CN103811932A - 缆线组件及密封电缆和柔性管道的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火焰传感器装置和一种缆线组件装置，其提供用于感测燃烧室内的火焰的特性。火焰传感器装置包括远离传感器组件的电气组件。缆线组件在传感器组件与电气组件之间延伸。缆线组件包括两个缆线端部和限定内部容积的壳体。缆线配件通过第一密封件连接至缆线端部。电缆通过每个缆线配件中的缆线配件开口和壳体的内部容积插入。第二密封件定位在电缆与每个缆线配件开口之间的环形空间中，第二密封件被构造成防止水分和污染物穿过缆线配件开口。另外，提供一种密封电缆和柔性管道的方法。

Description

缆线组件及密封电缆和柔性管道的方法

技术领域

本发明涉及一种火焰传感器，具体地涉及用于感测燃烧室中的火焰的特性的火焰传感器的密封电缆组件。

背景技术

在以油或气体为燃料的涡轮机内，燃料供给到其中存在点火火焰的燃烧室内。如果火焰变得熄灭，通常称为火焰中断状态，不希望燃料在没有适当的点火的情况下继续供给至燃烧室内。因此，如果点火火焰在燃烧室内熄灭，则供给至燃烧室内的燃料应当快速终止并因此限制未燃尽燃料累积。

火焰传感器通常用于检测燃气轮机的燃烧室内的点火火焰的存在或不存在。此外，火焰感应电子设备通常与涡轮机装置内的火焰传感器相关联。火焰感应电子设备可以是热敏的并且可以与燃烧室中和附近的相对高温以一定距离定位。来自靠近燃烧室的传感器的低数值电信号可被传输至火焰感应电子设备。信号可以通过缆线组件传输，该缆线组件作为帮助保存低数值电信号的密封环境的一部分。因此，提供一种承受高温和振动以及包括自包含密封环境以帮助限制低数值电信号衰减的柔性和耐用缆线组件是有用的。

发明内容

以下概述提供简单的概要以便提供对本文中描述的系统和/或方法的一些方面的基本理解。该概述不是本文中描述的系统和/或方法的宽泛的概述。并非旨在标示主要/关键元素或者叙述这种系统和/或方法的范围。其唯一目的是以简单的形式提供一些概念，作为随后给出的更加详细说明的序言。

本发明的一个方面提供一种包括壳体的缆线组件。该壳体限定内部容积，壳体包括第一缆线端部和第二缆线端部。缆线组件还包括至少两个缆线配件，其中第一缆线端部和第二缆线端部通过第一密封件连接至缆线配件。缆线配件中的每一个限定缆线配件开口。缆线组件还包括电缆。电缆通过每个缆线配件中的缆线配件开口和壳体的内部容积插入。缆线组件进一步包括定位在电缆与每个缆线配件开口之间的环形空间中的第二密封件。第二密封件构造成防止水分和污染物穿过缆线配件开口。

本发明的另一方面提供一种火焰传感器装置，其包括用于感测燃烧室内的火焰的特性的传感器组件。火焰传感器装置还包括电气地远离传感器组件的电气组件。火焰传感器装置还包括在传感器组件与电气组件之间延伸的缆线组件。缆线组件包括壳体。该壳体限定内部容积，壳体包括第一缆线端部和第二缆线端部。缆线组件还包括至少两个缆线配件，其中第一缆线端部和第二缆线端部通过第一密封件连接至缆线配件。缆线配件中的每一个限定缆线配件开口。缆线组件还包括电缆。电缆通过每个缆线配件中的缆线配件开口和壳体的内部容积插入。缆线组件进一步包括定位在电缆与每个缆线配件开口之间的环形空间中的第二密封件。第二密封件构造成防止水分和污染物穿过缆线配件开口。

本发明的另一方面提供一种密封电缆和柔性管道的方法，其包括提供壳体的步骤。该壳体限定内部容积，壳体包括第一缆线端部和第二缆线端部。该方法还包括利用第一密封件将缆线配件连接至第一缆线端部和第二缆线端部中的每一个的步骤。缆线配件中的每一个限定缆线配件开口。该方法还包括提供电缆的步骤，其中电缆通过每个缆线配件中的缆线配件开口以及通过壳体的内部容积插入。该方法进一步包括用第二密封件密封电缆与每个缆线配件开口之间的环形空间的步骤，第二密封件防止水分和污染物穿过缆线配件开口。

附图说明

在参照附图阅读以下说明时，本发明的上述及其他方面对本发明所涉及领域的普通技术人员来说将变得明显。

图1是根据本发明的至少一个方面的示例火焰传感器设备的局部分解的示意横截面视图；

图2是沿图1的线2-2的示例电缆组件和示例传感器组件的局部分解剖视图；

图3是沿图1的线3-3的示例电缆组件的剖视图；

图4是图2的示例电缆组件的示例传导路径的详图；

图5放大以示出图3的示例电缆组件的第二密封件和电缆细部的第一电缆端部的详图；以及

图6是密封电缆和柔性导管的示例方法的顶层流程图。

具体实施方式

在附图中说明和示出结合本发明的一个或更多个方面的示例实施例。这些所示出的示例并非旨在限制本发明。例如，本发明的一个或更多个方面可被用在其他实施例以及甚至其他类型的装置中。此外，本文中使用的某些术语仅为了方便而非视为对本发明的限制。更进一步地，在附图中，相同的附图标记被用来指示相同的元件。

图1示意性地示出用于监控火焰12的特定特性的示例火焰传感器设备10。火焰12定位在涡轮机16的燃烧室14内并且发出电磁辐射能。观察管18可以附装燃烧室14。传感器组件20与燃烧室14操作地连接并且能够通过观察管18接收来自火焰12的电磁辐射能。传感器组件20包括光电二极管，光电二极管基于电磁辐射能产生电流，比如光电流。该电流然后能够从传感器组件20通过缆线组件24传递至电气组件28，由此电气组件28能够基于火焰12发出的光谱确定火焰的特性，比如火焰存在或不存在或燃烧效率。根据本发明的一方面，电气组件28能够在传感器组件20内电气地远离光电二极管。这样，电气组件28监控火焰的特性，同时被定位在远离燃烧室14和涡轮机16并且与燃烧的火焰热相关的相对更冷的环境中。

参考图1所示的特定示例，涡轮机16可以包括通过燃烧室14内的燃料燃烧提供动力的旋转的涡轮机叶片（未示出）。涡轮机16在图1中大概地/示意性地示出以传递涡轮机16可以包括许多不同结构和/或可以用于各种不同应用中的概念。例如，涡轮机16可被构造/配置用于油和气体燃烧涡轮机以及用于例如飞机推进、船舶推进、陆地发电、离岸发电或类似用途的应用。在一个具体的例子中，涡轮机16和火焰传感器设备10可被用于发电应用中。这样，可以理解，图1中的涡轮机16并非旨在限制于另外的例子。

燃烧室14可以定位在涡轮机16内。燃烧室14可以限定基本空的内部区域。可以理解，燃烧室14一般/示意性地表示在图1中，并非旨在限制于进一步的示例。比如，燃烧室14的一般表示旨在传达燃烧室14能够表现为许多不同的结构的概念，其中一些结构可以是大致已知的。类似地，本文中描述的以及与上述涡轮机16相关的燃烧室14可以结合到许多不同的应用中。

燃料喷嘴30可被设置成将燃料（比如，空气、燃料、可燃物质等等）输送到燃烧室14内。燃料喷嘴30能够与燃烧室14中的开口、孔口或类似结构配合，使得燃料喷嘴30能够将来自外部位置的燃料输送到燃烧室14内。这样，燃料喷嘴30能够将燃料输送到燃烧室内，因此燃料能够被点燃以产生火焰12。燃烧室14内的点燃的燃料产生相对高压的气体。再次，燃料喷嘴30一般地/示意性地表示在示出的示例中，并且可以包括可以为已知的任意数量的燃料喷嘴结构。进一步地，燃料喷嘴30可以在燃烧室14内定为在多个位置处，并且不限于图1中示出的位置。

开口32可被设置在燃烧室14的外壁中。开口32（大致示出在图1中，由于开口32在该视图中通常是不可见的）能够延伸完全穿过外壁。这样，燃烧室14的内部能够在光学上暴露于燃烧室14的外部的位置。开口32可以定位在火焰12的附近，使得开口32限定通过开口32并朝向火焰12的光路径。在一个例子中，开口32附近的温度为大约454℃，当然可预期宽范围的温度。可以理解，开口32不限于图1所示的位置，并且可以定位在燃烧室14上的多个不同位置处。

观察管18定位在来自火焰12并且穿过开口32的光路径中。图1处于直观目的描绘了观察管18，以示出观察管18与开口32之间的结构关系。但是，可以理解，在操作中，观察管18和燃烧室14处于完全组装状态，观察管18附装至燃烧室14。观察管18可以以多种方式附装至燃烧室14，比如通过机械紧固件、焊接、胶粘剂或类似方式。观察管18或开口32可以具有适当的光学透视窗，光学透视窗由能够承受燃烧室14的工作压力和温度的材料比如石英制成。

在一个例子中，观察管18可以是限定内孔34（在图2中最佳地看到）的长形的基本中空的筒形结构。观察管18附装至开口32，使得燃烧室14的内部在光学上暴露于观察管18的内孔34。在操作中，观察管18的内孔34可以与开口32对准，使得观察管18限定穿过内孔34、穿过开口32并且进入燃烧室14的内部区域内的光路径。这样，来自火焰12的电磁辐射能穿过观察管18的内孔34传播。

观察管18可以包括近端36和远端38。近端36靠近开口32定位，远端38与近端36相反地定位。附装结构，比如螺纹部或螺纹40可以定位在观察管18的远端38处。可以理解，观察管18可以包括多个附装结构，并且不限于图1所示的螺纹40。在一个例子中，螺纹40可以形成在观察管18的远端38的外表面上，以便形成外部阳螺纹。传感器组件20可以与观察管18上的螺纹40螺旋的接合。

现在参照图2，将描述示例传感器组件20的结构。以下是为了清晰目的而简化地说明，可以理解，传感器组件20可以包括除在此描述的部件之外的另外的部件。传感器组件20可以包括传感器本体44，传感器本体44限定基本中空并且沿传感器本体44的长度在第一端部48与第二端部50之间轴向延伸的内部传感器腔室46。传感器本体44沿着与观察管18的纵向轴线基本同轴的纵向轴线延伸。这样，传感器本体44的内部传感器腔室46与观察管18的内孔34以及开口32（在图1中最佳地看到）基本同轴。因此，光路径可以穿过传感器本体44、穿过观察管18并且朝向火焰12延伸。这样，电磁辐射能能够从火焰12、穿过开口32和观察管18传播到传感器组件20的传感器本体44内。

返回图2，传感器组件20可以包括透镜52。透镜52可以相对于传感器本体44的纵向轴线大致垂直地定向，使得透镜52跨过内部传感器腔室46径向地延伸。透镜52可以包括多种不同类型的透镜，比如双凸透镜、普拉诺凸透镜或类似透镜。此外，透镜52可以包括熔融石英透镜。透镜52可以由多种不同的材料形成，但是，这些材料能够承受传感器组件20可能遇到的相对高的温度、压力和振动环境。如以下将更详细地说明的，透镜52能够将来自火焰的电磁辐射能朝向第二端部50聚焦。

传感器组件20可以进一步包括定位在透镜52的下游的光电二极管54。光电二极管54可以包括接收通过透镜52聚焦的电磁辐射能的固态紫外（UV）传感器。可以理解，各种光电二极管可被用于传感器组件20。

由于光电二极管54接收电磁辐射能，因此其基于电磁辐射能产生电流输出信号，比如光电流。如通常已知的，电磁辐射能包括UV辐射。光电二极管54可以产生与所接收的UV辐射的强度级成比例的光电流。光电流可以是相对低的数值，比如在大约10^-10安培的范围内。在一个例子中，电流输出信号可以从光电二极管输送并被调节以及供给至控制系统。在响应中，信号可被用于激活关闭装置（未示出）以使燃料停止流向燃烧室14。

光电二极管54安装至电路板58。如大致已知的，电路板58电连接至光电二极管54。传感器组件20可以还包括中心导线60。中心导线60可以附接（比如电连接）至电路板58，其中中心导线60可以接收来自光电二极管54的光电流。中心导线60可以从电路板58穿行至传感器本体44的第二端部50。

继续向下游，传感器组件20可以还包括密封适配器62。密封适配器62可以附装至传感器本体44。密封适配器62包括匹配（比如具有相似直径）传感器本体44的形状的大致圆形形状。这样，密封适配器62可以通过延伸跨过传感器本体44的第二端部50处的开口附装至传感器本体44。在另一个例子之后，另外的配件或结构可以定位在传感器本体44的第二端部50与密封适配器62之间。例如，导线壳体63可以定位在传感器本体44与密封适配器62之间。在导线壳体63定位在传感器本体44与密封适配器62之间的情况下，导线壳体63可以包括匹配（比如具有相似直径）传感器本体44和密封适配器62的形状的基本圆形形状。密封适配器62可被构造成也匹配缆线组件24上的配对结构，以下将进一步说明。

在传感器组件20的下游，火焰传感器设备10还包括缆线组件24。第一缆线端部64附接至传感器组件20。缆线组件24与光电二极管54通过中心导线60和密封屏蔽管416（在图4中最佳地看到）电连通。这样，缆线组件24能够将指示火焰的特性的光电流从光电二极管54传输至电气地远离光电二极管54的位置。该位置例如可以处于比靠近燃烧室14的环境相对更冷的环境中。在一个例子中，缆线组件24可以相对较长，比如在9.1至10.7米（比如30至35英尺）的范围内。这样，该位置可以比靠近传感器组件20的区域更冷。

缆线组件24还包括在缆线组件24的相对端部之间延伸的电缆68。所示示例电缆68是同轴缆线。但是，可以理解，这仅是一个示例性电缆，可以采用不同的电缆。以下作为同轴缆线讨论的电缆可以理解为可以使用不同的电缆。同轴缆线68穿过缆线装配开口70并且附连（比如电连接）至中心导线60。这样，同轴缆线68可以接收从光电二极管54经过中心导线60的光电流。可以理解，同轴缆线68和与中心导线60的相应的附接为了直观的目的而稍微大致地/示意性地描述。事实上，同轴缆线68可以以多种方式包括焊接或类似方式电连接至中心导线60和密封屏蔽管416（在图4中最佳地看到）。

同轴缆线68作用为传输来自光电二极管54的表示火焰12的特性的光电流。光电流在被沿着缆线组件24传输的同时可能易于衰减。这至少部分地由于光电流相对较小，比如在大约10^-10安培的范围内。为了适应该因素，同轴缆线68可以包括低噪声缆线。

图4示出从光电二极管54到同轴缆线68的电信号的多个传导路径的一个示例。光电二极管54接收来自燃气轮机发电机中的燃烧室14（图1中最佳地看到）的紫外辐射并将紫外辐射能量转化成电信号。信号经过称为信号电流路径的第一传导路径和称为屏蔽电流路径的第二传导路径传导至缆线组件24（在图3中最佳地看到）。

信号电流路径如下操作。光电二极管54产生电信号（比如信号电流）并且沿着穿过电路板58的信号引线404引导电信号。信号引线404与将电信号传导至密封信号管408的密封信号线406电连通（比如连接至）。接着，密封信号管408与同轴缆线68内的内部导体116电连通。电信号被传导至内部导体116并且经过缆线组件24（在图3中最佳地看到）。

屏蔽电流路径如下操作。光电二极管54产生电信号（比如，信号电流），并将电信号传导至定位在电路板58上的屏蔽焊盘410。屏蔽线414连接至屏蔽焊盘410（比如焊接）并且将电信号传导至密封屏蔽管416。密封屏蔽管416将电信号传导至围绕密封屏蔽管416焊接的镍箔418。镍箔418然后将电信号传导至同轴缆线68内的导电层122。

保持信号电流路径和屏蔽电流路径使得内部导体116和导电层122两者均能够承载电信号。这部分地或完全地屏蔽电信号免受电磁干扰。这样，所描述的布置和信号路径保护电信号免于耦合可能存在于传感器本体44或导线壳体63上的任何电信号或干扰。此外，缆线组件24用作导体并且与同轴缆线68共同组成第一缆线端部64与第二缆线端部78之间的三轴结构，能够使相对低数值的电信号电流越过相对长的缆线组件24输送至电气组件28。

低噪声缆线可以包括许多不同的结构。在一个例子中，如通常已知的，低噪声缆线包括内部导体，比如铜线。内部导体沿其相对的端部之间的长度传递光电流。一层塑料，比如聚四氟乙烯（PTFE），包围中心导线。在一个例子中，为了防止电荷积聚和传输已经应用了导电或半导电层。导电层，比如碳基导电层，围绕塑料层设置。该导电层帮助增强屏蔽、减少静电荷以及减少缆线组件24运动时的电噪声。最后，外皮，比如镀锌铜，设置成包围导电层。可以理解，本文中描述的同轴缆线68的结构包括仅一个可能的示例结构，可以设想许多构造。事实上，上述层中的一些或全部可被去除和/或用与低噪声缆线起类似作用的其他材料替代。

现在参考图3，将进一步说明缆线组件24的结构。可以理解，为了直观目的稍微大致地/示意性地示出缆线组件24。事实上，在操作中，缆线组件24通常比如图所示的长度长。但是，为了更加清晰地描述缆线组件24的特征，仅示出端部。

缆线组件24包括形状为大致圆筒形并且在包围同轴缆线68的同时限定内部容积76的壳体72。壳体72在第一缆线端部64与第二缆线端部78之间与同轴缆线68大致同轴地延伸。如前所述，管道用作导体并且与同轴缆线68共同组成第一缆线端部64与第二缆线端部78之间的三轴结构。壳体72可以是足够柔性的，使得缆线组件24能够运动、弯曲、扭转等等，但是仍然保护同轴缆线68免受同轴缆线68在典型操作期间能够遇到的可能的压紧、剪切、严重的弯曲等等。壳体72可以包括多个层，现在将从壳体72的内部至外部描述多个层。

壳体72包括包围内部容积76的护套层80，使得护套层80与同轴缆线68间隔开一定距离。虽然示出仅一个护套层，但可以理解，护套层80可以包括多个护套层。护套层80周向地包围内部容积76并且为同轴缆线68提供保护。护套层80可以包括许多不同的材料和结构，比如玻璃纤维材料或类似材料。在一个例子中，护套层80可以是在内部容积76内螺旋绕制的玻璃纤维材料的带状物。护套层80帮助保护同轴缆线68免受由振动力引起的磨损，振动力引起同轴缆线68与壳体72的其他层之间的运动接触。

壳体72还包括周向地包围护套层80的管道层84。在一个例子中，管道层84可以形成围绕护套层80的气密密封。管道层84在第一缆线端部64与第二缆线端部78之间与护套层80和同轴缆线68大致同轴地延伸。管道层84可以是足够柔性的，使得缆线组件24能够在不经历永久变形的情况下运动、弯曲、扭转等等。特别地，管道层84可以由软金属类材料形成，比如不锈钢。除柔性之外，管道层84还可以提供缆线组件24的保护层，由此保护护套层80和同轴缆线68免遭破坏。另外，管道层84可以通过限制和/或防止包括气体等等的流体泄漏进和泄漏出缆线组件24而作为用于缆线组件24的保护层。类似地，管道层84可以是耐水的并且可以限制或防止液体、水分、冷凝物或类似物质穿过管道层84。这样，管道层84可以承受在涡轮机16上执行的定期液体清洗，而很少或没有流体传输通过管道层84。

壳体72还包括包围管道层84的铠装编织层86。铠装编织层86具有比管道层84的直径稍大的直径，使得铠装编织层86围绕管道层84周向地延伸。铠装编织层86可以由允许灵活性的多种金属材料形成。铠装编织层86也为管道层84提供保护以免受切割、刮伤、挤压或类似破坏。

铠装编织层86可以包括多种不同材料，包括不锈钢。可以理解，铠装编织层86设计成承受各种环境，包括相对较高温度与压力的环境，使得铠装编织层86能够保护同轴缆线68。例如，铠装编织层86可被设计成承受比如非常接近于燃烧室14的气温，在从大约-55℃（-67℉）至大约250℃（482℉）范围内。但是，也可以预期更热或更冷的温度。

当用于典型应用中时，缆线组件24通常暴露于使缆线组件24暴露于振动力的环境中。有时，这种振动能够引起铠装编织层86与管道层84之间的运动接触，这能够磨损管道层84的表面。事实上，这种磨损最后能够引起管道层84的磨损到达在管道层84中产生孔以允许在缆线组件24的内部与外界环境之间流体连通的程度。由于这是不希望的状态，因此各种制造工艺可被用于管道层84以降低或消除穿过管道层84的磨损孔的可能性。

缆线组件24还包括一个或更多个螺旋弹簧88。螺旋弹簧定位在缆线组件24的相对的端部。例如，第一缆线端部64包括第一螺旋弹簧，而第二缆线端部78包括第二螺旋弹簧。螺旋弹簧88沿着铠装编织层86的外表面轴向地延伸远离第一缆线端部64和第二缆线端部78一定距离。螺旋弹簧88能够为缆线组件24提供弯曲/应变消除。特别地，螺旋弹簧88限制第一缆线端部64和第二缆线端部78中的每一个处的最大弯曲力。这样，螺旋弹簧88作用为减小通常可以出现在缆线组件24的端部的任何过度的弯曲或类似情况。可以理解，缆线组件24不限于图3所示的螺旋弹簧88，并且在另外的示例中，其可以包括提供相似功能的其他结构。例如，提供抗弯能力的多种零件可以替代螺旋弹簧88。

如前所述，缆线组件24包括缆线组件24内的内部容积76。内部容积76提供用于同轴缆线68的空间并且可以充满气体。在一个例子中，气体包括惰性气体，比如氮气、氩气等等。通过用气体填充内部容积76，使得同轴缆线68基本上被气体包围。另外，如以下将进一步说明的，第一缆线端部64和第二缆线端部78密封，使得气体被限制从内部容积76泄漏。因此，围绕同轴缆线68维护干燥大气，而潮气、水分等等被限制进入内部容积76。该干燥大气能够辅助限制穿过同轴缆线68的光电流的衰减。

缆线组件24的端部通常由位于第一缆线端部64处的缆线配件94和位于第二缆线端部78处的缆线配件96的存在而限定。缆线组件24可以在第一缆线端部64和第二缆线端部78处被密封。例如，第一缆线端部64容纳在缆线配件94的密封孔98内。密封孔98围绕第一缆线端部64周向地延伸并且沿着缆线组件24轴向地延伸一定距离。密封孔98和第一缆线端部64接触，使得在其间形成第一密封件100。在另外的例子中，可以设置密封结构，比如胶合剂、机械紧固件、焊接等等，以进一步将密封孔98和第一缆线端部64附连。在一个具体的例子中，第一密封件100包括在第一缆线端部64与缆线配件94之间施加在密封孔98内的银焊料。可以理解，为了帮助保证银焊料第一密封件100施加的质量，在焊接操作之前，一定量的银焊料助焊剂可被施加在第一缆线端部64与缆线配件94的密封孔98的配合表面中的任一个上或两者上。银焊料助焊剂能够有利于融合以改善液体焊料的润湿特性，另外还降低第一缆线端部64的不锈钢部件的化学侵蚀特性对银焊料的影响。

类似地，缆线组件24可以包括位于缆线组件24的下游第二缆线端部78处的缆线配件96。缆线配件96具有大小和形状类似与缆线配件94的密封孔98的密封孔106。密封孔106围绕第二缆线端部78周向地延伸并且沿着缆线组件24轴向地延伸一定距离。密封孔106和第二缆线端部78接触，使得在其间形成第一密封件100。在另外的例子中，可以设置密封结构，比如胶合剂、机械紧固件、焊接等等，以进一步将密封孔106和第二缆线端部78附连。在一个具体的例子中，银焊料施加在密封孔106内作为第二缆线端部78与缆线配件96之间的第一密封件100。可以理解，为了帮助保证银焊料第一密封件100施加的质量，在焊接操作之前，一定量的焊料助焊剂可被施加在第二缆线端部78与缆线配件96的密封孔106的配合表面中的任一个上或两者上。

如图3所示，每个缆线配件94、96的结构提供帽似端部以界定壳体72之内的内部容积76。与缆线配件94相似，缆线配件96也限定缆线配件开口108。同轴缆线68穿过每个缆线配件开口70、108以及穿过壳体72的内部容积76插入。在一个例子中，每个缆线配件开口70、108具有圆形截面，尽管也可以预期其他截面形状。同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的间隙可以相对较小。在一个例子中，同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的环形空间约为千分之几英寸的量级。

转到图5，第二密封件110设置在同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的环形空间中。虽然图5为了清晰起见仅放大地示出第一缆线端部64，但可以理解，第二密封件110对于两个缆线配件开口70、108在两个端部64、78处是相似或相同的。在一个具体的例子中，第二密封件110包括环氧树脂材料114。环氧树脂材料114在如同缆线组件24在其正常操作环境下会承受的振动条件下适当地操作。第二密封件110可以包括为高温环氧树脂的环氧树脂材料114。在一个具体的例子中，高温环氧树脂适用于达到大约250℃（482℉）或更高的应用。环氧树脂材料114可以是可商业购得的环氧树脂，其限制或消除同轴缆线68与缆线配件94、96之间的相对运动。

可以理解，同轴缆线68在施加环氧树脂材料114之前准备好，以便促进同轴缆线68与环氧树脂材料114之间的更好的密封的形成。在一个例子中，同轴缆线68包括可以是柔性实体或绞合铜线的内部导体116。如上所述，一层塑料118、导电层122和外护层124能够包围内部导体116。在一个例子中，外护层124包括聚四氟乙烯（PTFE）。在将环氧树脂材料114引入外护层124的表面之前，外护层124的部分可被钠蚀刻以产生蚀刻腔120。在一个例子中，外护层124的与缆线配件开口70、108相对应的部分可被蚀刻。蚀刻过程可被控制以限制PTFE表面从该表面渗透到几个埃。在该深度处，PTFE的表面上的蚀刻腔120将不会影响PTFE材料的绝缘性能。可以理解，图5中示出的腔120仅是概略图/示意图。尺寸、位置、间隔等等可以与概略图/示意图发生变化。

在一个例子中，蚀刻过程可以包括溶解在有机溶剂中的钠溶液。在另一个例子中，蚀刻过程可以包括溶解在氨水中的钠溶液。用于蚀刻比如外护层124的表面的制剂的一个例子是以商标FluoroEtch（FluoroEtch是约翰马苏尔d.b.a.阿克东联合公司（JohnMazur，d.b.a.Acton Associates）的注册商标）销售的溶液。另一个这种制剂的示例是以商标Tetra-Etch（Tetra-Etch是W.L.Gore联合有限公司的注册商标）销售的溶液。不管用于蚀刻PTFE的表面的溶液是什么，蚀刻促进在环氧树脂材料114与形成同轴缆线68的外护层124的PTFE材料之间的结合。另外，所述蚀刻在其涂覆有环氧树脂材料114之后导致相对稳定的材料。

通常，环氧树脂材料114包括两部分环氧树脂，环氧树脂材料114可以包括部分聚合树脂。在一些例子中，形成环氧树脂材料114的分子（比如单分子）包括第一部分的低分子量环氧树脂和第二部分的包含具有两个反应羟基的多个苯基的分子。第二部分可被称作硬化剂并且可以包括胺类。在一个例子中，胺类是低分子量，并且仅需要相对小量的胺类来固化树脂。在另一个例子中，胺类包括允许树脂的柔韧性的长分子链并且需要相对较大量的胺类以固化树脂。在固化之前，树脂具有相对低的表面张力并且提供相对较高的粘着力。

所合成的环氧树脂材料114可以是通常称为聚醚的包括胺类和苯基的聚合物。苯基和聚醚键合产生具有有时发现有利的性能的聚合物。这些有利的性能可以包括但不限于附着力、化学惰性、耐热性、高强度和电阻。

参照图3，第一密封件100和第二密封件110提供密封的内部容积76，使得来自外部环境的包括但不限于气体、水分、冷凝物等等的不希望的材料被限制和/或阻止进入缆线组件24的内部容积76。这些不希望的材料已知为对同轴缆线68和由同轴缆线68承载的电信号具有消极影响。可替代地，在缆线组件的一些可能已知的例子中，同轴缆线被设计成与缆线配件开口足够紧密地接触以限制不希望的材料穿过缆线配件开口并进入内部容积内。

第二密封件110也提供屏障以限制和/或防止来自缆线组件24的内部容积76的材料离开内部容积76。如前所述，每个缆线端部64、78与其相应的缆线配件94、96之间的附连能够通过由应用有焊料助焊剂的银焊料组成的第一密封件100实现。在一个例子中，缆线组件24在其正常工作环境中可能遇到的相对较高的工作温度足够高以将在把缆线端部64、78焊接至其相应的缆线配件94、96之后可能剩余的任何助焊剂溶解。在没有第二密封件110的情况下，焊料助焊剂则可以从内部容积76穿过同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的环形空间移动。焊料助焊剂然后能够接触同轴缆线68的一部分并且消极地影响同轴缆线68和由同轴缆线68承载的电信号两者。这些消极影响可以导致对由同轴缆线68承载的电信号的不准确的读取。包括第二密封件110可以限制和/或防止来自内部容积76的焊料助焊剂或任何其他材料离开缆线组件24的密封的内部容积。

第一密封件100和第二密封件110还帮助产生内部容积76内的密封环境，该密封环境可以至少部分地填充有气体。在一个例子中，气体可以是惰性气体，更具体地是氮气或氩气。包括比如为氮气或氩气的惰性气体可以帮助在内部容积76内产生特殊环境。例如，密封的内部容积76可以包括在气体内没有反应剂的情况下具有已知湿度的惰性和干燥气体。这样的环境能够限制和/或消除湿度、水分和活性气体对同轴缆线68的消极影响，并且帮助在相对长的时间段中促进适当的同轴缆线性能。

返回图1，电气组件28可以接收来自同轴缆线68的电信号或光电流。可以理解，任意数量的连接器或配件（未示出）可被用于将同轴缆线68电连接至电气组件28，该电气组件包括但不限于、导体或其他类似电气结构。电气组件28定位在涡轮机16的外部并且与燃烧室14间隔开一定距离。因此，电气组件28可被定位在具有比涡轮机16内的温度更低的温度的位置中，使得电子设备在不承受相对较高温度的情况下可被用于电气组件28。

电气组件28可以包括电路板（未示出），以接收来自同轴缆线68或中间电连接的光电流。电路板可以包括电气硬件，比如包括任意数量构造的放大器电路。光电流由放大器电路接收，然后由信号电路处理和放大以产生电信号。在一个例子中，光电流可被放大并且被转换成在大约4毫安（mA）至大约20mA的范围内的电流。

电流形式的电信号表示火焰12的特定的特性。这些特性包括但不限于燃烧室14内的火焰12的存在或不存在。在其中火焰12已被熄灭的熄火状态的情况下，在光电二极管54处检测到电磁辐射能的不存在。电磁辐射能的不存在将使得光电二极管54提供较低或为零的光电流的形式的电信号。该光电流通过缆线组件24被输送至电路板上的放大器电路。该光电流被放大并且转换成表示火焰的特性（比如熄火状态）的电流。该电信号然后能够被发送至燃料控制设备或类似装置，燃料控制设备能够减少和/或停止燃料通过燃料喷嘴30向燃烧室14内的供给。这样，来自光电二极管54的电信号可被用于控制燃料向燃料喷嘴30内的供给。

再次参照图1，现在将更详细地描述火焰传感器装置10的操作。燃料通过燃料喷嘴30提供至燃烧室14，产生火焰12。观察管18从燃烧室14向外突出一定距离并且限定从观察管18朝向火焰12的光路径。传感器组件20附装至观察管，使得传感器组件20远离燃烧室14间隔一定距离。

表示火焰12的特定特性的电磁辐射能从燃烧室14中的火焰12通过观察管18传输到传感器组件20内。透镜52（图2中示出）将传感器组件20中的电磁辐射能聚焦在光电二极管54上。作为响应，光电二极管54基于电磁辐射能的强度产生电信号。该电信号可以是表示火焰12的特定特性的光电流的形式，所述特定特性包括但不限于火焰的存在或不存在。

缆线组件24将光电流从传感器组件20传输至电气组件28。特别地，光电流穿过长度的至少一个部分密封在缆线组件24内的同轴缆线68。该光电流可以从第一缆线端部64沿着缆线组件24的长度行进至第二缆线端部78。相对小的光电流以各种方式被保护免受摩擦电噪声、电磁干扰和信号衰减。例如，由于同轴缆线68是低噪声缆线，因此降低了信号衰减。此外，缆线组件24可以密封在干燥惰性气体的环境内，进一步限制了水分、冷凝物、气体等等对同轴缆线68的影响。另外，缆线组件24包括护套层80、管道层84和铠装编织层86。这些层中的一层或更多层还可以帮助降低摩擦电噪声和电磁干扰的影响。这样，当光电流沿着缆线组件24传输时可以保持光电流的完整性。

第二缆线端部78处的光电流穿过电气组件28到达电路板。附连至电路板的放大器电路接收并放大光电流。作为响应，产生电信号，比如在大约4mA至大约20mA范围内的电流。电流形式的该电信号表示火焰12的特定特性，比如火焰的存在或不存在。这样，在当火焰12已经熄灭的熄火状态的情况中，输出电流较低或为零。该输出电流能够触发燃料控制装置以减少和/或停止燃料向燃烧室14内的供给。

电气组件28在涡轮机16的外部定位成远离燃烧室14一定距离。这样，电气组件28不定位在涡轮机16的相对高温/振动的环境内。因此，电气组件28电气地远离传感器组件20中的光电二极管54。电气组件28承受比传感器组件20中的光电二极管54相对更低的温度/振动。

图6中大致地示出密封电缆和柔性管道的示例性方法。该方法可以与图1中示出的示例火焰传感器装置10和图3中示出的示例缆线组件24相关地执行。该方法包括提供壳体72的步骤210（图6）。壳体72可以包括若干层，例如护套层80、管道层84和限定内部容积76的铠装编织层86。壳体72可以包括第一缆线端部64和第二缆线端部78。

该方法还包括利用第一密封件100将缆线配件94、96连接至第一缆线端部64和第二缆线端部78中的每一个的步骤220（图6）。在一个示例中，密封孔98和第一缆线端部64接触，使得在其间形成第一密封件100。在另外的例子中，可以提供密封结构，比如粘着剂、机械紧固件、焊接等等，以进一步附连密封孔98和第一缆线端部64。在一个具体示例中，银焊料被施加在密封孔98内，作为第一缆线端部64与缆线配件94之间的第一密封件100。类似地，密封孔106和第二缆线端部78接触，使得在其间形成第一密封件100。在另外的例子中，可以提供密封结构，比如粘着剂、机械紧固件、焊接等等，以进一步附连密封孔106和第二缆线端部78。在一个具体示例中，银焊料被施加在密封孔106内，作为第二缆线端部78与缆线配件96之间的第一密封件100。利用第一密封件100将缆线配件94、96连接至第一缆线端部64和第二缆线端部78中的每一个的步骤可以在通过缆线组件24插入同轴缆线68之前完成。

该方法还包括提供同轴缆线68的步骤230（图6）。同轴缆线68通过每个缆线配件94、96中的缆线配件开口70、108以及通过壳体72的内部容积76插入，壳体72的内部容积76是柔性管道的一个示例。如图3所示，同轴缆线68可以贯穿缆线组件24的基本的全部长度，允许与比如传感器组件20和电气组件28的相邻设备的电连接。

该方法进一步包括用第二密封件密封同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的环形空间的步骤240（图6）。第二密封件110能够帮助形成防止水分和污染物穿过缆线配件开口的气密密封。第二密封件110还能够限制和/或消除来自内部容积76内的材料到达外界环境。在一个示例中，第二密封件110可以包括环氧树脂材料。在另一个示例中，第二密封件110可以包括用于达到大约250℃（482℉）或更高的高温环氧树脂。

可以理解，每个缆线配件开口70、108的表面可以在施加高温环氧树脂之前制备。在一个示例中，每个缆线配件开口70、108的表面可以通过利用比如为埃默里纸或类似材料的磨料对表面进行加工而产生相对粗糙的轮廓来制备。相对粗糙的轮廓能够给予高温环氧树脂与缆线配件开口70、108的增强的粘结强度。

每个第二密封件110可以利用多种方法施加。在一个示例中，利用第二密封件110密封同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的环形空间的步骤可以利用注射器类器械实现。市场上买得到的高温环氧树脂的一些示例在离开注射器类器械之后类似水一样地流动。毛细作用将高温环氧树脂吸入同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的环形空间内，在此高温环氧树脂硬化，形成第二密封件110。在一个示例中，同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的余隙空间是千分之几英寸。

在该方法的另一个例子中，可以包括在密封环形空间的步骤之前的另外的步骤。在一个示例中，该方法还可包括从内部容积76排空环境大气和利用惰性气体填充内部容积76的步骤。在该示例中，缆线配件94、96可以利用包括如前所述的银焊料的第一密封件100附连至壳体72。同轴缆线68然后被切割成适当的长度并且通过每个缆线配件开口70、108和壳体72被插入。局部完整的缆线组件然后可以被设置在环境控制空间中。在一个示例中，该环境控制空间可以是烘箱。环境空气的至少一部分然后可被从烘箱移除，由此从内部容积76排空环境大气。可以向烘箱内部增加热量以控制水分含量。

惰性气体然后可被增加到烘箱内部，由此用惰性气体填充内部容积76。惰性气体的例子可以包括氮气和氩气。同轴缆线68与每个缆线配件开口70、108之间的环形空间则可以通过施加第二密封件110来密封。可以预期，施加第二密封件110的步骤可以在烘箱内部发生。施加第二密封件110的步骤形成外部环境与缆线组件24的内部容积76之间的气密密封。因此，内部容积76被密封并且至少部分地填充已知湿度的惰性干燥气体，从而限制和/或消除不希望的污染物进入内部容积，且密封材料，比如内部容积76内的惰性气体和焊料助焊剂。

在所述示例中，方法和装置提供了一种气密密封的和抗振动的缆线组件以及密封缆线组件的方法。所述方法和装置还提供一种缆线组件或管道，缆线组件或管道对同轴缆线提供保护使其免受缆线组件可能在正常操作环境中经历的挤压、切割、弯曲及其他潜在的破坏性动作。缆线组件可以帮助保持同轴缆线的安全和/或与铠装管道部分的一起作用。通过利用用于同轴缆线的低噪声缆线，沿着同轴缆线运动的电信号可以经历受限的衰减，以及提供惰性干燥空气，惰性干燥空气具有很少或没有接触同轴缆线的包括水分、固体污染物和/或焊料助焊剂的反应元素。另外，缆线组件内包括密封件可以使得缆线组件易于现场更换。在一些已知的例子中，帮助提供内部容积内的惰性干燥空气的密封件定位在其他部件中，比如传感器组件和电气组件。所述示例缆线组件由于其结合的密封件而因此更加易于互换，在更少关注消极地影响包围同轴缆线的惰性干燥空气的情况下使得缆线组件的容易的更换。

已参照如上所述的示例性实施例对本发明的进行了说明。本领域技术人员在阅读和理解该说明书时将做出变型和改进。结合本发明的一个或更多个方面的示例性实施例旨在包括所有这些变型和改进，只要它们落入所附权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种缆线组件，包括：

壳体，其中所述壳体限定内部容积，并且所述壳体包括第一缆线端部和第二缆线端部；

至少两个缆线配件，其中所述第一缆线端部和所述第二缆线端部通过第一密封件连接至各自的缆线配件，所述缆线配件中的每一个限定缆线配件开口；

电缆，其中所述电缆插入穿过每个缆线配件中的缆线配件开口以及穿过所述壳体的所述内部容积；以及

第二密封件，所述第二密封件定位在所述电缆与每个缆线配件开口之间的环形空间中，所述第二密封件被构造成防止水分和污染物穿过所述缆线配件开口。

2.根据权利要求1所述的缆线组件，其特征在于，所述第二密封件包括环氧树脂材料。

3.根据权利要求2所述的缆线组件，其特征在于，所述环氧树脂材料是用于达到大约250℃或更高的高温环氧树脂。

4.根据权利要求1所述的缆线组件，其特征在于，所述内部容积被密封并且填充有惰性气体。

5.根据权利要求1所述的缆线组件，其特征在于，所述第一密封件包括银焊料和银焊料助焊剂。

6.根据权利要求2所述的缆线组件，其特征在于，所述电缆的一部分包括蚀刻腔，以促进所述环氧树脂材料与所述电缆的外护层之间的结合。

7.一种火焰传感器装置，包括：

用于感测燃烧室内的火焰的特性的传感器组件；

与所述传感器组件电气地远离的电气组件；以及

在所述传感器组件与所述电气组件之间延伸的缆线组件，所述缆线组件包括：

壳体，其中所述壳体限定内部容积，并且所述壳体包括第一缆线端部和第二缆线端部；

至少两个缆线配件，其中所述第一缆线端部和所述第二缆线端部通过第一密封件连接至缆线配件，所述缆线配件中的每一个限定缆线配件开口；

电缆，其中所述电缆插入穿过每个缆线配件中的缆线配件开口以及穿过管道层的所述内部容积；

第二密封件，所述第二密封件定位在所述电缆与每个缆线配件开口之间的环形空间中，所述第二密封件被构造成防止水分和污染物穿过所述缆线配件开口。

8.根据权利要求7所述的火焰传感器装置，其特征在于，所述第二密封件包括环氧树脂材料。

9.根据权利要求8所述的火焰传感器装置，其特征在于，所述环氧树脂材料是用于达到大约250℃或更高的高温环氧树脂。

10.根据权利要求7所述的火焰传感器装置，其特征在于，所述内部容积被密封并且填充有惰性气体。

11.根据权利要求7所述的火焰传感器装置，其特征在于，所述第一密封件包括银焊料和银焊料助焊剂。

12.根据权利要求7所述的火焰传感器装置，其特征在于，所述火焰的所述特性包括所述火焰在所述燃烧室内的存在和不存在。

13.根据权利要求7所述的火焰传感器装置，其特征在于，所述缆线组件在一端附连至所述传感器组件并且在其相对的第二端附连至所述电气组件。

14.根据权利要求8所述的火焰传感器装置，其特征在于，所述电缆的一部分包括蚀刻腔，以促进所述环氧树脂材料与所述电缆的外护层之间的结合。

15.一种密封电缆和柔性管道的方法，包括：

提供壳体，其中所述壳体限定内部容积，并且所述壳体包括第一缆线端部和第二缆线端部；

利用第一密封件将缆线配件连接至所述第一缆线端部和所述第二缆线端部中的每一个，所述缆线配件中的每一个限定缆线配件开口；

提供电缆，其中所述电缆插入穿过每个缆线配件中的缆线配件开口以及穿过所述壳体的所述内部容积；以及

利用第二密封件密封所述电缆与每个缆线配件开口之间的环形空间，所述第二密封件防止水分和污染物穿过所述缆线配件开口。

16.根据权利要求15所述的方法，还包括以下步骤：

从所述内部容积排空环境大气；以及

用惰性气体填充所述内部容积，

上述步骤中的每一个均在密封环形空间的步骤之前发生。

17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第二密封件包括环氧树脂材料。

18.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂材料是用于达到大约250℃或更高的高温环氧树脂。

19.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述惰性气体包括氮气、氩气或者两者组合。

20.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述第一密封件包括银焊料和银焊料助焊剂。

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