[發明專利]用于渦輪發動機的微型熱成像系統

有效

• 申請號: 201710292751.9
• 申請日: 2017-04-28
• 公開（公告）號: CN107448248B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 王光華;T.G.維特澤;J.E.迪斯
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: F01D21/00
• 分類號: F01D21/00;G01J5/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 楊忠;譚祐祥

一種渦輪發動機(100)包括壓縮機區段(104)、流通地聯接到壓縮機區段(104)上的燃燒器區段(106)、流通地聯接到燃燒器區段(106)上的渦輪區段(108)，以及聯接到渦輪區段(108)和壓縮機區段(104)上的傳動軸(112)。渦輪發動機(100)還包括多個內部構件(124，125，236，238，240，246)，它們聯接到壓縮機區段(104)、燃燒器區段(106)、渦輪區段(108)和傳動軸(112)中的一個上。渦輪發動機(100)還包括聯接到多個內部構件中的至少一個上的至少一個微型紅外傳感器(270)。微型紅外傳感器(270)構造成檢測多個內部構件的表面溫度。

技術領域

本公開的領域大體涉及渦輪發動機，并且更具體地，涉及用于燃氣渦輪發動機的微型熱成像系統。

背景技術

燃氣渦輪發動機典型地包括壓縮機和渦輪，它們各自具有一串交替的定子葉片和轉子葉片。許多已知系統測量壓縮機和渦輪兩者的入口和出口處的溫度，而且一些已知系統測量燃氣渦輪發動機的內部構件的溫度。一些已知系統包括用以測量內部構件的溫度的熱電偶傳感器。但是，已知熱電偶傳感器僅從燃氣渦輪發動機內部的離散點收集數據，這可能不提供足以獲得燃氣渦輪發動機的充分熱分析的數據。備選地，一些已知系統采用紅外攝像頭來通過管道鏡從燃氣渦輪發動機外部的位置測量內部構件的溫度。但是，這些已知系統也會限制可收集到的關于內部構件的數據量。其它已知系統采用光纖傳感器來測量溫度。但是，已知光纖不提供充分的分辨率來一致地測量內部構件的溫度。

發明內容

一方面，提供一種渦輪發動機。渦輪發動機包括壓縮機區段、流通地聯接到壓縮機區段上的燃燒器區段、流通地聯接到燃燒器區段上的渦輪區段，以及聯接到渦輪區段和壓縮機區段上的傳動軸。渦輪發動機還包括多個內部構件，它們聯接到壓縮機區段、燃燒器區段、渦輪區段和傳動軸中的一個上。渦輪發動機還包括聯接到多個內部構件中的至少一個上的至少一個微型紅外傳感器。微型紅外傳感器構造成檢測多個內部構件的表面溫度。

另一方面，提供一種微型熱成像系統。微型熱成像系統包括定位在渦輪發動機內的至少一個微型紅外傳感器。傳感器構造成檢測旋轉機內的多個構件的溫度。微型熱成像系統進一步包括聯接到至少一個微型紅外傳感器上的控制器，以及聯接到控制器上的用戶計算裝置。控制器構造成接收來自至少一個微型紅外傳感器的溫度數據。用戶計算裝置構造成將溫度數據傳達給用戶。

又一方面，提供一種制造渦輪發動機的方法。方法包括將壓縮機區段和燃燒器區段聯接成處于流體連通，以及將渦輪區段和燃燒器區段聯接成處于流體連通。方法進一步包括將傳動軸聯接到渦輪區段和壓縮機區段上。方法進一步包括將至少一個微型紅外傳感器聯接到壓縮機區段、燃燒器區段、渦輪區段和傳動軸中的一個的至少一個內部構件上。

技術方案1. 一種渦輪發動機，包括：

壓縮機區段；

流通地聯接到所述壓縮機區段上的燃燒器區段；

流通地聯接到所述燃燒器區段上的渦輪區段；

聯接到所述渦輪區段和所述壓縮機區段上的傳動軸；

多個內部構件，其聯接到所述壓縮機區段、所述燃燒器區段、所述渦輪區段和所述傳動軸中的一個上；以及

聯接到所述多個內部構件中的至少一個上的至少一個微型紅外傳感器，所述至少一個微型紅外傳感器構造成檢測所述多個內部構件的表面溫度。

技術方案2. 根據技術方案1所述的渦輪發動機，其特征在于，所述至少一個微型紅外傳感器包括殼和聯接到所述殼上的光學穹頂、紅外接收器、過濾器、至少一個透鏡和通信端口，所述通信端口構造成將來自所述紅外接收器的數據發送到微型熱成像系統中的控制器。

技術方案3. 根據技術方案1所述的渦輪發動機，其特征在于，所述多個內部構件中的至少一個是可移動的，所述至少一個微型紅外傳感器聯接到所述多個內部構件中的可移動的所述至少一個上。