[發明專利]測量部件對發射器的接近度的傳感器組件和方法

無效

• 申請號: 201110411967.5
• 申請日: 2011-11-21
• 公開（公告）號: CN102538649A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: B·L·謝克曼;S·Y·葛;Y·李
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01B7/00
• 分類號: G01B7/00;G01B7/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 柯廣華;蔣駿

技術領域

一般來說，本發明的領域涉及電力系統，并且更具體地說，涉及測量部件相對于在寬頻率范圍上操作的發射器的接近度的傳感器組件和方法。

背景技術

至少一些已知機器(例如，發電系統)包含可能隨著時間的過去而損壞或磨損的一個或多個部件。例如，已知發電系統(例如，已知渦輪機)包含諸如軸承、齒輪和/或轉子葉片等隨著時間的過去而磨損的部件。繼續采用磨損的部件進行操作可導致對其它部件的額外損害，或可導致部件或系統的過早故障。

為了檢測機器內部件損壞，通過監測系統來監測至少一些已知機器的操作。至少一些已知監測系統包括執行機器的至少一些部件的接近度測量的至少一個傳感器組件。可使用渦電流傳感器、磁性拾音器傳感器或電容傳感器來執行接近度測量。但是，因為此類傳感器的測量范圍有限，因此可使用此類傳感器的位置有限。此外，因為此類傳感器的頻率響應通常低，所以此類傳感器的準確度有限。

在單個頻率上操作的至少一些已知微波發射器已用于解決此類傳感器的一些已知限制。但是，在執行接近度測量時，此類已知微波發射器在它們接近目標對象時可能變得失諧。更具體地說，微波發射器的諧振頻率可能會偏移。這樣的偏移可導致微波發射器的散射參數(S參數)中不可預測的行為模式。此外，因為S參數可能是不規則的，因此微波發射器的準確度可能有限。

發明內容

在一個實施例中，提供一種用于測量部件相對發射器的接近度的方法。該方法包括將具有預定義頻率范圍內的多個頻率分量的至少一個微波信號傳送到發射器。至少一個電磁場由發射器從微波信號生成。然后，通過部件與電磁場之間的交互使負載被感應到發射器，其中表示負載的至少一個負載信號在來自發射器的數據管道內反射。此外，負載信號由至少一個信號處理裝置接收。部件相對發射器的接近度由信號處理裝置基于負載信號測量。

在另一個實施例中，提供一種傳感器組件。該傳感器組件包括含發射器的至少一個探頭。發射器從具有預定義頻率范圍內的多個頻率分量的至少一個微波信號生成至少一個電磁場，其中在部件與電磁場交互時使負載被感應到發射器。該傳感器組件還包括耦合到發射器的數據通道，其中表示負載的至少一個負載信號在來自發射器的數據管道內反射。此外，傳感器組件包括配置成接收負載信號并生成電輸出的至少一個信號處理裝置。

在另一個實施例中，提供一種電力系統。該電力系統包括含至少一個部件的機器、放置在部件附近的至少一個傳感器組件、以及耦合到傳感器組件的診斷系統。該傳感器組件包括含發射器的至少一個探頭。發射器從具有預定義頻率范圍內的多個頻率分量的至少一個微波信號生成至少一個電磁場，其中在部件與電磁場交互時使負載被感應到發射器。該傳感器組件還包括耦合到發射器的數據通道，其中表示負載的至少一個負載信號在來自發射器的數據管道內反射。此外，傳感器組件包括配置成接收負載信號并生成電輸出的至少一個信號處理裝置。

附圖說明

圖1是示范電力系統的框圖；

圖2是可與圖1所示的電力系統配合使用的示范傳感器組件的框圖；

圖3是可與圖2所示的傳感器組件配合使用的示范發射器的透視圖；

圖4是可與圖2所示的傳感器組件配合使用的示范發射器的透視圖；以及

圖5是示出用于測量部件相對可與圖1所示的電力系統配合使用的發射器的接近度的示范方法的流程圖。

具體實施方式

本文所述的示范方法、設備和系統克服了與用于測量機器部件相對發射器的接近度的已知傳感器組件或系統關聯的至少一些已知缺點。本文所述的實施例提供包含在寬頻率范圍上操作的發射器(例如，寬帶發射器)的傳感器組件。更具體地說，在示范實施例中，該發射器具有基本平坦的駐波比，使發射器在發射器的S參數中能具有穩定的行為模式。因此，即使發射器的諧振頻率偏移，發射器的S參數保持可用于關聯相關距離的規則模式。這樣，使本文所述的傳感器組件能提供相當準確的測量。

圖1示出系統100，例如但不限于包含機器102(例如但不限于風力渦輪機、水電渦輪機、燃氣渦輪機和/或壓縮機)的示范電力系統100。在示范實施例中，機器102旋轉耦合到負載106(例如，發電機)的驅動軸104。應當注意，本文所使用的術語“耦合”不限于部件之間的直接機械連接和/或電連接，而是還可包括多個部件之間的間接機械連接和/或電連接。