[发明专利]可在涡轮发动机的高温环境中操作的电压调节器电路

说明书

技术领域

本发明总体上涉及电子电路，更具体地说，涉及可适于在涡轮发动机的高温环境中操作的电路。

背景技术

诸如燃气轮机发动机的涡轮发动机可用于许多应用，比如驱动发电厂中的发电机或者推进轮船或航空器。现代燃气轮机发动机的点火温度响应于更高燃烧效率的要求而持续增加。

期望使用比如用在无线遥测系统中的电路来监控发动机(比如涡轮叶片)的操作参数，或监控在发动机操作期间这种部件上的操作应力。本发明的各方面提供了与这种电路有关的改进。

附图说明

参考附图在下列描述中解释本发明，附图中：

图1是包括电子电路的示例性涡轮叶片的部分等轴测试图，所述电路可由无线遥测系统使用来监控叶片的操作参数。

图2是示例电源电路的框图，该电源电路可由遥测系统使用，并可得益于体现本发明各方面的电压调节器。

图3是体现本发明各方面的电压调节器的一个示例实施例的示意图。

图4是体现本发明各方面的电压调节器的另一示例实施例的示意图。

图5是体现本发明各方面的电压调节器集成在无线遥测系统中的示意图。

具体实施方式

本发明的示例实施例涉及电子电路，在一个示例应用中，电路可用在具有遥测系统的内燃机中，比如涡轮发动机。该示例应用可允许从具有一定电子电路的可移动部件(比如可旋转涡轮发动机叶片)传送传感器数据，例如，所述电子电路可在具有超过约300℃温度的环境中操作。

为了公开的目的，不具有额外限定的术语“高温”环境可指代具有超过约300℃的最大操作温度的任何操作环境，比如涡轮发动机的部分内的环境。应明白，本发明的各方面不必限于高温环境，因为体现本发明各方面的电路可同等有效地用在非高温环境中。

图1示出可具有示例遥测系统的涡轮叶片20(部分示出)，示例遥测系统可包括无线遥测发送器组件24和天线组件26。引线或连接器28可从一个或多个传感器(例如传感器30)延伸到遥测发动器组件24，遥测发送器组件可安装成邻近叶片根部22，并可包括各种遥测发动器电路。示例传感器可以是嵌入的和/或表面安装的传感器，比如应变计、热电偶、热流传感器、压力换能器、微加速计或任何其它期望的传感器。引线28可以将电子数据信号从传感器30传递到遥测发送器组件24，在遥测发送器组件，信号可由处理器处理。其它引线或电连接器36可用于将电子数据信号从遥测发送器电路传递到天线组件26。

图2示出示例电源电路39的框图，其可用在具有遥测系统的涡轮部件(例如，涡轮叶片20(图1))中。在一个示例实施例中，一个或多个负载40可由电源电路39电驱动。举例来说，负载40可以是电子电路，比如感测、信号调节和/或遥测电路，可以是遥测系统的一部分。

电源电路39可通过一个或多个功率收获模态(Power-harvesting modalities)诸如诱导RF(射频)能量和/或通过在涡轮发动机内收获热或振动能量而获取电功率。例如，热电堆可用于从热能产生电，或者压电材料可从涡轮发动机的振动产生电。对于想得到与功率收获模态的示例形式相关的研究背景的读者，可参考发明名称为“Electrical Assembly For Monitoring Conditions In A Combustion Turbine Operating Environment”的美国专利No.7368827，该专利的全部公开内容作为引用并入本文。

不管是什么样的功率收获模态，在一个示例实施例中，可给整流器42提供AC(交流)电源41，整流器将AC输入转换为DC(直流)输出，其联接到电压调节器44，并可构造成维持相对恒定的DC压力输出45，即使收获的AC输入电压存在变化也如此。应明白，对于被测量的任何给定的发动机参数，恒定的电压输出是期望的，以获得所需的测量精度和/或稳定性。

图3-4及以下相关描述提供了体现本发明各方面的电压调节器50的细节，在一个示例应用中，电压调节器可用在电源电路中，如图2示例性示出。应明白，这种示例应用不应被理解为限制性的，体现本发明各方面的电路可用于其它应用。

在一个示例实施例中，电压调节器50可适于在涡轮发动机的高温环境中操作。电压调节器50可包括恒流电源52，比如可包括第一半导体开关54以及连接在第一半导体开关54的栅极端子(G)和源极端子(S)之间的第一电阻器56。