CN110821682A - 用于流动管道的监测和控制系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于流动管道的监测和控制系统，以及一种用于利用该系统确定设置在流动管道的流动通道内的操作部件的部件状态的方法。在一个示例性方面，该系统包括至少两个传感器，该至少两个传感器设置在流动通道内并且构造成感测流过其中的流体的特性。传感器可以是平均传感器。每个传感器围绕由流动管道限定的轴向中心线周向延伸。传感器以重叠布置布置。特别地，传感器围绕轴向中心线周向延伸，使得传感器周向地彼此物理重叠。另外，传感器可以轴向地设置在相同或实质上相同的平面内。由传感器生成的信号可用于监测和控制流体以及设置在流动通道内的各种操作部件。

Description

用于流动管道的监测和控制系统

技术领域

本主题大体涉及一种用于流动管道的监测和控制系统，该流动管道例如是涡轮发动机的流动管道。

背景技术

通常，期望感测流过流动管道的流体的一个或多个特性。例如，感测流过涡轮风扇发动机的环形高旁通管道的气流的一个或多个特性，可以提供对发动机或其一个或多个操作部件的性能的了解。例如，感测到的流体特性可以提供对设置在旁通管道内的热交换器是否正常操作的了解。

用于感测流过流动管道的流体的流体特性的传统传感器布置包括：沿着流动通道放置单个环形传感器，将传感器分段并使它们绕着流动通道周向地端对端对齐，并且放置一个或多个径向延伸传感器进入流动通道。虽然期望关于通过流动管道的流体的特性的高水平粒度或细节，但是利用这种传统传感器布置实现额外的粒度需要添加额外的或更高保真度的传感器。额外的传感器增加了系统的重量和成本，而更高保真度的传感器可能会增加系统的相当大的成本。

因此，解决上述一个或多个挑战的系统和操作该系统的方法将是有用的。

发明内容

本发明的方面和优点将部分地在以下描述中阐述，或者可以从描述中显而易见，或者可以通过实践本发明来学习。

在一个方面，本发明涉及一种用于流动管道的系统，该流动管道限定流动通道和轴向方向，径向方向和周向方向。该系统包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第一传感器。该系统还包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第二传感器，其中第一传感器沿着周向方向延伸，使得第一传感器的至少一部分沿着周向方向与第二传感器物理重叠。

在另一方面，本公开涉及一种用于利用系统来确定设置在由流动管道限定的流动通道内的操作部件的部件状态的方法。该流动管道限定轴向方向，径向方向和周向方向。该系统包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第一平均传感器和在流动通道内沿着周向方向延伸的第二平均传感器。该方法包括使流体流过流动通道。该方法还包括从第一平均传感器接收指示第一平均传感器附近的流体的特性的第一信号。该方法还包括从第二平均传感器接收指示第二平均传感器附近的流体的特性的第二信号，其中第一平均传感器和第二平均传感器沿着周向方向至少部分地彼此物理重叠。此外，该方法包括至少部分地基于第一信号和第二信号来确定操作部件的部件状态。另外，该方法包括至少部分地基于操作部件的部件状态来生成控制动作。

在另一方面，本发明涉及一种用于流动管道的系统，该流动管道限定用于接收通过其中的流体的流动通道。该流动管道还限定轴向方向，径向方向和周向方向。该系统包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第一平均传感器。该系统还包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第二平均传感器。此外，该系统包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第三平均传感器，其中第二平均传感器沿着周向方向延伸，使得第二平均传感器的至少一部分沿着周向方向与第一平均传感器物理重叠，并且使得第二平均传感器的至少一部分沿着周向方向与第三平均传感器物理重叠，并且其中第一平均传感器，第二平均传感器和第三平均传感器沿着轴向方向彼此相近定位。

在一些实施例中，流动管道是用于化学加工厂的管线。

在一些实施例中，流动管道是石油精炼厂中的管线。

在一些实施例中，流动管道是发电厂中的管线或管道。

在一些实施例中，流动管道是涡轮发动机的核心空气流动路径的至少一部分。

在一些实施例中，流动管道是燃气涡轮发动机的环形旁通管道。

参考以下描述和所附权利要求，将更好地理解本发明的这些和其他特征，方面和优点。包含在本说明书中并构成其一部分的附图示出了本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

附图说明

在说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本发明的完整且可行的公开，包括其最佳模式，其参考附图，其中：

图1提供了根据本公开的方面的可用于生成飞行器的推力的燃气涡轮发动机的一个实施例的横截面视图；

图2提供了根据本公开的方面的用于流动管道的示例性监测和控制系统的示意性轴向横截面视图；

图3提供了图2的示例性流动管道的立体图，其描绘以重叠布置设置在由流动管道限定的流动通道内的系统的传感器；

图4提供了根据本公开的示例性方面的另一示例性监测和控制系统的示意性轴向横截面视图；

图5提供了根据本公开的示例性方面的又一示例性监测和控制系统的示意性轴向横截面视图；

图6提供了根据本公开的示例性方面的另一示例性监测和控制系统的示意性轴向横截面视图；

图7提供了根据本公开的示例性方面的示例性监测和控制系统的示例性处理流程的框图；和

图8提供了用于使用根据本公开的示例性实施例的系统确定设置在由流动管道限定的流动通道内的操作部件的部件状态的示例性方法(200)的流程图。

具体实施方式

现在将详细参考本发明的实施例，其一个或多个示例在附图中示出。提供每个示例是为了解释本发明，而不是限制本发明。事实上，对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中进行各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分示出或描述的特征可以与另一个实施例一起使用，以生成又一个实施例。因此，本发明旨在覆盖落入所附权利要求及其等同物的范围内的这些修改和变化。此外，如本文所使用的，近似项，例如“实质上”，“基本上”或“大约”，是指在百分之十(10％)误差范围内。

一般而言，本公开涉及一种用于流动管道的监测和控制系统，以及一种用于利用该系统确定设置在流动管道的流动通道内的操作部件的部件状态的方法。在一个示例性方面，该系统包括至少两个传感器，其设置在流动通道内并且构造成感测或测量在管道的流动通道内流动的流体的特性。传感器可以是平均传感器。每个传感器绕着由流动管道限定的轴向中心线周向延伸。更具体地，传感器以重叠布置来布置。也就是说，传感器绕着轴向中心线周向延伸，使得传感器在周向上彼此物理地重叠。另外，传感器可以轴向设置在相同或基本相同的平面内。传感器的重叠布置限定了比传感器更多的感测区域，从而提高了感测能力。由传感器限定的重叠区域和非重叠区域可以在轴向，径向和周向上策略性地对准邻近的各种操作部件，以检测这种操作部件的性能。以这种方式，可以确定一个或多个操作部件的部件状态，并且可以相应地生成适当的控制动作以控制系统。尽管通常参考涡轮发动机讨论了本公开的发明方面，但是应当理解，本公开的发明方面可以结合到许多不同的应用中并且可以在许多行业中实施。

图1提供了根据本公开的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性横截面视图。更具体地，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机是高旁通涡轮风扇喷气发动机10，在此称为“涡轮风扇发动机10”。如图1所示，涡轮风扇发动机10限定轴向方向A(平行于提供用于参考的纵向中心线12延伸)，径向方向R和周向方向C。通常，轴向方向A平行于纵向中心线12延伸，径向方向R垂直于纵向轴线12延伸或从纵向轴线12延伸，并且周向方向C围绕纵向中心线12延伸。

通常，涡轮风扇发动机10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。所示的核心涡轮发动机16通常包括基本上管状的外壳体18，其限定环形芯入口20。外壳体18以串行流动关系包围：压缩机区段，其包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24；燃烧区段26；涡轮区段，其包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30；喷射排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或线轴34将HP涡轮28驱动地连接到HP压缩机24。低压(LP)轴或线轴36将LP涡轮30驱动地连接到LP压缩机22。压缩机区段，燃烧区段26，涡轮区段和喷嘴区段32一起限定核心空气流动路径37。另外，壳体18和压缩机22,24，燃烧区段26的燃烧器和涡轮28,30之间的空间可以被称为“下罩”区域。

风扇区段14包括风扇38，风扇38具有以间隔开的方式联接到盘42的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40通常沿着径向方向R从盘42向外延伸。风扇叶片40和盘42一起可通过LP轴36绕着纵向轴线12旋转。对于该实施例，风扇叶片40和盘42一起可通过穿过减速齿轮箱/动力齿轮箱46的LP轴36绕着纵向轴线12旋转。减速齿轮箱46包括多个齿轮，用于将风扇38相对于LP轴36的旋转速度调节或降低到更有效的旋转风扇速度。然而，在一些实施例中，涡轮风扇发动机10不包括减速齿轮箱46。

仍然参照图1的示例性实施例，盘42由可旋转的旋转器或前毂48覆盖，该旋转器或前毂48在空气动力学上成形为促进通过多个风扇叶片40的气流。另外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳体或外机舱50，其周向地围绕风扇38和核心涡轮发动机16的一部分。示例性机舱50通过多个周向间隔开的出口导向轮叶52相对于核心涡轮发动机16被支撑。此外，机舱50的下游区段54在核心涡轮发动机16的外部上延伸，以在其间限定环形旁路气流通道56。在一些实施例中，机舱50可以基本上沿着核心涡轮发动机16的整个轴向长度延伸，使得涡轮风扇发动机10是长管道的、混合流动的涡轮风扇发动机。在其他实施例中，机舱50可以环形地围绕核心涡轮发动机116延伸，使得涡轮风扇发动机10是低旁通的、混合流动发动机，其在喷嘴区段32处具有固定或可变排气喷嘴。

在涡轮风扇发动机10的操作期间，一定量空气58通过机舱50和/或风扇区段14的相关入口60进入涡轮风扇发动机10并穿过风扇叶片40。然后，该一定量空气58在分流器51处分成第一部分空气62和第二部分空气64，第一部分空气62被引导或导向到旁路气流通道56中，第二部分空气64被引导或导向到核心空气流动路径37的环形核心入口20中。第一部分空气62和第二部分空气64之间的比率通常称为旁通比。第二部分空气64的压力首先由增压器或LP压缩机22增加，并且当其被导向通过HP压缩机24时进一步被增加。压缩的第一部分空气64流入燃烧区段26，在燃烧区段26中它与燃料混合并燃烧以提供燃烧气体66。

燃烧气体66被导向通过HP涡轮28，其中来自燃烧气体66的一部分热能和/或动能经由联接到外壳体18的HP涡轮定子轮叶68和联接到HP轴或线轴34的HP涡轮转子叶片70的连续级提取，因此使HP轴或线轴34旋转，从而支持HP压缩机24的操作。然后燃烧气体66被导向通过LP涡轮30，其中经由联接到外壳体18的LP涡轮定子轮叶72和联接到LP轴或线轴36的LP涡轮转子叶片74的连续级，从燃烧气体66中提取第二部分热能和动能，因此导致LP轴或线轴36旋转，从而支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

随后，燃烧气体66被导向通过核心涡轮发动机16的喷射排气喷嘴区段32，以提供推进推力。同时，随着第一部分空气62在从涡轮风扇发动机10的风扇喷嘴排气区段76排出之前被导向通过旁路气流通道56，第一部分空气62的压力基本上增加，也提供推进推力。HP涡轮28，LP涡轮30和喷射排气喷嘴区段32至少部分地限定热气路径78，用于将燃烧气体66导向通过核心涡轮发动机16。

另外，如图1中进一步所示，涡轮风扇发动机10包括控制器90，其可操作地构造成控制涡轮风扇发动机10的各个方面，例如，控制和监测流过涡轮风扇发动机10的一个或多个流动管道(例如旁路气流通道56或核心空气流动路径37)的流体的各种特性。控制器90可以是例如配备有全权数字发动机控制(FADEC)的电子发动机控制器(EEC)或数字发动机控制器(DEC)。控制器90可包括一个或多个处理器和一个或多个存储器装置。一个或多个处理器可以包括任何合适的处理装置，例如微处理器，微控制器，集成电路，逻辑装置和/或其他合适的处理装置。一个或多个存储器装置可以包括一个或多个计算机可读介质，包括但不限于非暂时性计算机可读介质，RAM，ROM，硬盘驱动器，闪存驱动器和/或其他存储器装置。

一个或多个存储器装置可以存储可由一个或多个处理器访问的信息，包括可以由一个或多个处理器执行的计算机可读指令。指令可以是任何指令组，当由一个或多个处理器执行时，使得一个或多个处理器执行操作。在一些实施例中，指令可以由一个或多个处理器执行以使一个或多个处理器执行操作，诸如控制器90被构造用于的任何操作和功能。指令可以是以任何合适的编程语言编写，或者可以用硬件实施的软件。附加地和/或替代地，指令可以在处理器上的逻辑和/或虚拟分离的线程中执行。存储器装置可以进一步存储可以由一个或多个处理器访问的数据。例如，数据可以包括各种阈值，其有助于在用于致动部件的增益状态之间转换，这将在本文中更详细地描述。数据可以存储在控制器90的存储器装置中的一个中，其可以被下载或传输到其他计算系统，例如，机外计算系统。

控制器90还可以包括通信接口，用于经由通信总线与其他部件(例如，被构造为致动这些部件的致动部件或致动器)通信。通信接口可以包括用于与一个或多个网络接口的任何合适的部件，包括例如发射器，接收器，端口，控制器，天线和/或其他合适的部件。

控制器90可以与通信网络通信地联接。通信网络可以包括例如局域网(LAN)，广域网(WAN)，SATCOM网络，VHF网络，HF网络，Wi-Fi网络，WiMAX网络，gatelink网络，和/或用于将消息传输到控制器90和/或从控制器90传输到其他计算系统的任何其他合适的通信网络。这种联网环境可以使用各种各样的通信协议和标准，例如以太网，CAT，ARINC标准。

图1中描绘的示例性涡轮风扇发动机10仅作为示例提供。在其他示例性实施例中，涡轮风扇发动机10可具有任何其他合适的构造。例如，在其他示例性实施例中，本公开的各方面可以结合到例如涡轮轴发动机，涡轮螺旋桨发动机，涡轮核心发动机，涡轮喷气发动机，航改式发动机，工业涡轮发动机等中。此外，本公开的各方面可以结合到其他类型的发动机(例如蒸汽涡轮发动机)中。另外，在其他示例性实施例中，本公开的方面可以结合到具有流动管道的其他系统或应用中。例如，本公开的各方面可以结合到化学处理设备，石油精炼厂，覆盖管线(例如，蒸汽管线)，发电厂，工业燃烧器(例如，燃煤发电厂)，工业冷却器(例如，大型HVAC或制冷系统)，工业热交换器等的流动管道中。

图2提供了根据本公开的示例性方面的用于流动管道110的示例性监测和控制系统100的示意性轴向横截面视图。通常，监测和控制系统100可操作地构造用于感测和监测流过由流动管道110限定的流动通道112的流体的特性。作为一个示例，流动管道110可以是由图1的涡轮风扇发动机10的壳体18和机舱50形成的环形流动管道，并且流动通道可以是旁路气流通道56。可由系统100感测和监测的流体的示例性特性包括流动管道110内流动的流体的压力和温度。此外，可以感测和监测其他特性，例如质量流量。此外，系统100可操作地构造成至少部分地基于流过流动管道110的流动通道112的流体的所感测和所监测的特性来控制各种操作部件。

如图2所示，流动管道110限定轴向方向A，径向方向R和周向方向C。流动管道110还限定了沿着轴向方向A延伸穿过其中心的轴向中心线AC。通常，轴向方向A平行于轴向中心线AC延伸，径向方向R垂直于轴向中心线AC并且从轴向中心线AC延伸，以及周向方向C围绕轴向中心线AC延伸。

对于该实施例，流动管道110是环形流动管道。特别地，流动管道110包括内壁114和外壁116，外壁116与内壁114例如沿着径向方向R间隔开。例如，内壁114可以是壳18，并且外壁116可以是图1的涡轮风扇发动机10的机舱50。在其他实施例中，内壁114可以是内管道壁，并且外壁116可以是图1的涡轮风扇发动机10的核心空气流动路径37的外管道壁。虽然流动管道在图2中描绘为具有大致环形形状，但是在其他示例性实施例中，流动管道110可以是通常为圆形，椭圆形，卵形或具有某种程度曲率的一些其他横截面的管，管线。

图2中描绘的系统100包括控制器120和以重叠或重叠布置布置的多个传感器。例如，控制器120可以是图1的涡轮风扇发动机10的控制器90。控制器120通过例如任何合适的有线或无线连接与多个传感器通信地联接。对于该实施例，系统100包括第一传感器121、第二传感器122、第三传感器123和第四传感器124，第一传感器121在流动通道112内沿着周向方向C延伸，第二传感器122在流动通道112内沿着周向方向C延伸，第三传感器123在流动通道112内沿着周向方向C延伸，第四传感器124在流动通道112内沿着周向方向C延伸。每个传感器121,122,123,124通过一个或多个联接构件118与外壁116联接。联接构件118在结构上支撑传感器121,122,123,124并将其保持就位。附加地或替代地，传感器121,122,123,124可以与内壁114联接。此外，对于该实施例，传感器121,122,123,124例如沿着径向方向R设置在流动通道内，在大致位于内壁114和外壁116之间的中间。以这种方式，传感器121,122,123,124的读数不受沿着内壁114和外壁116的表面的边界层的影响或受最小程度的影响。在一些实施例中，传感器121,122,123,124例如沿着径向方向R设置在内壁114的外表面和外壁116的内表面之间的中间或围绕其。此外，在一些实施例中，传感器121,122,123,124中的一个或多个可以固定到内壁114，和/或传感器121,122,123,124中的一个或多个可以固定到外壁116。

此外，对于该实施例，第一，第二，第三和第四传感器121,122,123,124均为平均传感器。也就是说，每个传感器被构造为感测或取得接近其相应位置的流体特性的平均值。例如，第一传感器121被构造为感测或取得接近第一传感器121的流体的特性的平均值，第二传感器122被构造为感测或取得接近第二传感器122的流体的特性的平均值，等等。第一，第二，第三和第四传感器121,122,123,124可以是任何合适类型的平均传感器。作为一个示例，在一些实施例中，传感器121,122,123,124是电阻温度检测器(RTD)带传感器，其构造成用于感测或获取在其各自位置处流过流动通道112的流体的平均温度。作为另一个例子，传感器121,122,123,124可以是平均压力传感器。

如上所述，系统100的传感器121,122,123和124具有重叠的布置。更具体地，对于该实施例，第一传感器121沿着周向方向C延伸，使得第一传感器121的至少一部分沿着周向方向C与第二传感器122物理重叠。因此，第二传感器122也沿着周向方向C与第一传感器121物理重叠。也就是说，第一传感器121的至少一部分和第二传感器122的至少一部分沿着弧的相同部分或弧段围绕轴向中心线AC物理延伸。如进一步所示，第二传感器122沿着周向方向C延伸，使得第二传感器122的至少一部分沿着周向方向C与第三传感器123物理重叠。因此，第三传感器123也沿着周向方向C与第二传感器122物理重叠。第三传感器123沿着周向方向C延伸，使得第三传感器123的至少一部分沿着周向方向C与第四传感器124物理重叠。因此，第四传感器124也沿着周向方向C与第三传感器123物理重叠。另外，第四传感器124沿着周向方向C延伸，使得第四传感器124的至少一部分沿着周向方向C与第一传感器121物理重叠。因此，第一传感器121也沿着周向方向C与第四传感器124物理重叠。

如图2中进一步所示，第一传感器121和第二传感器122沿着周向方向C限定第一重叠感测区域SR1，其中第一传感器121和第二传感器122沿着周向方向C彼此物理重叠。第二传感器122和第三传感器123沿着周向方向C限定第二重叠感测区域SR2，其中第二传感器122和第三传感器123沿着周向方向C彼此物理重叠。第三传感器123和第四传感器124沿着周向方向C限定第三重叠感测区域SR3，其中第三传感器123和第四传感器124沿着周向方向C彼此物理重叠。第四传感器124和第一传感器121沿着周向方向C限定第四重叠感测区域SR4，其中第四传感器124和第一传感器121沿着周向方向C彼此物理重叠。

另外，第一传感器121沿着周向方向C限定第一感测区域S1，其中第一传感器121沿着周向方向C不与第二传感器122或第四传感器124重叠。第二传感器122沿着周向方向C限定第二感测区域S2，其中第二传感器122沿着周向方向C不与第一传感器121或第三传感器123重叠。第三传感器123沿着周向方向C限定第三感测区域S3，其中第三传感器123沿着周向方向C不与第二传感器122或第四传感器124重叠。第四传感器124沿着周向方向C限定第四感测区域S4，其中第四传感器124沿着周向方向C不与第三传感器123或第一传感器121重叠。因此，对于该实施例，存在四(4)个感测区域S1，S2，S3和S4以及与上述感测区域呈交替布置散布的四(4)个重叠感测区域SR1，SR2，SR3和SR4。有利地，对于该实施例，仅用四(4)个传感器(即，第一，第二，第三和第四传感器121,122,123,124)创建总共八(8)个感测区或区域。因此，相比于没有传感器的重叠布置的情况下用其他方式所能实现的，流过流动管道110的流动通道112的流体的流体特性或多个流体特性可以在流动通道112内的特定位置处，以更高水平的保真度(fidelity)或精确度被感测到。以这种方式，如下面将更全面地解释的，系统100可以更好地监测布置在流动通道112内或附近的一个或多个操作部件的部件状态。

图3提供了图2的示例性流动管道110的立体图，其描绘了以重叠布置布置在流动通道112内的系统100的传感器。如图3所示，在沿着轴向方向A的相同或实质上相同的平面中，第一传感器121，第二传感器122，第三传感器123和第四传感器124均在流动通道112内沿着周向方向C延伸。在一些实施例中，“实质上相同的平面”意味着所提到的传感器沿着轴向方向A彼此在一英尺内。特别地，对于该实施例，传感器121,122,123,124以重叠布置布置并且在与轴向方向A正交的平面中在流动通道112内沿着周向方向C延伸。以这种方式，当传感器121,122,123,124感测流过流动管道110的流动通道112的流体的特定特性时，传感器感测在该特定平面处流动的流体的特性。这可以通过流动通道112提供更好的流动均匀性。

如图2和3所示，传感器121,122,123,124可以共同绕着环形流动通道112延伸。以这种方式，传感器121,122,123,124共同形成环形感测环。尽管在图2和图3中仅示出了一个环形感测环，但是应当理解，系统100可以包括例如沿着轴向方向A彼此间隔开的多个环形感测环。以这种方式，流过流动通道112的流体的特性可以在第一轴向平面(与轴向方向A正交的第一平面)处被感测到，并且再次在第二轴向平面(与轴向方向A正交的第二平面)处被感测到。然而，如下面更全面地解释的，系统的传感器不需要共同地完全围绕流动通道112的环形延伸。

图4提供了根据本公开的示例性方面的另一示例性监测和控制系统100的示意性轴向横截面视图。如图4所示，系统100包括第一传感器121和第二传感器122，第一传感器121设置在流动通道112内并沿着周向方向C延伸，第二传感器122设置在流动通道112内并沿着周向方向C延伸。与图2的系统100相反，对于该实施例，系统100仅包括第一和第二传感器121,122，并且传感器121,122不共同围绕流动通道112的整个环延伸。而是，传感器121,122形成局部环形感测环或环段。值得注意的是，第一传感器121和第二传感器122处于重叠布置。也就是说，第一传感器121的至少一部分和第二传感器122的至少一部分沿着周向方向C沿着弧的相同部分或弧段绕着轴向中心线AC物理延伸。因此，如图所示，第一传感器121和第二传感器122限定沿着周向方向C延伸的第一重叠感测区域SR1，其中第一传感器121和第二传感器122彼此物理重叠。另外，第一传感器121沿着周向方向C限定第一感测区域S1，其中第一传感器121不与第二传感器122重叠，并且第二传感器122沿着周向方向C限定第二感测区域S2，其中第二传感器122不与第一传感器121重叠。

然而，在一些实施例中，第一传感器121和第二传感器122可共同形成环形感测环。在这样的实施例中，第一传感器121和第二传感器122沿着周向方向C限定第一重叠感测区域，其中第一传感器121和第二传感器122在沿着周向方向C的第一位置处彼此物理重叠，并且沿着周向方向C限定第二重叠感测区域，其中第一传感器121和第二传感器122在沿着周向方向C的第二位置处彼此物理重叠。第一传感器121沿着周向方向C限定第一感测区域，其中第一传感器121不与第二传感器122重叠，并且第二传感器122沿着周向方向C限定第二感测区域，其中第二传感器122不与第一传感器121重叠。

图5提供了根据本公开的示例性方面的另一示例性监测和控制系统100的示意性轴向横截面视图。如图5所示，系统100包括由第一传感器121、第二传感器122和第三传感器123共同形成的环形感测环，第一传感器121设置在流动通道112内并沿着周向方向C延伸，第二传感器122设置在流动通道112内并沿着周向方向C延伸，第三传感器123设置在流动通道112内并沿着周向方向C延伸。如图5中进一步所示，系统100包括第一外部传感器126和第二外部传感器128，第一外部传感器126设置在流动通道112内并沿着周向方向C延伸，第二外部传感器128设置在流动通道112内并沿着周向方向C延伸。值得注意的是，第一外部传感器126和第二外部传感器128以重叠布置设置，并且例如沿着径向方向R设置在传感器121,122,123,124的外侧。此外，第一外部传感器126和第二外部传感器128形成局部环形感测环或环段。此外，第一外部传感器126和第二外部传感器128设置在与传感器121,122,123,124相同的轴向平面(即，与轴向方向A正交的平面)内。对于该实施例，流过流动管道110的流动通道112的流体的一个或多个特性可以例如通过传感器121,122,123,124在径向向内位置处被感测到，并且例如通过第一外部传感器126和第二外部传感器128在径向向外位置处被感测到。以这种方式，可以实现流动管道110的该特定轴向平面处的流体的特性的更高水平的保真度。

此外，如图5所示，对于该实施例，第一外部传感器126和第二外部传感器128限定沿着周向方向C延伸的第一外部重叠感测区域FS1，其中第一外部传感器126和第二外部传感器128沿着周向方向C彼此物理重叠。值得注意的是，第一外部重叠感测区域FS1例如沿着周向方向C从第一重叠感测区域SR1和第三重叠感测区域SR3偏移。然而，在一些实施例中，第一外部重叠感测区域FS1和其他重叠感测区域中的一个可以沿着周向方向C对齐。

图6提供了根据本公开的方面的用于流动管道的另一示例性监测和控制系统100的示意性轴向横截面视图。如图6所示，对于该实施例，一个或多个操作部件至少部分地设置在流动通道112内或沿着流动通道112设置。特别地，第一操作部件131，第二操作部件132和第三操作部件133定位在流动管道110的流动通道112内或沿着流动管道110的流动通道112定位。对于该实施例，第一操作部件131沿着周向方向C至少部分地设置在第一重叠感测区域SR1内。此外，第一操作部件131沿着轴向方向A和径向方向R至少部分地设置在第一重叠感测区域SR1内或其附近。第二操作部件132沿着周向方向C至少部分地设置在第一感测区域S1内，并且沿着轴向方向A和径向方向R至少部分地设置在第一感测区域S1内或其附近。第三操作部件133沿着周向方向C至少部分地设置在第二感测区域S2内，并且沿着轴向方向A和径向方向R至少部分地设置在第二感测区域S2内或其附近，如图所示。

第一操作部件131，第二操作部件132和第三操作部件133可以是任何合适的操作部件。对于图6所示的实施例，例如，第一操作部件131是热交换器，第二操作部件132是与热交换器流体连通的供应管线，第三操作部件133是与热交换器流体连通的返回管线。如上所述，第一操作部件131或热交换器沿着周向方向C至少部分地设置在第一重叠感测区域SR1内，并且沿着轴向方向A和径向方向R至少部分地设置在第一重叠感测区域SR1内或其附近。此外，第二操作部件132和第三操作部件133或者供应管线和返回管线分别沿着周向方向C，分别至少部分地设置在第一感测区域S1和第二感测区域S2中，并且沿着轴向方向A和径向方向R至少部分地设置在它们各自的感测区域S1，S2内或其附近。应当理解，操作部件的相反布置也是可能的。例如，该实施例中的第一操作部件131或热交换器可以设置在感测区域中的一个内，并且第二和第三操作部件可以至少部分地设置在重叠感测区域中的一个内。

通过策略性地布置由系统100的传感器限定的感测区域或感测重叠区域，系统100可以更好地评估某些操作部件(例如图6的操作部件131,132,133)的性能。也就是说，传感器的重叠布置提供了比传统布置可以实现的更多的粒度。具体地，传感器的重叠布置使得监测和控制系统100能够隔离热交换器性能的各种影响，或更广泛地隔离任何操作部件的性能的各种影响，并且相比于其他传感器布置可获得的粒度，能够获得更高的粒度水平。在不增加系统重量或接口的情况下为系统的测量能力增加粒度，允许对设计有监测和控制系统100的系统(例如涡轮发动机)进行更好的性能建模和预测以及健康管理(PHM)。额外的接口(诸如I/O接口)可能影响控制器120的大小和成本。下面提供可以操作和控制系统100的示例性方式。

图7提供了根据本公开的示例性方面的示例性监测和控制系统的示例性处理流程的框图。例如，该系统可以是图6的系统100。如图6和7所示，控制器120与平均传感器(包括第一平均传感器121，第二平均传感器122，第三平均传感器123和第四平均传感器124)通信地联接。

如图7中特别示出的，在一些实施例中，对于控制器120的特定时间步进或者以某些预定间隔，控制器120从传感器121,122,123,124接收一个或多个信号。例如，对于该实施例，控制器120被构造为从第一平均传感器121接收第一信号SG1，第一信号SG1指示在第一平均传感器121附近流动的流体的特性。控制器120还构造成从第二平均传感器122接收第二信号SG2，第二信号SG2指示在第二平均传感器122附近流动的流体的特性。控制器120还被构造为从第三平均传感器123接收第三信号SG3，第三信号SG3指示在第三平均传感器123附近流动的流体的特性。此外，控制器120被构造为从第四平均传感器124接收第四信号SG4，第四信号SG4指示在第四平均传感器124附近流动的流体的特性。在其他替代实施例中，如果系统100包括多于四(4)个传感器，则控制器120也可以从其他传感器接收信号。控制器120可以直接从传感器接收信号或者间接地例如通过一个或多个电子部件和/或处理过滤器接收信号。

一旦控制器120从系统100的各种传感器121,122,123,124接收到信号，控制器120就确定系统100的一个或多个操作部件的部件状态140。例如，控制器120可以确定第一操作部件131，第二操作部件132，第三操作部件133，以及设置在流动通道112内或与其流体连接的其他操作部件130(如图6所示)的部件状态。至少部分地基于从传感器121,122,123,124接收的信号来确定每个部件的部件状态。例如，部件状态可以是操作部件是“在范围内操作”还是“在范围外操作”。操作部件的其他状态是可能的。基于所确定的部件状态，控制器可以生成如图7中所示的控制动作150，并且将在下面进一步解释。

参考图6所示的实施例，如图所示，由传感器121,122,123,124限定的感测区域被策略性地定位，以便定位在感兴趣的某些操作部件附近。例如，第一操作部件131至少部分地设置在第一重叠感测区域SR1内，第二操作部件132设置在第一感测区域S1内，第三操作部件133设置在第二感测区域S2内，并且其他感测区域定位在感兴趣的其他操作部件130附近。

以下提供了可以确定第一操作部件131的部件状态的一种方式。值得注意的是，第一操作部件131至少部分地设置在第一重叠感测区域SR1内。因此，至少部分地基于第一信号SG1和第二信号SG2来确定第一操作部件131的部件状态。更具体地，控制器120至少部分地基于第一信号SG1来确定第一平均传感器121是正在记录(registering)还是已经记录流体的特性在第一预定操作范围内。控制器120还至少部分地基于第二信号SG2来确定第二平均传感器122是否正在记录流体的特性在第二预定操作范围内。

在一种情况下，如果第一传感器121和第二传感器122都已经记录它们各自位置附近的流体的特性在它们各自的预定操作范围内，则控制器120确定第一操作部件131在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。例如，控制器120可以生成表示状态和感测数据的通信，并且可以将其转发到合适的计算系统或模型(例如，生命模型，维护模型，PHM模型，其一些组合等)以进行进一步分析。控制动作还可以包括用于操作系统驱动或迫使流体通过流动通道112以调节其参数，以便将特性驱动到最佳操作点的指令。其他示例控制动作可以由控制器120生成。

在另一种情况下，如果第一传感器121和第二传感器122中的一个但不是两个都已经记录它们各自位置附近的流体的特性在它们各自的预定操作范围内，则控制器120确定第一操作部件131在范围内操作，但是一些其它操作部件(例如设置在第一感测区域S1内的第二操作部件132或设置在第二感测区域S2内的第三操作部件133)不在操作范围内，这取决于哪个传感器正在记录不在操作范围内的特性。可以基于这种状态生成控制动作。

在另一种情况下，如果第一传感器121和第二传感器122都已经记录它们各自位置附近的流体的特性不在它们各自的预定操作范围内，则控制器120确定第一操作部件131不是在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。例如，控制器120可以生成表示状态和感测数据的通信，并且可以将其转发到合适的计算系统或模型(例如，生命模型，维护模型，PHM模型，其一些组合等)以进行进一步分析。控制动作还可以包括标记部件。例如，第一操作部件可以被标记为故障并且通信可以被转发给维护人员，或者在一些情况下，部件可以被自动关闭或断开。附加地或替代地，控制动作可以包括用于操作系统驱动或迫使流体通过流动通道112以调节其参数，以便将特性驱动到最佳操作点的指令。其他示例控制动作可以由控制器120生成。

以下提供了可以确定第二操作部件132的部件状态的一种方式。值得注意的是，第二操作部件132设置在第一感测区域S1内。因此，至少部分地基于第一信号SG1，第二信号SG2和第四信号SG4来确定第二操作部件132的部件状态。更具体地，控制器120至少部分地基于第一信号SG1来确定第一平均传感器121是正在记录还是已经记录流体的特性在第一预定操作范围内。控制器120还至少部分地基于第二信号SG2来确定第二平均传感器122是否正在记录流体的特性在第二预定操作范围内。控制器120至少部分地基于第四信号SG4进一步确定第四平均传感器124是正在记录还是已经记录流体的特性在第四预定操作范围内。

在一种情况下，如果第一传感器121已经记录第一传感器121附近的流体的特性在第一预定操作范围内，则控制器120确定第二操作部件132在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。在另一种情况下，如果第一传感器121和第二传感器122都已经记录它们各自位置附近的流体的特性不在它们各自的预定操作范围内，则控制器120确定第一操作部件131不在范围内操作，并且第二操作部件132可能在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。类似地，在另一种情况下，如果第一传感器121和第四传感器124都已经记录它们各自位置附近的流体的特性不在它们各自的预定操作范围内，则控制器120确定设置在第四重叠感测区域SR4内的操作部件130不在范围内操作，并且第二操作部件132可能在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。

以下提供了可以确定第三操作部件133的部件状态的一种方式。值得注意的是，第三操作部件133设置在第二感测区域S2内。因此，至少部分地基于第一信号SG1，第二信号SG2和第三信号SG3来确定第三操作部件133的部件状态。更具体地，控制器120至少部分地基于第一信号SG1来确定第一平均传感器121是正在记录还是已经记录流体的特性在第一预定操作范围内。控制器120还至少部分地基于第二信号SG2来确定第二平均传感器122是否记录流体的特性在第二预定操作范围内。控制器120至少部分地基于第三信号SG3进一步确定第三平均传感器123是正在记录还是已经记录流体的特性在第三预定操作范围内。

在一种情况下，如果第二传感器122已经记录第二传感器122附近的流体的特性在第二预定操作范围内，则控制器120确定第三操作部件133在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。在另一种情况下，如果第一传感器121和第二传感器122都已经记录它们各自位置附近的流体的特性不在它们各自的预定操作范围内，则控制器120确定第一操作部件131不在范围内操作，并且第三操作部件133可能在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。类似地，在另一种情况下，如果第一传感器121和第三传感器123都已经记录它们各自位置附近的流体的特性不在它们各自的预定操作范围内，则控制器120确定设置在第三重叠感测区域SR3内的操作部件130不在范围内操作，并且第三操作部件133可能在范围内操作。可以基于这种状态生成控制动作。如图所示，与非重叠传感器布置相比，传感器的重叠布置提供了改进的感测能力。

图8提供了用于使用根据本公开的示例性实施例的系统来确定设置在由流动管道限定的流动通道内的操作部件的部件状态的示例性方法(200)的流程图。流动管道限定轴向方向，径向方向和周向方向。该系统包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第一平均传感器和在流动通道内沿着周向方向延伸的第二平均传感器。第一平均传感器和第二平均传感器沿着周向方向至少部分地彼此物理重叠。方法(200)中的一些或全部可以由本文公开的示例性监测和控制系统之一的控制器实施。该方法可以被实施用于任何合适的流动管道，例如用于涡轮发动机的高旁通管道，涡轮发动机的核心空气流动路径，用于化学、动力、石油或水处理厂的管线或管道等。其他合适的应用是可能的。

在(202)处，方法(200)包括使流体流过流动通道。例如，流体可以是液体或气体。流动通道可以由具有环形，圆形或大致弯曲形状的流动管道限定。作为一个示例，限定流动通道的流动管道可以是涡轮发动机(例如图1的涡轮风扇发动机10)的高旁通管道。如前所述，在涡轮风扇发动机10的操作期间，空气流过高旁通管道，例如，以生成推力。可以主动地迫使流体通过流体通道(例如，通过泵)，或者可以被动地流过流动通道或沿着流动通道流动(例如，通过重力)。

在(204)处，方法(200)包括从第一平均传感器接收指示第一平均传感器附近的流体的特性的第一信号。例如，第一平均传感器可以感测在第一平均传感器附近流动的流体的特性，并且可以生成第一信号。一旦生成，第一信号例如经由有线或无线连接被导向到控制器，例如控制器120。第一信号表示第一平均传感器的周长上的特性的平均值。控制器可以例如以控制器的每个时间步进或以预定间隔连续地从第一平均传感器接收信号。控制器接收第一信号并且可以以下面进一步描述的方式处理信号。

在(206)处，方法(200)包括从第二平均传感器接收指示第二平均传感器附近的流体的特性的第二信号。例如，类似于第一平均传感器，第二平均传感器可以感测在第二平均传感器附近流动的流体的特性，并且可以生成第二信号。一旦生成，第二信号例如通过有线或无线连接被导向到控制器。第二信号表示第二平均传感器的周长上的特征的平均值。控制器可以例如以控制器的每个时间步进或以预定间隔连续地从第二平均传感器接收信号。控制器接收第二信号并且可以以下面进一步描述的方式处理信号。

在一些实施方式中，第一信号的流体的特性和第二信号的流体的特性是流体的温度。在一些实施方式中，第一信号的流体的特性和第二信号的流体的特性是流体的压力。在一些实施方式中，第一和第二信号可指示温度和压力。在一些实施方式中，第一和第二信号的流体的特性可以是流过流动通道的流体的质量流量。在一些进一步的实施方式中，系统可以包括另外的传感器，其构造用于感测它们各自传感器附近的流体的特性。在这样的实施方式中，由这种传感器感测的流体的特性可以与第一和第二信号的特性相同。

在(208)处，方法(200)包括至少部分地基于第一信号和第二信号来确定操作部件的部件状态。例如，一旦控制器分别接收到第一信号(204)和第二信号(206)，控制器处理该信号以确定设置在流动通道内的部件的状态。例如，部件状态可以是操作部件是“正常操作”还是“不正常操作”。操作部件的其他状态是可能的。基于所确定的部件状态，控制器可以生成如下在(210)处所述的控制动作。

在(210)处，方法(200)包括至少部分地基于操作部件的部件状态来生成控制动作。作为一个示例，可以生成表示与控制器或机外计算系统的一个或多个健康监测模型的通信的控制动作。作为另一示例，可以生成表示与PHM模型的通信的控制动作。作为又一个示例，可以生成表示与控制器或另一控制器的部件的通信控制动作，用于以将流体的特性稳定在预定操作范围内的方式控制或调节操作部件或一些其他系统。例如，可以调节一个或多个致动器以改变通过流动通道的流体的质量流量，可以打开一个或多个排放阀以调节流动通道内的压力等。

在一些实施方式中，在(208)处至少部分地基于第一信号和第二信号来确定操作部件的部件状态包括：i)至少部分地基于第一信号来确定第一平均传感器是否正在记录流体的特性在第一预定操作范围内；ii)至少部分地基于第二信号来确定第二平均传感器是否正在记录流体的特性在第二预定操作范围内。在这样的实施方式中，至少部分地基于第一平均传感器是否正在记录流体的特性在第一预定操作范围内，以及第二平均传感器是否正在记录流体的特性在第二预定操作范围内来在(210)处生成控制动作。

例如，假设流动管道是构造用于生成飞行器的推力的涡轮发动机的环形旁通管道，例如图1的燃气涡轮发动机10的旁通管道56。在特定发动机速度和高度的正常操作条件下，假设控制器120具有查找表，该查找表将旁通管道内的第一传感器附近的预期的温度范围与第二传感器附近的预期的温度范围相关联。在从传感器接收到第一和第二信号时，控制器通过使用查找表来确定第一传感器附近的流体的特性(在该示例中是温度)是否在第一预定操作范围内，以及第二传感器附近的流体的特性是否在第二预定操作范围内。取决于操作部件设置在流动管道内的位置，流体的特性是否在它们各自的预定操作范围内提供了操作部件是否正常工作的了解。

在其他实施方式中，沿着周向方向限定重叠感测区域，其中第一平均传感器和第二平均传感器彼此物理重叠(例如，如图4所示)。在这样的实施方式中，操作部件沿着周向方向设置在重叠感测区域内，并且沿着径向方向和周向方向设置在重叠感测区域附近。如果第一平均传感器正在记录流体的特性不在第一预定操作范围内，并且第二平均传感器记录流体的特性不在第二预定操作范围内，则在(210)处生成包括标记操作部件的控制动作。例如，控制器可以将操作部件标记为部件故障，并且可以将这样的信息通信给维护人员。

例如，继续上述涡轮风扇发动机示例，假设操作部件是至少部分地设置在高旁通流动通道内的热交换器。如上所述，热交换器至少部分地定位在重叠感测区域内。第一和第二传感器的布置可以提供关于热交换器是否正常工作的高水平粒度。在第一种情况下，如果第一平均传感器正在记录流体的特性在第一预定操作范围内，并且第二平均传感器正在记录流体的特性在第二预定操作范围内，则控制器确定热交换器和设置在第一和第二传感器附近的任何部件都能正常工作。在第二种情况下，如果第一平均传感器正在记录流体的特性在第一预定操作范围内，但是第二平均传感器正在记录流体的特性不在第二预定操作范围内，则控制器确定热交换器和设置在第一传感器附近的任何部件正常工作，但是设置在第二传感器附近的一个或多个部件不能正常工作，例如，在第二传感器附近的一个流体管道中可能存在泄漏或堵塞。在第三种情况下，如果第一平均传感器正在记录流体的特性不在第一预定操作范围内，而第二平均传感器正在记录流体的特性在第二预定操作范围内，则控制器确定热交换器和设置在第二传感器附近的任何部件正常工作，但是设置在第一传感器附近的一个或多个部件不能正常工作。在第四种情况下，如果第一平均传感器正在记录第一传感器附近的流体特性不在第一预定操作范围内，并且第二平均传感器正在记录第二传感器附近的流体特性不在第二预定操作范围内，则控制器确定热交换器不能正常工作，因为两个传感器都正在记录流体特性在它们各自的预定操作范围以外。有利地，如上所述，两个传感器的重叠布置提供三个感测区域，从而提供与在流动通道内流动的流体特性相关的更多粒度。应当理解，热交换器可以定位在其他感测区域中，例如非重叠感测区域。

在一些实施方式中，该系统还包括在流动通道内沿着周向方向延伸的第三平均传感器(例如，如图5所示)。第三平均传感器沿着周向方向至少部分地与第一平均传感器和第二平均传感器中的至少一个物理重叠。例如，如图5所示，第三平均传感器123与第一传感器121和第二传感器122物理重叠。在这样的实现方式中，方法(200)还包括从第三平均传感器接收指示第三平均传感器附近的流体的特征的第三信号。因此，在(208)处确定操作部件的部件状态是至少部分地基于第三信号。在一些实施方式中，至少部分地基于第三信号确定操作部件的部件状态包括至少部分地基于第三信号来确定第三平均传感器是否正在记录流体的特性在第三预定操作范围内。在(210)处至少部分地基于第三平均传感器是否正在记录流体的特性在第三预定操作范围内来生成控制动作。

在一些实施方式中，流动管道限定轴向中心线。在这样的实施方式中，系统的第一平均传感器，第二平均传感器和第三平均传感器共同形成围绕轴向中心线沿着周向方向延伸的感测环。例如，在图5中，第一，第二和第三传感器121,122,123共同形成围绕轴向中心线AC延伸的传感器环。在其他示例性实施方式中，系统的第一平均传感器，第二平均传感器和第三平均传感器共同形成感测环的一段。

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结合的方法。本发明的可专利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他示例。如果这些其他示例包括与权利要求的字面语言没有不同的结构元件，或者如果它们包括与权利要求的字面语言无实质差别的等效结构元件，则这些其他示例意图落入权利要求的范围内。

本发明的进一步方面通过以下条项的主题提供：

1.一种用于流动管道的系统，所述流动管道限定流动通道和轴向方向，径向方向以及周向方向，所述系统包括：第一传感器，所述第一传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸；和第二传感器，所述第二传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，其中所述第一传感器沿着所述周向方向延伸，使得所述第一传感器的至少一部分沿着所述周向方向与所述第二传感器物理重叠。

2.根据任何在前条项的系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器均在沿着所述轴向方向的相同或实质上相同的平面中沿着所述周向方向延伸。

3.根据任何在前条项的系统，其中所述系统进一步包括：第三传感器，所述第三传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，其中所述第三传感器沿着所述周向方向延伸，使得所述第三传感器沿着所述周向方向与所述第一传感器物理重叠，并且使得所述第三传感器沿着所述周向方向与所述第二传感器物理重叠。

4.根据任何在前条项的系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器是平均传感器。

5.根据任何在前条项的系统，其中所述流动管道是涡轮发动机的环形旁通管道。

6.根据任何在前条项的系统，其中所述第一传感器和所述第二传感器沿着所述周向方向限定重叠感测区域，在所述重叠感测区域中，所述第一传感器和所述第二传感器沿着所述周向方向彼此物理重叠，并且其中所述第一传感器沿着所述周向方向限定第一感测区域，在所述第一感测区域中，所述第一传感器与所述第二传感器不重叠，并且所述第二传感器沿着所述周向方向限定第二感测区域，在所述第二感测区域中，所述第二传感器与所述第一传感器不重叠，并且其中所述系统进一步包括：第一操作部件，所述第一操作部件设置在所述流动通道内，并且沿着所述周向方向至少部分地设置在所述重叠感测区域内，并且其中所述第一操作部件沿着所述轴向方向和所述径向方向定位在所述重叠感测区域附近。

7.根据任何在前条项的系统，进一步包括：第二操作部件，所述第二操作部件与所述第一操作部件流体连通；和第三操作部件，所述第三操作部件与所述第一操作部件流体连通；其中，所述第二操作部件和所述第三操作部件设置在所述流动通道内，并且沿着所述周向方向设置在所述第一感测区域和所述第二感测区域中的一个内，并且其中所述第二操作部件和所述第三操作部件沿着所述轴向方向和所述径向方向定位在所述第一感测区域和所述第二感测区域中的一个附近。

8.根据任何在前条项的系统，其进一步包括：控制器，所述控制器与所述第一传感器和所述第二传感器通信地联接，所述控制器被构造为：从所述第一传感器接收指示所述第一传感器附近的所述流体的特性的第一信号；从所述第二传感器接收指示所述第二传感器附近的所述流体的特性的第二信号；至少部分地基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述第一操作部件，所述第二操作部件和所述第三操作部件中的一个或多个的部件状态；和至少部分地基于所述第一操作部件，所述第二操作部件和所述第三操作部件中的所述一个或多个的所述部件状态来生成控制动作。

9.一种用于利用系统确定设置在由流动管道限定的流动通道内的操作部件的部件状态的方法，所述流动管道限定轴向方向，径向方向和周向方向，所述系统包括第一平均传感器和第二平均传感器，所述第一平均传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，所述第二平均传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，所述方法包括：使流体流过所述流动通道；从所述第一平均传感器接收第一信号，所述第一信号指示所述第一平均传感器附近的所述流体的特性；从所述第二平均传感器接收第二信号，所述第二信号指示所述第二平均传感器附近的所述流体的特性，其中所述第一平均传感器和所述第二平均传感器沿着所述周向方向至少部分地彼此物理重叠；至少部分地基于所述第一信号和所述第二信号确定所述操作部件的所述部件状态；和至少部分地基于所述操作部件的所述部件状态来生成控制动作。

10.根据任何在前条项的方法，其中至少部分地基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述操作部件的所述部件状态包括：至少部分地基于所述第一信号来确定所述第一平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在第一预定操作范围内；和至少部分地基于所述第二信号来确定所述第二平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在第二预定操作范围内；其中，至少部分地基于所述第一平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在所述第一预定操作范围内和所述第二平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在所述第二预定操作范围内来生成所述控制动作。

11.根据任何在前条项的方法，其中沿着所述周向方向限定重叠感测区域，在所述重叠感测区域中，所述第一平均传感器和所述第二平均传感器彼此物理重叠，并且其中所述操作部件沿着所述周向方向设置在所述重叠感测区域内，并且沿着所述径向方向和所述周向方向设置在所述重叠感测区域附近，并且其中如果所述第一平均传感器正在记录所述流体的所述特性不在所述第一预定操作范围内，并且所述第二平均传感器正在记录所述流体的所述特性不在所述第二预定操作范围内，则生成所述控制动作包括标记所述操作部件。

12.根据任何在前条项的方法，其中所述系统进一步包括在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸的第三平均传感器，所述第三平均传感器沿着所述周向方向与所述第一平均传感器和所述第二平均传感器中的至少一个至少部分地物理重叠，所述方法进一步包括：从所述第三平均传感器接收第三信号，所述第三信号指示所述第三平均传感器附近的所述流体的特性；其中，确定所述操作部件的所述部件状态是至少部分地基于所述第三信号，并且其中至少部分地基于所述第三信号来确定所述操作部件的所述部件状态包括：至少部分地基于所述第三信号来确定所述第三平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在第三预定操作范围内，并且其中至少部分地基于所述第三平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在所述第三预定操作范围内来生成所述控制动作。

13.根据任何在前条项的方法，其中所述流动管道限定轴向中心线，并且其中所述第一平均传感器，所述第二平均传感器和所述第三平均传感器共同形成感测环，所述感测环沿着所述周向方向绕着所述轴向中心线延伸。

14.根据任何在前条项的方法，其中所述第一信号的所述流体的所述特性和所述第二信号的所述流体的所述特性是所述流体的温度和压力中的至少一个。

15.一种用于流动管道的系统，所述流动管道限定用于接收通过其中的流体的流动通道，所述流动管道进一步限定轴向方向，径向方向和周向方向，所述系统包括：第一平均传感器，所述第一平均传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸；第二平均传感器，所述第二平均传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸；和第三平均传感器，所述第三平均传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，其中所述第二平均传感器沿着所述周向方向延伸，使得所述第二平均传感器的至少一部分沿着所述周向方向与所述第一平均传感器物理重叠，并且使得所述第二平均传感器的至少一部分沿着所述周向方向与所述第三平均传感器物理重叠，并且其中所述第一平均传感器，所述第二平均传感器和所述第三平均传感器沿着所述轴向方向彼此相近地定位。

16.根据任何在前条项的系统，其中所述第一平均传感器，所述第二平均传感器和所述第三平均传感器沿着所述轴向方向定位在相同平面内。

17.根据任何在前条项的系统，进一步包括：第一传感器，所述第一传感器沿着所述径向方向与所述第一平均传感器、所述第二平均传感器和所述第三平均传感器间隔开，所述第一传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸；和第二传感器，所述第二传感器沿着所述径向方向在所述第一传感器附近与之间隔开，并且沿着所述径向方向与所述第一平均传感器、所述第二平均传感器和所述第三平均传感器间隔开，所述第二传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，使得所述第二传感器的至少一部分沿着所述周向方向与所述第一传感器物理重叠。

18.根据任何在前条项的系统，其中所述第三平均传感器沿着所述周向方向延伸，使得所述第三平均传感器的至少一部分沿着所述周向方向与所述第一平均传感器物理重叠。

19.根据任何在前条项的系统，其中所述第一平均传感器和所述第二平均传感器沿着所述周向方向限定第一重叠感测区域，在所述第一重叠感测区域中，所述第一平均传感器和所述第二平均传感器沿着所述周向方向彼此物理重叠，并且所述第二平均传感器和所述第三平均传感器沿着所述周向方向限定第二重叠感测区域，在所述第二重叠感测区域中，所述第二平均传感器和所述第三平均传感器沿着所述周向方向彼此物理重叠，并且其中第一操作部件沿着所述周向方向至少部分地定位在所述第一重叠感测区域内，第二操作部件沿着所述周向方向至少部分地定位在所述第二重叠感测区域内，并且其中所述第一操作部件沿着所述轴向方向和所述径向方向定位在所述第一重叠感测区域附近，并且所述第二操作部件沿着所述轴向方向和所述径向方向定位在所述第二重叠感测区域附近。

20.根据任何在前条项的系统，进一步包括：控制器，所述控制器与所述第一平均传感器、所述第二平均传感器和所述第三平均传感器通信地联接，所述控制器被构造为：

从所述第一平均传感器接收第一信号，所述第一信号指示在所述第一平均传感器附近流动的所述流体的特性；从所述第二平均传感器接收第二信号，所述第二信号指示在所述第二平均传感器附近流动的所述流体的所述特性；从所述第三平均传感器接收第三信号，所述第三信号指示在所述第三平均传感器附近流动的所述流体的所述特性；通过以下方式确定所述第一操作部件和所述第二操作部件中的至少一个的部件状态：至少部分地基于所述第一信号来确定所述第一平均传感器是否记录了所述流体的所述特性在第一预定操作范围内；至少部分地基于所述第二信号来确定所述第二平均传感器是否记录了所述流体的所述特性在第二预定操作范围内；至少部分地基于所述第三信号来确定所述第三平均传感器是否记录了所述流体的所述特性在第三预定操作范围内；至少部分地基于所述第一操作部件和所述第二操作部件中的至少一个的所述部件状态来生成控制动作，所述第一操作部件和所述第二操作部件中的至少一个的所述部件状态至少部分地基于所述第一平均传感器是否记录了所述流体的所述特性在所述第一预定操作范围内、所述第二平均传感器是否记录了所述流体的所述特性在所述第二预定操作范围内、以及所述第三平均传感器是否记录了所述流体的所述特性在所述第三预定操作范围内。

Claims (10)

1.一种用于流动管道的系统，所述流动管道限定流动通道和轴向方向，径向方向以及周向方向，其特征在于，所述系统包括：

第一传感器，所述第一传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸；和

第二传感器，所述第二传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，其中所述第一传感器沿着所述周向方向延伸，使得所述第一传感器的至少一部分沿着所述周向方向与所述第二传感器物理重叠。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述第一传感器和所述第二传感器均在沿着所述轴向方向的相同或实质上相同的平面中沿着所述周向方向延伸。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述系统进一步包括：

第三传感器，所述第三传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，其中所述第三传感器沿着所述周向方向延伸，使得所述第三传感器沿着所述周向方向与所述第一传感器物理重叠，并且使得所述第三传感器沿着所述周向方向与所述第二传感器物理重叠。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述第一传感器和所述第二传感器是平均传感器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述流动管道是涡轮发动机的环形旁通管道。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述第一传感器和所述第二传感器沿着所述周向方向限定重叠感测区域，在所述重叠感测区域中，所述第一传感器和所述第二传感器沿着所述周向方向彼此物理重叠，并且其中所述第一传感器沿着所述周向方向限定第一感测区域，在所述第一感测区域中，所述第一传感器与所述第二传感器不重叠，并且所述第二传感器沿着所述周向方向限定第二感测区域，在所述第二感测区域中，所述第二传感器与所述第一传感器不重叠，并且其中所述系统进一步包括：

第一操作部件，所述第一操作部件设置在所述流动通道内，并且沿着所述周向方向至少部分地设置在所述重叠感测区域内，并且其中所述第一操作部件沿着所述轴向方向和所述径向方向定位在所述重叠感测区域附近。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，进一步包括：

第二操作部件，所述第二操作部件与所述第一操作部件流体连通；和

第三操作部件，所述第三操作部件与所述第一操作部件流体连通；

其中，所述第二操作部件和所述第三操作部件设置在所述流动通道内，并且沿着所述周向方向设置在所述第一感测区域和所述第二感测区域中的一个内，并且其中所述第二操作部件和所述第三操作部件沿着所述轴向方向和所述径向方向定位在所述第一感测区域和所述第二感测区域中的一个附近。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，进一步包括：

控制器，所述控制器与所述第一传感器和所述第二传感器通信地联接，所述控制器被构造为：

从所述第一传感器接收指示所述第一传感器附近的所述流体的特性的第一信号；

从所述第二传感器接收指示所述第二传感器附近的所述流体的特性的第二信号；

至少部分地基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述第一操作部件，所述第二操作部件和所述第三操作部件中的一个或多个的部件状态；和

至少部分地基于所述第一操作部件，所述第二操作部件和所述第三操作部件中的所述一个或多个的所述部件状态来生成控制动作。

9.一种用于利用系统确定设置在由流动管道限定的流动通道内的操作部件的部件状态的方法，所述流动管道限定轴向方向，径向方向和周向方向，其特征在于，所述系统包括第一平均传感器和第二平均传感器，所述第一平均传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，所述第二平均传感器在所述流动通道内沿着所述周向方向延伸，所述方法包括：

使流体流过所述流动通道；

从所述第一平均传感器接收第一信号，所述第一信号指示所述第一平均传感器附近的所述流体的特性；

从所述第二平均传感器接收第二信号，所述第二信号指示所述第二平均传感器附近的所述流体的特性，其中所述第一平均传感器和所述第二平均传感器沿着所述周向方向至少部分地彼此物理重叠；

至少部分地基于所述第一信号和所述第二信号确定所述操作部件的所述部件状态；和

至少部分地基于所述操作部件的所述部件状态来生成控制动作。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，其中至少部分地基于所述第一信号和所述第二信号来确定所述操作部件的所述部件状态包括：

至少部分地基于所述第一信号来确定所述第一平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在第一预定操作范围内；和

至少部分地基于所述第二信号来确定所述第二平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在第二预定操作范围内；

其中，至少部分地基于所述第一平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在所述第一预定操作范围内和所述第二平均传感器是否正在记录所述流体的所述特性在所述第二预定操作范围内来生成所述控制动作。

Images