[发明专利]恶劣环境传感器系统和检测方法

说明书

背景技术

本发明一般涉及传感器系统，更具体来说涉及用于测量恶劣环境中物体的工作参数的传感器系统。

旋转机器中的移动物体(例如，飞机发动机中的叶片或压缩器中的叶片)可能会在恶劣环境中工作期间承受应力。甚至机器的固定物体(例如，燃烧室内衬、喷嘴或叶冠)可能由于在例如热气体通道或零下温度条件中的极端工作条件而承受应力或应变。物体中产生的此类应力或应变可能损坏机器。精确地测量物体的工作参数(例如温度和应变)对于校正或防止机器中可能发生的任何损坏是必不可少的。测量机器中的工作参数的一种方法是，使用连线的传感器，这需要使用滑环在旋转机器的固定部分与旋转组件之间进行连线。但是，连线式方法可能是复杂、昂贵且不可靠(部分是因为长期工作中机器的高温)，由于连线的电子特征可能限制连线的传感器可以精确地工作所在的温度范围。

由于上面提到的连线的传感器的局限性，所以机器的工作参数测量只能在机器的测试期间进行。但是，期望监视机器整个使用寿命中的工作参数以便确保可靠的工作。可以将现场中采取的工作参数测量与控制参数关联以优化机器的现场工作。可以使用长时间上的工作参数测量中观察到的变化来评估机器的物体或组件的健康，从而能够实现适合的维护安排。因此，在本领域中需要一种恶劣环境传感器系统，其在宽温度范围和条件上是精确的且可以用于机器的使用寿命中使用。还期望，此恶劣环境传感器系统以无线方式在其中常规电子元件非常不可靠的500F以上的高温下工作。

发明内容

根据本发明的实施例，提供一种用于测量恶劣环境中物体的多个工作参数的系统。该系统包括配置成收发能量信号的第一能量收发器系统。该系统还包括耦合到第一能量收发器系统的收发的调制对象(transceived modulant)。该系统还包括至少部分地设置在物体上且能够被第一能量收发器系统查询的第二能量收发器系统。第二能量收发器系统还包括传感系统。该系统还包括耦合到第一能量收发器系统的处理器。该处理器配置成基于收发的调制对象来测量恶劣环境中物体的多个工作参数。

根据本发明的另一个示范实施例，提供一种用于测量恶劣环境中物体的多个工作参数的方法。该方法包括经由第一能量收发器系统收发能量信号。该方法还包括经由与第二能量收发器系统的无线耦合调制位于第一能量收发器中的收发的调制对象，其中该第二能量收发器系统至少部分地设置在物体上。而且，该方法还包括通过处理器基于收发的调制对象计算恶劣环境中物体的一个或多个工作参数。

附图说明

当参考附图阅读下文的详细描述时，将更好地理解本发明的这些和其他特征、方面和优点，在所有这些附图中相似符号表示相似的部件，其中：

图1是如涡轮发动机的旋转机器的横截面，并图示与该旋转机器耦合的无线恶劣环境传感器系统的实施例。

图2是表示根据本发明实施例的恶劣环境传感器系统的示意图。

图3示出恶劣环境传感器系统的另一个实施例。

图4是表示根据本发明实施例构造的恶劣环境传感器系统的示意图。

图5是表示根据本发明实施例的第二能量收发器系统的示意图。

图6是用于测量恶劣环境中物体的工作参数的方法的流程图。

具体实施方式

正如下文详细论述的，本发明的实施例面向一种恶劣环境传感器系统和用于测量恶劣环境中物体的工作参数的方法。正如本文所使用的，术语“恶劣环境”是指燃气涡轮环境。例如，在“恶劣环境”中，温度从大约800°F到2500°F之间变化。

当介绍本发明的多种实施例的单元时，冠词“一”“一个”、“该”和“所述”应表示有一个或多个该单元。术语“包括”、“包含”和“具有”应是内含性的，并且意思是除了列出的单元外，可能有附加的单元。工作参数的任何示例不排除公开的实施例的其他参数。