[发明专利]用于监测涡轮机叶片的系统和方法

权利要求书

1.一种系统，包括：

铁磁叶片安装件，所述铁磁叶片安装件具有磁编码区域；

磁性传感器，所述磁性传感器被配置成测量与所述磁编码区域相关的磁通量；以及

处理器，所述处理器与所述磁性传感器可通信地联接，且至少部分地基于测得磁通量计算叶片健康指标。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器包括：

快速傅立叶变换(FFT)模块，用于基于所述测得磁通量计算频谱特征；

频谱分析器，用于比较计算出的频谱特征和健康状态频谱特征；以及

预后模块，用于响应所述比较生成所述叶片健康指标。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述频谱分析器包括：

模式检测器，用于基于所述计算出的频谱特征识别涡轮机叶片的特定振动模式的自然振动频率；以及

比较模块，用于比较识别出的自然频率和所述特定振动模式的健康状态自然频率。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述预后模块基于所述识别出的自然频率和所述特定振动模式的健康状态自然频率的所述比较生成所述叶片健康指标。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于对所述铁磁叶片安装件的区域进行磁编码的磁编码器。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括至少一个导体组件，所述导体组件串联地电联接到所述磁编码器和所述铁磁叶片安装件以用于实现所述铁磁叶片安装件的所述区域的磁编码。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述叶片安装件是适合于联接所述叶片和涡轮机的机舱的钢环。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述叶片安装件是适合于联接所述叶片和涡轮机的机舱的叶片毂。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述磁性传感器是磁致伸缩传感器、霍耳效应传感器、磁通门传感器和磁阻抗传感器中的一种。

10.一种系统，包括：

磁编码铁磁元件，所述磁编码铁磁元件固定地联接到叶片安装件；

磁性传感器，所述磁性传感器被配置成测量与所述磁编码铁磁元件相关的磁通量；以及

处理器，所述处理器与所述磁性传感器可通信地联接，且至少部分地基于测得磁通量计算叶片健康指标。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述处理器包括：

快速傅立叶变换(FFT)模块，用于基于所述测得磁通量计算频谱特征；

频谱分析器，用于比较计算出的频谱特征和健康状态频谱特征；以及

预后模块，用于响应所述比较生成所述叶片健康指标。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述频谱分析器还包括：

模式检测器，用于基于所述计算出的频谱特征识别涡轮机叶片的特定振动模式的自然振动频率；以及

比较模块，用于比较识别出的自然频率和所述特定振动模式的健康状态自然频率。

13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述预后模块基于所述识别出的自然频率和所述特定振动模式的健康状态自然频率的所述比较生成所述叶片健康指标。

14.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述叶片安装件是适合于联接所述叶片和涡轮机的机舱的叶片安装环。

15.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述叶片安装件是适合于联接所述叶片和涡轮机的机舱的叶片毂。

16.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述磁性传感器是磁致伸缩传感器、霍耳效应传感器、磁通门传感器和磁阻抗传感器中的一种。

17.一种方法，包括：

对铁磁叶片安装件的至少一个区域进行磁编码；

测量与每个磁编码区域相关的磁通量；以及

至少部分地基于测得磁通量计算叶片健康指标。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，计算叶片健康指标包括：

使用快速傅立叶变换基于所述测得磁通量计算频谱特征；

比较计算出的频谱特征和健康状态频谱特征；以及

响应所述比较生成所述叶片健康指标。

19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，还包括：

基于所述计算出的频谱特征识别涡轮机叶片的特定振动模式的自然振动频率；

比较识别出的自然频率和所述特定振动模式的健康状态自然频率；以及

基于所述识别出的自然频率和所述特定振动模式的健康状态自然频率的所述比较生成所述叶片健康指标。