渦輪機葉片監測系統的製作方法

2023-06-30 22:54:41

專利名稱：渦輪機葉片監測系統的製作方法
技術領域：
本文公開的主題涉及渦輪機，並且更具體而言，涉及用於渦輪機的改進的葉片監測系統。
背景技術：
渦輪機包括壓縮機和渦輪，諸如燃氣渦輪、蒸汽渦輪和水力渦輪。大體上，渦輪機包括轉子，轉子可為渦輪機葉片附連到其上的軸、鼓、盤或輪。渦輪機可包括用以監測渦輪機葉片的退化的葉片監測系統。現有的葉片監測系統可包括磁性拾波(pickup)型換能器。但是，磁性拾波型換能器可能易於有各種缺陷。例如，磁性探頭在低的渦輪葉片速度下可展示非常低的信號幅度，以及在高的渦輪葉片速度下可展示非常高的信號幅度。另外，磁性拾波探頭易受磁場的影響，而且也會引起磁場。此外，磁性拾波探頭性能可能由於熱或機械應力或兩者而退化。

發明內容
下面對在範圍方面與原本聲明的發明相當的某些實施例進行概述。這些實施例不意圖限制聲明的發明的範圍，而是相反，這些實施例僅意圖提供本發明的可能形式的簡要概述。實際上，本發明可包括可能類似於或異於下面所闡述的實施例的多種形式。在第一實施例中，一種系統包括具有渦電流接近探頭組件的渦輪機葉片監測系統。渦電流接近探頭組件包括渦電流接近探頭，渦電流接近探頭具有探頭末端和設置在探頭末端周圍的探頭末端護罩，其中，探頭末端護罩包括非金屬材料。渦電流接近探頭構造成提供指示渦輪機葉片的存在的信號，其中，渦電流接近探頭組件構造成設置在渦輪機殼體內。渦輪機葉片監測系統還包括聯接到渦電流接近探頭組件上的監測器，其中，監測器構造成基於信號來監測渦輪機葉片的參數。在第二實施例中，一種系統包括具有沿著表面旋轉的葉片的渦輪機和沿著表面設置在容座中的渦電流接近探頭組件。渦電流接近探頭組件具有渦電流接近探頭，渦電流接近探頭具有構造成提供指示葉片沿著表面的存在的信號的探頭末端，以及設置在探頭末端周圍的探頭末端護罩，其中，探頭末端護罩包括沿著表面基本填充探頭末端周圍的空隙的非金屬材料。在第三實施例中，一種系統包括渦電流接近探頭組件，渦電流接近探頭組件包括渦電流接近探頭，渦電流接近探頭具有探頭末端、至少部分地設置在渦電流接近探頭周圍的探頭殼，以及至少部分地設置在探頭殼周圍的探頭鞘，其中，探頭鞘通過第一螺紋連接部聯接到探頭殼上。渦電流接近探頭組件進一步包括設置在探頭末端周圍的探頭末端護罩，其中，探頭末端護罩通過第二螺紋連接部聯接到探頭殼上，並且探頭末端護罩包括非金屬材料。


當參照附圖來閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其它特徵、方面與優點將變得更好理解，在附圖中，相同符號在所有圖中表示相同部件，其中:
圖1是燃氣渦輪發動機的示意 圖2是根據本公開的實施例的渦輪機葉片監測系統的示意 圖3是示出根據本公開的實施例的、由渦輪機葉片監測系統獲取的渦輪葉片到達和離開數據的曲線 圖4是示出根據本公開的實施例的、由渦輪機葉片監測系統獲取的渦輪葉片到達和離開數據的曲線 圖5是用於渦輪機葉片監測系統的渦電流探頭組件的實施例的橫截面 圖6是用於渦輪機葉片監測系統的渦電流探頭組件的實施例的局部橫截面 圖7是用於渦輪機葉片監測系統的渦電流探頭組件的實施例的局部橫截面圖；以及 圖8是用於渦輪機葉片監測系統的渦電流探頭組件的實施例的局部橫截面圖。
具體實施例方式下面將對本發明的一個或多個具體實施例進行描述。為了致力於提供對這些實施例的簡明描述，在說明書中可能不會對實際實現的所有特徵進行描述。應當理解的是，在任何這種實際實現的開發中，如在任何工程或設計項目中那樣，必須作出許多特定於實現的決策來達到開發者的具體目的，諸如服從系統相關的約束及商業相關的約束，該具體目的可隨不同的實現而改變。此外，應當意識到的是，這種開發工作可能是複雜和耗時的，但對受益於本公開的普通技術人員來說，這種開發工作將不過是設計、生產和製造的例行任務。當介紹本發明的多種實施例的要素時，冠詞「一」、「該」和「所述」意圖表示存在一個或多個該要素的意思。用語「包括」、「包含」和「具有」意圖為包括性的，並且表示除了列出的要素之外可存在另外的要素的意思。本公開的實施例涉及構造成監測渦輪機的渦輪機葉片的葉片監測系統。葉片監測系統包括設置在渦輪機的殼體內的探頭組件。更具體而言，探頭組件包括具有由探頭末端護罩包圍的探頭末端的探頭(例如渦電流接近探頭)。探頭末端護罩由非金屬材料形成，諸如碳纖維、聚苯硫醚、玻璃纖維、PEEK或其它塑料，並且在探頭組件設置在殼體內時，探頭末端護罩可從包圍探頭的探頭鞘延伸到渦輪機殼體的內壁。照這樣，探頭末端護罩填充當探頭組件安裝在渦輪機殼體中時本來將在探頭末端和渦輪機殼體之間存在的空氣空隙。通過用非金屬探頭末端護罩填充本來將在探頭末端和渦輪機殼體之間存在的空氣空隙，可使用渦電流探頭來監測渦輪機葉片，而不增加渦輪機內的流幹擾。雖然下面公開的實施例涉及用於燃氣渦輪的葉片監測系統，但重要的是注意到，該葉片監測系統可用於其它渦輪機，諸如蒸汽渦輪或壓縮機。圖1示出燃氣渦輪系統10的實施例的框圖，燃氣渦輪系統10具有壓縮機區段12 (例如壓縮機)和渦輪區段18 (例如渦輪)與改進的葉片監測系統50 (例如，其包括監測單元49、控制單元51和探頭52)。系統10還包括具有燃料噴嘴16的燃燒器14。燃料噴嘴16將液體燃料和/或氣體燃料(諸如天然氣或合成氣)發送到燃燒器14中。燃燒器14點燃和燃燒可在燃燒器14內混合的燃料-空氣混合物，並且然後將熱的加壓燃燒氣體20 (例如排氣)傳送到渦輪區段18中。
渦輪葉片22聯接到轉子24上，轉子24還如所示出的那樣聯接到整個渦輪系統10中的若干個其它構件上。渦輪區段18還包括渦輪殼體25，渦輪殼體25如下面進一步詳細描述的那樣支承葉片監測系統50的葉片監測探頭52 (例如渦電流接近探頭或微波接近探頭)。隨著燃燒氣體20傳送通過渦輪區段18中的渦輪葉片22，渦輪區段18被驅動而旋轉，這使轉子24旋轉。最終，燃燒氣體20通過排氣出口 26離開渦輪區段18。壓縮機區段12包括由壓縮機殼體29包圍的壓縮機葉片28。壓縮機區段12內的葉片28聯接到轉子24上，並且如上面論述的那樣在轉子24被渦輪區段18驅動而旋轉時旋轉。葉片監測系統50另外可用來監測壓縮機葉片28的健康或運行。隨著葉片28在壓縮機區段12內旋轉，葉片28將來自空氣入口的空氣壓縮成加壓空氣30，加壓空氣30可被發送到燃燒器14、燃料噴嘴16和燃氣渦輪系統10的其它部分。燃料噴嘴14然後可混合加壓空氣30和燃料而產生適當的燃料-空氣混合物，燃料-空氣混合物在燃燒器14中燃燒而產生燃燒氣體20，以驅動渦輪區段18。另外，轉子24可聯接到負載32上，可通過轉子24的旋轉對負載32提供功率。以示例的方式，負載32可為可通過渦輪系統10的旋轉輸出來產生功率的任何適當的裝置，諸如功率發生裝置或外部機械負載。例如，負載32可包括發電機、航空器發動機的風扇等。在以下論述中，可參照軸向方向2、徑向方向4和周向方向6。更具體而言，軸向方向2、徑向方向4和周向方向6可表不與轉子24有關的各種方向。
葉片監測系統50包括監測單元49和控制單元51。葉片監測系統50 (例如監測單元49)可監測燃氣渦輪系統10的渦輪葉片22和/或壓縮機葉片28的健康。例如，監測葉片健康可包括監測渦輪葉片22和/或壓縮機葉片28的缺陷、振動、頻率或其它特性。如將理解的那樣，由葉片監測系統50監測的葉片特性可取決於被監測的葉片的類型(例如渦輪葉片22或壓縮機葉片28)而改變。另外，葉片監測系統50 (例如監測單元49)可監測渦輪葉片22和渦輪殼體25之間的間隙和/或壓縮機葉片28和壓縮機殼體29之間的間隙。此外，葉片監測系統50(例如，控制單元51)可基於由葉片監測系統50(例如監測單元49)監測到的數據來調整、修改或控制燃氣渦輪系統10 (例如壓縮機區段12和/或渦輪區段18)的運行。雖然在渦輪區段18的語境中描述下面論述的葉片監測系統50的實施例，但重要的是注意到，葉片監測系統50可用於壓縮機區段12或其它渦輪機。圖2是示出葉片監測系統50 (例如監測單元49)的實施例的示意圖，葉片監測系統50可用於壓縮機區段12和渦輪區段18或其它渦輪機。葉片監測系統50包括設置在包圍渦輪葉片22和轉子24的渦輪殼體25內的接近探頭傳感器組件138的探頭52，諸如，在示出的實施例中的渦電流接近探頭。特別地，探頭52設置在渦輪殼體25的孔口 54中，孔口 54沿徑向方向4完全延伸通過渦輪殼體25。照這樣，探頭52的探頭末端56面向渦輪區段18的內部58。在某些實施例中，探頭52可為在探頭末端56周圍具有非金屬護罩的渦電流探頭或者微波接近探頭，如下面描述的那樣。如將理解的那樣，渦電流探頭可不易受磁場的影響，並且可不引起顯著得足以影響渦輪區段18的葉片22或渦輪區段18或燃氣渦輪系統10的其它電子器件的磁場。不像磁性拾波探頭，渦電流探頭可構造成測量渦輪葉片22的徑向外邊緣62和殼體25的內壁64之間的間隙60 (例如與探頭傳感器有關的徑向4距離)。例如，渦電流探頭的線圈的阻抗的變化可指示渦輪葉片22的徑向外邊緣62和殼體25的內壁64之間的間隙60的變化。在某些實施例中，渦電流探頭的線圈的阻抗變化可轉換成電壓輸出(例如，通過監測單元49)，該電壓輸出可響應於間隙60的變化而在幅度上改變。雖然示出的實施例顯示了一個探頭52，但葉片監測系統50可包括設置在渦輪區段18的渦輪殼體25內的多個探頭52。如下面詳細論述的那樣，探頭52可包括用以將探頭52裝配到渦輪殼體25的離開孔口 54上以及改進探頭52的壽命和運行的鞘、護罩或其它構件。在運行中，探頭52構造成檢測在渦輪葉片22在渦輪殼體25內沿周向方向66旋轉時的各個渦輪葉片22的到達時間和離開時間。例如，探頭52可構造成引起渦電流，以檢測在各個葉片22經過探頭52的探頭末端56時的各個渦輪葉片22的到達和離開。更具體而言，由葉片監測系統50的功率供應70提供功率的接近裝置(proximator)68通過對探頭52提供驅動信號來驅動探頭52。在某些實施例中，接近裝置68可構造成驅動渦電流探頭。例如，可提高或增強接近裝置68的頻率響應，使其大於渦輪葉片22的經過頻率。響應於驅動信號，探頭52將返回信號發送給接近裝置68。實際上，在其中探頭52是渦電流探頭的實施例中，返回信號對於寬範圍的渦輪葉片22速度可具有較一致的幅度。如所顯示的那樣，接近裝置68通過探頭線纜72聯接到探頭52上，可調節或「調諧」探頭線纜72，以與接近裝置68—起使用。也就是說，線纜72可構造成使探頭52的阻抗與接近裝置68匹配。在某些實施例中，探頭線纜72可為大約I至20米長。在其中探頭線纜72超過5米長的實施例中，可使用延長線纜來將探頭52聯接到接近裝置68上。接近裝置62另外聯接到數據獲取電路74上，數據獲取電路74也由功率供應70提供功率。如上面提到的那樣，探頭52將返回信號發送給接近裝置68。隨著各個渦輪葉片22經過探頭52的探頭末端56，由探頭52提供的返回信號在返回信號中傳輸峰值或「尖頭信號」。數據獲取電路74監測由接近裝置68接收到的返回信號，並且將時間戳分配給返回信號中傳輸的各個峰值或「尖頭信號」。換句話說，渦輪葉片22每次經過探頭52的探頭末端56，葉片22經過探頭末端56的時間就被記錄下來。照這樣，可計算在渦輪葉片22的各次經過之間過去的時間的間隔。在沒有渦輪葉片22偏轉、破裂等的情況下，在渦輪葉片22經過之間過去的時間的間隔可大體保持恆定。但是，在渦輪葉片22經過之間過去的時間的間隔的偏差可指示渦輪葉片22偏轉、破裂或其它渦輪葉片22退化。照這樣，葉片監測系統50就可監測渦輪葉片22的健康。圖3和4是示出探頭52對接近裝置68產生的、表示為時間104的函數的電壓102的返回信號100的實施例的曲線圖。更具體而言，在圖3和4中顯示的返回信號100的曲線圖示出在渦輪葉片22的經過之間過去的時間的間隔。例如，圖3示出其中在各個渦輪葉片22的經過之間過去的時間104的間隔106恆定的返回信號100。如上面提到的那樣，將在各個渦輪葉片22的經過之間過去的時間104的間隔106計算為在返回信號100中的各個峰值108或「尖頭信號」之間過去的時間104。以示例的方式，在時間h處，返回信號100傳輸升壓110。如將理解的那樣，升壓110指示渦輪葉片22的到達。換句話說，在時間h處，渦輪葉片22開始經過探頭52的探頭末端56。在時間丨2處，返回信號100傳輸降壓112。降壓112指示渦輪葉片22的離開。也就是說，渦輪葉片22在時間t2處已經完全經過探頭52的探頭末端56。換句話說，渦輪葉片22在時間h和時間t2之間過去的時間114期間正經過探頭52的探頭末端56。隨後，在時間t3處，返回信號100傳輸升壓110，指示聯接到轉子24上的下一個渦輪葉片22開始經過探頭52的探頭末端56。如將理解的那樣，在時間t2和時間t3之間的時間116(即間隔106)期間，沒有渦輪葉片22經過探頭52的探頭末端56。在某些實施例中，可計算和監測在渦輪葉片22的到達之間過去的時間，以評價渦輪葉片22的健康。例如，在時間&處，返回信號100傳輸升壓110，從而在返回信號100中產生峰值108，以及指示渦輪葉片22的到達。類似地，在時間t5處，返回信號100再次傳輸升壓110，從而在返回信號100中產生峰值108，以及指示下一個渦輪葉片22的到達。可將在時間t4和時間t5之間的時間118 (即，在後面的渦輪葉片22的相應的到達之間過去的時間)限定為可被監測來評價渦輪葉片22的健康的間隔。如上面提到的那樣，如果葉片22的健康良好，則在圖3中示出的返回信號100中的峰值108之間的間隔106(即，在渦輪葉片22經過探頭52的探頭末端56之間過去的時間)大體保持恆定。例如，間隔106的一致性可指示渦輪葉片22可能未偏轉、破裂等。但是，間隔106和/或188的變化可指示葉片22的健康下降。圖4示出由探頭52產生的返回信號100，其中，在渦輪葉片22的經過之間過去的時間的間隔106不是恆定的。例如，在時間^處，返回信號100傳輸升壓110，從而在返回信號100中產生峰值108，以及指示渦輪葉片22到達探頭末端56處。在時間t2處，返回信號100傳輸降壓112，指示渦輪葉片22從探頭末端56離開。隨後，在時間t3處，返回信號100再次傳輸升壓110，指示下一個渦輪葉片22到達探頭末端56處。因此，可將在經過的渦輪葉片22之間的第一間隔120限定為在時間t2和時間t3之間過去的時間。類似地，在時間t4處，返回信號100傳輸升壓110，指示渦輪葉片22到達探頭末端56處。在時間t5處，返回信號100傳輸降壓112，指示渦輪葉片22從葉片末端56離開。隨後，在時間t6處，返回信號100再次傳輸升壓110，指示下一個渦輪葉片22的到達。因此，可將在經過的渦輪葉片22之間的第二間隔122限定為在時間t5和時間t6之間過去的時間。第一間隔120和第二間隔122不相等。因此，渦輪葉片 22中的一個或多個可能在經歷偏轉、破裂或者指示渦輪葉片22退化的其它症狀。圖5是設置在渦輪殼體25內的接近探頭傳感器組件138的實施例的橫截面圖。接近探頭傳感器組件138包括設置在探頭殼140 (例如環形殼)內的探頭52，探頭殼140可由金屬製成，諸如不鏽鋼。探頭殼140另外設置在探頭鞘142 (例如環形鞘)內。探頭鞘142設置在形成於渦輪區段18的渦輪殼體25中的孔口 54內。更具體而言，探頭鞘142通過螺紋連接部144(例如鞘142的外凸螺紋和孔口 54的內凹螺紋)聯接到渦輪區段18的渦輪殼體25上。在某些實施例中，可在探頭鞘142和渦輪殼體25之間在螺紋連接部144處設置粘合劑、密封劑、螺紋鎖定材料或其它表面處理。另外，防松螺母146設置在探頭鞘142周圍和渦輪殼體25附近，以進一步將探頭52固定在殼體25的孔口 54內。探頭組件140的其它實施例可不包括探頭鞘142。探頭末端護罩148 (例如環形護罩)設置在探頭52的探頭末端56周圍。更具體而言，探頭末端護罩148通過螺紋連接部150 (例如探頭殼140和/或探頭末端56的外凸螺紋，以及探頭末端護罩148的內凹螺紋)至少部分地固定到探頭殼140上。例如，探頭末端護罩148可旋到探頭殼140上面，以及用螺紋鎖定材料、環氧樹脂或其它粘合劑保持就位。在某些實施例中，探頭末端護罩148可由非金屬材料形成，諸如陶瓷、複合材料或塑料。例如，探頭末端護罩148可由碳纖維、聚苯硫醚、玻璃纖維、PEEK或其它塑料形成。對於另外的示例，探頭末端護罩148可由碳纖維或其它複合材料製成。如將理解的那樣，對於渦電流探頭，探頭末端56由非金屬體積(例如護罩148)包圍，以避免幹擾探頭52的運行。但是，在非金屬探頭末端護罩148未設置在探頭末端56周圍的情況下，在探頭末端56和渦輪的殼體25之間可存在空的空間或空隙。這種空隙在渦輪區段18內可造成流幹擾。因此，由非金屬材料形成的探頭末端護罩148設置在探頭末端56周圍，並且填充空隙。實際上，如所顯示的那樣，探頭末端護罩148抵靠在探頭鞘142上，並且從探頭鞘142大致延伸到殼體25的內壁64。照這樣，渦輪殼體25的內壁64和探頭末端護罩148的徑向端152大致是齊平的(例如在壁64中沒有剩餘的凹陷)，從而減少渦輪區段18內的流幹擾。在示出的實施例中，探頭末端護罩148具有徑向長度154。換句話說，探頭末端護罩148從探頭鞘142延伸到渦輪殼體25的內壁64的徑向距離為長度154。在某些實施例中，探頭末端護罩148的長度154可大致等於探頭末端56的直徑156。在其它實施例中，探頭末端護罩148的長度154可顯著大於探頭末端56的直徑156,如下面關於圖6詳細描述的那樣。如上面提到的那樣，探頭末端護罩148可由碳纖維、聚苯硫醚、玻璃纖維、PEEK或其它塑料形成。如將理解的那樣，這樣的材料可在極端溫度和振動下不易斷裂或失效。類似地，這樣的材料可不易碎，並且可具有壓縮性品質。因此，探頭末端護罩148斷裂且部分地或完全掉落到渦輪區段18中的可能性降低。為了進一步阻止探頭末端護罩148斷裂和/或掉落到渦輪區段18中，渦輪殼體25中的孔口 54在探頭末端56處可具有較小或漸縮的部分158。也就是說，漸縮部分158具有減小的直徑，以幫助將探頭末端護罩148固持在孔口 54內，以及阻止探頭末端護罩148掉落到渦輪區段18中。另外，漸縮部分158可幫助對準，以將探頭末端56和探頭末端護罩148定位成與殼體25的內壁64齊平。圖6-8是設置渦輪殼體25的孔口 54內的接近探頭傳感器組件138的在圖5的線6-6內得到的局部橫截面圖側視圖。特別地，如上面提到的那樣，圖6示出探頭末端護罩148的實施例，其中，探頭末端護罩148的長度154顯著大於探頭末端56的直徑156。實際上，探頭末端護罩148具有「高」構造，並且比圖5中示出的實施例沿徑向圍繞探頭殼140的更多部分延伸。換句話說，在探頭末端護罩148和探頭殼140之間的螺紋連接部150在圖6的示出的實施例中比在圖5中顯示的實施例中更大。這種實施例可幫助進一步將探頭末端護罩148固定到探頭殼140上。例如，徑向長度154與直徑156的比的範圍可介於大約1:1至10:1之間、1.5:1至5:1之間或2:1至3:1之間。圖7示出接近探頭傳感器組件138的實施例，其中，探頭末端護罩148模製在探頭殼140和探頭末端56周圍。換句話說，使用模製在包含探頭52的探頭殼140上的非金屬材料(諸如碳纖維、聚苯硫醚、玻璃纖維、PEEK或其它塑料)來形成探頭末端護罩148。因而，探頭末端護罩148直接固定到殼140和探頭末端56上。圖8示出接近探頭傳感器組件138的實施例，其中，探頭鞘142和探頭末端護罩148結合在一起(例如一個環形件149)，並且由非金屬材料形成，諸如碳纖維、聚苯硫醚、玻璃纖維、PEEK或其它塑料。換句話說，探頭鞘142由非金屬材料形成，在探頭52的螺紋探頭殼140和探頭末端56上面延伸，並且與探頭52的螺紋探頭殼140和探頭末端56螺紋連接。本公開的實施例涉及葉片監測系統50，其包括設置在渦輪區段18的渦輪殼體25內的接近探頭傳感器組件138。在其它實施例中，葉片監測系統50可設置在壓縮機區段12的壓縮機殼體29內。接近探頭傳感器組件138包括具有由探頭末端護罩148 (例如環形護罩)包圍的探頭末端56的探頭52 (例如渦電流探頭或微波接近探頭)。特別地，探頭末端護罩148由非金屬材料形成，諸如碳纖維、聚苯硫醚、玻璃纖維、PEEK或其它塑料，並且當接近探頭傳感器組件138設置在殼體25的孔口 54內時，探頭末端護罩148可從探頭鞘142延伸到渦輪殼體25的內壁64。照這樣，探頭末端護罩148填充在接近探頭傳感器組件138安裝在渦輪殼體25中時本來將在探頭末端56和渦輪殼體25之間存在的空的空間或空隙，從而使得渦電流探頭能夠用來監測渦輪葉片22的健康，同時減少渦輪區段18內的流幹擾。另外，雖然在渦輪區段18的語境中描述上面公開的實施例，但葉片監測系統50可用於其它渦輪機，諸如蒸汽渦輪、水力渦輪、泵、壓縮機或其它渦輪機。本書面描述使用示例來公開本發明，包括最佳模式，並且還使本領域任何技術人員能夠實踐本發明，包括製造和使用任何裝置或系統，以及實行任何結合的方法。本發明的可取得專利的範圍由權利要求限定，並且可包括本領域技術人員想到的其它示例。如果這樣的其它示例具有不異於權利要求的字面語言的結構要素，或者如果它們包括與權利要求的字面語言無實質性差異的等效結構要素，則它們意圖處在權利要求的範圍之內。
權利要求
1.一種渦輪機葉片監測系統，包括: 接近探頭組件，其包括:具有探頭末端的接近探頭；以及設置在所述探頭末端周圍的探頭末端護罩，其中，所述探頭末端護罩包括非金屬材料；其中，所述接近探頭構造成提供指示渦輪機葉片的存在的信號，其中，所述接近探頭組件構造成設置在渦輪機殼體內；以及 聯接到所述接近探頭組件上的監測器，其中，所述監測器構造成基於所述信號來監測所述渦輪機葉片的參數。
2.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統包括用探頭線纜聯接到所述接近探頭上的信號驅動器，其中，所述信號驅動器構造成對所述接近探頭提供激勵信號。
3.根據權利要求2所述的系統，其特徵在於，所述系統包括聯接到所述信號驅動器上的數據獲取電路，其中，所述數據獲取電路構造成監測由所述接近探頭產生的返回信號的幅度，以及使所述幅度的各個峰值與指示各個峰值的時間的時間戳相關聯。
4.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述探頭末端護罩抵靠在設置在所述接近探頭周圍的探頭鞘上，其中，所述探頭末端護罩構造成在所述接近探頭設置在所述渦輪機殼體內時，從所述探頭鞘延伸到所述渦輪機殼體的內壁。
5.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述非金屬材料包括複合材料。
6.根據權利要求1所述 的系統，其特徵在於，所述探頭末端護罩通過螺紋連接部聯接到設置在所述接近探頭周圍的探頭殼上。
7.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述接近探頭構造成檢測所述渦輪機葉片的到達或離開。
8.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述接近探頭構造成檢測所述渦輪機葉片的徑向外端和所述渦輪機殼體的內壁之間的間隙。
9.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述探頭末端護罩模製在設置在所述接近探頭周圍的探頭殼上。
10.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述接近探頭是渦電流接近探頭。
11.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述接近探頭是微波接近探頭。
12.根據權利要求1所述的系統，其特徵在於，所述系統包括構造成基於所述信號來控制渦輪機的至少一個功能的控制器。
13.—種系統,包括: 渦輪機，其具有沿著表面旋轉的葉片；以及 沿著所述表面設置在容座中的渦電流接近探頭組件，其中，所述渦電流接近探頭組件包括:具有探頭末端的渦電流接近探頭，其構造成提供指示所述葉片沿著所述表面的存在的信號；以及設置在所述探頭末端周圍的探頭末端護罩，其中，所述探頭末端護罩包括沿著所述表面基本填充所述探頭末端周圍的空隙的非金屬材料。
14.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於，渦輪機包括渦輪或壓縮機，並且所述葉片是渦輪葉片或壓縮機葉片。
15.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於，所述非金屬材料包括複合材料。
16.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於，所述探頭末端護罩是可移除式環形護罩。
17.根據權利要求13所述的系統，其特徵在於，所述探頭末端護罩是不動地聯接到所述探頭末端上的包模式環形護罩。
18.—種系統,包括: 渦電流接近探頭組件，包括:具有探頭末端的渦電流接近探頭；至少部分地設置在所述渦電流接近探頭周圍的探頭殼；至少部分地設置在所述探頭殼周圍的探頭鞘，其中，所述探頭鞘通過第一螺紋連接部聯接到所述探頭殼上；以及設置在所述探頭末端周圍的探頭末端護罩，其中，所述探頭末端護罩通過第二螺紋連接部聯接到所述探頭殼上，並且所述探頭末端護罩包括非金屬材料。
19.根據權利要求18所述的系統，其特徵在於，所述渦電流接近探頭組件構造成設置在渦輪機殼體的孔口內，其中，當所述渦電流接近探頭組件設置在所述渦輪機殼體的孔口內時，所述探頭末端護罩的徑向端與所述渦輪機殼體的內壁大體齊平。
20.根據權利要求18所述的系統，其特徵在於，所述系統包括具有所述渦電流接近探頭組件的葉片監測系統， 其中，所述葉片監測系統構造成監測旋轉葉片和殼體之間的間隙，並且/或者所述葉片監測系統構造成監測所述旋轉葉片的末端部分的健康。
全文摘要
本發明涉及渦輪機葉片監測系統。本發明公開的實施例涉及包括渦輪機葉片監測系統的系統，渦輪機葉片監測系統具有渦電流接近探頭組件。渦電流接近探頭組件包括渦電流接近探頭，渦電流接近探頭具有探頭末端和設置在探頭末端周圍的探頭末端護罩，其中，探頭末端護罩包括非金屬材料。渦電流接近探頭構造成提供指示渦輪機葉片的存在的信號，其中，渦電流接近探頭組件構造成設置在渦輪機殼體內。渦輪機葉片監測系統還包括聯接到渦電流接近探頭組件上的監測器，其中，監測器構造成基於信號來監測渦輪機葉片的參數。
文檔編號G01N27/90GK103207234SQ20131001554
公開日2013年7月17日 申請日期2013年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者K.W.維克斯蒂, S.T.W.弗蘭西斯, J.L.漢娜, S.A.克拉克 申請人:通用電氣公司