用于液膜厚度测量的开式同轴腔傳感器结构设计

钱江波严晓哲，韩中合

要］汽轮机低压缸的湿蒸汽区液膜在高速汽流拖拽撕裂下形成较

大水滴会造成动叶片的严重水蝕，实时监测液膜厚度对于叶片防护及机组的

安全运行具有重要意义对此，搭建了谐振腔等效电路并推导液膜厚度的测

量关系式，设計了电磁性能良好的开式同轴谐振腔传感器仿真分析了同轴腔

的谐振频率随水膜厚度的变化关系，确定了测量关系式中的待定系数；选擇蒸

馏水为液膜材料介电常数为

时进行拟合仿真，结果表明：拟合相似度

可见，该测量关系式可靠性较高该测量技术可用

于测量汽輪机静叶片、汽缸壁、导流环等结构处的液膜厚度。

［关键词］汽轮机；液膜厚度；同轴谐振腔传感器；开放式；测量关

汽轮机低压缸的濕蒸汽区动叶片水蚀不仅使级效率明显下降，而且会引起叶

片断裂、破坏沉积在叶片表面上的水份所形成的水膜，在叶片出口边破裂形

成的大水滴撞击叶片是造成动叶片水蚀的主要原因［

于叶片保护、去湿结构设计和布置及汽轮机的安全、经济运行具有重要的指导

近年來相继研究出了一些薄膜厚度的测量方法［