傳感器組件及其組裝方法
2023-06-10 23:55:41 3
專利名稱：傳感器組件及其組裝方法
技術領域：
本發明的領域大體涉及傳感器組件，並且更具體而言，涉及用於渦輪機的傳感器組件。
背景技術：
諸如渦輪發動機的至少一些已知的渦輪機包括隨著時間的過去可變得受損或磨損的至少一個構件。例如，已知的渦輪發動機包括可旋轉構件，例如在構件的表面上可展示腐蝕或與應力有關的破裂的壓縮機葉片和渦輪輪葉。此外，許多已知的渦輪機包括固定構件，例如分別與可旋轉的壓縮機葉片和渦輪輪葉交替的壓縮機定子導葉和渦輪隔板。繼續用磨損的葉片、輪葉、導葉和隔板操作可對這樣的構件導致額外的損害，以及/或者可導致相鄰的或下遊構件有損害。因而，對渦輪發動機的可旋轉的和固定的構件進行例行評估和 /或檢查是必要的，包括直觀的檢查。許多已知的直觀的檢查方法需要至少部分地拆卸渦輪機，使得從渦輪機中移除可旋轉構件，以促進對固定構件進行直觀的檢查。這樣的拆卸會增加檢查的費用，並且會增加渦輪機停機的時間。此外，渦輪機的固定部分緊密地隔開，並且具有複雜的構造，這可增加執行一致且可靠的檢查的時間和費用。因而，對固定構件進行直觀的檢查可能需要進一步的拆卸、增加的檢查資源和專業化的技術技能和裝備。
發明內容
在一方面，提供了一種用於組裝傳感器組件的方法。該方法包括提供構造成測量至少一個變量的感測裝置。該方法還包括至少部分地封閉封罩內的磁性材料。封罩的至少一部分由具有促進在其中形成磁場的導磁性的材料製造而成。該方法還包括將感測裝置聯接到封罩的第一部分上。封罩包括能夠相對於封罩的第一部分移動的至少一個第二部分，使得在封罩的外部引起磁性聯接力，以促進將傳感器組件聯接到磁性表面上。在又一方面，提供了一種傳感器組件。該傳感器組件包括構造成測量至少一個變量的感測裝置。傳感器組件還包括至少一個磁性聯接裝置。該至少一個磁性聯接裝置包括至少一個磁體和至少部分地由具有促進在其中形成磁場的導磁性的材料製造而成的封罩。該封罩包括聯接到該至少一個磁體上的第一部分，以及至少一個第二部分，該至少一個第二部分能夠相對於第一部分移動，使得在封罩的外部引起磁性聯接力，以促進將傳感器組件聯接到磁性表面上。在另一方面，提供了一種傳感器組件。該傳感器組件包括構造成測量至少一個變量的感測裝置。傳感器組件還包括聯接到感測裝置上的至少一個粘合劑聯接裝置。該至少一個粘合劑聯接裝置構造成將粘合劑材料從該至少一個粘合劑聯接裝置引導到表面。
通過結合附圖參照以下描述，可更好地理解本文描述的實施例。
圖I是示例性潤輪發動機的示意 圖2是可用於圖I中顯示的燃氣輪機發動機的壓縮機的一部分的沿著區域2得到的放大橫截面 圖3是安裝了保持器的、可用於圖I中顯示的渦輪發動機的示例性線性保持器夾持裝置的示意性透視 圖4是圖3中顯示的線性保持器夾持裝置的示意性側視 圖5是圖4中顯示的線性保持器夾持裝置的示意性側視圖，其顯示了多個交替的磁
體；
圖6是圖4中顯示的線性保持器夾持裝置的示意性側視圖，其顯示了多個Halbach陣列磁體；
圖7是圖3中顯示的、移除了保持器的線性保持器夾持裝置的示意性側視 圖8是可用於圖3中顯示的線性保持器夾持裝置的、處於打開位置的示例性促動爪組件的不意性側視 圖9是圖8中顯示的、處於卡緊位置的促動爪組件的示意性側視 圖10是圖8中顯示的、處於促動位置的促動爪組件的示意性側視 圖11是可用於圖I中顯示的渦輪發動機的、屏蔽件關閉的示例性保持器夾頭屏蔽裝置的示意性透視 圖12是圖11中顯示的、屏蔽件打開的保持器夾頭屏蔽裝置的示意性透視 圖13是圖11中顯示的、屏蔽件關閉的保持器夾頭屏蔽裝置的示意性俯視 圖14是可用於圖I中顯示的渦輪發動機的、屏蔽件關閉的示例性的備選保持器夾頭屏蔽裝置的示意性透視 圖15是圖14中顯示的、屏蔽件關閉的保持器夾頭屏蔽裝置的示意性俯視 圖16是圖14中顯示的保持器夾頭屏蔽裝置的示意性俯視圖，其顯示了磁場；
圖17是圖14中顯示的、屏蔽件打開的保持器夾頭屏蔽裝置的示意性透視 圖18是圖14中顯示的、屏蔽件打開的保持器夾頭屏蔽裝置的示意性俯視 圖19是圖14中顯示的保持器夾頭屏蔽裝置的示意性俯視圖，其顯示了磁場；
圖20是可用於圖11-19中顯示的保持器夾頭屏蔽裝置的、處於夾持位置的示例性促動爪的示意性側視 圖21是圖20中顯示的、處於未夾持位置的促動爪的示意性側視 圖22是可用於圖I中顯示的渦輪發動機的、在聯接之前的示例性粘合劑裝置的示意性透視 圖23是圖22中顯示的、具有熱的粘合劑的粘合劑裝置的透視 圖24是圖22中顯示的、具有冷卻的粘合劑的粘合劑裝置的透視圖；以及圖25是示出了組裝用於傳感器組件的磁性聯接裝置的示例性方法的流程圖，該傳感器組件可用於圖I中顯示的渦輪發動機。部件列表
100 燃氣輪機發動機(渦輪機)
102 進氣區段 104 壓縮機區段106燃燒器區段
108渦輪區段
110排氣區段
112轉子組件
114壓縮機(轉子)傳動軸
115渦輪(轉子)傳動軸
116燃燒器組件118燃料噴嘴組件120負載
122壓縮機葉片機構
124渦輪輪葉機構
150入口空氣
152壓縮空氣
154燃燒氣體
156排氣
160壓縮機定子組件
162壓縮機殼體
164流徑
166轉子軸向中心線
170多個級
172轉子葉片組件
174定子葉片組件
176壓縮機轉子盤/輪
178轉子葉片附連機構
180轉子葉片翼型部分
182轉子葉片尖部部分
184壓縮機上遊(低壓)區域
186流動箭頭
188壓縮機下遊(高壓)區域
190傳感器組件
191感測裝置
192監測裝置194視頻記錄裝置
200線性保持器夾持裝置
202殼體
204保持器(可滑動的門)
206箭頭
207完全插入的位置
208磁體L1線性保持器裝置的長度
212部件
213附連側
214磁場
216完全拉回的位置
220交替的磁體
222Halbach 磁體
224Halbach 陣列 250促動爪組件
251打開位置
252第一爪夾頭254第二爪夾頭256約束部件258封罩本體260第一偏置裝置262第二偏置裝置264第三偏置裝置266第一部件268第二部件270第三爪夾頭272第四爪夾頭274銷約束件
276樞轉式連結部件
278懸吊式連結樞轉銷
280錨定式連結樞轉銷
282手動拉銷
284銷錨定滑塊
286卡緊位置
288促動位置
300保持器夾頭屏蔽裝置
302保持器夾持裝置
304第一部件
306第二部件
307第三部件
308磁體
310感測儀器附連裝置
312屏蔽件
314第一部分
316第二部分318腔體
320平面
322磁性表面
L2保持器夾頭屏蔽裝置的長度
324關閉位置
326打開位置
400保持器夾頭屏蔽裝置
402屏蔽件 404第一部分
406第二部分
408磁體
410平的聯接面
412磁場
414屏蔽件開口
L3保持器夾頭屏蔽裝置的長度
416關閉位置
418打開位置
500促動爪組件
501夾持位置
502第一爪夾頭
503未夾持位置
504第二爪夾頭506接觸面508封罩本體510第一部件
512第二部件
514樞轉銷約束件516錨定式樞轉銷518樞轉式連結部件520旋轉式連結樞轉銷522線性連結銷
600粘合劑裝置
602凸面
604凹面
606殼體
608第一絕緣阻隔
610電氣端子
612第二絕緣阻隔
614粘合劑腔體616粘合劑棒槽口
618粘合劑孔
620熱的粘合劑
622冷卻的粘合劑
700方法
702提供構造成測量至少一個變量的感測裝置
704至少部分地封閉封罩內的磁性材料
706將感測裝置聯接到封罩的第一部分上 708將封罩的至少一個第二部分構造成。
具體實施例方式圖I是旋轉式機器100，即渦輪機，以及更具體而言，渦輪發動機的示意圖。在該示例性實施例中，渦輪發動機100是燃氣輪機發動機。備選地，應當注意，本領域技術人員將理解，可使用其它發動機和/或旋轉式機器。在該示例性實施例中，渦輪發動機100包括進氣區段102，以及在下遊聯接到該進氣區段102上且與其處於流連通的壓縮機區段104。燃燒器區段106在下遊聯接到壓縮機區段104上且與其處於流連通，而渦輪區段108在下遊聯接到燃燒器區段106上且與其處於流連通。渦輪發動機100包括在渦輪區段108的下遊的排氣區段110。此外，在該示例性實施例中，渦輪區段108通過轉子組件112聯接到壓縮機區段104上，轉子組件112包括(無限制)壓縮機轉子，或傳動軸114和渦輪轉子，或傳動軸115。在該示例性實施例中，燃燒器區段106包括多個燃燒器組件，S卩，各自聯接成與壓縮機區段104處於流連通的燃燒器116。燃燒器區段106還包括至少一個燃料噴嘴組件118。各個燃燒器116與至少一個燃料噴嘴組件118處於流連通。此外，在該示例性實施例中，渦輪區段108和壓縮機區段104通過傳動軸114可旋轉地聯接到負載120上。例如，負載120可包括(無限制)發電機和/或機械驅動應用，例如泵。在該示例性實施例中，壓縮機區段104包括至少一個壓縮機葉片組件122。在該示例性實施例中，渦輪區段108還包括至少一個渦輪葉片或輪葉機構124。各個壓縮機葉片組件122和各個渦輪輪葉機構124聯接到轉子組件112上，或者，更具體而言，聯接到壓縮機傳動軸114和渦輪傳動軸115上。在操作中，進氣區段102將空氣150引導向壓縮機區段104。在將壓縮空氣152排向燃燒器區段106之前，壓縮機區段104將入口空氣150壓縮到較高的壓力和溫度。壓縮空氣152與燃料(未顯示)混合，並且在區段106內被點燃而產生燃燒氣體154，燃燒氣體154被向下遊引導向渦輪區段108。具體而言，壓縮空氣152的至少一部分被引導到燃料噴嘴組件118。燃料也被引導到燃料噴嘴組件118，其中，燃料與壓縮空氣152混合，並且混合物在燃燒器116內被點燃。在燃燒器116內產生的燃燒氣體154被向下遊引導向渦輪區段108。在衝擊渦輪輪葉機構124之後，熱能轉換成用來驅動轉子組件112的機械旋轉能。渦輪區段108通過傳動軸114和115驅動壓縮機區段104和/或負載120，並且排氣156通過排氣區段110排到環境大氣中。圖2是用於燃氣輪機發動機100的壓縮機區段104的一部分的沿著區域2 (在圖I中顯示)得到的放大橫截面圖。壓縮機104包括壓縮機傳動軸114和固定部分，或者更具體而言，包括定位在至少部分地限定流徑164的壓縮機殼體162內的壓縮機定子組件160。在該示例性實施例中，壓縮機傳動軸114形成轉子組件112的一部分(在圖I中顯示)。此夕卜，在該示例性實施例中，壓縮機區段104在轉子軸向中心線166的周圍基本對稱地定向。在該示例性實施例中，壓縮機區段104也是渦輪發動機100的一部分。備選地，壓縮機區段104是任何旋轉的帶葉片的多級流體輸送設備，包括(但不限於)獨立的流體壓縮單元或風扇。壓縮機區段104包括多個級170，其中，各個級170包括成排的沿周向隔開的轉子葉片組件172和成排的定子葉片組件174(有時稱為定子導葉)。在該示例性實施例中，轉子葉片組件172聯接到輪部分上，或者更具體而言，通過附連機構178聯接到壓縮機轉子盤或輪176上，使得各個轉子葉片組件172自壓縮機轉子輪176沿徑向向外延伸。而且，在該示例性實施例中，多個壓縮機轉子輪176和多個葉片附連機構178至少部分地限定大體會聚的壓縮機轂(未顯示)。此外，各個轉子葉片組件172包括自葉片附連機構178沿徑向向外延伸到轉子葉片尖部部分182的轉子葉片翼型部分180。壓縮機級170與運動流體或工 作流體(包括(但不限於)空氣)協作，使得運動流體在隨後的級170中被壓縮。在操作中，渦輪108 (在圖I中顯示)通過壓縮機傳動軸114來旋轉壓縮機區段104。通過級170從低壓或壓縮機上遊區域184中收集到的流體被轉子葉片翼型部分180引導向定子葉片組件174。在流體如流動箭頭186指示的那樣被引導通過流徑164時，流體被壓縮，並且流體的壓力增大。更具體而言，流體隨著大體隨連續的級170而變窄的流徑164繼續流過後面的級170，以在流體被引導通過流徑164時促進壓縮流體且對流體加壓。壓縮流體和加壓流體隨後被引導到高壓或壓縮機下遊區域188中，以在渦輪發動機100內使用。在該示例性實施例中，當壓縮機燃氣輪機發動機100停機時，傳感器組件190定位在至少一個轉子葉片翼型部分180上。至少一個感測裝置191聯接到傳感器組件190上。感測裝置191可包括任何感測裝置，包括(無限制)小型攝像機組件和溫度傳感器。感測裝置191通訊聯接到監測裝置192和/或視頻記錄裝置194中的至少一個上。圖3是可用於傳感器組件190和渦輪發動機100 (在圖I上顯示)的示例性線性保持器夾持裝置200的示意性透視圖。在該示例性實施例中，線性保持器夾持裝置200是磁性聯接裝置。雖然線性保持器夾持裝置200如本文描述的那樣可用於渦輪發動機100，但是裝置200可用於包括在運行期間難以直觀地觀測的區域和/或構件的以及包括任何磁性表面的任何旋轉式機器或任何機器。如本文所用，用語「高導磁性」、「可高度導磁」及其變型參照促進在其中形成磁場的材料的屬性來使用。此外，具有高導磁性的材料包括(無限制)鐵磁性材料，例如鐵。而且，如本文所用，用語「低導磁性」及其變型參照無助於在其中形成磁場的材料的屬性來使用。此外，具有低導磁性的材料包括(無限制)不鏽鋼和非鐵質材料，例如鋁和青銅。在該示例性實施例中，線性保持器夾持裝置200包括由具有高的導磁性的任何材料製造而成的殼體202。此外，在該示例性實施例中，線性保持器夾持裝置200還包括可滑動地聯接到殼體202上的可滑動的門或保持器204。保持器204由具有高導磁性的、阻止在線性保持器夾持裝置200的外部引起任何顯著程度的磁場(未在圖3中顯示)的材料加工而成。保持器204能夠沿雙向箭頭206的方向滑動，並且在圖3中示出了保持器204處於完全插入的位置207。另外，在該示例性實施例中，線性保持器夾持裝置200包括多個磁體208。此外，在該示例性實施例中，線性保持器夾持裝置200具有大約100克(3. 5盎司)的重量容量(weight capacity),並且具有介於大約3. 0釐米(cm) (I. 2英寸(in.))和大約3.5 cm(1.4 in.)之間的長度Lp備選地，線性保持器夾持裝置200可具有任何長度L1，並且設計成適應使得線性保持器夾持裝置200能夠如本文描述的那樣操作的任何重量。圖4是線性保持器夾持裝置200的示意性側視圖。磁體208聯接到殼體202上，使得磁體208在裝置200的通行期間保持固定。殼體202由具有高導磁性的材料製造而成。線性保持器夾持裝置200還包括聯接到殼體202上的部件212。在該示例性實施例中，部件212由具有低導磁性且具有足夠的材料強度的材料(諸如例如(無限制)黃銅材料)製造而成，以促進在結構上支承裝置200。線性保持器夾持裝置200包括附連側213，附連側213面向裝置200聯接到的表面(未顯示)。當保持器204處於完全插入的位置207時，保持器204的高導磁性特徵基本將磁場214約束在保持器204和殼體202中，從而顯著地減少磁場214的任何部分離開裝置200。
圖5是其中磁體208 (在圖3-4中顯示)是多個交替的磁體220的一個實施例中的線性保持器夾持裝置200的示意性側視圖。圖6是其中磁體220定向成Halbach陣列224的線性保持器夾持裝置200的示意性側視圖。更具體而言，在Halbach陣列224中，磁體222各自定向在促進產生預先確定的分布式磁場(未在圖6中顯示)的預先確定的位置上。大體上，諸如陣列224的Halbach陣列促進產生基本沿一個方向定向的預先確定的磁通量型式，其中，通量型式典型地比使用其它磁體(例如交替的磁體220(在圖5中顯示))獲得的那些更強。備選地，使用了使得磁通量線能夠沿著基本一個方向定向的磁體的任何其它布置和定向。而且，備選地，可使用使得線性保持器夾持裝置200能夠如本文描述的那樣操作的磁體的任何布置和定向。圖7是線性保持器夾持裝置200的示意性側視圖，其中保持器204 (在圖3_6中顯示)處於完全拉回的位置216，以及顯示了磁場214。當保持器204處於完全拉回的位置216時，高導磁性的保持器204被移除，並且從而磁場214不再受保持器204的約束。相反，磁場214延伸通過具有低導磁性的部件212，如上面描述的那樣。因而，磁場214的部分延伸超過裝置200，以使得附連側213能夠聯接到表面上，諸如例如(無限制)轉子葉片翼型部分180 (在圖2中顯示)的表面。圖8是處於打開位置251的示例性促動爪組件250的示意性側視圖。為了清楚，部件212示出成被隱藏。在該示例性實施例中，促動爪組件250包括第一爪夾頭252和定位成與第一爪夾頭252相對的第二爪夾頭254。在打開位置251上，第一爪夾頭252和第二爪夾頭254不會碰到殼體202。促動爪組件250還包括聯接到殼體202上的約束部件256。促動爪組件250進一步包括聯接到約束部件256上的封罩本體258。促動爪組件250還包括聯接到第一爪夾頭252上的第一偏置裝置260、聯接到第二爪夾頭254上的第二偏置裝置262，以及定位在封罩本體258內且聯接到約束部件256上的第三偏置裝置264。第一偏置裝置260、第二偏置裝置262和第三偏置裝置264可為使得促動爪組件250能夠如本文描述的那樣操作的任何偏置裝置，包括(無限制)雙向作用片簧、雙穩態片簧和標準的張力彈簧。在該示例性實施例中，促動爪組件250會引起足夠的力，以克服殼體202和保持器204之間的摩擦力。
而且，在該示例性實施例中，促動爪組件250包括聯接到第一偏置裝置260上的第一部件266和聯接到第二偏置裝置262上的第二部件268。促動爪組件250還包括聯接到第一部件266上的第三爪夾頭270，以及聯接到第二部件268上的第四爪夾頭272。第一部件266和第二部件268基本為剛性的，以促進約束爪夾頭252、254、270和272沿垂直於箭頭206的方向的豎向運動。另外,在該示例性實施例中，促動爪組件250包括可滑動地聯接到封罩本體258上的銷約束件274。銷約束件274還聯接到第三偏置裝置264上。促動爪組件250還包括聯接到多個懸吊式連結樞轉銷278上的多個樞轉式連結部件276。樞轉式連結部件276還聯接到多個錨定式連結樞轉銷280上。至少一個錨定式連結樞轉銷280是觸發突起，例如手動拉銷282。錨定式連結樞轉銷280聯接到銷約束件274上，而手動拉銷282則聯接到銷錨定滑塊284上，銷錨定滑塊284聯接到銷約束件274上。圖9是處於卡緊位置286的促動爪組件250的示意性側視圖。在操作中，在對手動拉銷282施加被定向成遠離殼體202的、基本平行於箭頭206的力時，手動拉銷282滑離殼體202，並且樞轉式連結部件276繞著懸吊式連結樞轉銷278和錨定式連結樞轉銷280樞 轉，以在第一部件266和第二部件268中引起至少一些張力。第一偏置裝置260、第二偏置裝置262和第三偏置裝置264略微伸長。第一爪夾頭252和第二爪夾頭254沿基本平行於箭頭206的方向移動向殼體202，並且夾頭252和254卡緊殼體202。殼體202這樣被夾頭252和254卡緊有助於減小促動爪組件250和殼體202沿垂直於箭頭206的方向的移動。第三爪夾頭270和第四爪夾頭272移動向保持器204，並且卡緊保持器204。保持器204這樣被夾頭270和272卡緊有助於減小促動爪組件250和保持器204沿垂直於箭頭206的方向的移動。促動爪組件250是能夠沿縱向平移的裝置。圖10是處於促動位置288的促動爪組件250的示意性側視圖。在操作中，繼續對手動拉銷282施加被定向成遠離殼體202的、基本平行於箭頭206的力。樞轉式連結部件276進一步繞著懸吊式連結樞轉銷278和錨定式連結樞轉銷280樞轉，以在第一部件266和第二部件268中引起額外的張力。在第一偏置裝置260、第二偏置裝置262和第三偏置裝置264進一步伸長時，它們在促動爪組件250中引起沿基本平行於箭頭206的方向被引導向殼體202的預先確定的力。第一爪夾頭252和第二爪夾頭254保持與殼體202進行卡緊接觸，並且從而繼續基本減小促動爪組件250和殼體202沿基本垂直於箭頭206的方向的移動。第三爪夾頭270和第四爪夾頭272保持與保持器204進行穩固的卡緊接觸，從而繼續促進減小促動爪組件250和保持器204沿垂直於箭頭206的方向的移動。在繼續對手動拉銷282施加力時，銷約束件274滑離封罩本體258。銷約束件274將樞轉式連結部件276、第一部件266和第二部件268拉離殼體202，同時繼續使偏置裝置260,262和264伸長。第一爪夾頭252和第二爪夾頭254保持與殼體202進行穩固的卡緊接觸，並且夾頭252和254保持固定。在偏置裝置260和262伸長時，第三爪夾頭270和第四爪夾頭272移動遠離殼體202，從而沿相同的方向拉保持器204，從而暴露磁體208，並且使磁場214(在圖7中顯不)延伸超過殼體202。磁場214延伸通過具有低導磁性的部件212 (在圖7中顯示)，如上面描述的那樣，從而顯著地使磁場214的部分延伸超過裝置200，以促進將附連側213聯接到表面(未在圖10中顯示)上，例如(無限制)轉子葉片翼型部分180 (在圖2中顯示)的表面。
在該示例性實施例中，偏置裝置260、262和264與封罩本體258具有足夠的長度，以促進完全從殼體202中抽出保持器204，以暴露所有的磁體208。一旦偏置裝置260、262和264完全伸長，裝置260、262和264所引起的偏置會引起將保持器204再次插入殼體202中而蓋住磁體208的足夠的力。而且，在該示例性實施例中，當保持器204處於完全插入的位置207且磁體208被屏蔽時，線性保持器夾持裝置200定義為「關」，而當保持器204處於完全拉回的位置216且磁體208未被屏蔽時，線性保持器夾持裝置200定義為「開」。圖11是可用於傳感器組件190和渦輪發動機100 (在圖I上顯示)的示例性保持器夾頭屏蔽裝置300的示意性透視圖。在該示例性實施例中，保持器夾頭屏蔽裝置300是磁性聯接裝置。雖然保持器夾頭屏蔽裝置300如本文描述的那樣可用於渦輪發動機100，但是裝置300可用於包括在運行期間難以直觀地觀測到的區域和/或構件以及包括任何磁性表面的任何旋轉式機器或任何機器。圖12是示例性保持器夾頭屏蔽裝置300的示意性透視圖。圖13是保持器夾頭屏 蔽裝置300的示意性俯視圖。屏蔽裝置300包括磁性保持器夾持裝置302。保持器夾持裝置302包括第一部件304、第二部件306和第三部件307。第一部件304和第二部件306由諸如例如軟鋼的材料製造而成。第三部件307由諸如例如黃銅材料的材料製造而成。保持器夾持裝置302還包括定位在部件304、306和307之間且聯接到它們中的至少一個上的磁體308 (僅在圖13中顯示)，使得部件304、306和307促進在保持器夾頭屏蔽裝置300的通行和操作期間在它們之間保持磁體308。在該示例性實施例中，通過使得裝置300能夠如本文描述的那樣操作的任何機制，包括(無限制)粘膠劑、銅焊和點焊，磁體308被聯接到部件304、306和307中的一個上。磁體308類似於磁體208 (在圖3_4和7_8中顯示)。保持器夾持裝置302還包括有助於手動地處理裝置302的感測儀器附連裝置310。在該示例性實施例中，保持器夾持裝置302 —直為「開」，即，磁體308未被屏蔽，並且容許磁場(未顯示)延伸出保持器夾持裝置302，這與線性保持器夾持裝置200(在圖3-8中顯示)相反，當保持器204 (在圖3-6和8中顯示)處於完全插入的位置207時，線性保持器夾持裝置200為「關」，而當保持器204處於完全拉回的位置216時，線性保持器夾持裝置200為「開」。保持器夾頭屏蔽裝置300還包括屏蔽件312。屏蔽件312包括第一部分314和第二部分316。屏蔽件312限定儀器腔體318，儀器腔體318有助於將感測儀器(未顯示)定位和保持在保持器夾頭屏蔽裝置300內，以與感測儀器附連裝置協作。在該示例性實施例中，屏蔽件312由具有高導磁性的任何材料製造而成，例如(無限制)電工鋼、透磁合金和Mu金屬。而且，在該示例性實施例中，保持器夾頭屏蔽裝置300具有大約100克(3. 5盎司)的重量容量，並且具有介於大約4.0 cm (I. 6 in.)和大約5.0 cm (2.0 in.)之間的長度L2。備選地，保持器夾頭屏蔽裝置300能夠可延伸地縮放到任何長度L2,並且設計成適應使得保持器夾頭屏蔽裝置300能夠如本文描述的那樣操作的任何重量。圖11和圖13顯示了處於關閉位置324的屏蔽件312，或者處於「關」狀況的保持器夾頭屏蔽裝置300，其中，磁通量(未在圖11和13中顯示)的大部分被引導通過屏蔽件312，並且在平面320的附近產生較弱的磁場。在這種狀況下，保持器夾頭屏蔽裝置300很可能不會以磁的方式聯接到磁性表面322上。
圖12顯示了處於打開位置326的屏蔽件312。保持器夾頭屏蔽裝置300處於「開」狀況，其中，磁通量(未在圖12中顯示)的大部分不再被引導通過屏蔽件312，並且由於空氣的導磁性低，在平面320的附近產生較強的磁場。在這種狀況下，保持器夾頭屏蔽裝置300將以磁的方式聯接到磁性表面322(在圖13中顯示)上，其中，磁性表面322包括(無限制)轉子葉片翼型部分180 (在圖2中顯示)的表面。保持器夾頭屏蔽裝置300是能夠沿橫向延伸的拼合式屏蔽裝置。圖14是可用於傳感器組件190和渦輪發動機100 (在圖I上顯示)的示例性的備選保持器夾頭屏蔽裝置400的示意性透視圖。在該示例性實施例中，保持器夾頭屏蔽裝置400是磁性聯接裝置。雖然保持器夾頭屏蔽裝置400如本文描述的那樣可用於渦輪發動機100，但是裝置400可用於包括在運行期間難以直觀地觀測到的區域和/或構件以及包括任何磁性表面的任何旋轉式機器或任何機器。圖15是備選保持器夾頭屏蔽裝置400的示意性俯視圖。圖16是備選保持器夾頭 屏蔽裝置400的示意性俯視圖。如下面進一步論述的那樣，除了形狀之外，保持器夾頭屏蔽裝置400類似於保持器夾頭屏蔽裝置300。保持器夾頭屏蔽裝置400包括基本長方形的屏蔽件402，屏蔽件402包括第一部分404和第二部分406。屏蔽件402容納類似於磁體208 (在圖3_4和7-8中顯示)的磁體408。在該示例性實施例中，通過使得裝置400能夠如本文描述的那樣操作的任何機制，包括(無限制)粘膠劑、銅焊和點焊，磁體408被聯接到部件404和406中的一個上。屏蔽件402限定儀器腔體(未顯示)，儀器腔體有助於將感測儀器(未顯示)定位和保持在保持器夾頭屏蔽裝置400內。在該示例性實施例中，屏蔽件402由具有高導磁性的任何材料製造而成，例如(無限制)電工鋼、透磁合金和Mu金屬。而且，在該示例性實施例中，保持器夾頭屏蔽裝置400具有大約100克(3. 5盎司)的重量容量，並且具有介於大約1.0 cm (0.4 in.)至大約2.0 cm (0.8 in.)之間的長度L3。備選地，保持器夾頭屏蔽裝置400能夠可延伸地縮放到任何長度L3,並且適應使得保持器夾頭屏蔽裝置400能夠如本文描述的那樣操作的任何重量。另外，在該示例性實施例中，保持器夾頭屏蔽裝置400限定促進將裝置400聯接到諸如壓縮機葉片的磁性表面(未顯示)上的多個平的聯接面410。圖14-16顯示了處於關閉位置416的屏蔽件402，因此保持器夾頭屏蔽裝置400處於「關」狀況，其中，磁通量412(僅在圖16中顯示)的大部分被引導通過屏蔽件402，並且很少磁通量412離開裝置400。在這種狀況下，保持器夾頭屏蔽裝置400很可能不會以磁的方式聯接到磁性表面(未顯示)上。保持器夾頭屏蔽裝置400是能夠沿橫向延伸的拼合式屏蔽裝置。圖17是示例性備選保持器夾頭屏蔽裝置400的示意性透視圖。圖18是備選保持器夾頭屏蔽裝置400的示意性俯視圖。圖19是備選保持器夾頭屏蔽裝置400的示意性俯視圖。圖17-19顯示了處於打開位置418的屏蔽件402，從而限定多個屏蔽件開口 414。保持器夾頭屏蔽裝置400處於「開」狀況，其中，由於空氣的導磁性低，磁通量412(僅在圖19中顯示)的大部分被引導通過屏蔽件開口 414。在這種狀況下，保持器夾頭屏蔽裝置400將通過屏蔽件開口 414和平的聯接表面410中的任一個以磁的方式聯接到磁性表面(未顯示)上，其中，磁性表面包括(無限制)轉子葉片翼型部分180 (在圖2中顯示)的表面。圖20是處於夾持位置501的、可用於保持器夾頭屏蔽裝置300和保持器夾頭屏蔽裝置400的示例性促動爪組件500的示意性側視圖。圖21是處於未夾持位置503的促動爪組件500的示意性側視圖。在該示例性實施例中，促動爪組件500包括第一爪夾頭502和定位成與第一爪夾頭502相對的第二爪夾頭504。在促動爪組件500的夾持位置501上，第一爪夾頭502和第二爪夾頭504不會碰到保持器夾頭屏蔽裝置300/400。第一爪夾頭502和第二爪夾頭504中的各個限定多個接觸面506，其中，面506限定有助於鬆開保持器夾頭屏蔽裝置300和400的大的表面積。促動爪組件500進一步包括封罩本體508。而且，在該示例性實施例中，第一爪夾頭502是保持器夾頭屏蔽裝置300的第一部分314和保持器夾頭屏蔽裝置400的第一部分404中的一個。另外，在該示例性實施例中，第二爪夾頭504是保持器夾頭屏蔽裝置300的第二部分316和保持器夾頭屏蔽裝置400的 第二部分406中的一個。此外，在該示例性實施例中，促動爪組件500包括聯接到第一爪夾頭502上的第一部件510和聯接到第二爪夾頭504上的第二部件512。另外，在該示例性實施例中，促動爪組件500包括不動地聯接到封罩本體508上的樞轉銷約束件514。樞轉銷約束件514還聯接到促動突起上，例如錨定式樞轉銷516。促動爪組件500還包括聯接到多個旋轉式連結樞轉銷520和線性連結銷522上的多個樞轉式連結部件518。線性連結銷522還聯接到第一部件510和第二部件512上。旋轉式樞轉連結銷520中的至少一些聯接到封罩本體508上。而且，旋轉式連結樞轉銷520中的至少一些聯接到第一部件510和第二部件512上。在保持器夾頭屏蔽裝置300進行操作時，促動爪組件500處於夾持位置501，並且第一爪夾頭502和第二爪夾頭504不會碰到保持器夾頭屏蔽裝置300。屏蔽件312 (在圖12中顯不)的第一部分314和第二部分316與彼此分開,並且由磁體308引起的磁場(未顯示)延伸超過屏蔽件312，從而促進在裝置300處於圖12中顯示的「開」狀況下，將裝置300聯接到表面322 (在圖13中顯示)上。保持器夾頭屏蔽裝置300以磁的方式聯接到磁性表面322上，其中，磁性表面322包括(無限制)轉子葉片翼型部分180 (在圖2中顯示)的表面。而且，在保持器夾頭屏蔽裝置300進行操作時，促動爪組件500由於在錨定式樞轉銷516上引起力而被從夾持位置501移動到未夾持位置503，這樣引起的力被定向成遠離裝置300。樞轉銷約束件514移動遠離裝置300，並且樞轉式連結部件518繞著旋轉式連結樞轉銷520移動，以移動第一部件510和第二部件512。第一爪夾頭502和第二爪夾頭504被移動，使得接觸面506聯接到第一部分304和第二部分306上。線性連結銷522促進保持第一部件510和第二部件512的水平對準。第一部件510和第二部件512使屏蔽件312的第一部分502/314和第二部分504/316移動到一起，以抑制磁體308所引起的磁場的大部分，從而使裝置300如圖13中顯示的那樣移動到「關」位置。保持器夾頭屏蔽裝置300不再以磁的方式聯接到磁性表面322上。備選地，在保持器夾頭屏蔽裝置400進行操作時，促動爪組件500處於夾持位置501，並且第一爪夾頭502和第二爪夾頭504不會碰到保持器夾頭屏蔽裝置400。屏蔽件402的第一部分404和第二部分406 (全部都在圖17-19中顯示)與彼此分開，並且磁體408 (在圖17-19中顯示)所引起的磁場412 (在圖19中顯示)延伸超過屏蔽件402，從而促進在裝置400如圖17-19中顯示的那樣處於「開」狀況的情況下，將裝置400聯接到表面322 (在圖13中顯示)上。保持器夾頭屏蔽裝置400以磁的方式聯接到磁性表面322上，其中，磁性表面322包括(無限制)轉子葉片翼型部分180 (在圖2中顯示)的表面。而且，在保持器夾頭屏蔽裝置400進行操作時，促動爪組件500由於在錨定式樞轉銷516上引起力而被從夾持位置501移動到未夾持位置503，這樣引起的力被定向成遠離裝置300。樞轉銷約束件514移動遠離裝置300，並且樞轉式連結部件518繞著旋轉式連結樞轉銷520移動，以移動第一部件510和第二部件512。第一部件510和第二部件512被移動，使得第一部分502/404和第二部分504/406控制間隙414。線性連結銷522促進保持第一部件510和第二部件512的水平對準。第一爪夾頭502和第二爪夾頭504使屏蔽件402的第一部分404和第二部分406移動到一起，以抑制磁體408所引起的磁場412的大部分，從而如圖14-16中顯示的那樣將裝置400移動到「關」位置。保持器夾頭屏蔽裝置400不再以磁的方式聯接到磁性表面322上。圖22是可用於傳感器組件190和渦輪發動機100 (在圖I上顯示)的示例性粘合 劑裝置600的示意性透視圖。雖然粘合劑裝置600如本文描述的那樣可用於渦輪發動機100，但是粘合劑裝置600可用於具有包括在運行期間難以直觀地觀測的區域和/或構件以及包括任何粘合劑表面的任何旋轉式機器或任何機器的任何裝置。圖22顯示了在聯接到轉子葉片翼型部分180 (在圖2中顯示)上之前的粘合劑裝置600。翼型部分180包括凸面602和相反的凹面604，並且粘合劑裝置600定位在凹面604的附近。在該示例性實施例中，粘合劑裝置600包括殼體606。粘合劑裝置600還包括聯接到殼體606上的第一絕緣阻隔608。粘合劑裝置600進一步包括嵌在殼體606內的多個電氣端子610。在該示例性實施例中，電氣端子610聯接到直流(DC)源(未顯示)上。備選地，電氣端子610聯接到交流源上。粘合劑裝置600還包括定位在電極610之間且聯接到殼體606上的第二絕緣阻隔612。第一絕緣阻隔608和第二絕緣阻隔612由任何非導電材料形成，並且有助於在電方面隔離粘合劑裝置600和翼型部分180，以及降低電氣短路的可能。電氣端子610聯接到至少一個電阻加熱裝置(未顯示)上，該電阻加熱裝置促進加熱粘合劑，以降低其粘滯性。粘合劑腔體614限定在殼體606和第一絕緣阻隔608之間。多個粘合劑棒槽口616限定在殼體606內，使得槽口 616聯接成與粘合劑腔體614處於流連通。在第二絕緣阻隔612中形成有助於使粘合劑腔體614與凹表面604聯接的多個粘合劑孔618。圖23是粘合劑裝置600的透視圖，其中針對凹表面604從粘合劑腔體614中引導出熱的粘合劑620。備選地，可使用使得粘合劑裝置600能夠如本文描述的那樣操作的任何成形的表面。在操作中，將粘合劑棒(未顯示)插入到粘合劑棒槽口 616中。在該示例性實施例中，使用低溫的矽基粘合劑。備選地，使用使得粘合劑裝置600能夠如本文描述的那樣操作的任何粘合劑。促動爪組件250 (在圖8-10中顯示)在打開位置251 (在圖8中顯示)上聯接到電氣端子610上。促動爪組件250如上面描述的那樣操作，並且組件250移動到促動位置288 (在圖10中顯示)。電氣端子610聯接到DC功率源(未顯示)上。對電氣端子610和電阻加熱裝置通電，粘合劑棒熔化，並且熱的粘合劑620通過粘合劑腔體614和粘合劑孔618從粘合劑棒槽口 616流到表面604。粘合劑裝置600抵靠著表面604而定位，並且熱的粘合劑620接觸表面604。一旦足夠的粘合劑620與表面604接觸，就通過將促動爪組件250移動到打開位置251來對電氣端子610斷電，並且熱的粘合劑620自然地冷卻。圖24是具有冷卻的粘合劑622的粘合劑裝置600的透視圖，並且裝置600聯接到表面604上。通過再次對電氣端子610通電以將冷卻的粘合劑622再加熱成熱的粘合劑620來從表面604上移除粘合劑裝置600，並且從表面604上拉開裝置600。如有需要，通過有助於在翼型180上保持光潔度的任何方法來移除殘留的粘合劑620和622。圖25是示出了組裝用於傳感器組件190 (在圖2中顯示)的磁性聯接裝置200、300和400 (分別在圖3、11和14中顯示)的示例性方法700的流程圖。在該示例性實施例中，提供702感測裝置191 (在圖2中顯示)。感測裝置191構造成測量至少一個變量。磁體208、308和408 (分別在圖3、11和14中顯示)至少部分地封閉704在封罩(例如裝置200、300和400，它們各自包括封罩的至少一部分，即保持器204(在圖3中顯示)、屏蔽 件312 (在圖11中顯示)和屏蔽件402 (在圖14中顯示))內，封罩由具有使得封罩材料促進在其中形成磁場214 (在圖4和7中顯示)和412 (在圖16和19中顯示)的導磁性的封罩材料製造而成。感測裝置191聯接706到第一部分上，例如分別是，裝置200、300和400的殼體202 (在圖3中顯示)、第一部分314 (在圖11中顯示)，以及第一部分404 (在圖14中顯示)。至少一個第二部分(例如分別是，裝置200、300和400的保持器204、第二部分316 (在圖11中顯示)和第二部分406 (在圖14中顯示))構造708成能夠相對於殼體202、第一部分314和第一部分404移動，使得分別在裝置200、300和400的外部引起磁性聯接力，以促進將傳感器組件190聯接到磁性表面上，例如轉子葉片翼型部分180(在圖2中顯示)。本文提供的傳感器組件的實施例促進直觀地檢查渦輪發動機，包括燃氣輪機和蒸汽輪機。這樣的傳感器組件聯接到渦輪發動機的可旋轉部分上，例如壓縮機葉片。壓縮機葉片旋轉經過固定的葉片，並且視覺感測裝置捕捉關於固定的葉片的視覺檢查數據。這些感測裝置有助於在不拆卸和移除旋轉葉片的情況下檢查固定葉片。消除這樣的額外拆卸會降低檢查的費用，減少渦輪發動機停機的時間，以及減少對專業化裝備和工作人員技能的依賴，從而進一步降低檢查的費用。本文描述的是促進檢查渦輪發動機的傳感器組件的示例性實施例。具體而言，使用本文描述的傳感器組件有助於檢查那些難以接近的構件。而且，具體而言，將這樣的傳感器組件聯接到渦輪發動機的可旋轉部分(例如可旋轉的壓縮機葉片)，以及旋轉那些葉片經過固定葉片會減少為了接近固定葉片而拆卸和移除旋轉葉片。聯接視覺感測和記錄裝置有助於捕捉視覺檢查數據，供即時審查或今後的審查。消除這種額外拆卸會降低檢查的費用，減少渦輪發動機停機的時間，以及減少對專業化裝備和工作人員技能的依賴，從而進一步降低檢查的費用。本文描述的方法和系統不限於本文描述的具體實施例。例如，各個系統的構件和/或各個方法的步驟可單獨地並且與本文描述的其它構件和/或步驟分開來使用和/或實踐。另外，各個構件和/或步驟也可與其它組件和方法一起使用和/或實踐。雖然已經在多個具體實施例方面來描述了本發明，但是本領域技術人員將認可，可用在權利要求的精神和範圍內的改良來實踐本發明。
權利要求
1.一種傳感器組件(190)，包括 構造成測量至少一個變量的感測裝置(191);以及 至少一個磁性聯接裝置(200/300/400)，所述至少一個磁性聯接裝置包括 至少一個磁體(208/308/408)；以及 至少部分地由具有促進在其中形成磁場(214/412)的導磁性的材料製造而成的封罩(202/312/402)，所述封罩包括 聯接到所述至少一個磁體上的第一部分(202/314/404);以及 至少一個第二部分(204/316/406)，其能夠相對於所述第一部分移動，使得在所述封罩的外部引起磁性聯接力，以促進將所述傳感器組件聯接到磁性表面(322)上。
2.根據權利要求I所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述感測裝置(191)包括構造成將視頻信號傳輸給監測裝置(192)和視頻記錄裝置(194)中的至少一個的視覺感測裝置。
3.根據權利要求I所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述至少一個變量是能夠直觀地觀測到的狀況。
4.根據權利要求I所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述至少一個磁性聯接裝置(200/300/400)構造成以磁的方式將所述傳感器組件聯接到渦輪機(100)的可旋轉部分(122/124)上。
5.根據權利要求I所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述至少一個磁性聯接裝置(200/300/400)包括Halbach陣列磁體(222)和交替極性的磁體(220)中的一個。
6.根據權利要求I所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述至少一個磁性聯接裝置(200/300/400)包括包含促進在其中形成磁場(214/412)的至少一種材料的可動的屏蔽裝置(204/314/316/404/406)。
7.根據權利要求6所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述傳感器組件(190)進一步包括聯接到所述可動的屏蔽裝置(204/314/316/404/406)上的促動裝置(250/500)，所述促動裝置包括 聯接到促動突起(282/516)上的至少一個連結部件(276/518);以及 聯接到所述至少一個連結部件上的至少一個偏置裝置(260/262/264)。
8.一種傳感器組件(190)，包括 構造成測量至少一個變量的感測裝置(191);以及 聯接到所述感測裝置上的至少一個粘合劑聯接裝置￠00)，所述至少一個粘合劑聯接裝置構造成將粘合劑材料(616/620)從所述至少一個粘合劑聯接裝置引導到表面(602/604)。
9.根據權利要求8所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述至少一個粘合劑聯接裝置(600)包括構造成聯接到電功率源上的多個電氣端子(610)。
10.根據權利要求9所述的傳感器組件(190)，其特徵在於，所述多個電氣端子(610)進一步構造成接收電流，以進行下者 促進將所述傳感器組件附連到所述表面(602/604)上；以及 促進使所述傳感器組件與所述表面脫開。
全文摘要
本發明涉及傳感器組件及其組裝方法。一種傳感器組件(190)包括構造成測量至少一個變量的感測裝置(191)。該組件還包括至少一個磁性聯接裝置(200/300/400)。該至少一個磁性聯接裝置包括至少一個磁體(208/308/408)。該裝置還包括至少部分地由具有促進在其中形成磁場(214/412)的導磁性的材料製造而成的封罩(202/312/402)。封罩包括聯接到該至少一個磁體上的第一部分(202/314/404)。封罩還包括能夠相對於第一部分移動的至少一個第二部分(204/316/406)，使得在封罩的外部引起磁性聯接力，以促進將傳感器組件聯接到磁性表面(322)上。
文檔編號G01M13/00GK102788689SQ20121015511
公開日2012年11月21日 申請日期2012年5月18日 優先權日2011年5月20日
發明者J.J.基特爾森, M.V.伊納姆達, S.錢德拉塞卡蘭 申請人:通用電氣公司