CN102840819A - 传感器组件和用于传感器组件中的微波发射器 - Google Patents

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CN102840819A CN2012102099192A CN201210209919A CN102840819A CN 102840819 A CN102840819 A CN 102840819A CN 2012102099192 A CN2012102099192 A CN 2012102099192A CN 201210209919 A CN201210209919 A CN 201210209919A CN 102840819 A CN102840819 A CN 102840819A
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高宇轩
J.A.亚诺蒂
B.L.谢克曼
李瑢宰
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    • H—ELECTRICITY
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    • G01D5/48—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using wave or particle radiation means

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  • Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Abstract

本发明涉及一种传感器组件和用于传感器组件中的微波发射器。一种用于微波传感器组件(110)中的微波探测器(202)包括发射器本体(300)和耦联到发射器本体上的发射器(400)。发射器包括第一部分(406)、第二部分(408)，以及将第一部分耦联到第二部分上的连接部分(410)。当接收到至少一个微波信号时，第一部分和第二部分产生电磁场(224)，并且当物体定位在电磁场内时，会对发射器引起加载。

Description

传感器组件和用于传感器组件中的微波发射器
技术领域
本申请大体涉及动力系统，并且更具体而言，涉及传感器组件和用于传感器组件中的微波发射器。
背景技术
已知的机器在运行期间可展示振动或其它异常行为。可使用一个或多个传感器来测量和/或监测这种行为，以及确定例如在机器传动轴中展示的振动量、机器传动轴的旋转速度，以及/或者运行中的机器或马达的任何其它运行特性。通常，这样的传感器耦联到机器监测系统上，机器监测系统包括多个监测器。监测系统接收来自一个或多个传感器的信号，对信号执行至少一个处理步骤，并且将经修改的信号传输到诊断平台，诊断平台对用户显示度量。
至少一些已知的机器使用涡电流传感器来测量机器构件中的振动和/或机器构件的位置。但是，使用已知的涡电流传感器可受到限制，因为这样的传感器的检测范围仅为涡电流感测元件的直径的大约一半。其它已知的机器使用光学传感器来测量机器构件的振动和/或位置。但是，由于有污染物，已知的光学传感器可变得结垢，并且提供不精确的度量，并且从而，可能不适于工业环境。另外，已知的光学传感器可能不适于通过液体介质和/或包含微粒的介质来检测机器构件的振动和/或位置。
发明内容
在一个实施例中，提供了一种用于微波传感器组件中的微波探测器，其包括发射器本体和耦联到发射器本体上的发射器。发射器包括第一部分、第二部分，以及将第一部分耦联到第二部分上的连接部分。当接收到至少一个微波信号时，第一部分和第二部分产生电磁场，并且当物体定位在电磁场内时，会对发射器引起加载。
在另一个实施例中，提供了一种微波传感器组件，其包括发射器本体和耦联到发射器本体上的发射器。发射器包括第一部分、第二部分，以及将第一部分耦联到第二部分上的连接部分。当接收到至少一个微波信号时，第一部分和第二部分产生电磁场。微波传感器组件还包括信号处理装置，该信号处理装置耦联到发射器上，以将至少一个微波信号传输到发射器，以及基于接收自发射器的信号来计算接近性度量。
在又一个实施例中，提供了一种用于测量机器构件相对于发射器的接近性的方法。该方法包括将至少一个微波信号传输到发射器，发射器包括第一部分、第二部分，以及将第一部分耦联到第二部分上的连接部分。当接收到至少一个微波信号时，第一部分和第二部分产生电磁场。该方法还包括根据该至少一个微波信号来产生电磁场，产生表示电磁场的中断的加载信号，以及基于加载信号来计算机器构件与发射器的接近性。
附图说明
图1是示例性动力系统的框图。
图2是可用于图1中显示的动力系统的示例性传感器组件的框图。
图3是可用于图2中显示的传感器组件的示例性发射器本体的透视图。
图4是可用于图2中显示的传感器组件的示例性微波发射器的正视图。
图5是可用于图2中显示的传感器组件的另一个示例性微波发射器的正视图。
图6是可用于图2中显示的传感器组件的又一个示例性微波发射器的正视图。
图7是可用于图2中显示的传感器组件的另一个示例性微波发射器的正视图。
具体实施方式
图1显示了包括机器102的示例性动力系统100。在该示例性实施例中，机器102可为(但不限于仅为)风力涡轮机、水电涡轮、燃气轮机或压缩机。备选地，机器102可为在动力系统中使用的任何其它机器。在该示例性实施例中，机器102旋转传动轴104，传动轴104耦联到诸如发电机的负载106上。
在该示例性实施例中，传动轴104至少部分地由容纳在机器102和/或负载106内的一个或多个轴承(未显示)支承。备选地或另外，轴承可容纳在单独的支承结构108内，诸如齿轮箱，或者容纳在使得动力系统100能够如本文描述的那样起作用的任何其它结构或构件内。
在该示例性实施例中，动力系统100包括至少一个传感器组件110，其测量和/或监测动力系统100的机器102、传动轴104、负载106和/或使得系统100能够如本文描述的那样起作用的任何其它构件的至少一个运行状况。更具体而言，在该示例性实施例中，传感器组件110是接近性传感器组件110，其定位成紧邻传动轴104，以测量和/或监测限定在传动轴104和传感器组件110之间的距离(未在图1中显示)。在该示例性实施例中，传感器组件110使用微波信号来测量动力系统100的构件相对于传感器组件110的接近性，诸如静态接近性和/或振动接近性。如本文所用，用语“微波”指的是接收和/或传输具有介于大约300兆赫(MHz)和大约300千兆赫(GHz)之间的一个或多个频率的信号的信号或成分。备选地，传感器组件110可测量和/或监测动力系统100的任何其它构件，以及/或者可为使得动力系统100能够如本文描述的那样起作用的任何其它传感器或换能器组件。在该示例性实施例中，各个传感器组件110定位在动力系统100内的任何位置上。另外，在该示例性实施例中，至少一个传感器组件110耦联到用于处理和/或分析传感器组件110所产生的一个或多个信号的诊断系统112上。
在运行期间，在该示例性实施例中，机器102的运行可导致动力系统100的一个或多个构件(诸如传动轴104)相对于至少一个传感器组件110改变位置。例如，可对构件引起振动，以及/或者在动力系统100内的运行温度改变时，构件可膨胀或收缩。在该示例性实施例中，传感器组件110测量和/或监测构件相对于各个传感器组件110的接近性和/或位置，并且将表示构件的实测接近性和/或位置的信号(在下文中称为“接近性度量信号”)传输到诊断系统112，以进行处理和/或分析。
图2是可用于动力系统100(在图1中显示)的示例性传感器组件110的示意图。在该示例性实施例中，传感器组件110包括信号处理装置200和通过数据管道204而耦联到信号处理装置200上的探测器202。在该示例性实施例中，探测器202包括耦联到探测器壳体208上以及/或者定位在探测器壳体208内的发射器206。更具体而言，在该示例性实施例中，探测器202是包括微波发射器206的微波探测器202。因而，在该示例性实施例中，发射器206具有在微波频率范围内的至少一个共振频率。
在该示例性实施例中，信号处理装置200包括耦联到传输功率检测器212、接收功率检测器214和信号调节装置216上的定向耦合装置210。在该示例性实施例中，信号调节装置216包括信号发生器218、减法器220和线性化器222。当微波信号传输通过发射器206时，发射器206发射电磁场224。
在运行期间，在该示例性实施例中，信号发生器218产生具有等于或大致等于发射器206的共振频率的微波频率(在下文中称为“微波信号”)的至少一个电信号。信号发生器218将微波信号传输到定向耦合装置210。定向耦合装置210分离微波信号，并且将微波信号的至少一部分传输或引导到传输功率检测器212，以及将微波信号的其余部分传输或引导到发射器206。在微波信号传输通过发射器206时，电磁场224从发射器206中发射出且离开探测器壳体208。如果诸如传动轴104或机器102(在图1中显示)和/或动力系统100的另一个构件的物体进入电磁场224和/或改变在电磁场224内的相对位置，则在物体和场224之间可出现电磁耦合。更具体而言，由于在电磁场224内存在物体，以及/或者由于这种物体运动的原因，电磁场224可被中断，例如，这是由于在物体内引起了电感和/或电容性效应，电感和/或电容性效应可导致电磁场224的至少一部分作为电流和/或电荷而以电感的方式和/或以电容的方式耦联到物体上。在这种情况下，发射器206失谐(即发射器206的共振频率降低和/或改变)，并且对发射器206引起加载。对发射器206引起的加载会导致反射的微波信号(在下文中称为“失谐加载信号”)通过数据管道204而传输到定向耦合装置210。在该示例性实施例中，与微波信号的功率幅度和/或相位相比，失谐加载信号具有更低的功率幅度和/或不同的相位。另外，在该示例性实施例中，失谐加载信号的功率幅度取决于物体与发射器206的接近性。定向耦合装置210分离失谐加载信号，并且将失谐加载信号的至少一部分传输或引导到接收功率检测器214，以及将失谐加载信号的其余部分传输或引导到信号发生器218。
在该示例性实施例中，接收功率检测器214基于失谐加载信号来确定功率的量，以及/或者确定包含在失谐加载信号内的功率的量，并且将表示失谐加载信号功率的信号传输到信号调节装置216。传输功率检测器212基于微波信号来确定功率的量，以及/或者确定包含在微波信号内的功率的量，并且将表示微波信号功率的信号传输到信号调节装置216。在该示例性实施例中，减法器220接收微波信号功率和失谐加载信号功率，并且计算微波信号功率和失谐加载信号功率之间的差异。减法器220将表示计算出的差异的信号(在下文中称为“功率差异信号”)传输给线性化器222。在该示例性实施例中，功率差异信号的幅度与限定在电磁场224内的物体(诸如传动轴104)和探测器202和/或发射器206之间的距离226(即，距离226被称为物体接近性)成比例，诸如成反比或成指数比例。取决于发射器206的特性，诸如例如，发射器206的几何构造，功率差异信号的幅度可至少部分地展示相对于物体接近性的非线性关系。
在该示例性实施例中，线性化器222将功率差异信号变换成电压输出信号(即“接近性度量信号”)，电压输出信号展示物体接近性和接近性度量信号的幅度之间的基本线性的关系。另外，在该示例性实施例中，线性化器222以适于在诊断系统112内进行处理和/或分析的比例因子来将接近性度量信号传输到诊断系统112(在图1中显示)。在该示例性实施例中，接近性度量信号具有伏每毫米的比例因子。备选地，接近性度量信号可具有使得诊断系统112和/或动力系统100能够如本文描述的那样起作用的任何其它比例因子。
图3是可用于传感器组件110的示例性发射器本体300和数据管道204的透视图。在该示例性实施例中，发射器本体300定位在探测器壳体208(在图2中显示)内，并且/或者耦联到探测器壳体208上。另外，发射器206(在图2中显示)耦联到发射器本体300上。
在该示例性实施例中，发射器本体300包括前表面302和相反的后表面304。发射器206耦联到前表面302上，并且/或者与前表面302一体地形成。更具体而言，在该示例性实施例中，发射器本体300是基本平的印刷电路板，并且发射器206包括与发射器本体前表面302一体地形成以及/或者耦联到发射器本体前表面302上的一个或多个轨迹(trace)或导体(未在图3中显示)。在该示例性实施例中，轨迹或导体由铜和/或由使得发射器206能够如本文描述的那样起作用的任何其它传导性材料制成。备选地，发射器206和/或发射器本体300可构造和/或建造成使得传感器组件110能够如本文描述的那样起作用的任何其它布置。
在该示例性实施例中，数据管道204包括内部导体306和外部导体308，外部导体308基本包围内部导体306，使得导体306和308同轴。在该示例性实施例中，数据管道204是将发射器206耦联到信号处理装置200(在图2中显示)上的半刚性电缆204。备选地，数据管道204是使得传感器组件110能够如本文描述的那样起作用的任何其它电缆或管道。在该示例性实施例中，内部导体306和外部导体308耦联到发射器本体300和/或发射器206上，以使得能够通过发射器206从信号处理装置200中传输出微波信号。
在运行期间，至少一个微波信号通过内部导体306和外部导体308而传输到发射器206。在微波信号传输通过发射器206时，会发射电磁场224(在图2中显示)。如上面更全面地描述的那样，基于对发射器206引起的加载来确定接近性度量。
图4是可用于传感器组件110(在图2中显示)的示例性微波发射器400的正视图。在该示例性实施例中，发射器400耦联到发射器本体300的前表面302上，并且从前表面302的中心402沿径向向外延伸。在该示例性实施例中，发射器400包括与发射器本体前表面302一体地形成以及/或者耦联到发射器本体前表面302上的多个导体404或轨迹。
在该示例性实施例中，发射器400包括第一部分406、第二部分408，以及将第一部分406耦联到第二部分408上的连接部分410。发射器400还包括基本被第一部分406、第二部分408和连接部分410包围的内部部分412。在该示例性实施例中，第一部分406、第二部分408、连接部分410和内部部分412与前表面302基本共面，使得发射器400不会从前表面302沿轴向向外延伸大的距离。备选地，发射器400和/或发射器本体300可包括任何数量的发射器部分，并且/或者可为使得微波传感器组件110能够如本文描述的那样起作用的任何形状。
在该示例性实施例中，第一部分406包括在中心402的周围居中地对准彼此的多个基本弧形的节段414。备选地，节段414可具有使得发射器400能够如本文描述的那样起作用的任何其它形状或构造。在该示例性实施例中，节段414包括径向最外部节段416和径向最内部节段418。在该示例性实施例中，节段414还包括耦联到径向最外部节段416和/或径向最内部节段418上的至少一个中间节段420。各个节段414沿径向对准中心402，并且通过至少一个节段端422而耦联到相邻的节段414上。各个节段端422相对于各个其它节段端422交替地隔开。更具体而言，第一半径424沿着第一部分406的第一边缘426延伸通过中心402，而第二半径428则沿着第一部分406的第二边缘430延伸通过中心402。在该示例性实施例中，在第一部分406的径向内部端432处的节段端422基本抵靠着第一半径424而定位，并且下一个径向外部节段端422基本抵靠着第二半径428而定位。随后的径向外部节段端422交替地抵靠着第一半径424和第二半径428而定位。
在该示例性实施例中，径向最外部节段416具有大于各个其它节段414的宽度436的宽度434。另外，在节段414与中心402隔开增大的径向距离时，节段414在长度上有所增加。更具体而言，径向最内部节段418具有小于中间节段420的弧长438的弧长438，并且中间节段弧长438小于径向最外部节段416的弧长438。
在该示例性实施例中，第二部分408基本类似于第一部分406。因此，第二部分408的节段414和节段端422基本类似于第一部分406的节段414和节段端422。
应当认可，可对第一部分406和/或第二部分408的形状和/或构造作出修改。例如，第一部分406和/或第二部分408可包括任何数量的节段414和/或节段端422。另外，第一半径424和第二半径428将前表面302分成第一象限440、第二象限442、第三象限444和第四象限446。虽然示出了第一部分406定位在第一象限440内，但是，第一部分406可备选地延伸到第二象限442、第三象限444和/或第四象限446中。另外，虽然示出了第二部分408定位在第四象限446内，但是，第二部分408可备选地延伸到第一象限440、第二象限442和/或第三象限444中。
在该示例性实施例中，连接部分410是基本圆形和/或基本弧形的，并且定位在中心402的周围。连接部分410将第一部分406的径向内部端432电耦联到第二部分408的径向内部端432上。
在该示例性实施例中，内部部分412是基本圆形的，并且定位在中心402的周围。内部部分412耦联到数据管道204的内部导体306上(两者均在图3中显示)，并且数据管道204的外部导体308(在图3中显示)耦联到第一部分406和/或第二部分408上。在该示例性实施例中，内部部分412基本由第一部分406、第二部分408和连接部分410包围或围绕。另外，内部部分412与第一部分406、第二部分408和连接部分410隔开间隙448。在该示例性实施例中，当诸如微波信号的信号传输通过内部部分412时，内部部分412以电容的方式耦联到第一部分406、第二部分408和连接部分410上。
在运行期间，至少一个微波信号通过数据管道204而传输到发射器400。微波信号被内部导体306传输到内部部分412。在微波信号传输通过内部部分412时，在内部部分412和第一部分406、第二部分408和连接部分410之间出现电容性耦联。跨过间隙448的电容性耦联引起通过第一部分406、第二部分408和连接部分410的电流，使得电磁场224(在图2中显示)从发射器400(即，从部分406、408、410和412)发射出。第一部分406、第二部分408和/或连接部分410中的电流通过外部导体308回到信号处理装置200。如上面更全面地描述的那样，基于对发射器400引起的加载来确定接近性度量。第一部分406和第二部分408的沿径向隔开的节段414，以及内部部分412和第一部分406、第二部分408和连接部分410之间的电容性耦联促进提供频率稳定性，使得发射器400可由于物体的存在和/或物体相对于发射器400的相对运动而可控地和/或可预测地失谐。
图5是可用于传感器组件110(在图2中显示)的另一个示例性微波发射器500的正视图。在该示例性实施例中，发射器500耦联到发射器本体300的前表面302上，并且从前表面302的中心502沿径向向外延伸。在该示例性实施例中，发射器500包括与发射器本体前表面302一体地形成以及/或者耦联到发射器本体前表面302上的多个导体504或轨迹。备选地，发射器500包括与发射器本体前表面302一体地形成以及/或者耦联到发射器本体前表面302上的单个导体504。
在该示例性实施例中，发射器500包括第一部分506、第二部分508，以及将第一部分506耦联到第二部分508上的连接部分510。在该示例性实施例中，第一部分506、第二部分508和连接部分510与前表面302基本共面，使得发射器500不会从前表面302沿轴向向外延伸大的距离。备选地，发射器500和/或发射器本体300可包括任何数量的发射器部分，并且/或者可为使得微波传感器组件110能够如本文描述的那样起作用的任何形状。
第一部分506包括径向内部端512和径向外部端514。第一部分506还包括多个沿径向隔开的、基本圆形的节段516，节段516沿第一或顺时针方向以基本螺旋形形状从径向内部端512延伸到径向外部端514。第二部分508包括径向内部端518和径向外部端520。第二部分508还包括多个沿径向隔开的、基本圆形的节段522，节段522沿不同于第一方向的第二方向(即逆时针方向)以基本螺旋形形状从径向内部端518延伸到径向外部端520。
在该示例性实施例中，第一部分506的径向内部端512耦联到数据管道204的内部导体306(两者均在图3中显示)上，而第二部分508的径向内部端518则耦联到数据管道204的外部导体308上。在备选实施例中，第一部分506的径向内部端512耦联到外部导体308上，而第二部分508的径向内部端518则耦联到内部导体306上。在另一个实施例中，外部导体308不耦联到第一部分506的径向内部端512或第二部分508的径向内部端518上。在这种实施例中，发射器500可比该示例性实施例展示更小的频率稳定性。
在该示例性实施例中，连接部分510是基本直线的。连接部分510将第一部分506的径向外部端514电耦联到第二部分508的径向外部端520上。另外，连接部分510分开第一部分506与第二部分508，使得在第一部分506和第二部分508之间限定间隙524。
在备选实施例中，第二部分508的节段522沿第一方向(即顺时针方向)以基本螺旋形形状从径向内部端518延伸到径向外部端520。在这种实施例中，连接部分510基本对角地延伸跨过前表面302(相对于中心线(未显示)平分第一部分506和第二部分508)，以将第一部分506的径向外部端514耦联到第二部分508的径向外部端520上。
在运行期间，至少一个微波信号通过数据管道204而传输到发射器500。微波信号被内部导体306传输到第一部分506的径向内部端512。微波信号沿顺时针方向传输通过第一部分506，传输通过连接部分510，并且沿顺时针方向传输通过第二部分508。在微波信号传输通过发射器500时，发射(例如从部分506、508和510)电磁场224(在图2中显示)。第一部分506、第二部分508和/或连接部分510中的电流通过第二部分508的径向内部端518以及通过外部导体308回到信号处理装置200。如上面更全面地描述的那样，基于对发射器500引起的加载来确定接近性度量。与现有技术的发射器相比，发射器500的基本螺旋的型式在紧凑的发射器本体300内提供增加的电气长度。另外，与现有技术的发射器相比，发射器500的螺旋型式促进对电磁场224发射增加量的电磁能。第一部分506和第二部分508的沿径向隔开的节段516和522促进提供频率稳定性，使得发射器500可由于物体的存在和/或物体相对于发射器500的相对运动而可控地和/或可预测地失谐。
图6是可用于传感器组件110(在图2中显示)的又一个示例性微波发射器600的正视图。在该示例性实施例中，发射器600耦联到发射器本体300的前表面302上，并且从前表面302的中心602沿径向向外延伸。在该示例性实施例中，发射器600包括与发射器本体前表面302一体地形成以及/或者耦联到发射器本体前表面302上的多个导体604或轨迹。备选地，发射器600包括与发射器本体前表面302一体地形成以及/或者耦联到发射器本体前表面302上的单个导体604。
在该示例性实施例中，发射器600包括第一部分606、第二部分608，以及将第一部分606耦联到第二部分608上的连接部分610。在该示例性实施例中，第一部分606、第二部分608和连接部分610与前表面302基本共面，使得发射器600不会从前表面302沿轴向向外延伸大的距离。备选地，发射器600和/或发射器本体300可包括任何数量的发射器部分，并且/或者可为使得微波传感器组件110能够如本文描述的那样起作用的任何形状。
第一部分606包括第一端612和第二端614。第一部分606沿第一或逆时针方向以基本圆形的形状从第一端612延伸到第二端614，以形成第一环路。第二部分608包括第一端616和第二端618。第二部分608沿不同于第一方向的第二方向(即顺时针方向)以基本圆形的形状从第一端616延伸到第二端618，以形成第二环路。另外，第一部分606的直径620不同于(例如大于)第二部分608的直径622。
在该示例性实施例中，第一部分606的第一端612耦联到数据管道204的内部导体306(两者均在图3中显示)上，而第二部分608的第二端618则耦联到数据管道204的外部导体308上。在备选实施例中，第一部分606的第一端612耦联到外部导体308上，而第二部分608的第二端618则耦联到内部导体306上。
在该示例性实施例中，连接部分610是基本直线的。连接部分610将第一部分606的第二端614电耦联到第二部分608的第一端616上。
在运行期间，至少一个微波信号被数据管道204传输到发射器600。微波信号被内部导体306传输到第一部分606的第一端612。微波信号沿逆时针方向传输通过第一部分606，传输通过连接部分610，并且沿顺时针方向传输通过第二部分608。在微波信号传输通过发射器600时，发射(例如从部分606、608和610)电磁场224(在图2中显示)。第一部分606、第二部分608和/或连接部分610中的电流通过第二部分608的第二端618以及通过外部导体308回到信号处理装置200(在图2中显示)。如上面更全面地描述的那样，基于对发射器600引起的加载来确定接近性度量。发射器600的圆形形状或环路形状促进提供频率稳定性，使得发射器600可由于物体的存在和/或物体相对于发射器600的相对运动而可控地和/或可预测地失谐。另外，发射器600的圆形形状或环路形状使得发射器600能够在物体104(在图1中显示)改变相对于发射器600的位置时，除了检测和/或接收回到信号处理装置200的信号的幅度的变化之外，检测和/或接收回到信号处理装置200的信号的频率的变化。信号处理装置200可使用频率和/或幅度变化来确定物体104相对于发射器600的接近性。
图7是可用于传感器组件110(在图2中显示)的另一个示例性微波发射器700的正视图。除非另有规定，发射器700类似于发射器600(在图6中显示)，并且在图7中用图6中使用的相同的参考标号来标示类似的构件。
发射器700具有与发射器600类似的形状，只是发射器700包括各自包括多个基本直线的节段706的第一部分702和第二部分704。第一部分702的直线节段706形成具有第一直径708的基本多边形的环路。第二部分704的直线节段706形成具有不同于第一直径708的第二直径710的基本多边形的环路。另外，与发射器600相比，第一部分702和第二部分704的直线节段706促进发射额外的辐射。另外，第一部分702沿第一方向或顺时针方向以基本圆形的形状从第一端612延伸到第二端614，以形成具有直线节段706的环路。第二部分704沿不同第一方向的第二方向(即逆时针方向)以基本圆形的形状从第一端616延伸到第二端618，以形成具有直线节段706的环路。在其它方面，发射器700基本类似于发射器600那样起作用。
上面描述的实施例提供用于测量机器构件的接近性的高效且成本有效的传感器组件。传感器组件用微波信号激励发射器。发射器包括通过连接部分而耦联在一起的第一部分和第二部分。当诸如机器构件的物体定位在场内时，由场中断的原因，对发射器引起加载。传感器组件基于对发射器引起的加载来计算物体对发射器的接近性。本文描述的微波发射器的形状和/或构造促进提供频率稳定的电磁场，以用于测量物体和发射器之间的接近性。
在上面详细地描述了传感器组件和微波发射器的示例性实施例。传感器组件和发射器不限于本文描述的具体实施例，而是相反，传感器组件和/或发射器的构件可独立地并且与本文描述的其它构件和/或步骤分开来使用。例如，发射器也可与其它测量系统和方法结合起来使用，并且不限于仅用本文描述的传感器组件或动力系统来实践发射器。相反，示例性实施例能与许多其它度量和/或监测应用结合起来实施和使用。
虽然可能在一些图中显示了本发明的多种实施例的具体特征，而未在其它图中显示，但这仅是为了方便。根据本发明的原理，图的任何特征可结合任何其它图的任何特征来参照和/或声明。
本书面描述使用示例来公开本发明，包括最佳模式，并且还使本领域任何技术人员能够实践本发明，包括制造和使用任何装置或系统，以及实行任何结合的方法。本发明的可取得专利的范围由权利要求限定，并且可包括本领域技术人员想到的其它示例。如果这样的其它示例具有不异于权利要求的字面语言的结构要素，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质性差异的等效结构要素，则它们意于处在权利要求的范围之内。

Claims (10)

1. 一种用于微波传感器组件(110)中的微波探测器(202)，所述微波探测器包括：
发射器本体(300)；以及
耦联到所述发射器本体上的发射器(400)，所述发射器包括：
       第一部分(406)；
       第二部分(408)；以及
       将所述第一部分耦联到所述第二部分上的连接部分(410)，其中，当接收到至少一个微波信号时，所述第一部分和所述第二部分产生电磁场(224)，以及其中，当物体定位在所述电磁场内时，会对所述发射器引起加载。
2. 根据权利要求1所述的微波探测器(202)，其特征在于，所述第一部分(506)和所述第二部分(508)中的至少一个具有基本螺旋形形状。
3. 根据权利要求1所述的微波探测器(202)，其特征在于，所述第一部分(506)沿第一方向以基本螺旋形形状延伸，并且所述第二部分(508)沿不同于所述第一方向的第二方向以基本螺旋形形状延伸。
4. 根据权利要求1所述的微波探测器(202)，其特征在于，所述第一部分(606)和所述第二部分(608)中的各个形成基本圆形的环路。
5. 根据权利要求4所述的微波探测器(202)，其特征在于，所述第一部分(606)的直径(620)不同于所述第二部分(608)的直径(622)。
6. 根据权利要求1所述的微波探测器(202)，其特征在于，所述发射器(400)进一步包括内部部分(412)，所述第一部分(406)和所述第二部分(408)基本包围所述内部部分。
7. 根据权利要求6所述的微波探测器(202)，其特征在于，当所述至少一个微波信号传输通过所述内部部分时，所述内部部分(412)以电容的方式耦联到所述第一部分(406)和所述第二部分(408)上。
8. 根据权利要求1所述的微波探测器(202)，其特征在于，所述发射器本体(300)是基本平的，所述第一部分(406)和所述第二部分(408)沿着所述发射器本体的表面延伸。
9. 一种微波传感器组件(110)，包括：
发射器本体(300)；
耦联到所述发射器本体上的发射器，所述发射器包括：
       第一部分(406)；
       第二部分(408)；以及
       将所述第一部分耦联到所述第二部分上的连接部分(410)，其中，当接收到至少一个微波信号时，所述第一部分和所述第二部分产生电磁场(224)；以及
信号处理装置(200)，其耦联到所述发射器上，以将至少一个微波信号传输到所述发射器，以及基于接收自所述发射器的信号来计算接近性度量。
10. 根据权利要求9所述的微波传感器组件(110)，其特征在于，所述微波传感器组件(110)进一步包括将所述发射器(400)耦联到所述信号处理装置(200)上的数据管道(204)，所述数据管道包括内部导体(306)和外部导体(308)。
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