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1、项目概况

水轮机固定导叶在水电站内部工作的时候起着引导水流的作用，工作中承受水流巨大的冲击激励，某水电站水轮机安装了新型固定导叶，根据安装位置不同固定导叶尺寸也有所不同，为了了解固定导叶的固有动态特性参数以便设计改进，我司为其配置了一套模态测试系统，该系统由激振系统、传感系统、数采系统和软件分析系统构成。

         

                                                                  图1 某水电站水轮机固定导叶测试

2、测试技术难点

2.1 现场干扰噪声大，被测对象质量大，难获得高质量传递函数。

由于现场有其它设备工作，试验数据会有较大的噪声干扰。测试对象质量比较大，所测得响应信号较小。为了获得高质量的传递函数需要采用激励力较大的力锤，采用高精度和低噪声的数据采集仪进行数据采集，从而获得高信噪比的振动数据。

此次试验采用了东方所的MSC-3中力锤进行激励，该力锤配备了配重块和5t的力传感器，保证有足够的激励力，使用橡胶头保证能量集中在中低频。数据采集采用东方所的INV3062T型 24位高精度数据采集仪，该型采集仪具有很低的本底噪声和超宽的动态范围，保证能获得高信噪比的振动数据，从而获得高质量的传递函数。

2.2 现场空间小，对设备便携性要求高

水轮机固定导叶位于地下螺管中，搬运路途和工作现场空间狭小，如果设备体积太大则难以搬运和放置，因此对设备的便携性要求很高。采用东方所INV3062T采集仪则完全可满足使用要求，该型采集仪体积小携带方便，内置WIFI可以自由选择有线或无线连接，并且内置电池，可连续工作8小时，免去了现场提供电源的麻烦。

2.3 工作时间紧，对工作效率有较高要求

由于水电站工作场所的特殊性，工作时间很紧，对工作效率要求很高。东方所DASP模态测试系统操作简便，而且可以自动增加测点，试验过程免去重复设置软件的繁琐工作，仅需移动传感器或者力锤，在最短时间内完成全部数据的准确采集。

2.4 模态分析，精确性和操作便利性

不同的模态分析方法结果可能不一样，传统的一些方法对重根或相近的模态会难以区分，导致丢失模态。东方所具有多种先进的模态分析方法，选用polyLSCF、ERA、polyIIR等先进的方法进行模态分析、比较，操作简便，可以得到最精确的模态分析结果。

3、测试系统

3.1 分析软件

      DASP V11工程版平台软件

      DASP V11模态动力学分析平台软件

      PolyLSCF模态分析软件

      PolyIIR模态分析软件

3.2 采集硬件

                     4通道24位INV3062T数据采集仪

     INV9822加速度传感器

     MSC-3模态力锤（力传感器、功率放大器）

4、试验结果

通过测试分析获得了水轮机某固定导叶的固有动态特性参数，包括模态频率、振型和阻尼，部分试验结果如下所示。

                                       

                                         第一阶模态                                               第二阶模态                                               第三阶模态