Sato. "Characteristics of an optical magnetic probe consisting of a loop antenna element and a bulk electro-optic crystal." in Proc. Electromagnetic Compatibility, Zurich, Switzerland, 2003. pp. 61-64.

55. H. Whiteside and R. W. P. King, "The loop antenna as a probe," IEEE Trans. Antennas Propag., vol. AP-12. no. 5. pp. 291-297. May 1964.

56. J. Dyson. "Measurement of near fields of antennas and scatterers," IEEE Trans. Antennas Propag., vol. AP-21. no. 4. pp. 446—459, Jul. 1973.

57. M. Kanda, "An electromagnetic near-field sensor for simultaneouselectric- and magnetic-field measurements." IEEE Trans. Electromagn. Compat. vol. EMC-26. no. 3. pp. 102-110, Aug. 1984.

58. L. D. Driver and M. Kanda. "An optically linked electric and magnetic field sensor for Poynting vector measurements in the near fields of radiating sources." IEEE Trans. Electromagn. Compat. vol. 30. no. 4, pp. 495-503, Nov. 1988.

59. F. Gassmann and M. Mailand, "A 9 channel photonic isotropic electric and magnetic field sensor with subnanosecond rise time," in Proc. Electromagnetic Compatibility. Zurich, Switzerland, 1997, pp. 217-221.

60. E. Suzuki, T. Miyakawa, H. Ota, К. I. Arai, and R. Sato. "Optical magnetic field sensing with a loop antenna element doubly-loaded with electro-optic crystals." in Proc. IEEE Electromagnetic Compatibility Symp. 2003. pp. 442447.

61. K. Nakamura, H. Ando, and H. Shimizu, "Ferroelectric domain inversion caused in LiNb03 plates by heat treatment." Appl. Phys. Lett, vol. 50. no. 20. pp. 1413-1414. May 1987.

62. M. Bass, Ed. Handbook of Optics. New York: McGraw-Hill, 1994, ch. 13.

63. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 616с.

64. Мустелъ Е.Р., Парыгин В.Н. Методы модуляции и сканирования света. -М.: Наука, 1970. 295с.

65. Унгер Х.Г. Оптическая связь. Пер. с нем./Под ред. Н.А.Семенова. -М.: Связь, 1976.-264с.

66. Пространственные модуляторы света. А.А. Васильев, Д.Касасент, И.Н. Компанеец, А.В. Парфенов. М.: Радио и связь, 1987. - 320с.

67. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах: Пер. с англ. М.: Мир, 1987. - 616с.

68. Магдич Л.Н., Молчанов В.Я. Акустооптические устройства и их применение. М.: Сов. Радио, 1978. - 112с.

69. Бондаренко М.В., Конойко А.И. и др. Электрооптический модулятор для мощных высокочастотных лазеров импульсно-периодического и квази-непрерывного действия. //Приборы и техника эксперимента. 1991. N5, с. 162 164.

70. Ананьев В.П. и др. Многопроходный электрооптический модулятор когерентного излучения. А. С. СССР N164 5930, МКИ G02P 1/03. Опубл. 03.04.91, бюл. N16.

71. Rediker R.H. Analysis of integrated optics near 3db-co-upler and Mach-Zehnder interferometric modulator. IEEE Trans, on Microwave Theory and Techn., 1988, v.MTT-36, NIO, p.I80I-I804.

72. High-speed quided-wave optical modulators./Sueta Т., etc. //Japan Annual Review in Electronics and Telecommunications, Optical Devices and Fibers, 1982, p. 140-150.

73. Введение в интегральную оптику. /Под ред. М.Барносски: Пер.с англ. М.: Мир, 1977. - 367с.

74. Wideband high power operation of an efficient electro-optic modulator ./Harris N.W., ets.// Leos 89. Laser and Electroop. Soc.Annual Meet.Conf.Proc.Orlando,Fla,oct. 17-20,1989. New-York 1989.-p.93-94.

75. Буй Нгок Ми, Мамруков А.В. Моделирование изменения параметров СВЧ-аненн, расположенных вблизи колеса паровой турбины. Известия СПбГЭТУ "ЛЭТИ", 2/2004. С.53.

76. Буй Нгок Ми, Головков А.А, Мамруков А.В. Измерение параметров вибраций лопаток паровой турбин СВЧ методом. 14-я Международная Крысмкая конференция " СВЧ техника и телекоммуникационные технологии". Севастополь, 2004. С.703.

77. Арш.Э.И. Автогенераторные методы и средства измерений. М. Машиностроение, 1979.

78. Буй Нгок Ми, Головков А.А, Мамруков А.В. Исследование двух антенн для измерения биений лопаток паровой турбины. Международная научно техническая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. 2429 апреля 2005 г. Севастополь. С. 105.

79. Трубилов М.А. и др. Паровые и газовые турбины. М., 1985.

80. А.С. 575602, СССР. Электрооптический СВЧ модулятор света/ Заявитель: ЛЭТИ, ГОИ, авт. Волконский В.Б., Головков А.А. и др./Опубл. 1997, Б.И. №37.

81. Гагиев Н.Г., Головков А.А., Пивоваров И.Ю. Широкополосный модулятор интенсивности светового излучения. Изв. ВУЗов Радиоэлектроника, 1980, т.ХХШ, №2, С.99-101.

82. Широкополосные электрооптические СВЧ модуляторы света./В.Б. Волконский, Н.Г. Гагиев, А.А. Головков, В.В. Яковлев // Изв.ВУЗов Радиоэлектроника, 1981, t.XXIV, №9, С. 15-19.

83. Головков А.А, Недвецкая С.В, Осипов А.П. Моделирование и автоматизированное проектирование электрооптических модуляторов светового излучение. /В сб. Известия ЛЭТИ, Л.: ЛЭТИ, 1986, вып.371, С.68-78.

84. Гагиев Н.Г., Головков А.А., Осипов А.П. Полосовые модуляторы света. Изв. ВУЗов Приборостроение, 1981, t.XXIV, N10, С.75-80.

85. Головков А.А. Определьной глубине модуляции света в электрооптических модуляторах СВЧ. Радиотехника и электроника, 1981, t.XXVI, N11, С.2459-2461.

86. Болихов О.Л., Головков А.А., Буй Нгок Ми, Кузнецов С.В. Патент на полезную модель № 50001 от 30.06.2005г. "Устройство для измерения сигнала, отраженного от входа СВЧ антенны"

87. Буй Нгок Ми, Головков А.А., Кузнецов С.В. Патент на полезную модель № 52193 от 07.11.2005г. Оптоэлектронное устройство контроля сигнал, отраженного от входа СВЧ антенны.

88. А.С. 1737361, СССР. Устройство для измерения параметров отражения сигнала от входа СВЧ элементов. /Заявитель: ЛЭТИ, авт. Головков А.А., Кузнецов С.В., Приходько В.Ю, Осипов А.П. /Опубл. 1989, Б.И. №20.

89. Гагиев Н.Г, Головков А.А. Определьной глубине модуляции света в электрооптических модуляторах СВЧ. Радиотехника и Электроника, T.XXY1, №10, 1981.

90. А.С. 1223164, СССР. Устройство для измерения фазовых характеристик. /Заявитель: ЛЭТИ, авт. Головков А.А., Кузнецов С.В., Макаров А.А., Матвеев А.В. /Опубл. 1986, Б.И. №13.

91. Handbook of Antennas in Wireless Communications. Ed. Godara L.C., CRC Press, London, 2002, 820p.

92. Kin-Lu Wong Compact and Broadband Microstrip Antennas. John Wiley & Sons, New York, 2002, 324p.

93. Буй Нгок Ми, Мамруков А.В. Моделирование СВЧ измерения параметров вибраций лопаток турбин. Материалы Всероссийской научно-технической конференции "Актуальные проблемы радиоэлектроники и телекоммуникаций". Самара, 31 мая 4 июня 2004 г. С.24-25.143