CN105321311B - 无线通信系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种无线通信系统，更具体地涉及一种用于船舶推进器的无线通信系统，该无线通信系统包括：传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播电磁数据信号的不导电的固体或液体介质。

Description

无线通信系统
技术领域
本发明涉及一种无线通信系统。
背景技术
在许多行业的工程应用中，需要传送关于机器或其部件的状态的数据。例子包括在航空器、机动车辆、船舶、和发电中所使用的各种类型的动力设备。这种机器通常包括用于检测诸如运动部件的速度、振动、油压、温度等参数的传感器。传感器连接到遥测系统，该遥测系统传送检测到的参数以便由操作者进行分析和使用。具体地，这些数据可使操作者能够参与可能的部件故障并规划维修计划。
在一些应用中，由于环境条件的原因，传送数据是困难的。富有挑战性环境的一个例子是船舶全向推力器。此类型的船舶推进器被安装到低于水线之下的船舶船体，并且通常围绕竖直轴线旋转360度从而推动船舶并使船舶转向。推力器的内部结构包括将推力器划分成各隔室的金属壁或隔离壁，这些隔室容纳其它部件中的用于驱动推力器螺旋桨的机械装置。这些隔室可被将驱动机械润滑和冷却的油所填充。
推力器可配备有用于判断推力器健康状态的状态监测系统。该系统通常包括由从推力器内部结构周围经过的接线所连接的传感器和遥测设备。亦即，这些导线穿过金属舱壁和油。该接线布置是不期望的，因为它是复杂、耗时并且安装费用大。数据通信的稳健且可靠的装置是重要的，因为推力器需在不进行维修或修理的情况下可靠地长期（通常大约5到7年）工作。
由于此原因，优选的是具有一种可以经过推力器内部结构传送数据信号的无线通信系统。更概括地，期望具有一种可以经过包括物理障碍物（诸如金属壁）并且可容纳油或其它液体的机器内部结构而传送数据的无线通信系统。虽然无线通信系统通常用于在不是由电导体（诸如导线）所连接的两个或更多点之间传输信息（例如利用无线电波、声音、磁场或电场），但这些无线通信系统通常被设计成经过自由空气传播信号并且不适于经过金属壁和液体传送数据。
发明内容
本发明的目的是提供一种至少在某种程度上缓解现有技术的问题的无线通信系统。
在所附权利要求中陈述了本发明。
根据一个方面，提供一种用于船舶推进器的无线通信系统；该系统包括传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播电磁数据信号的不导电的固体或液体介质。
通过将不导电的固体或液体用作电磁（EM）数据信号的传播介质，能够利用船舶推进器的现有（可能被改装的）部件而起用于经过推进器传送数据的波导的作用。例如，可对推进器的传动轴进行修改从而形成波导。可替代地，可由推进器中的油管或燃料管提供合适的波导。
本领域技术人员应当理解的是，本文中所使用的术语“不导电的”意图包括基本上不导电的介质、和具有相对较低电导率（例如但不限于在10量级至1,000量级皮西门子/米范围内的电导率）的介质。选择具有非导电性或低导电性的介质，因为通常信号在具有高导电性的介质中将快速地衰减，因而降低信号的强度和/或品质。
现有结构的应用使在无需额外的布线或电缆连接情况下的传感器、控制器、致动器、或其它电子装置之间的通信成为可能，由此降低复杂性和成本。而且，波导是非常可靠的传输系统，因为“管道”结构起法拉第笼的作用，防止由经过其中行进的EM信号所造成的干扰。进而，干扰减小意味着通信系统可以在较低的功率水平下运行，这对于其中有效功率会是非常有限的的船舶推进器是一个重要的考虑因素。另外，由于较小的干扰，因而可以发送更多的数据。假设错误管理的协议开销要求可以高达带宽的50%，这是非常理想的。
不导电的介质可以是液体，包括油、油脂、凝胶、泡沫、或燃料，例如烃类燃料。
电磁数据信号可包括原始或经处理的传感器数据、控制数据、或者网络数据。电磁数据信号可以是无线电频率信号或者微波频率信号。
波导可用于多模波传播。波导可用于单模波传播。
可将接收器和传输器至少部分地设置在波导中。或者，可将接收器和传输器中的一者至少部分地设置在波导中并且可将接收器和传输器中的另一者设置在波导外部中。或者，可将接收器和传输器设置在波导的外部。
波导可由金属或金属合金制成。
波导可具有大体呈圆形的截面。或者，波导可具有大体呈矩形的截面。
波导可具有在大约0.1至10米范围内的长度。波导可具有在大约30至100毫米范围内的直径和宽度。
接收器和传输器中的一者或两者可与波导形成为整体。
波导还可包括不导电的气体介质，可经过不导电气体介质和不导电固体或液体介质的两者传送电磁数据信号。
无线通信系统可包括构造成给无线通信系统提供电力的热电式发电机。热电式发电机可构造成利用船舶推进器内部的液体与船舶推进器外部的水之间的温差而发电。船舶推进器内部的液体可属于与用于传送电磁数据信号的不导电液体介质相同的类型。
无线通信系统可包括可用于检测船舶推进器的物理参数的传感器，电磁数据信号与物理参数相对应。传感器可以是振动传感器。
波导可具有大约410毫米的最小直径或宽度，并且电磁数据信号可具有大约443MHz的频率。或者，波导可具有大约210毫米的最小直径或宽度，并且电磁数据信号可具有大约900 MHz的频率。或者，波导可具有大约74毫米的最小直径或宽度，并且电磁数据信号可具有大约2.5 GHz的频率。或者，波导可具有大约35毫米的最小直径或宽度，并且电磁数据信号可具有大约5 GHz的频率。
波导可包括船舶推进器的传动轴的内部。或者，波导可包括包围船舶推进器的传动轴的至少一部分的管。
无线通信系统可包括在推进器中的阻挡物或空间周围桥连以便传送电磁数据信号的二次辐射元件。
无线通信系统可包括用于对电磁数据信号进行滤波的电磁干扰（EMI）扼流器。
根据另一方面，提供一种船舶推进器，该船舶推进器包括如上文中所描述的无线通信系统。
根据另一方面，提供一种包括无线通信系统的船舶推进器；该无线通信系统包括：传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播电磁数据信号的不导电固体或液体介质。
波导可包括船舶推进器的常规的液体容纳部件，例如油管或者燃料管。
根据另一方面，提供一种用于燃气涡轮发动机的无线通信系统；该系统包括：传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播电磁数据信号的不导电固体或液体介质。
根据另一方面，提供一种包括无线通信系统的燃气涡轮发动机；该无线通信系统包括：传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播电磁数据信号的不导电的固体或液体介质。
波导可包括燃气涡轮发动机的常规的液体容纳部件，例如油管或者燃料管。
根据另一方面，提供一种用于船舶推进器的无线通信系统；该系统包括：传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播电磁数据信号的不导电固体介质。
根据另一方面，提供一种用于船舶推进器的无线通信系统；该系统包括：传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，波导包括用于传播电磁数据信号的不导电液体介质。
根据另一方面，提供一种操作如上文中所述的无线通信系统的方法；该方法包括：确定固体和液体介质的介电性质，传播电磁数据信号，和使协议、频率和/或信道适应以适合于介电性质从而优化电磁数据信号的品质。
根据另一方面，提供一种判断船舶推进器中的油品质变化的方法；该方法包括以下步骤：提供具有无线通信系统的船舶推进器，该无线通信系统包括传输器、接收器、和布置成在传输器与接收器之间传送电磁数据信号的波导，其中波导包括用于传播电磁数据信号的不导电的油；监测传送电磁数据信号所需的功率；及识别对油品质中变化加以表征的所需功率中的变化。
附图说明
现在将通过举例并参照附图对实施例进行描述，在附图中：
图1是船舶全向推力器的剖视图；
图2示出了安装在图1的推力器中的无线通信系统；
图3示出了无线通信系统的二次辐射元件；
图4a和图4b示出了无线通信系统的传输器和接收器的可能构型；
图5示出了安装在燃气涡轮发动机中的无线通信系统；
图6示出了无线通信系统的热电元件。
具体实施方式
参照图1，常规的全向推力器101被安装在船舶的船体201上。由于船舶在水中，因而大部分的推力器101浸没在水线WL之下。推力器101包括：被安装到船体201的上部101a、限定推力器101的纵向（竖直的）轴线Z的大体为细长的的中部101b、和包括螺旋桨101d的下部101c。这里，内部分隔结构壁或舱壁101e将上部和下部101a、101c与中部101b分开。因此，上部、下部和中部101a-c包括推力器室或隔室，该隔室容纳用于使推力器101的驱动机构润滑和/或冷却的油（未图示），现在向对推力器101进行描述。
推力器101的上部101a包括齿轮室301，该齿轮室位于船体201中并且与船体具有固定关系。上部101a还具有旋转联轴器301a，该旋转联轴器包括轴承和转向齿轮装置，该转向齿轮装置将上部101a划分为固定或静止部（显示超过图1中的水线WL并且包括齿轮室301）与可运动部（显示低于图1中的水线WL）。
螺旋桨101d连接到水平的输出轴101f，该输出轴101f被设置在推力器101的下部101c中并且从竖直传动轴101g的下端经由下锥齿轮获取其驱动，该竖直传动轴101g延伸经过推力器101的中部101b（沿竖直的轴线Z）并且经过舱壁101e。竖直传动轴101g的上端延伸经过旋转联轴器301a，并且被设置在齿轮室301中的水平输入轴301b经由上锥形齿轮所驱动。在本实施例中，水平输入轴301是由设置在船舶船体201中的柴油发电机（未图示）所驱动。在船舶推进器的领域，水平和竖直轴的该布置方式有时被称为“Z型传动”。
因此，推力器101可相对于船体201围绕其竖直轴线Z旋转，从而提供对船舶的准确操纵。例如，可通过船舶的船桥自动或手动地控制推力器101的旋转。
现在参照图2，推力器101装备有根据本发明的无线通信系统401。在本实施例中，竖直传动轴101g是空心的（管状）并且其内部包括具有大体呈圆形截面的波导401a。根据推力器类型，波导401a可具有大约0.5至5米的长度。根据所选择的频率（例如2.4、5 GHz），波导401a的内直径可以是大约30至100毫米。在本实施例中，竖直的传动轴101g（和波导401a）是由钢制成。在本实施例，波导401a的内部保持能够承载（传播）电磁数据信号的不导电液体（未图示）。本文中所使用的术语“液体”意图包括显示类液体行为的所有流体，包括油、油脂、凝胶、泡沫等。在本实施例中，介电液体介质是油。在本实施例中，油属于与上述的推力器101隔室中的润滑/冷却油相同的类型。
除了波导401a外，无线通信系统401还包括分别构造成传输和接收上述电磁数据信号的传输器401b和接收器401c。在本实施例中，传输器401b包括天线。在本实施例中，天线是定向天线，例如平板定向天线。在本实施例中，传输器401b位于波导401a的外部并紧靠其下端。对传输器401b相对于波导401a的位置进行选择使得传输器401b可以将电磁数据信号引导入波导401a中。优选地，传输器401b直接位于波导401a的下方，或者基于空间限制尽可能地靠近波导401a。
在本实施例中，接收器401c包括天线。在本实施例中，天线是定向天线，例如平板定向天线。在本实施例中，接收器401c位于波导401a的外部并紧靠其上端并且位于齿轮室301的内部，该齿轮室301也容纳润滑/冷却油。对接收器401c相对于波导401a的位置进行选择，使得接收器401c可以接收来自波导401a的电磁数据信号。接收器401c被布置成将电磁数据信号经由有线或无线连接（未图示）或者可替代地经由将允许信号泄漏进入船舶的齿轮室301中的非金属端口而传递至船舶。
在本实施例中，推力器101装备有变换器，该传感器构造成测量推力器101的至少一个物理参数。在本实施例中，变换器是测量推力器101中的振动的振动传感器401d。
在本实施例中，推力器101还装备有可给传输器401b提供电力的电源、振动传感器401d、和/或系统的处理/控制系统元件，并且也可提供电池的再充电。在本实施例中，电源是热电式发电机401e，该热电式发电机被安装到推力器101壁的内表面并且构造成从推力器101内部的油（相对较热）与推力器101外部的水（相对较冷）之间的温差中获取功率。在下文中更详细地描述热电元件。通常，油的温度为大约55至90℃，水的温度为大约4至20℃。在本实施例中，热电式发电机401e的功率输出是在大约0.1至5瓦的范围内。在本实施例中，从热电式发电机401e中通过电线传输电力。
现在将对无线通信系统401的操作进行描述。在本示例性实施例中，振动传感器401d检测推力器101中的振动，并且将适当的数据信号发送至传输器401b。传输器401b以适当的频率将相应的无线电（RF）数据信号传输入波导401a，以适应波导401a的物理特性。将数据信号波经过油朝向波导401a的上端传播，从该上端数据信号波离开波导401a并且被接收器401c接收。然后，接收器401c将数据信号传递至船舶，其中可对数据信号进行处理。可替代地，可在传输至船舶之前的任意阶段对数据信号进行处理。处理可包括压缩成例如特征数据，诸如快速傅里叶变换，或者如果超过特定的限值（例如温度）。
在被称为横向电场（TE）和横向磁场（TM）模式的场形态中，EM数据信号波经过波导401a中的油而传播。在TE模式中，电场与传播方向完全横切，并且磁场的一个分量是在传播方向上。相反，在TM模式中，磁场与传播方向完全横切，并且电场的一个分量是在传播方向上。通常，可能模式的数量随着给定大小波导的频率而增加。TE和TM模式的每个模式具有其自身的截止频率，具有最低频率的模式是“主导模式”。
波导可以在单模或多模中传播数据信号。协议、频段和信道可以连续地适应以适合传输介质、波导材料、液体流量和温度，从而优化在该环境中的性能。可以利用油在特定状态（温度、含水率等）中的介电性质的知识，基于先前知识或者借助于来自实时确定这些性质的传感器的测量实施该优化。
单模波导被设计成仅实施所选波长信号的单模传播，而多模波导被设计成沿相同介质传递两个或更多的模式的信号。被支持模式的数量取决于信号的所选择频率（即波长）、介质的折射率和介电常数、及波导的直径。多模传播将采用对应于超过所正在使用频率的截止频率的波导直径而发生。
波导401a可以设计用于针对操作所选的频段的最佳无线信号传递，这在本实例中可以通过在制造期间对空心的竖直传动轴101g的内直径加以控制而确定。可以通过选择与被称为TE11的理想单模传播模式相符的内直径而实现在最小衰减、最大链路品质和最大数据传递通量方面的最佳性能。该TE11直径通常出现在针对给定频率的最小直径范围处，也考虑当经过油传播时信号的“导波长”，因此给定具体油的物理特性时，可以利用常规方法数值地加以解决。
TE11模式和TM01模式是确定单模设计的最小和最大波导尺寸的主导模式。理想地，利用单模传播（其中频率TE11<频率<频率TM01）实现最高性能。当传输单频率无线信号时，单模波导会是理想的，因为它允许经过用于相同量的电源输出功率的波导而实现较长的范围/深度。这是因为全部的EM能量在单模（一个强的模式）中被集中和辐射，这与在两个或更多模式（若干较弱的模式）中传播的相同能量相反。然而，用于主用频率的单模波导也可以从较高频率（即较短的波长）的第二信号中传送单模或多模信号。单模可单阶中提供更集中的能量，因此更加节能并且使较长传输距离成为可能，尤其是当经过相对“损耗”的介质（诸如油或燃料）传输时。
就在2.4 GHz频段范围内的802.11b/g Wi-Fi而言，用于可能在7.35 cm处（四舍五入到最接近0.5 mm）的最小波导直径的TE11和TM01截止频率分别为2390.45 MHz和3122.25MHz。这足够包括在用于最佳单模性能的2400-2483.5 MHz之间的2.4GHz范围。在超出多模超过上限之前，最佳金属波导直径是在7.35 cm至9.2 cm范围内。就5 GHz的频段而言，该直径显著地较小，在3.5 cm和4.0 cm之间。基于TE11和TM01的该知识，下面的数据表起在相关的ISM无线电波段中的无线RF信号的波导尺寸的设计指导原则的作用。在该表中未显示60GHz的情况，假设其需要较高的功率和非常小的波导；然而可以使用该频段并且将会具有大约3 mm的波导直径
ISM频段 433 MHz 868/900 MHz 2.4 GHz 5 GHz
类型 UHF(300MHz-3GHz) UHF(300MHz-3GHz) UHF(300 MHz-3GHz) 微波(>3GHz)
中心频率(Hz) 433920000 868000000 2450000000 5500000000
最小频率(Hz) 433050000 779000000 2400000000 5180000000
最大频率(Hz) 434790000 928000000 2483500000 5825000000
中心波长(cm) 69.089 cm 34.538 cm 12.236 cm 5.4483 cm
最大波长 69.228 cm 38.484 cm 12.491 cm 5.7875 cm
最小波长 68.951 cm 32.305 cm 12.071 cm 5.1467 cm
<u>最小</u>管直径其中频率TE11&lt;频率&lt;频率TMO1 40.6 cm 22.5 cm 7.35 cm 3.5 cm
相应的TE11模式截止频率，即频率下限 432.75 MHz 781 MHz 2390.45 MHz 5019.95 MHz
相应的TM01模式截止频率，即频率上限 565.23 MHz 1020 MHz 3122.25 MHz 6556.72 MHz
因为波导401a是使用于受限制的金属环境，所以波导401a可以使用在ISM频段以外的频率从而使频率适应任何直径，尽管需要注意确保RF信号不泄漏，例如使用如果推力器101舱口被打开则关闭无线通信系统401的继电器。
本文中所使用的术语“传输器”和“接收器”是强调无线通信系统401占优势地从推力器101发送数据流。然而，正如本领域技术人员应当理解的，双向通信可以使用于无线链路，例如用于错误纠正或者“信号交换（handshaking）”（即发送信号以告知数据的成功接收）或者无线节点的控制。因此，传输器和接收器是有效的收发器并且可在传输器或者接收器的方向上传送信号。而且，传输器和/或接收器可以将控制数据发送到推力器101中，例如发送进入电动机、致动器、或者健康监测系统，例如更频繁的读数。
波导401a和/或推力器101的各种隔室可包括气体（例如空气）以及油（或者其它液体介质）。在这种情况下，EM数据信号将经过气体以及油而传播。
应当理解的是，上述振动传感器仅是可在推力器的健康监测或诊断系统中发现并且可以提供由无线通信系统所传送的有用数据的变换器或类似装置的一个例子。其它例子包括但不限于：对温度、转矩、速度、声学噪声、流率、和油的品质进行检测的装置。
现在参照图3，实施例包括二次辐射元件、或者介电刺头501，该刺头提供用于经过波导401a中的阻挡物601的数据信号的桥连，其将会使用其它方式提供对行进经过波导401a的EM波的“阻断”。这种阻挡物601的例子包括诸如过滤器、阀门、泵、热交换器等的部件。介电刺头501利用众所周知的“同轴效应”而工作，并且也可用作在推力器101的上部、下部和中部101a-c之间的桥连。介电刺头501还可以用于经过具有对于TE11和TM01模式而言过于狭窄尺寸的推力器101中的空间而传递数据信号。
传送经过波导401a中的油的数据信号可用于确定油品质中的变化。例如，在某些条件下所需的信号传输功率的任何变化（例如，在温度X度下的油需要功率Y瓦，其中Y大于常用的功率）可表征油品质中的劣化。颗粒在油中的积累可以增加衰减，这可以通过所接收给定信号强度所需要的无线传输功率中的变化而进行检测。然后可计划进行维修以预先阻止任何相关的问题。具体地，在已知波导401a被油完全填充并且通过波导设计有效地排除影响无线传输的其它因素（诸如信号干扰）的情况下，传输数据所需的功率可以用于在无需额外传感器的情况下内在地测量油品质。
在一个实施例中，波导中的不导电介质是固体材料，例如碳复合材料。在这种情况下，波导和/或推力器隔室还可包括不导电的气体介质（例如空气），正如已在上文中所描述。
在一个实施例中，波导具有大体呈矩形的截面，任选地正方形的截面。
在一个实施例中，波导包括管道或管，该管道或管被同心地布置在船舶推力器的传动轴的至少一部分的周围并且沿船舶推进器的传动轴的至少一部分而延伸。
在一个实施例中，波导包括推力器的现有部件，例如油管、燃料管、或者适合于传送数据信号的任何其它管道状或管状结构。已证明圆形管道是类似于金属管（空心的）波导。众所周知的贝塞尔函数可以用于识别传播常数、不同的横向电场和横向磁场模式、截止频率和多模衰减。对这些值的了解可以有助于识别管道是否可用以及它将如何为给定的无线频率范围而执行。相反，这些参数可以用于优化或“调整”推力器设计中的管道的规格从而使它们作为波导效用最大化。通常，所使用的频率越高，波导可以越小。
在图4a中所示的实施例中，传输器401b和接收器401c两者都（完全地或部分地）位于波导401a的内部。在另一个实施例中，接收器（完全地或部分地）位于波导的内部并且传输器位于波导的外部。在另一个实施例中，传输器（完全地或部分地）位于波导的内部并且接收器位于波导的外部。
在一个实施例中，传输器和/或接收器与波导形成为整体。例如，在图4b中所示的实施例中，传输器401b构成波导401a的管状结构的一部分。
在一个实施例中，传输器和/或接收器是偶极天线或者贴片天线。
图4a和图4b的实施例各自包括任选的EMI扼流器701。正如本领域技术人员应当理解的，RF扼流器可用于去除噪声。通常，电感器环绕或“阻塞”传输路径（例如电缆）并且防止信号通过，就像滤波器。实质上，在RF传输的周围产生电感；电感器（扼流器）中的线圈越多，滤波器的截止频率越低。通过减小管道直径也可以产生类似的效果，从而截止波导效应。
在一个实施例中，波导包括用于在波导的急弯或连接处附近引导数据信号的反射器。
在一个实施例中，用于无线通信系统的电源是电池。可替代地，电源可包括油流发电机或者小轴/齿轮/轴承发电机。
虽然已在上文中在“Z型驱动”船舶推力器中描述了无线通信系统，但应当理解的是其它布置也是可行的，例如“L型驱动”，其中将水平输入轴省略并且竖直的传动轴直接地由例如发动机或马达驱动。除了全向推力器外，本发明也适用于船舶推进器。而且，本发明可用于各种其它的船舶环境，其中在小的受限制（特别是金属）空间周围或者经过该空间的信号传播会是困难的，诸如包括水密门、端口或窗的船舱，其中可看到或设置合适的波导。
本发明也具有更宽的应用，包括在密闭的空间中，诸如油或燃料箱、（燃气涡轮）发动机和齿轮箱，正如可在包括航空、汽车、和（核能）发电的各种行业中所看到的。例如，参照图5，图中示出了包括轴的轴承801a的燃气涡轮发动机801，从油泵801b中经由油管将由提供给该轴的轴承801。在本实施例中，油管（可以是驱气或全增压的管道）包括波导901a。轴承801a装备有布置成发送数据至传输器901b的振动传感器（未图示），从该振动传感器中将数据信号经过波导901a传输至接收器901c然后继续传输至发动机801的健康监测单元1001。利用作为波导的现有油管而避免对用于传送数据信号的导线或电缆的需要。
参照图6，热电元件2001是将在其两侧上的持续的温差转换成电功率的固态半导体器件。热基本上流动经过该器件，其中一部分的热被转换成电功率（即流入该器件的热比流出该器件的热多）。该器件利用被称为Seebeck效应的效应，其中一侧上的热激发载流子（carrier）（电子或空穴，根据它是p-型还是n-型半导体），从而形成载流子扩散，这导致载流子在半导体的一半中的浓缩。载流子具有电荷，因此逐步形成电压差，并且同时利用p-型和n-型半导体可以产生电力。
热电元件2001可包括用于确保热源（热油）与热电元件2001之间的低热阻的热交换器（未图示）。热交换器可以大于热电元件2001，因此可使用散热器（如铜）。所有层之间的冷热接触确保热流动经过热电元件2001。这包括与推力器101壁的接触，以确保与冷海水的良好接触。接触方式可包括高压夹紧，例如使用具有延展性的浆体或凝胶、或者软金属合金（即具有良好导热性但也是可压缩的从而能够形成良好热接触的金属）。
热电元件需要热源和冷源。为确保冷海水可以作用于热电元件2001，可由在热电元件2001周围区域的热绝缘材料2003提供冷点。这防止热油将热电元件2001周围的推力器101的壁加热。通过延伸在热电元件2001周围的绝缘材料2003的面积和厚度，而使对热电元件2001所连接的推力器101的壁中的冷点的热阻增加。这确保油与海水之间的温差得以维持。
应当理解的是，已通过其优选实施例描述了本发明，可以在不偏离如所附权利要求所规定本发明范围的前提下，以许多不同方式作出修改。此外，本领域技术人员应理解的是，本文中所描述的本发明的特征可以在其不同使用的背景中以任意适当的组合而加以布置。

Claims (15)

1.一种用于船舶推进器的无线通信系统，包括：
传输器；
接收器；及
波导，所述波导布置成在所述传输器与所述接收器之间传送电磁数据信号；
其中，所述波导包括用于传播所述电磁数据信号的不导电固体或液体介质，
其中，所述波导包括所述船舶推进器的传动轴的内部。
2.如权利要求1所述的无线通信系统，其中，不导电介质是液体，包括油、油脂、凝胶、泡沫或者燃料。
3.如权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述波导被构造为用于多模波传播；或者其中，所述波导被构造为用于单模波传播。
4.如权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述接收器和所述传输器至少部分地被设置在所述波导中；或者其中，所述接收器和所述传输器中的一者至少部分地被设置在所述波导中并且所述接收器和所述传输器中的另一者被设置在所述波导的外部；或者其中，所述接收器和所述传输器被设置在所述波导的外部。
5.如权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述波导具有大体圆形的截面，或者其中，所述波导具有大体矩形的截面。
6.如权利要求1所述的无线通信系统，包括构造成为所述无线通信系统提供电力的热电式发电机。
7.如权利要求6所述的无线通信系统，其中，所述热电式发电机构造成利用所述船舶推进器内部的液体与所述船舶推进器外部的水之间的温差而发电。
8.如权利要求7所述的无线通信系统，其中，在所述船舶推进器内部的所述液体属于与用于传送所述电磁数据信号的不导电液体介质相同的类型。
9.如权利要求1所述的无线通信系统，包括构造成检测所述船舶推进器的物理参数的传感器，所述电磁数据信号与所述物理参数相对应。
10.如权利要求1所述的无线通信系统，其中，所述波导包括管，所述管包围所述船舶推进器的传动轴的至少一部分。
11.如权利要求1所述的无线通信系统，包括二次辐射元件，用于在所述船舶推进器中的阻挡物或空间周围桥连以便传送所述电磁数据信号。
12.如权利要求2所述的无线通信系统，其中，所述燃料是烃类燃料。
13.一种船舶推进器，包括如权利要求1-12中任一项所述的无线通信系统。
14.一种操作如权利要求1至12中任一项所述的无线通信系统的方法，所述方法包括：
确定所述固体或液体介质的介电性质；
传播所述电磁数据信号；及
使协议、频率和/或信道适应以便适合所述介电性质，从而优化所述电磁数据信号的品质。
15.一种确定船舶推进器中油的品质中的变化的方法，包括以下步骤：
提供具有无线通信系统的船舶推进器，所述无线通信系统包括传输器、接收器和布置成在所述传输器与所述接收器之间传送电磁数据信号的波导；其中，所述波导包括用于传播所述电磁数据信号的不导电的油；
监测传送所述电磁数据信号所需的功率；及
识别对所述油的品质中的变化加以表征的所需功率中的变化。
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