CN110954032A - 用于测量涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于测量涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙的系统和方法。在一个示例性方面，包括多个微波传感器的柔性且可降解的传感阵列用于感测涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙。由微波发生器产生的微波被传输到传感器。在旋转部件旋转时，旋转部件反射传输到其上的微波。微波传感器捕获传输信号并且还捕获指示由旋转部件反射的传输信号的反射信号。然后将信号转发到计算设备以用于处理。叠加信号之间的干涉条纹处的幅度差异代表旋转和静止部件之间的间隙。在测量间隙之后，可以操作涡轮机并且可以消耗可降解的传感阵列。

Description

用于测量涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙的系统和方法
技术领域
本主题大体涉及涡轮机，更具体地，涉及用于测量涡轮机(例如燃气涡轮发动机)的旋转和静止部件之间的间隙(clearance gap)的系统和方法。
背景技术
通常，希望在组装之后第一次“点火”或操作发动机之前测量燃气涡轮发动机的旋转和静止部件之间的间隙。确保间隙在规范内可以确认发动机被正确组装并且旋转部件具有足够的间距(clearance)以相对于他们的相关静止部件旋转。作为一个示例，可能需要测量旋转叶片的尖端与叶片尖端的径向向外间隔开的壳体或护罩之间的间隙。
用于测量间隙的传统方法具有许多缺点。例如，在一种用于测量旋转和静止部件之间的间隙的传统方法中，针式仪器放置在旋转部件(例如涡轮叶片)的尖端处。针式仪器在仪器和静止壳体之间产生电位差。然后使叶片围绕旋转轴线旋转，并基于电位差读数计算间隙测量值。值得注意的是，一根或多根电线可以附接到针式仪器。当叶片旋转时，电线可能缠结或可能卡在发动机内的物体上，这可能损坏电线。而且，将电线和针式仪器装入发动机和从发动机移除可能是困难的。对于可以用作这种仪器和电线的仪器和电线的类型也存在限制，这种仪器和电线通常通过管道镜孔插入发动机中。此外，如果在测量处理期间或之后电线或仪器在发动机中弄坏或卡住，则通常必须拆卸发动机以移除电线和/或仪器，然后必须重新组装。此后，必须再次测量重新组装的发动机的间距。因此，如上所述，测量涡轮发动机的间隙的传统方法可能是耗时的，劳动密集的并且成本高。
另外，由于用于测量间隙的传统方法可能耗时以完成，因此通常仅测量选定的旋转部件和静止部件之间的间隙。而且，仅测量选定级的旋转和静止部件之间的间隙。另外，由于针式仪器仅测量沿着旋转叶片的点，因此沿着叶片的弦长的间距异常或偏差通常未被检测到。
因此，用于测量涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙的改进的系统和方法将是有用的。
发明内容
提供了用于测量涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙的系统和方法。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，本主题涉及一种系统。该系统包括涡轮机，该涡轮机包括可围绕旋转轴线旋转的旋转部件和通过间隙与旋转部件间隔开的静止部件。该系统还包括附接到静止部件和旋转部件中的一个的传感器。此外，该系统包括电磁波发生器，该电磁波发生器与传感器电连通并且被构造为产生电磁波。该系统还包括与传感器通信联接的计算设备。计算设备被构造为：接收来自传感器的传输信号，其中传输信号表示由传感器接收的电磁波；当旋转部件围绕旋转轴线旋转时，接收来自传感器的反射信号，其中反射信号表示由旋转部件反射的电磁波；确定传输信号和反射信号的传输信号的幅度与反射信号的幅度之间的差值；至少部分地基于差值输出指示旋转部件和静止部件之间的间隙的间隙测量值。
在另一方面，本主题涉及一种用于测量涡轮机的旋转部件和静止部件之间的间隙的方法。该方法包括将由电磁波发生器产生的电磁波传输到附接到静止部件和旋转部件中的一个的传感阵列的传感器。该方法还包括围绕旋转轴线旋转旋转部件。此外，该方法包括通过一个或多个计算设备接收：i)传输信号，其表示由传感器接收的电磁波；ii)反射信号，其表示当旋转部件围绕旋转轴线旋转时，由旋转部件反射的电磁波。该方法还包括通过一个或多个计算设备确定传输信号和反射信号的干涉条纹处的传输信号的幅度与反射信号的幅度之间的差值。此外，该方法包括至少部分地基于差值输出指示旋转部件和静止部件之间的间隙的间隙测量值。
在又一方面，本主题涉及一种系统。该系统包括涡轮发动机，涡轮发动机包括可绕旋转轴线旋转的旋转叶片的阵列和与旋转叶片的阵列径向间隔开的一个或多个静止部件，其中每个旋转叶片通过间隙与一个或多个静止部件间隔开。此外，该系统包括附接到一个或多个静止部件的传感阵列，传感阵列包括柔性电路和多个传感器，柔性电路沿着一个或多个静止部件周向延伸，多个传感器通过柔性电路电联接并且彼此周向间隔开，其中传感阵列由柔性且可降解的材料形成。该系统还包括与传感阵列电连通的微波发生器。该系统还包括与传感阵列通信联接的计算设备。计算设备被构造为：触发微波发生器以产生微波，其中多个传感器接收微波；接收来自多个传感器中的每一个的传输信号，其中从多个传感器中的每一个接收的传输信号表示由多个传感器接收的微波；当旋转叶片围绕旋转轴线旋转时，接收来自多个传感器中的每一个的反射信号，其中从多个传感器中的每一个接收的反射信号表示当旋转部件围绕旋转轴线旋转时由旋转部件反射的微波；至少部分地基于一个或多个信号微分器，对于多个传感器中的每一个比较传输信号和与传输信号相关联的反射信号；至少部分地基于基于一个或多个信号微分器对于多个传感器中的每一个的传输信号和与传输信号相关联的反射信号之间的比较，输出旋转叶片和一个或多个静止部件之间的每个间隙的间隙测量值。
在另一方面，本主题涉及一种限定旋转轴线的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括静止部件。燃气涡轮发动机还包括可围绕旋转轴线旋转并且通过间隙与静止部件间隔开的旋转部件。此外，燃气涡轮发动机包括附接到静止部件和旋转部件中的一个且由可降解的材料形成的传感器，该传感器可操作以产生指示静止部件和旋转部件之间的间隙的间隙测量值的输出。
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提供了根据本主题的示例性方面的可在飞行器内使用的燃气涡轮发动机的一个实施例的横截面视图；
图2提供了适用于图1的燃气涡轮发动机内的涡轮的一个实施例的横截面视图，其描绘了在发动机中限定的通路端口，用于提供到涡轮的内部通路；
图3提供了适用于图1中所示的燃气涡轮发动机内的压缩机的一个实施例的局部横截面视图，特别示出了在发动机中限定的通路端口，用于提供到压缩机的内部通路；
图4提供了用于测量燃气涡轮发动机的旋转部件和静止部件之间的间距的示例性系统的示意图；
图5提供了根据本主题的示例性方面的一个示例性传感阵列的区段的近视图；
图6提供了图2的涡轮的示意图，其描绘了被构造为感测旋转涡轮叶片和静止部件(未示出)之间的间隙的传感阵列；
图7提供了根据本主题的方面的用于测量涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙的示例性方法的流程图；
图8提供了图2的涡轮的轴向示意图，其描绘了位于其中的传感阵列和位于第一旋转位置的旋转叶片；
图9提供了图2的涡轮的另一个轴向示意图，其描绘了位于其中的传感阵列和位于第二旋转位置的旋转叶片；
图10提供了根据本主题的方面的描绘作为时间的函数的传输信号和反射信号的图；和
图11提供了图2的涡轮的示意图，其描绘了被构造为感测旋转涡轮叶片和静止部件(未示出)之间的间隙的传感阵列，其中传感阵列附接到旋转涡轮叶片。
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，以产生又一个实施例。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。
一般而言，本主题涉及用于测量涡轮机(例如，燃气涡轮发动机)的旋转和静止部件之间的间隙的改进的系统和方法。在一个示例性方面，该系统包括涡轮机，该涡轮机具有旋转部件和通过间隙与旋转部件间隔开的相关静止部件。例如，旋转部件可以是旋转叶片，静止部件可以是发动机的壳体。该系统还包括柔性且可降解的传感阵列，该传感阵列附接到静止部件。传感阵列包括传感器，该传感器被构造为感测涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙。该系统还包括产生电磁波(例如微波)的电磁波发生器。电磁波发生器与传感阵列电连通。为了测量旋转和静止部件之间的间隙，电磁波被馈送或传输到传感阵列，并且更具体地，馈送或传输到传感阵列的传感器。旋转部件围绕旋转轴线旋转，并且当这发生时，旋转部件反射传输到传感器的电磁波。传感器捕获传输的信号并且还捕获指示由旋转部件反射的传输信号的反射信号。然后将信号转发到计算设备以用于处理。叠加信号的干涉条纹处的幅度差表示旋转和静止部件之间的间隙。在测量间隙之后，电磁波发生器与传感阵列电断开，并且涡轮机可以“点火”或操作。在点火发动机时，可降解的传感阵列被消耗。
图1提供了根据本主题的方面的可与飞行器一起使用的燃气涡轮发动机10的一个实施例的横截面视图。发动机10示出为具有延伸穿过其以用于参考目的的纵向或轴向中心线轴线12。此外，发动机10限定轴向方向A，径向方向R和围绕轴向方向A延伸的周向方向C。
发动机10包括核心燃气涡轮发动机14和位于其上游的风扇区段16。核心发动机14包括基本上管状的外壳体18，外壳体18限定环形核心入口20。另外，外壳体18包围并支撑低压或增压压缩机22，用于将进入核心发动机14的空气的压力增加到第一压力水平。高压多级轴流式压缩机24接收来自增压压缩机22的加压空气，并进一步增加这种空气的压力。离开高压压缩机24的加压空气流到燃烧器26，在燃烧器26内燃料被喷射到加压空气流中，所得混合物在燃烧器26内燃烧。高能燃烧产物从燃烧器26沿发动机10的热气路径引导到第一(高压)涡轮28，用于经由第一(高压)驱动轴30驱动高压压缩机24，然后引导到第二(低压)涡轮32，用于经由第二(低压)驱动轴34驱动增压压缩机22和风扇区段16，第二(低压)驱动轴34大体与第一驱动轴30同轴。在驱动每个涡轮28和32之后，燃烧产物经由排气喷嘴36从核心发动机14排出，以提供推进喷射推力。
应当理解，每个压缩机22,24可包括多个压缩机级，每个级包括静止压缩机轮叶的环形阵列和旋转压缩机叶片的环形阵列，压缩机叶片紧接压缩机轮叶下游定位。类似地，每个涡轮28,32可包括多个涡轮级，每个级包括静止喷嘴轮叶的环形阵列和旋转涡轮叶片的环形阵列，涡轮叶片紧接喷嘴轮叶下游定位。
另外，如图1所示，发动机10的风扇区段16包括可旋转的轴流式风扇转子组件38，其被构造成由环形风扇壳体40围绕。本领域普通技术人员应该理解，风扇壳体40可以构造成通过多个大体径向延伸、周向间隔开的出口导向轮叶42相对于核心发动机14被支撑。这样，风扇壳体40可以包围风扇转子组件38及其相应的风扇转子叶片44。此外，风扇壳体40的下游区段46可以在核心发动机14的外部部分上延伸，以限定辅助或旁路气流管道48，其提供额外的推进喷射推力。
应当理解，在若干实施例中，第二(低压)驱动轴34可以直接联接到风扇转子组件38，以提供直接驱动构造。或者，第二驱动轴34可以经由减速设备37(例如，减速齿轮或齿轮箱)联接到风扇转子组件38，以提供间接驱动或齿轮传动构造。根据需要或要求，这种减速设备也可以提供在发动机10内的任何其它合适的轴和/或线轴之间。
在发动机10的操作期间，初始空气流(由箭头50所示)可通过风扇壳体40的相关入口52进入发动机10。然后，空气流50经过或穿过风扇叶片44并分成第一压缩空气流(由箭头54所示)和第二压缩空气流(由箭头56所示)，第一压缩空气流移动通过管道48，第二压缩空气流进入增压压缩机22。然后，第二压缩空气流56的压力增加并进入高压压缩机24(如箭头58所示)。在与燃料混合并在燃烧器26内燃烧之后，燃烧产物60离开燃烧器26并流过第一涡轮28。此后，燃烧产物60流过第二涡轮32并离开排气喷嘴36以为发动机10提供推力。
如图1中进一步所示，燃气涡轮发动机10包括通过其壳体和/或框架限定的多个通路端口，用于提供到核心发动机14内部的通路。对于该实施例，发动机10包括通过外壳体18限定的多个通路端口62(仅示出其中三个)，用于提供到压缩机22,24中的一个或两个的内部通路。类似地，发动机10包括通过外壳体18限定的多个通路端口64(仅示出其中三个)，用于提供到涡轮28,32中的一个或两个的内部通路。在若干实施例中，通路端口62,64可沿着核心发动机14轴向间隔开。例如，压缩机通路端口62可沿每个压缩机22,24轴向间隔开，使得至少一个通路端口62位于每个压缩机级处，用于提供到位于这种级内的压缩机轮叶和叶片的通路。类似地，涡轮通路端口64可沿每个涡轮28,32轴向间隔开，使得至少一个通路端口64位于每个涡轮级处，用于提供到位于这种级内的喷嘴轮叶和涡轮叶片的通路。
应当理解，尽管本文参考提供到压缩机22,24中的一个或两个的内部通路而大致描述了通路端口62,64和/或大致描述通路端口62,64用于提供到涡轮28,32中的一个或两个的内部通路，但是燃气涡轮发动机10可包括提供到发动机10的任何合适的内部位置的通路的通路端口，例如通过包括提供燃烧器26和/或发动机10的任何其他合适部件内的通路的通路端口。
图2提供了图1的第一(或高压)涡轮28的局部横截面视图。如图所示，第一涡轮28包括第一级涡轮喷嘴66和旋转部件的环形阵列，其在所示实施例中是旋转涡轮叶片68(示出其中一个)。涡轮叶片68位于喷嘴66的紧接下游。喷嘴66通常可以限定环形流动通道，该环形流动通道包括延伸穿过其中的多个径向延伸的，圆形间隔开的喷嘴轮叶70(示出其中一个)。轮叶70在多个弧形外带72和弧形内带74之间被支撑。另外，周向间隔开的涡轮叶片68通常可构造成从围绕发动机10的中心线轴线12(图1)旋转的转子盘(未示出)径向向外延伸。此外，静止部件，或者在该实施例中为涡轮护罩76，可以紧邻涡轮叶片68的径向外部叶片尖端69定位，以便限定外部径向流动路径边界，用于燃烧产物60沿着发动机10的热气路径流过涡轮28。径向间隙或间隙CL限定在叶片68的叶片尖端69和涡轮护罩76之间。通常希望使叶片尖端69和涡轮护罩76之间的间隙CL最小化。
如上所述，涡轮28通常可包括任何数量的涡轮级，每个级包括喷嘴轮叶和下游涡轮叶片的环形阵列。例如，如图2所示，涡轮28的第二级的喷嘴轮叶78的环形阵列可以紧接涡轮28的第一级的涡轮叶片68的下游定位。在一些实施例中，尽管未示出，但是涡轮叶片的阵列可以紧接喷嘴轮叶78的下游定位。
此外，如图2所示，多个通路端口64通过框架或涡轮壳体67限定，每个通路端口64构造成在不同的轴向位置处提供到涡轮28内部的通路。具体地，如上所述，在一些实施例中，通路端口64可以轴向间隔开，使得每个通路端口64与涡轮28的不同级对准或以其他方式提供到涡轮28的不同级的内部通路。例如，如图2所示，第一通路端口64A可以通过涡轮壳体67限定，以提供到涡轮28的第一级的通路，同时第二通路端口64B可以通过涡轮壳体67限定，以提供到涡轮28的第二级的通路。应当理解，也可以为涡轮28的任何其他级和/或为第二(或低压)涡轮32的任何涡轮级提供类似的通路端口64。还应当理解，除了图2中所示的轴向间隔开的通路端口64之外，还可以在不同的周向间隔开的位置处提供通路端口。例如，在一些实施例中，多个周向间隔开的通路端口可以在每个涡轮级处通过涡轮壳体67限定，以在围绕涡轮级的多个周向位置处提供到涡轮28的内部通路。
图3提供了图1的高压压缩机24的局部横截面视图。如图所示，压缩机24包括多个压缩机级，每个级包括固定压缩机轮叶80的环形阵列(每个级仅示出其中一个)和旋转部件的环形阵列，在该实施例中，该旋转部件是压缩机叶片82(每个级仅示出其中一个)。每排压缩机轮叶80通常构造成将流过压缩机24的空气引导到紧接其下游的一排压缩机叶片82。在该实施例中，径向间隙或间隙CL限定在叶片82的叶片尖端83与静止部件或压缩机壳体84之间。
此外，如上所述，压缩机24可包括通过压缩机壳体/框架84限定的多个通路端口62，每个通路端口62构造成在不同轴向位置处提供到压缩机24内部的通路。具体地，在若干实施例中，通路端口62可以轴向间隔开，使得每个通路端口62与压缩机24的不同级对准或以其他方式提供到压缩机24的不同级的内部通路。例如，如图3所示，示出了第一，第二，第三和第四通路端口62A，62B，62C，62D，其分别提供到压缩机24的四个连续级的通路。应当理解，也可以为压缩机24的任何其他级和/或为低压压缩机22的任何级提供相似的通路端口。还应当理解，除了图3中所示的轴向间隔开的通路端口62之外，还可以在不同的周向间隔开的位置处提供通路端口。例如，在一个实施例中，可以在每个压缩机级处通过压缩机壳体/框架限定多个周向间隔开的通路端口，以在围绕压缩机级的多个周向位置处提供到压缩机24的内部通路。
图4提供了根据本主题的示例性实施例的用于测量涡轮机的旋转和静止部件之间的间隙的示例性系统100的示意图。例如，系统100可用于测量图2的旋转叶片68和静止涡轮护罩76之间或图3的旋转叶片82和静止压缩机壳体84之间的间隙CL。或者，系统100可用于测量旋转叶片68和涡轮壳体67之间的间隙或甚至旋转叶片68和燃气涡轮发动机10的外壳体18(图1)之间的间隙。系统100还可用于测量涡轮发动机的其他旋转和静止部件(例如风扇叶片44和风扇壳体40(图1))之间的间隙。此外，系统100可用于测量其他涡轮机的旋转和静止部件之间的一个或多个间隙。作为一个示例，系统100可用于测量叶轮的旋转轮叶和泵的静止壳体之间的间隙。
在一个示例性方面，系统100可用于测量涡轮发动机的旋转和静止部件之间的“冷”间隙。例如，系统100可用于在发动机组装期间或完成时，但是在发动机组装之后第一次“点火”或操作之前，测量间隙。在另一方面，系统100可用于在维修或维护发动机期间(例如在发动机的拆卸和重新组装之后)测量旋转和静止部件之间的间隙。系统100也可以具有其他合适的应用。
如图4所示，系统100包括涡轮机。对于该实施例，涡轮机是图1的燃气涡轮发动机10。然而，在其他实施例中，系统100可包括其他合适的涡轮机，其包括相对于静止部件旋转的至少一个旋转部件。燃气涡轮发动机10包括可绕旋转轴线旋转的旋转部件和通过间隙与旋转部件间隔开的静止部件。例如，围绕旋转轴线可旋转的旋转部件可以是图2的涡轮28的叶片68中的一个，并且旋转轴线可以是中心线轴线12(图1)。例如，静止部件可以是涡轮护罩76，涡轮壳体67或外壳体18(图1)。旋转部件通过间隙与静止部件间隔开。
系统100还包括一个或多个传感阵列。传感阵列可以彼此轴向间隔开，并且可以对应于燃气涡轮发动机10的特定级或与燃气涡轮发动机10的特定级相关联。例如，如图4所示，LP和HP压缩机22,24的多个级具有相关联的传感阵列120，并且HP和LP涡轮28,32的多个级具有相关联的传感阵列122。此外，风扇区段16还具有相关联的传感阵列124。在一些实施例中，LP和HP压缩机22,24的每个级具有相关联的传感阵列120。在一些实施例中，HP和LP涡轮28,32的每个级具有相关联的传感阵列122。在一些实施例中，仅压缩机22,24和/或涡轮28,32的一些级可包括传感阵列。此外，在一些实施例中，风扇区段16不需要包括传感阵列。因此，可以为燃气涡轮发动机10的任何期望级测量间隙测量值。
图5提供了一个示例性传感阵列的一部分的近视图。特别地，图5描绘了图4的传感阵列122中的一个的一部分。可以以与图5的传感阵列122相似的方式构造传感阵列120和124(图4)。如图所示，传感阵列122包括印刷到柔性基板126上的电路128。电路128可以由合适的导电材料(例如金属或石墨烯)形成。柔性基板126可以由合适的柔性材料(例如纸，聚合物膜或其他有机膜)形成。以这种方式，传感阵列122可以(例如，通过合适的粘合剂)附接到具有平坦或非平坦表面(例如弧形或弯曲表面)的静止部件。虽然未示出，但是传感阵列122还可以包括附接到柔性基板126的接地层。例如，接地层可以是附接到静止部件的传感阵列122的部分。接地层可以由合适的电接地材料(例如金属或石墨烯)形成。
电路128电连接多个传感器130。如图所示，传感器130沿周向方向C彼此间隔开。每个传感器130包括多个指部(digit)132，多个指部132相互交叉(interdigitated)并沿周向方向C彼此间隔开。与印刷电路128类似，印刷到柔性基板126中的传感器130的指部132可以由合适的导电材料(例如金属或石墨烯)形成。在一些实施例中，传感器130可以是微波传感器。在其他实施例中，更一般地，传感器130可以是电磁传感器。
如图4中最佳示出的，传感阵列120,122,124的传感器130通常被构造为接收和传输电磁波或信号。例如，传感器130可以从定位在燃气涡轮发动机10外侧或外部的电磁波发生器140(例如，微波发生器)接收一个或多个电磁波EM(例如，微波)。传感器130还可以将各种信号(例如将在下面更详细地解释的传输信号TS和反射信号RS)传输或以其他方式通信到系统100的计算系统150的一个或多个计算设备152。在接收到传输信号TS和反射信号RS时，一个或多个计算设备152可以比较信号。例如，计算设备152可以至少部分地基于一个或多个信号微分器(signal differentiator)来对于多个传感器130中的每一个比较传输信号TS和与传输信号TS相关联的反射信号RS。例如，信号微分器可以是频率变化，衰减，传输信号的反射以及传输信号TS和反射信号RS之间的相移中的一个或多个。
此后，如本文将更详细解释的，一个或多个计算设备152被构造为至少部分地基于对于多个传感器130中的每一个的传输信号TS和与传输信号TS相关联的反射信号RS之间的比较，输出旋转部件和相关联的静止部件之间的每个间隙的间隙测量值。可以基于一个或多个信号微分器来比较信号，并且因此，输出是基于一个或多个信号微分器的比较。作为一个示例，由反射信号RS表示的传输信号TS的反射可以用于确定输出。例如，可以在两个信号的相长干涉(constructive interference)下将TS信号的幅度与反射信号RS进行比较。在相长干涉下两个信号的幅度之间的差值(delta)可以代表旋转和静止部件之间的间隙。计算设备152可以至少部分地基于该差值输出指示旋转部件和静止部件之间的间隙的间隙测量值。在一些实施例中，指示燃气涡轮发动机10的一个或多个级的间隙测量值的输出可用于呈现燃气涡轮发动机10的间隙图或轮廓。该轮廓可以包括LP和HP压缩机22,24、HP和LP涡轮28,32的每个级，以及其中定位有传感阵列的风扇区段16的间隙测量值。
值得注意的是，传感阵列120,122,124中的一些或全部，特别是发动机10的热区段内的传感阵列122，可以由一种或多种可降解材料形成。以这种方式，如下面将更详细地解释的，当燃气涡轮发动机10“点火”或操作时，例如在初始试运行期间，传感阵列“燃尽(burnout)”或被燃烧气体消耗。在一些实施例中，由可降解材料形成的传感阵列被消耗而不会在燃气涡轮发动机10中留下不期望的残余物。例如，传感阵列的可降解材料可能燃尽为碳黑。因此，在获得间隙测量值之后，电磁波发生器140可以与传感阵列122电断开，并且发动机10可以被点火，而不需要移除传感阵列122。可以根据放置阵列的级来选择可降解材料。例如，可以为压缩机22,24选择低熔点材料，并且可以为涡轮28,32选择中等或更高熔点材料。
图6提供了图2的HP涡轮28的示意图，其描绘了构造用于感测旋转涡轮叶片68和静止部件(图6中未示出)之间的间隙的一个传感阵列122。传感阵列122附接到静止部件，例如径向隔开的壳体。如图6所示，HP涡轮28包括涡轮喷嘴66的喷嘴轮叶70，喷嘴轮叶70下游的旋转涡轮叶片68，以及第二级喷嘴段的喷嘴轮叶78。传感阵列122沿着周向方向C沿着静止部件的内表面延伸，并且还与涡轮叶片68的阵列轴向对齐。特别地，传感阵列122附接到静止部件，使得传感器130(图6中仅示出一个)与涡轮叶片68轴向对齐，涡轮叶片68在该实施例中是旋转部件。
对于该实施例，传感器130构造成沿涡轮叶片68的弦长感测间隙。如图6所示的实施例中所示，每个涡轮叶片68具有在叶片68的前缘86和后缘88之间延伸的轴向长度LA。叶片68的弦长直接在叶片68的前缘86和后缘88之间延伸。如图所示，传感器130跨越大约等于或大于叶片68的轴向长度LA的距离。以这种方式，传感器130被构造为沿着旋转叶片68的整个弦长感测旋转和静止部件之间的间隙。因此，沿着叶片68的弦长的任何异常间隙可以由传感阵列122的传感器130检测。此外，间隙异常的特定位置可以由传感器130检测。在一些实施例中，传感阵列122的多个传感器130每个被构造为沿着旋转叶片68的相应弦长感测每个旋转部件和静止部件之间的间隙。在一些替代实施例中，传感器130的指部132相对于轴向方向A成角度，使得它们基本上平行于弦长CHL延伸。
返回图4，如图所示，系统100还包括计算系统150，计算系统150包括一个或多个计算设备152(其中一个在图4中示出)。通常，计算设备152可以对应于任何合适的基于处理器的设备和/或基于处理器的设备的任何合适组合。因此，在若干实施例中，计算设备152可以包括一个或多个处理器154和相关联的存储器设备156，其被构造为执行各种计算机实施的功能(例如，执行本文公开的方法，步骤，计算等)。如这里所使用的，术语“处理器”不仅指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，还指控制器，微控制器，微计算机，可编程逻辑控制器(PLC)，专用集成电路和其他可编程电路。另外，存储器设备156通常可以包括存储器元件，包括但不限于计算机可读介质(例如，随机存取存储器(RAM))，计算机可读非易失性介质(例如，闪存)，软盘，光盘只读存储器(CD-ROM)，磁光盘(MOD)，数字通用光盘(DVD)和/或其它合适的存储器元件。这样的存储器设备156通常可以被构造为存储合适的计算机可读指令，其当由处理器154实施时，构造或使计算设备152执行各种功能，包括但不限于接收信号，处理信号，并输出间隙测量值。
计算系统150的计算设备152可以与传感阵列120,122,124的传感器130通信地联接。例如，计算设备152可以经由通信链路或电缆158以及多个连接器164与传感器130通信地联接，多个连接器164定位在通路端口62,64处或其内，或靠近燃气涡轮发动机10的入口52。连接器164可与传感阵列120,122,124电连接(例如，经由印刷在柔性基板126上的合适的互补连接器或连接板)。因此，当连接器164连接到传感阵列120,122,124时，计算设备152与传感器130通信地联接。相反，当连接器164与传感阵列120,122,124断开时，计算设备152不与传感器130通信联接。以这种方式，计算设备152选择性地与传感器130通信地联接。
当连接器164与传感阵列120,122,124连接时，一个或多个信号(例如，传输信号TS和反射信号RS)可以从传感器130导向到计算设备152。然后可以使用这些信号来确定燃气涡轮发动机10的旋转和静止部件之间的间隙。这样计算的测量值可以在显示设备160上显示给系统100的用户。以这种方式，可以实时查看间隙测量值。附加地或替代地，在一些实施例中，计算设备152可以将由计算设备152获取的间隙测量值或相关数据导向到集中式数据中心162，用于随后存储和/或处理数据。例如，数据中心162可以对应于远程服务器或计算设备，其被构造为经由任何合适的网络(例如任何合适的有线或无线网络(例如，广域网(WAN)))与本地计算设备152通信，该任何合适的网络允许计算设备152和数据中心162经由任何合适的通信协议(例如，TCP/IP，HTTP，SMTP，FTP)和/或使用任何合适的编码/格式(例如HTML，JSON XML)和/或保护方案(例如VPN，安全HTTP，SSL)彼此通信。结果，使用系统100获取的间隙测量值和相关数据可以从多个不同的组装/维护站点或位置传输到单个集中位置。因此，可以开发和利用某些发动机的间隙轮廓来改进涡轮发动机的组装，并确保旋转和静止部件之间的适当间隙。
另外，如图4所示，计算系统150的计算设备152与电磁波发生器140通信联接。如前所述，例如，电磁波发生器140可以是微波发生器。计算设备152可以控制微波发生器的操作。例如，计算设备152可以用于在间隙测量处理期间触发电磁波发生器140，使得当连接器164连接到传感阵列120,122,124时(例如，当连接器164与传感阵列120,122,124的电路128电连通时)，一个或多个电磁波EM(例如，微波)被传递或传输到传感器130。计算设备152还可以控制由电磁波发生器140产生的电磁波EM的频率和幅度。计算设备152还可以控制电磁波发生器140以停止操作，例如，在间隙测量处理完成之后。
此外，如图4中进一步所示，在一些实施例中，系统100可包括旋转设备170，旋转设备170构造成使燃气涡轮发动机10的旋转部件围绕旋转轴线(例如其中心线轴线12)旋转。在一些实施例中，旋转设备170可对应于电驱动器或电动机，其直接或间接地经由齿轮箱或其他旋转联接器可操作地联接到发动机10的驱动轴(例如，图1中所示的驱动轴30或驱动轴34)。这样，通过经由旋转设备170旋转发动机10，燃气涡轮发动机10的各种旋转部件可以围绕发动机的旋转轴线或中心线轴线12旋转。在一些实施例中，计算设备152可以电子控制旋转设备170的操作。例如，如图4所示，计算设备152可以经由通信链路或电缆172通信地联接到旋转设备212。这样，计算设备152可以被构造为将控制信号传输到旋转设备170以用于控制其操作。例如，计算设备152可以被构造为启动/停止旋转设备170和/或控制旋转设备170的操作，使得发动机10以预选的受控速度旋转。以相对缓慢和受控的速度旋转发动机10可以促进更精确的间隙测量值。在替代实施例中，燃气涡轮发动机10可以用手旋转。此外，在一些实施例中，联接到风扇转子组件38的驱动轴34可绕中心线轴线12旋转，使得风扇叶片44的尖端与风扇壳体40(图1)的内表面之间的间隙可以测量。
下面参考方法(300)提供一种示例性方式，其中涡轮机的相关旋转和静止部件之间的间隙可以由图4的系统100测量。
图7提供了根据本主题的示例性方面的用于测量涡轮机的旋转部件和静止部件之间的间隙的方法(300)的一个实施例的流程图。通常，本文将参考上面参照图1-6描述的燃气涡轮发动机10和系统100讨论方法(300)。然而，本领域普通技术人员应该理解，所公开的方法(300)通常可以利用具有其他合适构造的涡轮机和/或利用具有其他合适系统构造的系统来实施。
在(302)处，在一些实施方式中，方法(300)包括将传感阵列附接到涡轮机的静止部件。例如，传感阵列可以是图4的传感阵列120,122,124中的一个。传感阵列可以附接到任何合适的静止部件，例如壳体，护罩或与旋转部件间隔开(例如，径向间隔开)的一些其他静止部件。在一些实施方式中，如先前所述，传感阵列可由柔性材料形成。以这种方式，传感阵列可以附接到一个或多个静止部件的非平坦表面，例如管状壳体的内表面。传感阵列也可以附接到平坦表面。此外，在一些实施方式中，传感阵列附接到静止部件，使得传感器围绕旋转部件周向延伸并与旋转部件轴向对齐。例如，如图6所示，传感阵列122与旋转涡轮叶片68轴向对齐并且围绕涡轮叶片68周向延伸。下面提供另一个示例。
图8和9提供了图2的HP涡轮28的轴向示意图，其描绘了位于发动机10(图1)内的一个传感阵列122。如图所示，传感阵列122附接到壳体18(即，静止部件)的内表面并且沿着内表面的周向方向C延伸。尽管未示出，但是传感阵列122可以围绕旋转轴线环形延伸，在该实施例中，旋转轴线是中心线轴线12(图1)。当传感阵列122附接到壳体18时，传感阵列122与涡轮叶片68(即，旋转部件)径向间隔开并与其轴向对齐。值得注意的是，传感阵列122可以在发动机组装期间附接到壳体18，因此使得到静止部件的安装表面的通路可容易地接近。传感阵列122可以以任何合适的方式附接到壳体18。例如，传感阵列122可以胶合或以其他方式粘附到壳体18。
在(304)处，返回到图7，方法(300)包括将由电磁波发生器产生的电磁波传输到附接到静止部件的传感阵列的传感器。例如，电磁波发生器可以是图4的电磁波发生器140。在一些示例性实施方式中，电磁波发生器140是构造为产生微波的微波发生器。在一些实施方式中，传感器是图4中所示的示例性传感阵列120,122,124中的一个的传感器130。此外，在一些实施方式中，传感器是传感阵列的多个传感器130中的一者。例如，如图4所示，传感阵列120包括多个传感器130。
在一个示例实施方式中，如图4所示，由电磁波发生器140产生的电磁波EM(例如，微波)经由通信链路158传输到传感器130。电磁波EM穿过连接器164并通过通路端口62,64和入口52馈送到燃气涡轮发动机10的内部中，到相应的传感阵列120,122,124的电路128。电磁波EM沿着电路128馈送并且到传感阵列120,122,124的传感器130。传感器130的相互交叉的指部132或电极被电磁波EM激发。如下所述，传感器130捕获电磁波EM并进而输出表示所接收的电磁波EM的频率和幅度的传输信号TS。此外，当一个或多个旋转部件旋转时，传感器130还可以输出反射信号RS。
在(306)处，方法(300)包括围绕旋转轴线旋转旋转部件。例如，如图4所示，旋转部件可以通过旋转设备170绕燃气涡轮发动机10的中心线轴线12旋转。在一些实施方式中，计算设备152可电子控制旋转设备170的操作以启动/停止旋转设备170和/或控制旋转设备170的操作，使得发动机10以预选的受控速度旋转。以相对缓慢和受控的速度旋转发动机10可以促进更精确的间隙测量值。在替代实施方式中，燃气涡轮发动机10可以用手旋转。
举例来说，在一些实施方式中，当旋转部件例如通过旋转设备或通过手旋转时，旋转部件可绕旋转轴线旋转。例如，如图8所示，旋转涡轮叶片68定位在第一旋转位置，在第一旋转位置，涡轮叶片68在第一时间T1与传感阵列122的传感器130径向对齐。如图9所示，在叶片旋转之后或当叶片旋转时，旋转涡轮叶片68定位在第二旋转位置，在第二旋转位置，涡轮叶片68在第二时间T2不与传感阵列122的传感器130径向对齐。
在(308)处，返回到图7，方法(300)包括通过一个或多个计算设备接收：i)来自传感器的传输信号，其表示由传感器接收的电磁波；ii)来自传感器的反射信号，其表示当旋转部件围绕旋转轴线旋转时由旋转部件反射的电磁波。例如，参考图4，计算系统150的一个或多个计算设备152可以从传感器130或系统100的每个传感器130接收传输信号TS和反射信号RS。传感器130可以通过连接器164，并沿着到计算设备152的通信链路158，经由传感器130的传感阵列120的电路128，将传输信号TS和反射信号RS传输到计算设备152。
现在参考图8，图9和图10，图10提供了根据本主题的方面的描绘作为时间的函数的传输信号TS和反射信号RS的图。当涡轮叶片68围绕旋转轴线旋转时，例如，从如图8所示的第一时间T1的第一旋转位置到第二时间T2的第二旋转位置，旋转叶片68反射传输信号TS的量变化。例如，当如图8所示叶片68与传感器130径向对齐时，传输信号TS将通过叶片68反射到比如图9所示叶片68未与传感器130径向对齐时更大的程度。因此，当叶片68与传感器130径向对齐时(例如，图8)，通过传感器130传输的反射信号RS的幅度最大，并且当叶片68在传感器130之间周向定位时(例如，图9)，通过传感器130传输的反射信号RS的幅度最低。由传感器130中的一个捕获并输出的传输信号TS和反射信号RS在图10中示出。如图所示，在第一时间T1和第二时间T2示出的信号分别对应于图8和9中的叶片68的旋转位置。
在(310)处，再次参考图7，方法(300)包括通过一个或多个计算设备确定传输信号和反射信号的干涉条纹处的传输信号的幅度与反射信号的幅度之间的差值。因此，对于该示例，用于比较信号的信号微分器是由反射信号RS表示的传输信号的反射。在这样的实施方式中，例如，可以在信号的相长干涉，或更广泛地，干涉条纹下，将反射信号RS的幅度与传输信号TS的幅度进行比较。如图10所示，干涉条纹，该干涉条纹在该示例中是在第一时间T1发生的信号的相长干涉，其对应于如图8所示的旋转到第一叶片位置的叶片68。如图所示，在干涉条纹处获取两个信号的幅度之间的差值Δ，其在第一时间T1发生。值得注意的是，差值Δ表示旋转部件和静止部件之间的间隙。计算系统150的一个或多个计算设备152可以确定差值。
在(312)处，方法(300)包括至少部分地基于差值输出指示旋转部件和静止部件之间的间隙的间隙测量值。例如，在(310)处计算差值之后，计算系统150的一个或多个计算设备152可以将差值Δ与相关的间隙相关联。作为一个示例，一个或多个计算设备152可以包括将差值与间隙相关联的数据库。在将确定的差值与相关的间隙相关联之后，一个或多个计算设备152输出间隙测量值。例如，间隙测量值可以输出到显示设备160使得间隙测量值可以实时显示，输出到集中数据中心162用于进一步分析和数据存储，它们的组合，或者输出到其他期望的接收者。在一些实施方式中，在(310)处确定的差值可作为间隙测量值输出。此外，应当理解，可以在(312)处计算并输出每个阵列的每个传感器的传输信号TS和反射信号RS之间的差值。以这种方式，可以例如实时呈现发动机的间隙轮廓。
在(314)处，在一些实施方式中，涡轮机是涡轮发动机，并且传感阵列由可降解材料形成。在这样的实施方式中，方法(300)包括操作涡轮发动机，使得传感阵列燃尽并从涡轮发动机排出。例如，参考图4，在(312)处输出间隙测量值之后，传感阵列120,122,124可以与其相关联的连接器164电断开。此后，在该实施方式中，涡轮机或燃气涡轮发动机10被“点火”或操作以燃尽传感阵列120,122,124，例如使得它们被燃烧气体消耗。在一些实施例中，由可降解材料形成的传感阵列被消耗而不会在燃气涡轮发动机10中留下不期望的残余物。例如，如前所述，传感阵列的可降解材料可能燃尽为碳黑或一些其他无害副产物。以这种方式，在(314)处输出间隙测量值之后，可以点火发动机10而无需移除传感阵列。例如，这可以提高处理的效率，因为不需要从发动机10移除精密仪器或电线。
此外，在一些示例性实施例和实施方式中，具有多个传感器的传感阵列可以附接到旋转部件而不是一个或多个静止部件。即使传感器附接到旋转部件，也可以以上述方式确定间隙测量值。下面提供了可以将传感阵列附接到旋转部件的一种示例方式。
图11提供了图2的HP涡轮28的示意图，其描绘了构造用于感测旋转涡轮叶片68和静止部件(图11中未示出)之间的间隙的一个传感阵列122。如图11所示，传感阵列122附接到旋转涡轮叶片68，并且传感器130沿着每个叶片68的弦长CHL定位。传感器130经由柔性电路128彼此电连接(在图11中以虚线示出)。每个传感器130的曲率与它们所附接的叶片68的曲率互补。以这种方式，传感器130被构造为沿着旋转叶片68的整个弦长感测旋转叶片68和静止部件(例如，壳体)之间的间隙。因此，沿着叶片68的弦长的任何异常间隙可以由传感阵列122的传感器130检测。此外，间隙异常的特定位置可以由传感器130检测。如上所述，传感器130可以以上述方式产生指示旋转叶片68和静止部件之间的间隙的间隙测量值的输出。
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设备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：
1.一种系统，包括：涡轮机，所述涡轮机包括旋转部件和静止部件，所述旋转部件能够围绕旋转轴线旋转，所述静止部件通过间隙与所述旋转部件间隔开；传感器，所述传感器附接到所述静止部件和所述旋转部件中的一个；电磁波发生器，所述电磁波发生器与所述传感器电连通，并被构造为产生电磁波；和计算设备，所述计算设备与所述传感器通信地联接，所述计算设备被构造为：接收来自所述传感器的传输信号，其中所述传输信号代表由所述传感器接收的所述电磁波；当所述旋转部件围绕所述旋转轴线旋转时，接收来自所述传感器的反射信号，其中所述反射信号代表由所述旋转部件反射的所述电磁波；确定所述传输信号和所述反射信号的所述传输信号的幅度与所述反射信号的幅度之间的差值；和至少部分地基于所述差值，输出表示所述旋转部件和所述静止部件之间的所述间隙的间隙测量值。
2.根据任何在前条项的系统，其中所述传感器由柔性且可降解的材料形成。
3.根据任何在前条项的系统，其中所述传感器是附接到所述静止部件的传感阵列的多个传感器中的一个，所述旋转部件是通过间隙与所述静止部件间隔开的多个旋转部件中的一个，并且其中，所述计算设备进一步被构造为：接收来自所述多个传感器中的每一个的传输信号，其中所述传输信号表示由所述多个传感器接收的所述电磁波；当所述多个旋转部件围绕所述旋转轴线旋转时，接收来自所述多个传感器中的每一个的反射信号，其中所述反射信号表示由所述多个旋转部件反射的所述电磁波；对于所述多个传感器中的每一个，确定所述传输信号和所述反射信号的干涉条纹处的所述传输信号的幅度与所述反射信号的幅度之间的差值；和对于所述间隙中的每一个，至少部分地基于所述差值输出间隙测量值。
4.根据任何在前条项的系统，其中所述传感阵列包括电连接所述多个传感器的柔性电路，并且其中所述柔性电路由柔性且可降解的材料形成。
5.根据任何在前条项的系统，进一步包括：连接器，所述连接器能够与所述传感阵列电连接并与所述电磁波发生器电连通，其中当所述连接器与所述传感阵列电连接时，所述电磁波发生器与所述传感阵列电连通。
6.根据任何在前条项的系统，其中所述多个传感器中的每一个具有多个指部，所述多个指部相互交叉并沿着所述静止部件彼此间隔开。
7.根据任何在前条项的系统，其中所述电磁波发生器是微波发生器，并且所述电磁波是微波。
8.根据任何在前条项的系统，其中所述计算设备被构造为确定所述传输信号和所述反射信号的干涉条纹处的所述传输信号的幅度与所述反射信号的幅度之间的所述差值。
9.根据任何在前条项的系统，其中所述涡轮机是涡轮发动机，并且所述旋转部件是叶片，并且所述静止部件是与所述叶片径向间隔开的壳体和护罩中的一个。
10.根据任何在前条项的系统，进一步包括：旋转设备，所述旋转设备与所述涡轮机可操作地联接，并且被构造成使所述涡轮机的所述旋转部件以预选的受控速度围绕所述旋转轴线旋转。
11.根据任何在前条项的系统，其中所述旋转部件是叶片，所述叶片具有在所述叶片的前缘和后缘之间延伸的轴向长度，并且其中所述传感器跨越大约等于或大于所述叶片的所述轴向长度的距离。
12.一种用于测量涡轮机的旋转部件和静止部件之间的间隙的方法，所述方法包括：将由电磁波发生器产生的电磁波传输到附接到所述静止部件和所述旋转部件中的一个的传感阵列的传感器；围绕旋转轴线旋转所述旋转部件；通过一个或多个计算设备接收：i)传输信号，所述传输信号表示由所述传感器接收的所述电磁波；和ii)反射信号，所述反射信号表示当所述旋转部件围绕所述旋转轴线旋转时，由所述旋转部件反射的所述电磁波；通过所述一个或多个计算设备确定所述传输信号和所述反射信号的干涉条纹处的所传输信号的幅度与所述反射信号的幅度之间的差值；和至少部分地基于所述差值，输出表示所述旋转部件和所述静止部件之间的所述间隙的间隙测量值。
13.根据任何在前条项的方法，进一步包括：将所述传感阵列附接到所述涡轮机的所述静止部件，其中所述传感阵列附接到所述静止部件，使得所述传感器基本上与所述旋转部件轴向对齐。
14.根据任何在前条项的方法，其中所述涡轮机是涡轮发动机，并且所述传感阵列由可降解的材料形成，并且其中所述方法进一步包括：操作所述涡轮发动机，使得所述传感阵列燃尽并从所述涡轮发动机排出。
15.根据任何在前条项的方法，其中所述传感器是所述传感阵列的多个微波传感器中的一个。
16.根据任何在前条项方法，其中所述传感器包括多个相互交叉的指部。
17.一种系统，包括：涡轮发动机，所述涡轮发动机包括旋转叶片的阵列和一个或多个静止部件，所述旋转叶片能够围绕旋转轴线旋转，所述一个或多个静止部件与所述旋转叶片的所述阵列径向间隔开，其中所述旋转叶片中的每一个通过间隙与所述一个或多个静止部件间隔开；传感阵列，所述传感阵列附接到所述一个或多个静止部件，所述传感阵列包括柔性电路和多个传感器，所述柔性电路沿着所述一个或多个静止部件周向延伸，所述多个传感器通过所述柔性电路电联接并且彼此周向间隔开，其中所述传感阵列由柔性且可降解的材料形成；微波发生器，所述微波发生器与所述传感阵列电连通；和计算设备，所述计算设备与所述传感阵列通信联接，所述计算设备被构造为：触发所述微波发生器以产生微波，其中所述多个传感器接收所述微波；接收来自所述多个传感器中的每一个的传输信号，其中从所述多个传感器中的每一个接收的所述传输信号表示由所述多个传感器接收的所述微波；当所述旋转叶片围绕所述旋转轴线旋转时，接收来自所述多个传感器中的每一个的反射信号，其中从所述多个传感器中的每一个接收的所述反射信号表示当所述旋转叶片围绕所述旋转轴线旋转时由所述旋转叶片反射的所述微波；至少部分地基于一个或多个信号微分器，对于所述多个传感器中的每一个比较所述传输信号和与所述传输信号相关联的所述反射信号；和至少部分地基于基于所述一个或多个信号微分器对于所述多个传感器中的每一个的所述传输信号和与所述发射信号相关联的所述反射信号之间的所述比较，输出所述旋转叶片和所述一个或多个静止部件之间的所述间隙中的每一个的间隙测量值。
18.根据任何在前条项的系统，其中所述信号微分器是频率变化，衰减，所述传输信号的反射，以及所述传输信号和所述反射信号之间的相移中的一个。
19.根据任何在前条项的系统，其中所述旋转叶片的阵列是能够围绕所述旋转轴线旋转的旋转叶片的多个阵列中的一个，并且其中所述旋转叶片的多个阵列中的每一个阵列与一个或多个静止部件通过间隙径向间隔开，并且其中所述传感阵列是多个传感阵列中的一个，并且其中所述旋转叶片的多个阵列中的每一个阵列与所述多个传感阵列中的一个相关联。
20.根据任何在前条项的系统，其中所述传感阵列的所述多个传感器被构造为沿着所述旋转叶片的阵列中的至少一个旋转叶片的弦长感测所述间隙。
21.一种限定旋转轴线的燃气涡轮发动机，所述燃气涡轮发动机包括：静止部件；旋转部件，所述旋转部件能够围绕所述旋转轴线旋转并通过间隙与所述静止部件间隔开；和传感器，所述传感器附接到所述静止部件和所述旋转部件中的一个且由可降解的材料形成，所述传感器能够操作以产生指示所述静止部件和所述旋转部件之间的所述间隙的间隙测量值的输出。
22.根据任何在前条项的燃气涡轮发动机，其中所述旋转部件是叶片，并且所述传感器是由可降解的材料形成并附接到所述静止部件的传感阵列的多个传感器中的一个。

Claims (10)

1.一种系统，其特征在于，包括：
涡轮机，所述涡轮机包括旋转部件和静止部件，所述旋转部件能够围绕旋转轴线旋转，所述静止部件通过间隙与所述旋转部件间隔开；
传感器，所述传感器附接到所述静止部件和所述旋转部件中的一个；
电磁波发生器，所述电磁波发生器与所述传感器电连通，并被构造为产生电磁波；和
计算设备，所述计算设备与所述传感器通信地联接，所述计算设备被构造为：
接收来自所述传感器的传输信号，其中所述传输信号代表由所述传感器接收的所述电磁波；
当所述旋转部件围绕所述旋转轴线旋转时，接收来自所述传感器的反射信号，其中所述反射信号代表由所述旋转部件反射的所述电磁波；
确定所述传输信号和所述反射信号的所述传输信号的幅度与所述反射信号的幅度之间的差值；和
至少部分地基于所述差值，输出表示所述旋转部件和所述静止部件之间的所述间隙的间隙测量值。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述传感器由柔性且可降解的材料形成。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述传感器是附接到所述静止部件的传感阵列的多个传感器中的一个，所述旋转部件是通过间隙与所述静止部件间隔开的多个旋转部件中的一个，并且其中，所述计算设备进一步被构造为：
接收来自所述多个传感器中的每一个的传输信号，其中所述传输信号表示由所述多个传感器接收的所述电磁波；
当所述多个旋转部件围绕所述旋转轴线旋转时，接收来自所述多个传感器中的每一个的反射信号，其中所述反射信号表示由所述多个旋转部件反射的所述电磁波；
对于所述多个传感器中的每一个，确定所述传输信号和所述反射信号的干涉条纹处的所述传输信号的幅度与所述反射信号的幅度之间的差值；和
对于所述间隙中的每一个，至少部分地基于所述差值输出间隙测量值。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中所述传感阵列包括电连接所述多个传感器的柔性电路，并且其中所述柔性电路由柔性且可降解的材料形成。
5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，进一步包括：
连接器，所述连接器能够与所述传感阵列电连接并与所述电磁波发生器电连通，其中当所述连接器与所述传感阵列电连接时，所述电磁波发生器与所述传感阵列电连通。
6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，其中所述多个传感器中的每一个具有多个指部，所述多个指部相互交叉并沿着所述静止部件彼此间隔开。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述电磁波发生器是微波发生器，并且所述电磁波是微波。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述计算设备被构造为确定所述传输信号和所述反射信号的干涉条纹处的所述传输信号的幅度与所述反射信号的幅度之间的所述差值。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中所述涡轮机是涡轮发动机，并且所述旋转部件是叶片，并且所述静止部件是与所述叶片径向间隔开的壳体和护罩中的一个。
10.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括：
旋转设备，所述旋转设备与所述涡轮机可操作地联接，并且被构造成使所述涡轮机的所述旋转部件以预选的受控速度围绕所述旋转轴线旋转。
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