[發明專利]測量機器部件與傳感器的接近度的傳感器組件和方法

無效

• 申請號: 201110393331.2
• 申請日: 2011-11-22
• 公開（公告）號: CN102540175A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: R·詹森;B·L·謝克曼
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01H9/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術領域

本申請大體上涉及功率系統(power?system)，更具體地涉及測量機器部件相對于傳感器的接近度的傳感器組件和方法。

背景技術

已知的機器可在運行期間展現振動和/或其他異常行為。一個或多個傳感器可用于測量和/或監測這樣的行為并且確定例如在機器傳動軸中展現的振動量、該機器傳動軸的轉速和/或運行機器或馬達的任何其他運行特性。通常，這樣的傳感器耦合于包括多個監測器的機器監測系統。該監測系統從一個或多個傳感器接收信號、執行關于這些信號的至少一個處理步驟和傳送修改的信號到診斷平臺，其向用戶顯示測量。

至少一些已知的機器使用渦流傳感器來測量機器部件中的振動和/或機器部件的相對位置。然而，已知的渦流傳感器的使用可受到限制，因為這樣的傳感器的檢測范圍僅是渦流感測元件的寬度的大約一半。其他已知的機器使用光學傳感器來測量機器部件的振動和/或位置。然而，已知的光學傳感器可由污染物弄臟并且提供不準確的測量，并且如此可不適合于工業環境。此外，已知的光學傳感器可不適合用于通過液體介質和/或包括微粒的介質來檢測機器部件的振動和/或位置。

此外，至少一些已知的接近傳感器包括探頭和信號處理器。已知的探頭包括天線，其產生一個或多個信號并且從緊密接近該天線的物體接受一個或多個反射信號。該探頭傳送反射信號到信號處理器用于處理和/或用于在計算接近度測量中使用。這樣的信號典型地經由在探頭和信號處理器之間延伸的數據電纜傳送。然而，取決于探頭和信號處理器之間的距離，在探頭和信號處理器之間傳送的信號可由于該數據電纜的阻抗而在幅度和/或功率上衰減。這樣的衰減可使信號處理器產生不準確的接近度測量。如此，已知的接近度傳感器的使用可受到限制。

發明內容

在一個實施例中，提供用于在監測機器部件中使用的傳感器組件，其包括信號處理裝置和至少一個探頭。該至少一個探頭包括配置成從至少一個微波信號產生電磁場的發射器，其中當機器部件安置在該電磁場內時該發射器失諧使得產生加載信號。該至少一個探頭還包括耦合于該發射器并且配置成無線傳送該加載信號到該信號處理裝置的傳送器。

在另一個實施例中，提供功率系統，其包括機器，該機器包括至少一個部件和接近該至少一個部件安置的傳感器組件。該傳感器組件包括信號處理裝置和至少一個探頭。該至少一個探頭包括配置成從至少一個微波信號產生電磁場的發射器，其中當機器部件安置在該電磁場內時該發射器失諧使得產生加載信號。該至少一個探頭還包括耦合于該發射器并且配置成無線傳送該加載信號到該信號處理裝置的傳送器。

在再另一個實施例中，提供用于測量機器部件接近度的方法。該方法包括從至少一個微波信號產生電磁場并且產生代表該電磁場中斷的加載信號。該加載信號無線傳送到信號處理裝置，并且該至少一個機器部件的接近度基于接收的該加載信號而計算。

附圖說明

圖1是示范性功率系統的框圖。

圖2是可與在圖1中示出的功率系統一起使用的示范性傳感器組件的框圖。

圖3是可與在圖1中示出的功率系統一起使用的備選傳感器組件的框圖。

圖4是可與在圖1中示出的功率系統一起使用的另一個備選傳感器組件的框圖。

具體實施方式

圖1示出包括機器102的示范性功率系統100。在示范性實施例中，機器102可以是，但不限于，只是風力渦輪機、水電渦輪機、燃氣渦輪機或壓縮機。備選地，機器102可以是在功率系統中使用的任何其他機器。在示范性實施例中，機器102使耦合于負載106(例如發電機等)的傳動軸104旋轉。

在示范性實施例中，傳動軸104至少部分由容置在機器102內和/或負載106內的一個或多個軸承(未示出)支撐。備選地或另外，這些軸承可容置在例如變速箱等獨立支撐結構108內或在使功率系統100能夠起到如本文描述的作用的任何合適的結構或部件內。