CN107976317A - 用于控制传感器超控的检测的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于控制传感器超控的检测的方法和系统。其中，燃气涡轮发动机系统包括耦合到所述燃气涡轮发动机系统的多个温度传感器。所述温度传感器被配置以产生表示所述燃气涡轮发动机的废气温度的多个信号。所述系统包括通信耦合到所述多个温度传感器的现场监测系统。所述现场监测系统具有被编程以从所述温度传感器连续地接收所述多个信号的处理器。此外，所述处理器被编程以分析所述多个信号以验证与所述多个信号相关联的所述废气温度的准确度，和检测所述多个温度传感器中的跨接的温度传感器。

Description

用于控制传感器超控的检测的方法和系统
技术领域
本发明的领域大体涉及监测涡轮发动机，且更具体地说，涉及用于检测涡轮发动机中的控制传感器超控/覆盖(sensor override)的方法和系统。
背景技术
至少一些已知燃气轮机通常包括用于压缩空气的压缩机和混合且燃烧压缩空气与燃料的燃烧器。退出燃烧器的热废气驱动燃气轮机的涡轮以产生电力。通常，可通过燃气轮机的每日检查和测量以及周期性测试来进行性能和安全监测。将结果用于维修和修理诊断过程。举例来说，在故障出现后，分析燃气轮机的先前记录的数据以有助于识别故障的原因，且按需要执行燃气轮机的维修以从识别的故障恢复。然而，归因于与分析故障、确定故障原因和执行校正性动作相关联的时间延迟，目前方法的使用常常导致用于此类燃气轮机和其组件的关停和修理时间的不合需要的长度。
在已知燃气轮机中，废气温度监测是合乎需要的，因为增高的温度可造成对(例如)燃烧器元件、热气路径组件和涡轮机叶片的损坏。增高的废气温度还可使某些调节的化合物(例如，氮氧化物)的排放水平上升到高于可允许的极限。此外，降低的温度可指示燃气轮机中的异常和/或组件故障，例如燃烧器燃烧中断。在此类燃气轮机中，使用温度传感器(例如，热电偶)确定从燃气涡轮机燃烧室排出的废气的温度。然而，有故障的温度传感器可使燃气轮机控制系统指示故障，从而需要(例如)燃气轮机的关停和修理和/或减小的操作负荷。因而，在至少一些已知燃气轮机中，操作员可提供有故障的温度传感器的燃气轮机控制系统错误数据，由此超控其性能和安全监测系统。举例来说，可通过在有故障的温度输入端处将信号从恰当发挥功能的温度传感器(其正类似地监测废气温度，但在不同位置处)提供到控制系统来绕过有故障的温度传感器。因而，可继续在次最优条件中操作燃气轮机。
因此，将需要实施远程控制超控检测系统，其使用燃气轮机上的现有温度传感器来确定有故障的温度传感器由操作员绕过的时间。此系统的优点包括使燃气轮机和/或燃气轮机引擎队列的安全监测能够按减少的成本来实施，且实现在潜在不安全条件下运行的燃气轮机的迅速识别。
发明内容
在一个方面，本发明提供一种用于检测控制传感器超控的燃气涡轮发动机系统。所述系统包括多个温度传感器，其耦合到所述燃气涡轮发动机且被配置以产生表示废气温度的多个信号。所述系统还包括通信耦合到所述多个温度传感器的现场监测系统。所述现场监测系统包括处理器，其被编程以连续地接收所述多个信号，分析所述多个信号以验证与所述多个信号相关联的所述废气温度的准确度、和检测所述多个温度传感器中的跨接/跳接的(jumpered)温度传感器。
其中，所述处理器被进一步编程以产生指示所述跨接的温度传感器的所述检测的升级警报。所述系统进一步包括控制器，其中所述处理器被进一步编程以将所述升级警报发射到所述控制器，所述控制器被配置以响应于接收到所述升级警报，减小所述燃气涡轮发动机系统的操作负荷或关停所述燃气涡轮发动机系统。
其中，所述现场监测系统进一步包括被配置以呈现指示所述多个信号的所述分析的输出数据的呈现接口。
在另一方面，本发明提供一种用于在燃气涡轮发动机队列(a fleet of gasturbine engines)中的控制传感器超控的远程检测的系统。所述系统包括耦合到所述燃气涡轮发动机队列中的每一燃气涡轮发动机的现场监测系统。所述现场监测系统被配置以连续地接收表示废气温度的多个信号。所述现场监测系统被进一步配置以将所述多个信号发射到远程监测系统。所述系统还包括多个温度传感器，其耦合到每一燃气涡轮发动机、且被配置以将所述多个信号发射到所述现场监测系统。此外，所述系统包括远离每一燃气涡轮发动机的远程监测系统。所述远程监测系统被配置以从所述现场监测系统接收所述多个信号，和基于所述多个信号检测每一燃气涡轮发动机中的跨接/跳接的温度传感器。
其中，所述远程监测系统被进一步配置以产生指示所述跨接的温度传感器的所述检测的升级警报。
其中，所述远程监测系统被进一步配置以将所述升级警报发射到与所述跨接的温度传感器相关联的所述每一燃气涡轮发动机的控制器，所述控制器被配置以响应于接收到所述升级警报对用户呈现所述升级警报。
在又一方面，本发明提供一种用于检测燃气涡轮发动机中的控制传感器超控的方法。所述方法包括将多个温度信号发射到监测系统。所述方法还包括将所述多个温度信号标示成独特信号对。此外，所述方法包括针对所述标示的信号对中的每一个关于时间来确定多个温差值。此外，所述方法包括针对所述标示的信号对中的每一个确定所述多个温差值的平均值(mean value)，和针对所述标示的信号对中的每一个确定所述多个温差值的标准偏差值。此外，所述方法包括基于所述跨接的信号对的所述相应的平均值和标准偏差值来检测所述标示的信号对中的跨接/跳接的信号对。
其中，所述方法进一步包括呈现指示下列中的一或多个的输出数据：所述标示的信号对中的一或多个的所述温差值和所述标准偏差值。
其中，将多个温度信号发射到监测系统包括将与多个燃气涡轮发动机相关联的多个温度信号发射到远离所述多个燃气涡轮发动机中的每一燃气涡轮发动机的远程监测系统。
附图说明
当参考附图阅读以下详细描述时，本发明的这些和其它特征、方面和优点将得到更好的理解，其中贯穿图式，相似的字符表示相似的部分，其中：
图1是示范性燃气涡轮发动机的示意图；
图2是包括远程监测系统的替代示范性燃气涡轮发动机的示意图；
图3是图1的燃气涡轮发动机的示意性段，其展示燃烧器/温度传感器布置；
图4是用于供图1的燃气涡轮发动机使用的现场监测系统的框图；
图5是用于供图2的燃气涡轮发动机使用的远程监测系统的框图；
图6是在短暂性事件期间的图1的燃气涡轮发动机的非跨接的温度传感器对的数据曲线；
图7是在短暂性事件期间的图1的燃气涡轮发动机的跨接的温度传感器对的数据曲线；和
图8是用于由图1的现场监测系统用以检测图3的跨接的温度传感器的方法的流程图。
除非另外指明，否则本说明书所提供的附图意图说明本发明的实施例的特征。这些特征被认为适用于包括本发明的一或多个实施例的广泛多种系统。因此，附图并不意图包括实践本说明书所揭示的实施例所需的本领域的普通技术人员已知的所有常规特征。
具体实施方式
在以下说明书和权利要求书中，将引用许多术语，它们应定义为具有以下含义。除非上下文清晰地另外规定，否则单数形式“一”、“一个”和“所述”包括复数提及物。“任选的”或“任选地”表示随后描述的事件或情形可发生或可不发生，且所述描述包括事件发生的情况和事件不发生的情况。另外，对“一个实施例”的提及并不希望被理解为排除也并有所叙述的特征的额外实施例的存在。此外，除非相反地明确陈述，否则“包括”或“具有”带特定性质的元件或多个元件的实施例可包括没有那种性质的额外此类元件。
如在整个说明书以及权利要求书中所使用的近似类语言可应用于修饰可以许可的方式变化而不会导致其相关的基本功能改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“大致”和“实质上”的一或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可对应于用于测量所述值的仪器的精度。此处以及说明书和权利要求书通篇中，范围限制可组合和/或互换，此类范围被识别且包括其中包括的所有子范围，除非上下文或语言另有指示。
如本说明书中所使用，术语“计算机”和有关术语(例如，“计算装置”)不限于在此项技术中被称作计算机的集成电路，而是相反地广泛地指微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本说明书中可互换使用。
此外，如本说明书所用，术语“实时”是指相关联的事件的发生时间、预定数据的测量和收集时间、处理数据的时间、以及对事件和环境的系统响应的时间中的至少一者。在本说明书所述实施例中，这些活动和事件实质上瞬时地发生。
如本说明书所用，术语“处理器”和“计算机”及相关术语(例如，“处理装置”、“计算装置”和“控制器”)不仅限于在此项技术中被称作计算机的那些集成电路，而是相反地广泛地指微控制器、微计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路和其它可编程电路，并且这些术语在本说明书中可互换使用。在本说明书所述实施例中，存储器可包括但不限于诸如随机存取存储器(RAM)的计算机可读介质和诸如闪存的计算机可读非易失性介质。备选地，也可使用软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁性光盘(MOD)和/或数字多用盘(DVD)。另外，在本说明书所述实施例中，附加的输入通道可以是但不限于与诸如鼠标和键盘的操作者接口相关联的计算机外围设备。备选地，也可以使用其它计算机外围设备，其可包括例如且但不限于扫描仪。而且，在示范性实施例中，附加的输出通道可包括但不限于操作者接口监视器。
图1是示范性燃气涡轮发动机系统100的示意图。虽然图1说明示范性燃气涡轮发动机，但应注意，本说明书中描述的用于检测废气温度传感器超控的方法和系统不限于任一特定类型的涡轮发动机。所属领域的技术人员应了解，本说明书中描述的用于检测废气温度传感器超控的方法和系统在使此系统和方法能够如本说明书中进一步描述发挥功能的任一合适配置中可供任一旋转机器使用。
在示范性实施例中，燃气涡轮发动机100包括压缩机102、多个燃烧器104、经由转子轴130传动耦合到压缩机102的涡轮106、计算机控制系统或控制器108和现场监测系统118。耦合到压缩机102的入口管110将环境空气(并且，在一些情况下，注入的水)输送到压缩机102。管110包括有助于过滤和/或用通道输送的环境空气流过入口管110并且进入到压缩机102的入口导流板(IGV)112内的管、过滤器、筛网或声音吸收装置。来自燃气涡轮发动机100的燃烧气体被引导通过排气管道114。排气管114包括声音吸收材料和排放控制装置(未展示)。燃气涡轮发动机100驱动产生电力的发电机116。在示范性实施例中，发电机116为热端驱动发电机。替代地，发电机116在燃气涡轮发动机100的相对端耦合到转子轴130。
在示范性实施例中，在燃气涡轮发动机100的操作期间，多个传感器120、122和124检测燃气涡轮发动机100的各种操作条件和/或周围环境。举例来说，且不受限制，传感器120、122和124连续地监测燃气涡轮发动机100的机械和/或热力学参数。在示范性实施例中，多个涡轮废气温度传感器124位于涡轮106中。此外，举例来说，且不受限制，至少一个压力传感器120位于燃气涡轮发动机100的入口中，且至少一个压缩机排气压力传感器122位于燃气涡轮发动机100的压缩机102的出口处。为了清晰起见，仅说明传感器120、122和124中的一个，然而，所属领域的技术人员将认识到，可使用多于一个传感器，即，可使用多个冗余传感器120、122和124来分别测量同一操作条件。传感器120、122和124包括(例如且不受限制)压力传感器、温度传感器、火焰检测器传感器和/或在燃气涡轮发动机100的操作期间感测各种操作参数的任一其它传感器装置。
如本说明书中所使用，术语“参数”指可用以定义燃气涡轮发动机100的操作条件的特性，例如如在燃气涡轮发动机100内的定义的位置处的温度、压力和/或气流。测量一些参数，即，感测和直接已知一些参数，而其它参数是通过模型计算和因此被估计和间接已知。一些参数一开始由用户输入到控制器108。测量、估计或用户输入参数表示燃气涡轮发动机100的给定操作状态。
在示范性实施例中，燃料控制系统126调节从燃料供应器(未展示)到多个燃烧器104的燃料流的量、在主要与次要燃料喷嘴(未展示)之间分流/分开的(split)量和与流动到多个燃烧器104的二次风混合的量。燃料控制系统126还可选择用于在多个燃烧器104中使用的燃料的类型。燃料控制系统126可为单独单元，或可为控制器108的组件。
控制器108为包括至少一个处理器(未展示)和至少一个存储器装置(未展示)的计算机系统，其至少部分地基于控制传感器120、122和124输入信号和基于来自人类操作员的指令来执行操作以控制燃气涡轮发动机100的操作。控制器包括例如燃气涡轮发动机100的模型(model)。由控制器108执行的操作包括感测或模型化/建模(modeling)操作参数、模型化/建模(modeling)操作边界、应用操作边界模型、或应用控制燃气涡轮发动机100的操作的调度算法(scheduling algorithms)，例如，通过调节到多个燃烧器104的燃料流。控制器108比较燃气涡轮发动机100的操作参数与操作边界模型、或由燃气涡轮发动机100使用的调度算法以产生控制输出，例如且不受限制，点火温度。由控制器108产生的命令可使燃气涡轮发动机100上的燃料致动器128基于操作参数(例如由多个温度传感器124测量的废气温度)选择性调节燃料流、燃料分裂(分开，fuel splits)、和/或在燃料供应器与多个燃烧器104之间用通道输送的燃料的类型。
在示范性实施例中，现场监测系统118与控制器108通信耦合，且被配置以连续地接收从控制器108和/或多个温度传感器124传送的数据。另外，在替代性实施例中，现场监测系统118被配置以按与其从控制器108接收数据实质上相同的间隔将从控制器108接收的数据发射到远程监测系统230(在图2中所展示)。在示范性实施例中，现场监测系统118被配置为控制器108的组件。替代地，现场监测系统118为经由一或多个通信系统通信耦合到控制器108的单独组件，如本说明书中所描述。
图2是包括远程监测系统230的替代示范性燃气涡轮发动机系统200的示意图。在替代性实施例中，远程监测系统230经由通信网络232(例如且不受限制，有线连接或无线连接)与控制器108通信耦合。更具体地说，控制器108包括现场监测系统118，且远程监测系统230与现场监测系统118通信耦合。在示范性实施例中，通信网络232包括因特网或能够在装置之间沟通数据的任一其它网络。举例来说，且不受限制，合适的网络可包括以下中的任何一或多个或与以下中的任何一或多个接口连接：本地企业内部网、局域网(LAN)、广域网(WAN)、虚拟专用网络(VPN)、数字T1、T3、E1或E3线路、数字订户线(DSL)连接、以太网连接、综合业务数字网(ISDN)线路或类似者。此外，通信网络232可包括到多种无线网络中的任一个的通信链路，包括无线应用协议(WAP)、通用分组无线业务(GPRS)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)或时分多址(TDMA)、蜂窝式电话网络、全球定位系统(GPS)、蓝牙无线电或类似者。通信网络232可进一步包括以下中的任何一或多个或与以下中的任何一或多个接口连接：RS-232串联连接、IEEE-1394(火线)连接、光纤通道连接、IrDA(红外线)端口、SCSI(小计算机系统接口)连接、USB(通用串行总线)连接或其它有线或无线、数字或模拟接口或连接。
返回参看图1，在示范性实施例中，控制器108从多个温度传感器124接收指示燃气涡轮发动机100的废气温度测量结果的多个操作参数且将其发射到现场监测系统118。控制器108被配置以产生至少一个实际漩涡值(actual swirl value)和至少一个预测的漩涡值，且比较所述值以确定在燃气涡轮发动机100的操作期间是否出现异常。如果确定出现异常，那么现场监测系统118被配置以产生至少一个升级警报信号。升级警报信号指示(例如且不受限制)有故障的燃烧器104(例如，燃烧器的燃烧中断(flameout))和/或失效的温度传感器124。控制器108产生升级警报，且关停燃气涡轮发动机100、和/或在存在升级警报信号的情况下默认到减小的操作负荷。如果操作员确定作为有故障/失效的温度传感器124的结果产生升级警报信号，那么操作员可通过给控制器108提供来自发挥功能的温度传感器124的信号来超控(override)现场监测系统118，例如且不受限制，通过将有故障的温度传感器124连接器连接或跨接(jumpering)到发挥功能/作用的温度传感器124，由此有助于将温度信号提供到控制器108和现场监测系统118，从而显得仿佛其源自有故障的温度传感器124。
图3是燃气涡轮发动机100的示意段，其实质上等同于燃气涡轮发动机200，展示典型的燃烧器104/温度传感器124布置。在示范性实施例中，多个燃烧器104中的每一燃烧器个别地由参考字符C1-C14指示，且按圆形图案布置。虽然展示燃气涡轮发动机100具有十四个燃烧器104，但预期燃气涡轮发动机100可具有任何数目个使燃气涡轮发动机100能够如本说明书中所描述发挥功能的燃烧器104。此外，在示范性实施例中，多个温度传感器124个别地由参考字符124t1-124t27指示，且围绕燃烧器C1-C14径向布置。虽然展示燃气涡轮发动机100具有二十七个温度传感器124，但预期燃气涡轮发动机100可具有任何数目个使燃气涡轮发动机100能够如本说明书中所描述发挥功能的温度传感器124。
在示范性实施例中，在操作期间，多个燃烧器C1-C14各产生用通道输送到涡轮106的高温废气，在涡轮中，它们膨胀以作功。随着废气流过涡轮106，存在来自一个燃烧器C1-C14的废气与一个邻近的燃烧器C1-C14的废气的极少混合。然而，从多个燃烧器C1-C14用通道输送的废气不在直的路径中流过涡轮106，这是部分归因于旋转经过每一燃烧器C1-C14的涡轮桶(未展示)。相反地，废气在其流过涡轮106时“成漩涡状(swirl)”。多个燃烧器C1-C14中的每一燃烧器接收例如来自燃料控制系统126的燃料与来自压缩机102(图1中展示)的空气的类似量，这有助于来自多个燃烧器C1-C14中的每一个的相对均匀的废气温度。然而，用于每一燃烧器C1-C14的组件系统(未展示)的差异导致稍微不同的废气温度。另外，在一些情况下，燃烧器组件的机械问题可导致进入到个别燃烧器C1-C14内的不均匀的(unequal)燃料和/或空气流。随着废气流过涡轮106，温度传感器124t1-124t27测量最接近相应传感器的废气温度。归因于供应到相应燃烧器C1-C14的燃料与空气的量的差异，所测量的废气温度因传感器不同而有变化。此外，随着燃气涡轮发动机100的操作负荷水平改变，通过燃气涡轮发动机100的漩涡角度改变。作为漩涡角度改变，温度传感器124t1-124t27被暴露于废气流的不同部分，由此产生温度传感器124t1-124t27中的每一个的改变的温度测量结果。
此外，在示范性实施例中，温度传感器124t1-124t27与相应燃烧器C1-C14的不同部分径向对准。举例来说，如图3中所展示，温度传感器124t5与燃烧器C3的外部分对准，如图3中所展示。将温度传感器124t6与燃烧器C3的相对外部分对准，但在燃烧器C3的较大区域上。跨相应燃烧器C1-C14的温度分布通常不均匀，使得火焰的中心部分可比火焰的外部分热。因此，废气温度因传感器不同而有变化，使得温度传感器124t5测量与温度传感器124t6不同的温度。
参看图1和图3，在示范性实施例中，现场监测系统118将从燃气涡轮发动机100获得的来自温度传感器124t1-124t27的温度测量数据存储于存储器装置500(在图5中展示)中。所属领域的技术人员将认识到，现场监测系统118可将额外信息(例如，用于修正异常的规则、校正性动作等)存储于存储器装置500中。在示范性实施例中，在将温度测量数据放置于存储器装置500中时，执行分析温度测量数据的算法以确定任何温度传感器124t1-124t27是否连接或跨接到任何其它温度传感器124t1-124t27，从而指示现场监测系统118的潜在的超控(override)。
由现场监测系统118执行的算法有助于发射到控制器108的温度传感器124t1-124t27的温度测量结果的继续监测和处理。所述算法使现场监测系统118能够执行温度传感器124t1-124t27的实时监测。当相信温度传感器124t1-124t27连接或跨接到另一温度传感器124t1-124t27时，所述算法检测且升级警报(或减小功率或关停涡轮发动机)。温度传感器124t1-124t27的跨接可发生于燃气涡轮发动机100操作员将来自发挥功能/作用的温度传感器124t1-124t27的信号线耦合到有故障的或未发挥功能/作用的温度传感器124t1-124t27的信号线时。举例来说，且不受限制，当发生温度传感器124t1-124t27的跨接时，来自跨接的传感器的温度数据测量结果实质上相同。
参看图2和图3，燃气涡轮发动机200的替代性实施例有助于当相信温度传感器124t1-124t27连接或跨接到燃气涡轮发动机200队列中的每一燃气涡轮发动机200的另一温度传感器124t1-124t27时的远程检测。举例来说，在示范性实施例中，远程监测系统230经由通信网络232从控制器108(或在一些实施例中，现场监测系统118)接收由温度传感器124t1-124t27测量的温度测量数据，以用于确定是否相信温度传感器124t1-124t27连接或跨接到另一温度传感器124t1-124t27。远程监测系统230在数据库234中存储从燃气涡轮发动机200以及位于燃气涡轮发动机200的位置处的任一其它燃气涡轮发动机获得的来自温度传感器124t1-124t27的温度测量数据，和在其它位置处操作的其它燃气涡轮发动机的温度数据。所属领域的技术人员将认识到，远程监测系统230可具有存储额外信息(例如，用于修正异常的规则、校正性动作等)的其它数据库，或有可能将此额外信息和温度测量数据存储在数据库234中，全部存储在一个数据库中。在示范性实施例中，当将温度测量数据放置于数据库234中时，执行分析温度测量数据以确定任何温度传感器124t1-124t27是否连接或跨接到相应燃气涡轮发动机200中的任何其它温度传感器124t1-124t27的算法，从而指示远程监测系统230和/或现场监测系统118的潜在超控。
由远程监测系统230执行的算法实质上与本说明书中关于现场监测系统118描述的算法相同。因而，由远程监测系统230执行的算法有助于从每一相应燃气涡轮发动机200发射到远程监测系统230的温度传感器124t1-124t27的温度测量结果的继续监测和处理。所述算法使远程监测系统230能够执行温度传感器124t1-124t27的实时监测。当相信温度传感器124t1-124t27连接或跨接到相应燃气涡轮发动机200的另一温度传感器124t1-124t27时，所述算法检测和升级警报(或减小功率或关停涡轮发动机)。温度传感器124t1-124t27的跨接可发生于燃气涡轮发动机200操作员将来自发挥功能的温度传感器124t1-124t27的信号线耦合到有故障的或未发挥功能的温度传感器124t1-124t27的信号线时。举例来说，且不受限制，当发生温度传感器124t1-124t27的跨接时，来自跨接的传感器的温度数据测量结果实质上相同。
图4是可用以执行任何一件设备、系统和工艺的监测的现场监测系统118的框图，例如且不受限制，燃气涡轮发动机100(图1中展示)的操作参数的监测和处理。在示范性实施例中，现场监测系统118包括存储器装置400和耦合到存储器装置400的处理器402。处理器402可包括一或多个处理单元，例如(不受限制)，多核配置。在一些实施例中，将可执行指令存储于存储器装置400中。现场监测系统118可配置以通过编程处理器402来执行本说明书中描述的一或多个操作。可通过将操作编码为一或多个可执行指令且提供存储器装置400中的可执行指令来编程处理器402。举例来说，在示范性实施例中，处理器402被编程以分析从温度传感器124t1-124t27接收的信号，以便验证检测到的废气温度测量结果的准确度。更具体地说，在一个实施例中，处理器402被编程以通过对至少一对信号执行差计算(difference calculation)或确定来分析信号，其中所述信号对中的每一信号指示从不同温度传感器124t1-124t27接收。处理器402还可被编程以关于差确定(differencedetermination)的结果来确定连续平均值和标准偏差。处理器402还被编程以确定与所述信号对相关联的两个当前值之间的平均值和标准偏差是否实质上低和/或低于预定义的阈值。处理器402产生至少一个输出，例如升级警报和/或信号的文本或图形输出，使得可经由呈现接口(presentation interface)404对用户呈现输出以供故障分析。此外，控制器108可被配置以响应于由处理器402产生的升级警报而减小燃气涡轮发动机100的操作负荷、和/或启动(initiate)燃气涡轮发动机100的完全关停。
在示范性实施例中，存储器装置400为实现例如可执行指令或其它数据的信息的存储和检索的一或多个装置。存储器装置400可包括一或多个计算机可读媒体，例如且不受限制，随机存取存储器(RAM)、动态RAM、静态RAM、固态磁盘、硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM、电可擦除可编程ROM或非依电性RAM存储器。关于可用于计算机程序的存储的存储器的类型，以上存储器类型只是示范性，且因此并非限制性。
存储器装置400可被配置以存储操作参数，包括且不受限制实时和历史操作参数值或任何其它类型的数据。在一些实施例中，处理器402基于数据的年限而去除或“净化”来自存储器装置400的数据。举例来说，处理器402可覆写与后续时间或事件相关联的先前记录和存储的数据。此外，或替代地，处理器402可去除超过预定时间间隔的数据。此外，存储器装置400包括(不受限制)充分的数据、算法和命令以有助于监测和处理从耦合到包括(不受限制)多个温度传感器124的燃气涡轮发动机的传感器接收的传感器测量结果。
在一些实施例中，现场监测系统118包括耦合到处理器402的呈现接口(presentation interface)404。呈现接口404对用户406呈现例如用户接口的信息。在一个实施例中，呈现接口404包括耦合到例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机LED(OLED)显示器或“电子墨水”显示器的显示装置(未展示)的显示适配器(未展示)。在一些实施例中，呈现接口404包括一或多个显示装置。此外，或替代地，呈现接口404包括音频输出装置(未展示)，例如(不受限制)，音频适配器、扬声器或打印机(未展示)。
在一些实施例中，现场监测系统118包括用户输入接口408。在示范性实施例中，用户输入接口408耦合到处理器402且接收来自用户406的输入。用户输入接口408可包括(例如且不受限制)键盘、指标装置、鼠标、手写笔、触敏式面板(例如(不受限制)触摸垫或触摸屏)和/或音频输入接口(例如(不受限制)麦克风)。例如触摸屏的单个组件可充当呈现接口404和用户输入接口408两者的显示装置。
在示范性实施例中，通信接口410耦合到处理器402且被配置以与一或多个其它装置(例如控制器106和/或温度传感器124t1-124t27)通信耦合，且在表现为输入通道的同时执行关于此类装置的输入和输出操作。举例来说，通信接口410可包括(不受限制)有线网络适配器、无线网络适配器、移动电信适配器、串联通信适配器或并联通信适配器。通信接口410可接收来自例如温度传感器124t1-124t27的一或多个远程装置的数据信号或将数据信号发射到所述一或多个远程装置。举例来说，在替代性实施例中，现场监测系统118的通信接口410可将数据信号发射到远程监测系统230/从远程监测系统230接收数据信号。
呈现接口404和通信接口410都能够提供适合于供本说明书中所描述的方法使用的信息，例如，将信息提供到用户406或处理器402。因此，呈现接口404和通信接口410可被称作输出装置。类似地，用户输入接口408和通信接口410能够接收适合于供本说明书中所描述的方法使用的信息，且可被称作输入装置。
图5是可用以执行任何一件设备、系统和工艺的监测的远程监测系统230的框图，例如，不受限制，燃气涡轮发动机200(在图2中展示)的操作参数的监测和处理。在示范性实施例中，远程监测系统230包括存储器装置500和耦合到存储器装置500的处理器502。处理器502可包括一或多个处理单元，例如(不受限制)，多核配置。在一些实施例中，将可执行指令存储于存储器装置500中。远程监测系统230可配置以通过编程处理器502来执行本说明书中描述的一或多个操作。举例来说，可通过将操作编码为一或多个可执行指令，且提供存储器装置500中的可执行指令来编程处理器502。举例来说，处理器502被编程以分析从控制器108接收的信号，以便验证来自温度传感器124t1-124t27的检测到的温度测量结果的准确度。更具体地说，在一个实施例中，处理器502被编程以通过对至少一对信号执行差计算或确定来分析信号，其中所述信号对中的每一信号指示从不同温度传感器124t1-124t27接收。处理器502还可被编程以关于差确定的结果来确定连续平均值和标准偏差。处理器502还被编程以确定与所述信号对相关联的两个当前值之间的平均值和标准偏差是否实质上低和/或低于预定义的阈值。处理器502产生至少一个输出，例如升级警报和/或信号的文本或图形输出，使得可经由通信网络232将输出发射到用户以供故障分析。此外，在一些实施例中，控制器108可被配置以接收升级警报，和响应于由处理器502产生的升级警报减小燃气涡轮发动机200的操作负荷和/或起始燃气涡轮发动机200的完全关停。
在示范性实施例中，存储器装置500为实现例如可执行指令或其它数据的信息的存储和检索的一或多个装置。存储器装置500可包括一或多个计算机可读媒体，例如且不受限制，随机存取存储器(RAM)、动态RAM、静态RAM、固态磁盘、硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程ROM、电可擦除可编程ROM或非依电性RAM存储器。关于可用于计算机程序的存储的存储器的类型，以上存储器类型只是示范性，且因此并非限制性。
在一些实施例中，处理器502基于数据的年限而去除或“净化”来自存储器装置500的数据。举例来说，处理器502可覆写与后续时间或事件相关联的先前记录和存储的数据。此外，或替代地，处理器502可去除超过预定时间间隔的数据。此外，存储器装置500包括(不受限制)充分的数据、算法和命令以有助于监测和处理从耦合到包括(不受限制)温度传感器124t1-124t27的燃气涡轮发动机200的传感器接收的传感器测量结果。
在一些实施例中，远程监测系统230包括耦合到处理器502的呈现接口504。呈现接口504对用户506呈现例如用户接口的信息。在一个实施例中，呈现接口504包括耦合到例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)、有机LED(OLED)显示器或“电子墨水”显示器的显示装置(未展示)的显示适配器(未展示)。在一些实施例中，呈现接口504包括一或多个显示装置。此外，或替代地，呈现接口504包括音频输出装置(未展示)，例如(不受限制)，音频适配器、扬声器或打印机(未展示)。
在一些实施例中，远程监测系统230包括用户输入接口508。在示范性实施例中，用户输入接口508耦合到处理器502且接收来自用户506的输入。用户输入接口508可包括(例如(不受限制))键盘、指标装置、鼠标、手写笔、触敏式面板(例如(不受限制)触摸垫或触摸屏)和/或音频输入接口(例如(不受限制)麦克风)。例如触摸屏的单个组件可充当呈现接口504和用户输入接口508两者的显示装置。
在示范性实施例中，通信接口510耦合到处理器502且被配置以与通信网络232和/或一或多个其它装置(例如数据库234)通信耦合，且在表现为输入通道时执行关于通信网络232的输入和输出操作。举例来说，通信接口510可包括(不受限制)有线网络适配器、无线网络适配器、移动电信适配器、串联通信适配器或并联通信适配器。通信接口510可经由通信网络232从一或多个远程装置接收数据信号或将数据信号发射到一或多个远程装置。举例来说，在替代性实施例中，远程监测系统230的通信接口510可将数据信号发射到燃气涡轮发动机200的控制器108或现场监测系统118/从燃气涡轮发动机200的控制器108或现场监测系统118接收数据信号。
呈现接口504和通信接口510都能够提供适合于供本说明书中所描述的方法使用的信息，例如，将信息提供到用户506或处理器502。因此，呈现接口504和通信接口510可被称作输出装置。类似地，用户输入接口508和通信接口510能够接收适合于供本说明书中所描述的方法使用的信息，且可被称作输入装置。
图6是在短暂性事件(例如燃气涡轮发动机100的关停)期间的燃气涡轮发动机100(图1中展示)的温度传感器124t1-124t27的非跨接对(a non-jumpered pair)的数据曲线600。在示范性实施例中，接收的温度传感器温度数据与在短暂性事件期间的温度传感器平均温度之间的差展示非线性关系，如由数据602指示。在到控制器108的两个温度传感器输入处接收的温度测量结果之间的平均差(mean differential)以及温度测量结果的标准偏差对于非跨接的温度传感器124t1-124t27来说是较高的。举例来说，图7是在短暂性事件(例如燃气涡轮发动机100的关停)期间的燃气涡轮发动机100(图1中展示)的温度传感器124t1-124t27的跨接对的数据曲线700。在此实施例中，接收的温度传感器温度数据与在短暂性事件期间的温度传感器平均温度之间的差显示实质上以零为中心的线性关系，如由数据702指示。如与温度传感器124t1-124t27的非跨接对相比，两个温度传感器输入的温度测量结果之间的平均差以及温度测量结果的标准偏差小，接近零。由控制器108接收的信号中的噪声促进数据中的小差异，如理想地，对于温度传感器124t1-124t27中的每一个，数据将是相同的，因为一个温度传感器正提供用于控制器108处的两个温度传感器输入的数据。应注意，在温度传感器124t1-124t27的跨接对(a jumpered pair)中，差值(differencevalue)以零为中心。以任一其它温度值为中心的差值可指示两个发挥功能的温度传感器124t1-124t27之间的偏移。
参看图1，在操作期间，燃气涡轮发动机100产生经由发电机116转换到电能的机械旋转能。现场监测系统118检测正由温度传感器124t1-124t2产生的废气温度值。更具体地说，在示范性实施例中，将废气从燃烧器C1-C14用通道输送到涡轮106。温度传感器124t1-124t27检测最接近每一相应温度传感器124t1-124t27的用通道输送的废气温度值。温度传感器124t1-124t27产生表示检测到废气温度值的信号，且每一温度传感器124t1-124t27将产生的信号发射到控制器108。
图8是描述由现场监测系统118(图1中展示)用以检测跨接的温度传感器124t1-124t27(图3中展示)的过程操作的方法800的流程图。在示范性方法800中，控制器108将温度信号发射802到现场监测系统118，现场监测系统118分析所述信号以验证检测到的温度值的准确度。在示范性实施例中，处理器402对从温度传感器124t1-124t27接收的至少一对信号执行差异确定(difference determination)。更具体地说，在一个实施例中，处理器402可从每一温度传感器124t1-124t27接收表示检测的温度值的一个信号。处理器402将信号标示804成独特的对，例如124t1-124t2，其中分析每一温度传感器对组合(temperaturesensor pair combination)。处理器402针对信号的温度传感器对中的每一个关于时间来确定806温差值。此外，处理器402对每一温度传感器对之间的差确定的结果连续地确定808平均值。处理器402对每一温度传感器对之间的平均确定的结果确定810标准偏差。识别812具有实质上低平均值(即，平均值接近零)和/或低于预定义阈值的温度传感器对。此外，在具有实质上低平均值的被识别的温度传感器对当中，识别814那些具有实质上低标准偏差值(即，标准偏差值接近零)和/或低于预定义阈值的温度传感器对，且所述温度传感器对指示跨接的温度传感器对，即，包括跨接到所述对中的另一温度传感器的温度传感器的温度传感器对。
假定具有接近零和/或低于预定义阈值的平均值和标准偏差的温度信号对包括有故障的或有缺陷的温度传感器124t1-124t27。在一个实施例中，处理器402基于跨接的温度传感器对的识别产生816至少一个输出以供经由呈现接口404呈现给用户406。举例来说，且不受限制，输出包括可听的、文本和/或图形升级警报，使得用户406可对相关联的温度信号对执行故障分析(failure analysis)以识别和修理故障温度传感器124t1-124t27。在其它实施例中，处理器402将升级警报信号发射818到控制器108。在此等实施例中，控制器108被配置以响应于由处理器402产生的升级警报信号而减小820燃气涡轮发动机100的操作负荷和/或关停燃气涡轮发动机100。
此外，在示范性实施例中，处理器402产生822指示以上提及的确定的结果的输出数据，使得经由呈现接口404对用户406呈现输出数据。举例来说，可对用户406呈现差确定的图形输出，和/或具有用于温度传感器对的平均温度值的差分温度值，如图6和图7中所展示。用户406可使用此信息安排和/或起始修理。
在替代性实施例中，燃气涡轮发动机队列中的相应燃气涡轮发动机200的控制器108经由通信网络232将温度信号发射到远程监测系统230。远程监测系统230接着实质上与以上关于方法800描述的现场监测系统118相同地分析温度信号。
前述方法描述与检测燃气涡轮发动机100和200中的跨接的温度传感器相关联的处理操作中的一些。在这方面，图8中展示的每一块表示与执行这些操作相关联的过程动作。应注意，在一些替代性实施例中，在框中提到的动作可不按在图中提到的次序发生，或例如，可事实上实质上同时或按相反次序执行，这取决于涉及的动作。并且，所属领域的技术人员将认识到，可添加描述处理操作的额外框。
在本发明的各种实施例中，由现场监测系统118和/或远程监测系统230执行的处理操作的部分可按全部硬件实施例、全部软件实施例或含有硬件与软件元件两者的实施例的形式来实施。在一个实施例中，由现场监测系统118和/或远程监测系统230执行的处理功能可以软件实施，软件包括(但不限于)固件、驻留软件、微码等。
此外，由现场监测系统118和/或远程监测系统230执行的处理功能可呈可从有形、非暂时性、电脑可读媒体访问的计算机程序产品的形式，所述电脑可读媒体提供用于供计算机或任一指令执行系统(例如，处理单元)使用或结合计算机或任一指令执行系统(例如，处理单元)使用的程序代码。出于本发明的目的，术语“非暂时性计算机可读媒体”希望表示按用于信息(例如，计算机可读指令、数据结构、程序模块和子模块或任一装置中的其它数据)的短期和长期储存的任何方法或技术实施的任何有形的基于计算机的装置。因此，本说明书中所描述的方法可被编码为在不受限制地包括存储装置和/或存储器装置的有形、非暂时性、计算机可读媒体中体现的可执行指令。此类指令在由处理器执行时，使处理器进行本说明书所述方法的至少一部分。此外，如本说明书所用，术语“非暂时性计算机可读媒体”包括所有有形的计算机可读媒体，非限制性地包括非暂时性计算机存储装置，非限制性地包括易失性和非易失性媒体以及可移动和不可移动的媒体，例如，固件、物理和虚拟存储、CD-ROM、DVD、和诸如网络或因特网的任何其它数字源，以及尚待开发的数字化手段，唯一的例外是暂时性传播的信号。
一些实施例涉及使用一或多个电子器件或计算装置。此类装置通常包括处理器、处理设备或控制器，例如，通用中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、微控制器、精简指令集计算机(RISC)处理器、专用集成电路(ASIC)、可编程逻辑电路(PLC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理(DSP)装置和/或能够执行本说明书所述功能的任何其它电路或处理装置。本说明书中所描述的方法可被编码为在非限制性地包括存储装置和/或存储器装置的计算机可读媒体中体现的可执行指令。此类指令当由处理装置执行时使处理设备执行本说明书中所描述的方法的至少一部分。以上实例仅为示范性的，并且因此不希望以任何方式限制术语处理器和处理装置的定义和/或含义。
本说明书中描述的系统和方法有助于远程或现场检测一或多个燃气涡轮发动机中的跨接的温度传感器。具体地说，现场监测系统和/或远程监测系统被配置以从多个废气温度传感器接收温度测量值且分析数据以确定温度传感器是否与另一温度传感器跨接。现场监测系统和/或远程监测系统被配置以使用燃气涡轮发动机的现有传感器获取确定温度传感器是否与另一温度传感器跨接所需要的必要温度数据。因此，与已知燃气涡轮发动机大不相同，本说明书中描述的系统和方法有助于使一或多个燃气涡轮发动机的监测能够按减小的成本实施，且必要时，使检测算法的迅速改变能够增加准确度。
本说明书中所描述的方法和系统的示范性技术效果包括以下中的至少一个：(a)本地和/或远程接收燃气涡轮发动机的废气温度；(b)确定温度传感器是否与燃气涡轮发动机中的另一温度传感器跨接；(c)基于接收的操作参数对燃气涡轮发动机的操作员升级警报温度传感器与另一温度传感器；(d)响应于升级警报减小操作负荷和/或关停燃气涡轮发动机。
本说明书所描述的方法和系统不限于本说明书所描述的具体实施例。举例来说，每一系统的组件和/或每一方法的步骤可与本说明书中描述的其它组件和/或步骤独立且分开利用。举例来说，所述方法和系统也可与其它涡轮系统组合使用，且不限于仅用如本说明书中所描述的燃气涡轮发动机来实践。相反，示范性实施例可结合许多其它涡轮应用来实施和利用。
尽管本发明的各种实施例的具体特征可能在某些图式中展示而未在其它图式中展示，但这仅仅是为了方便起见。根据本发明的原理，图式的任何特征可结合任何其它图式的任何特征被引用和/或要求保护。
本说明书用实例来揭示包括最佳模式的本说明书中描述的系统和方法，且还使所属领域的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执行任何所并入的方法。本发明的可获专利的范围由权利要求书所定义，且可包括所属领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例具有与权利要求书的字面语言相同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言无实质差异的等效结构元件，那么此类其它实例希望在权利要求书的范围内。

Claims (10)

1.一种用于检测控制传感器超控的燃气涡轮发动机系统，所述系统包括：
多个温度传感器，所述多个温度传感器耦合到所述燃气涡轮发动机系统且被配置以产生表示废气温度的多个信号；以及
现场监测系统，所述现场监测系统通信耦合到所述多个温度传感器，所述现场监测系统包括被编程以进行以下操作的处理器：
连续地接收所述多个信号；
分析所述多个信号以验证与所述多个信号相关联的所述废气温度的准确度；以及
检测所述多个温度传感器中的跨接的温度传感器。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，分析所述多个信号包括将所述多个信号标示成独特信号对。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，分析所述多个信号进一步包括针对所述标示的信号对中的每一个关于时间来确定废气温差值。
4.根据权利要求3所述的系统，其中，分析所述多个信号进一步包括针对每一标示的信号对确定所述温差值的平均值和标准偏差值。
5.根据权利要求4所述的系统，其中，检测跨接的温度传感器包括：
比较每一标示的信号对的所述平均值和标准偏差值与预定义阈值；以及
基于所述比较，识别所述标示的信号对中的跨接信号对。
6.一种用于在燃气涡轮发动机队列中的控制传感器超控的远程检测的系统，所述系统包括：
现场监测系统，所述现场监测系统耦合到所述燃气涡轮发动机队列中的每一燃气涡轮发动机，所述现场监测系统被配置以连续地接收表示废气温度的多个信号，所述现场监测系统被进一步配置以将所述多个信号发射到远程监测系统；
多个温度传感器，所述多个温度传感器耦合到所述每一燃气涡轮发动机、且被配置以将所述多个信号发射到所述现场监测系统；以及
远离所述每一燃气涡轮发动机的远程监测系统，所述远程监测系统被配置以从所述现场监测系统接收所述多个信号和基于所述多个信号检测所述每一燃气涡轮发动机中的跨接的温度传感器。
7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述远程监测系统被进一步配置以分别将所述多个信号标示成与所述每一燃气涡轮发动机相关联的独特信号对；
其中，所述远程监测系统被进一步配置以：
针对所述标示的信号对中的每一个关于时间来确定废气温差值；以及
针对每一标示的信号对确定所述温差值的平均值和标准偏差值；
其中，检测所述每一燃气涡轮发动机中的跨接的温度传感器包括：
比较每一标示的信号对的所述平均值和标准偏差值与预定义阈值；以及
基于所述比较，识别所述标示的信号对中的跨接信号对。
8.一种用于检测燃气涡轮发动机中的控制传感器超控的方法，所述方法包括：
将多个温度信号发射到监测系统；
将所述多个温度信号标示成独特信号对；
针对所述标示的信号对中的每一个关于时间来确定多个温差值；
针对所述标示的信号对中的每一个确定所述多个温差值的平均值；
针对所述标示的信号对中的每一个确定所述多个温差值的标准偏差值；以及
基于所述跨接的信号对的所述相应平均值和标准偏差值来检测所述标示的信号对中的跨接信号对。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，检测所述标示的信号对中的所述跨接信号对包括：
比较每一标示的信号对的所述平均值和标准偏差值与预定义阈值；以及
基于所述比较，识别所述标示的信号对中的所述跨接信号对。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，进一步包括产生指示所述跨接信号对的所述检测的升级警报；
其中，所述方法进一步包括将所述升级警报发射到控制器，所述控制器被配置以响应于接收到所述升级警报进行减小所述燃气涡轮发动机的操作负荷和关停所述燃气涡轮发动机中的一或多项。
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