CN113785194B - 用于测量结垢和/或溶蚀的传感器布置结构和方法以及监测结垢和/或溶蚀的机器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种传感器布置结构(200)，所述传感器布置结构可用于测量机器中的结垢和/或溶蚀。第一压电换能器(210)、第一板(230)以及最终第一支撑构件(230)形成第一振动质量块(210+220+230)。在电激励所述第一压电换能器(210)之后，所述第一振动质量块(210+220+230)开始机械振动，并且因此所述第一压电换能器(210)产生电谐振振动；所述电谐振振动的谐振频率取决于所述第一振动质量块(210+220+230)的质量。如果所述第一振动质量块(210+220+230)的所述质量由于例如所述机器中的工作流体流的结垢和/或溶蚀而改变，则所述电谐振振动频率也改变；可测量此类振动频率变化，并且可通过与未暴露于所述机器中的所述工作流体流的第二振动质量块(340+350+360)的振动频率进行比较来确定对应的质量变化。

Description

用于测量结垢和/或溶蚀的传感器布置结构和方法以及监测 结垢和/或溶蚀的机器
技术领域
本文所公开的主题涉及用于测量结垢和/或溶蚀的传感器布置结构和方法，以及其中监测结垢和/或溶蚀的机器。
背景技术
一般来讲，机器在其操作期间经受结垢和/或溶蚀。
这对于涡轮机，特别是单级或多级离心式压缩机而言尤其如此，其中操作期间的结垢和/或溶蚀至少部分地是由于工作流体在机器的内部流动路径中的流动。结垢和溶蚀两者是由流动的工作流体携带的材料引起的；如果流动速度低，则溶蚀也低；如果流动速度降低，则污垢趋于更多地沉积。
当结垢(在机器的一个或多个内部位置处)达到过高水平时，应停止、清洁和重新启动机器；事实上，机器内部的结垢可导致例如机器效率的损失。清洁通常需要拆卸机器，这是复杂且耗时的，并且因此是昂贵的。因此，至少理想的是，此类维护操作应始终在必要时执行，且优选仅在必要时执行。
当(机器的一个或多个部件的)溶蚀达到过高水平时，应停止、修理和重新启动机器；事实上，如果溶蚀的部件断裂，则可能对机器造成重大损坏；在任何情况下，机器内部的溶蚀可导致例如机器效率的损失。修理总是需要拆卸机器，这是复杂且耗时的，并且因此是昂贵的。因此，至少理想的是，此类维护操作应始终在必要时执行，且优选仅在必要时执行。
发明内容
因此，期望监测机器的一个或多个内部位置处的结垢和/或溶蚀，以便在它们达到被认为过度的预定水平时采取适当的步骤。
根据一个方面，本文所公开的主题涉及一种用于测量机器中的结垢和/或溶蚀的传感器布置结构；该传感器布置结构包括：第一压电换能器和第一板，该第一板固定地耦接到第一压电换能器以便形成第一单个振动质量块；第一压电换能器被布置成由施加到传感器布置结构的电信号激励；第二压电换能器和第二板，该第二板固定地耦接到第二压电换能器以便形成第二单个振动质量块；第二压电换能器被布置成由施加到传感器布置结构的电信号激励；传感器布置结构被布置成安装在机器中，使得第一板暴露于机器中的工作流体流(即，在机器的流动路径中)，而第二板暴露于工作流体但不暴露于其流(即，流体静止并且流速为零)。
根据另一方面，本文所公开的主题涉及一种机器，该机器被布置成通过在机器的内部流动路径中流动的工作流体来操作；该机器包括至少一个传感器布置结构。该传感器布置结构包括：第一压电换能器和第一板，该第一板固定地耦接到第一压电换能器以便形成第一单个振动质量块；第一压电换能器被布置成由施加到传感器布置结构的电信号激励；第二压电换能器和第二板，该第二板固定地耦接到第二压电换能器以便形成第二单个振动质量块；第二压电换能器被布置成由施加到传感器布置结构的电信号激励；传感器布置结构被布置成安装在机器中，使得第一板暴露于机器中的工作流体流(即，在机器的流动路径中)，而第二板暴露于工作流体但不暴露于其流(即，流体静止并且流速为零)。第一板形成流动路径的壁的一部分。
根据又一方面，本文所公开的主题涉及一种用于测量机器的内部流动路径的壁上的结垢和/或溶蚀的方法；该方法包括以下步骤：A)由第一激励电信号重复激励第一压电换能器，使得第一压电换能器产生第一电谐振振动，第一压电换能器是集成到所述壁中的第一振动质量块的一部分；B)重复测量第一电谐振振动的谐振频率；C)由第二激励电信号重复激励第二压电换能器，使得第二压电换能器产生第二电谐振振动，第二压电换能器是被定位成靠近所述第一振动质量块但远离所述壁的第二振动质量块的一部分；D)重复测量所述第二电谐振振动的谐振频率；以及E)重复比较所述第一电谐振振动的所述谐振频率和所述第二电谐振振动的所述谐振频率。
附图说明
当结合附图考虑时，通过参考以下详细描述，将容易地获得对本发明所公开的实施方案及其许多伴随的优点的更全面的理解，这同样变得更好理解，其中：
图1示出了机器，具体地多级离心式压缩机的实施方案的示意性纵向剖视图；
图2示出了用于测量结垢或溶蚀的传感器布置结构的实施方案的简化型式的示意性横向剖视图；
图3示出了用于测量机器中的结垢或溶蚀的传感器布置结构的实施方案的示意性剖视图；
图4示出了测量机器中的结垢或溶蚀的方法的实施方案的简化型式的流程图；
并且
图5示出了测量机器中的结垢或溶蚀的方法的实施方案的流程图。
具体实施方式
本申请人认为，机器中的结垢和溶蚀意味着机器内部的质量变化：在结垢的情况下，大量材料沉积(即，添加)在机器的某个位置(特别是机器的部件的某个位置)；在溶蚀的情况下，从机器的某个位置(特别是机器的部件的某个位置)移除(即，减去)大量材料。
因此，本申请人认为通过在可能发生这些现象中的一种或多种现象的机器的一个或多个位置中重复质量测量来监测结垢和/或溶蚀。如果检测到质量变化，则这意味着已发生一些结垢或溶蚀。
存在各种测量质量的方法，但很难在正在运行的机器内部进行测量，尤其是在机器的工作流体正在流动的内部位置中。
本申请人已经确定了在此类情况下特别有效的方法，即，通过下文将简要描述的传感器布置结构进行的惯性平衡测量。
压电换能器和板固定在一起以便形成振动质量块。在电激励压电换能器之后，振动质量块开始机械振动，这被称为“自然谐振”，并且因此压电换能器产生电谐振振动；电谐振振动的频率取决于振动质量块的总质量，该频率称为“自然谐振频率”。如果振动质量块的总质量由于例如机器中的结垢或溶蚀而改变，则电振动频率也改变，即“自然谐振频率”改变；可测量此类频率变化，并且可确定对应的质量变化。
根据上述原理操作的传感器布置结构可安装在机器内(在机器的定子部件中或在机器的转子部件中)。在感兴趣结垢的情况下，传感器布置结构被定位成使得污垢(由工作流体流引起)沉积在板上并改变振动质量块的总质量。在感兴趣溶蚀的情况下，传感器布置结构被定位成使得溶蚀(由工作流体流引起)作用在板上并改变振动质量块的总质量。
现在将详细参考本公开的实施方案，其一个或多个示例在附图中示出。通过解释本公开而非限制本公开来提供每个示例。事实上，对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围或精神的情况下，可对本公开进行各种修改和变型。本说明书通篇对“一个实施方案”或“实施方案”或“一些实施方案”的提及意指结合实施方案描述的特定特征、结构或特性包括在所公开的主题的至少一个实施方案中。因此，在整篇说明书的多处出现的短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”或“在一些实施方案中”不一定是指相同的实施方案。此外，在一个或多个实施方案中，特定特征、结构或特性可以任何合适的方式组合。
当介绍各种实施方案的要素时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在表示存在要素中的一个或多个要素。术语“包含”、“包括”和“具有”旨在是包括性的，并且意指除列出要素外还可以存在附加要素。
现在参见附图，图1示出了机器100，具体地多级离心式压缩机的实施方案的示意性纵向剖视图。机器100包括转子120和定子110；具体地，定子110围绕转子120。内部流动路径130限定在定子110和转子120之间，并且从机器100的入口(在图1中的左侧)到机器100的出口(在图1的右侧)形成。在机器100的操作期间，流动路径130被布置成在机器100的入口处接纳工作流体，将其进料并从机器130的出口排出。在图1的实施方案中，通过沿流动路径130，具体地在例如转子120的三个叶轮的流动通道内部流动，工作流体导致转子120的旋转。
由于工作流体在流动路径130中的流动，可能在定子110和/或转子120的一个或多个部件上发生结垢和/或溶蚀。
在图1的实施方案中，例如通过第一传感器布置结构200和第二传感器布置结构300监测结垢和/或溶蚀。一般来讲，此类传感器布置结构的数量可从一个变化到例如一百个。
这些传感器布置结构被定位成与流动路径130相邻(如将在下文更好地解释)，具体地，传感器布置结构的一部分形成流动路径的壁的一部分；这些传感器布置结构中的任一个传感器布置结构可安装到定子110或转子120。传感器布置结构200安装到转子120，并且其一部分形成壁132的一部分。传感器布置结构300安装到定子110，并且其一部分形成壁134的一部分。虽然在图1的实施方案中，传感器布置结构位于机器100的入口区域中，但应当理解，在另选的实施方案中，传感器布置结构可位于机器的入口区域和/或出口区域和/或中间区域中。
如果将传感器布置结构(如例如传感器布置结构300)安装到机器的定子，则使用有线连接将其连接到例如机器的测量或监测电子单元。
如果将传感器布置结构(如例如传感器布置结构200)安装到机器的转子，则使用无线连接将其连接到例如机器的测量或监测电子单元。如本领域的技术人员所理解的，无线连接比有线连接更复杂。
现在参见图2，传感器布置结构200被布置成测量结垢或溶蚀，并且包括至少第一压电换能器210和第一板220；第一压电换能器210和第一板220固定地耦接在一起以便形成第一单个振动质量块。应当注意，图2的传感器布置结构200被认为是图3的传感器布置结构300的简化型式；以下说明可用于理解图3的实施方案。
在图2的解决方案中，即图3的实施方案的简化型式，传感器布置结构还包括第一支撑构件230；第一压电换能器210和第一板220固定地耦接到第一支撑构件230，使得第一单个振动质量块由第一压电换能器210、第一板220和第一支撑构件230的组合形成。有利的是，第一压电换能器210固定到被设计成远离机器的流动路径(图2中的130)的第一支撑构件230的第一侧，并且第一板220固定到被设计成靠近机器的流动路径(图2中的130)的第一支撑构件230的第二侧。
第一压电换能器210被布置成由施加到传感器布置结构200的电信号激励；例如，图2示出了电缆214，该电缆电连接到第一压电换能器210的触点212，并且被布置成向/从第一压电换能器210馈送电信号。电缆214被布置成将来自例如测量或监测电子单元的激励电信号馈送到第一压电换能器210。电缆214还被布置成将来自第一压电换能器210的谐振振动电信号馈送到例如测量或监测电子单元；谐振振动电信号是电激励的结果，通常是先前的电激励的结果。
如图2中可看到的那样，传感器布置结构200被布置成安装在机器中，使得第一板220暴露于机器中(即，机器的流动路径中)的工作流体流F。优选地，第一板形成流动路径130的壁132的一部分；优选地，恰好在安装传感器布置结构200之后(即，在任何结垢和/或溶蚀之前)，第一板220的表面与壁132的周围表面对准。
传感器布置结构200定位在壁132的凹陷部133内并被固定到壁132。根据图2的解决方案，环形构件280用于将传感器布置结构200固定到壁132；例如，第一支撑构件230的周边由环形构件280保持，并且环形构件280螺纹连接或适配在壁132的孔中。
如图2中详细示出的传感器布置结构200用于测量机器100的内部流动路径的壁上的结垢或溶蚀。图2中所示的解决方案也可用于测量腐蚀；然而，在这种情况下，其不是图3的实施方案的真正简化型式。虽然在图1中，传感器布置结构200安装到转子壁，但是类似的传感器布置结构可以另选地安装到定子壁。
下面将参考图4的流程图400解释基于传感器布置结构200或类似的传感器布置结构来测量结垢或溶蚀的方法的实施方案的简化型式，即图5的实施方案的简化型式。
流程图400包括开始步骤410和结束步骤490。
根据流程图400的方法包括定位由至少第一压电换能器(例如图2中的第一压电换能器210)和第一板(例如图2中的第一板220)的组件形成的第一单个振动质量块的预备步骤420，第一板形成流动路径壁的一部分。
此外，根据流程图400的方法还包括以下步骤：
A)步骤430：由第一激励电信号重复激励第一压电换能器(例如，图2中的第一压电换能器210)，使得第一压电换能器(例如，图2中的第一压电换能器210)产生第一电谐振振动，以及
B)步骤440：重复测量所述第一电谐振振动的谐振频率(其可称为“第一谐振频率”)。
步骤430和440中提及的重复对应于图4的流程图400中的循环L1。当结垢和溶蚀进展相当缓慢时，可将循环重复一段优选长于1小时且优选短于1天的周期；应当注意，重复周期不需要是严格恒定的，例如至多10％或20％(或甚至更多)的变化是可接受的。
应当注意，在组装机器100时执行步骤420，而在机器100的操作期间执行步骤430和440，即，它们是测量过程的一部分。循环L1可从机器100的启动到机器100的关闭连续重复；因此，有利的是，当机器100未操作时，循环L1被中断。
优选地，第一电谐振振动的谐振频率大于20KHz。
步骤430和440可例如通过机器100的未在任何附图中示出并且可电连接到传感器布置结构200的电缆214的测量或监测电子单元来执行。
上述测量或监测电子单元可处理所执行的频率测量。例如，无论何时进行频率测量，都可将测量值与阈值上限和/或阈值下限进行比较；如果超过这些阈值中的任一个阈值，则其可将此类事件发信号通知例如机器的电子控制单元和/或操作者；此类信令可以是电子指示(例如，以及发送到机器的电子控制单元的电子消息)和/或视觉指示和/或声音指示。应当注意，频率测量可在一个或多个阈值比较之前经受一些预处理，例如以便考虑传感器布置结构的部件的当前温度。
现在参见图3，传感器布置结构300被布置成测量结垢或溶蚀，并且包括至少第一压电换能器310和第一板320；第一压电换能器310和第一板320固定地耦接在一起以便形成第一单个振动质量块。
在图3的实施方案中，传感器布置结构还包括第一支撑构件330；第一压电换能器310和第一板320固定地耦接到第一支撑构件330，使得第一单个振动质量块由第一压电换能器310、第一板320和第一支撑构件330的组合形成。有利的是，第一压电换能器310固定到被设计成远离机器的流动路径(图3中的130)的第一支撑构件330的第一侧，并且第一板320固定到被设计成靠近机器的流动路径(图3中的130)的第一支撑构件330的第二侧。
第一压电换能器310被布置成由施加到传感器布置结构300的电信号激励；例如，图3示出了电缆314，该电缆电连接到第一压电换能器310的触点312，并且被布置成向/从第一压电换能器310馈送电信号。电缆314被布置成将来自例如测量或监测电子单元的激励电信号馈送到第一压电换能器310。电缆314还被布置成将来自第一压电换能器310的谐振振动电信号馈送到例如测量或监测电子单元；谐振振动电信号是电激励的结果，通常是先前的电激励的结果。
如图3中可看到的那样，传感器布置结构300被布置成安装在机器中，使得第一板320暴露于机器中(即，机器的流动路径中)的工作流体流F。优选地，第一板形成流动路径130的壁133的一部分；优选地，恰好在安装传感器布置结构300之后(即，在任何结垢和溶蚀之前)，第一板320的表面与壁134的周围表面对准。
传感器布置结构300还包括至少第二压电换能器340和第二板350；第二压电换能器340和第二板350固定地耦接在一起以便形成第二单个振动质量块。
在图3的实施方案中，传感器布置结构还包括第二支撑构件360；第二压电换能器340和第二板350固定地耦接到第二支撑构件360，使得第二单个振动质量块由第二压电换能器340、第二板350和第二支撑构件360的组合形成。有利的是，第二压电换能器340固定到被设计成靠近机器的流动路径(图3中的130)的第二支撑构件360的第一侧，并且第二板350固定到被设计成远离机器的流动路径(图3中的130)的第二支撑构件360的第二侧。
第二压电换能器340被布置成由施加到传感器布置结构300的电信号激励；例如，图3示出了电缆344，该电缆电连接到第二压电换能器340的触点342，并且被布置成向/从第二压电换能器340馈送电信号。电缆344被布置成将来自例如测量或监测电子单元的激励电信号馈送到第一压电换能器340。电缆344还被布置成将来自第二压电换能器340的谐振振动电信号馈送到例如测量或监测电子单元；谐振振动电信号是电激励的结果，通常是先前的电激励的结果。
如在图3中可见，传感器布置结构300被布置成安装在机器中，使得第二板350暴露于机器的工作流体(即，静止或处于零流速下)，但不暴露于机器中的工作流体流F(即，在机器的流动路径中)(这意味着不应受到结垢或溶蚀)，并且使得至少第一压电换能器310、第一板320、第二压电换能器340和第二板350大致暴露于相同的温度并暴露于相同的压力。在图3的实施方案中，甚至第一支撑构件330和第二支撑构件360也大致暴露于相同的温度并暴露于相同的压力。
根据图3的实施方案，传感器布置结构300还可包括第一腔体372。第一单个振动质量块，即元件310+320+330的组合，定位在第一腔体372的第一侧上，而第二单个振动质量块，即元件340+350+360的组合，定位在第一腔体372的第二侧上；第二侧不同于第一侧。
优选地并且如图3中所示，第二侧与第一侧相对。有利的是，中空隔离构件370适配在第一单个振动质量块和第二单个振动质量块之间；构件370的横向截面(图3中未示出)可具有圆形或多边形的形状。
有利的是，隔离壁部件(图3中未示出)可位于第一腔体372内；此类隔离壁部件的目的在于避免或至少限制第一振动质量块和第二振动质量块之间不需要的频率相互作用。此类隔离壁部件可采用例如由不锈钢制成并在其边界处固定到中空隔离构件370的盘的形式；这样，第一腔体372被分成两个子腔体。
根据图3的实施方案，传感器布置结构300还可包括第二腔体382。第二单个振动质量块，即元件340+350+360的组合，也定位在第二腔体382的一侧上。
有利的是，第一腔体372被布置成与机器的工作流体流动路径(图3中的130)流体连通；这样，尤其是第二压电换能器340大致暴露于与第一压电换能器310相同的温度并暴露于相同的压力。
有利的是，第二腔体382被布置成接纳机器的工作流体；这样，尤其是第二板350大致暴露于与第一板320相同的温度并暴露于相同的压力下。在图3的实施方案中，工作流体首先通过环形管道384(见下文)，然后通过多个孔管道386(见下文)。应当注意，工作流体缓慢扩散到穿过管道384和管道386的腔体382中；这样，腔体382内的工作流体静止(或几乎静止)，并且因此不溶蚀板350；这样，由工作流体携带的污垢逐渐沉积在管道384的壁上(处于适当距离处)，并且当工作流体进入腔体382中时，其不含(或几乎不含)污垢，使得其不污染板350。
从机械角度来看，传感器布置结构300可包括管状壳体380，该管状壳体被布置成适配在机器的流动路径130的壁134的凹陷部135中。管状壳体380围绕第一腔体372和第二腔体382两者。隔离构件370可与第一支撑构件330的周边和第二支撑构件360的周边一起适配到管状壳体380的内部环形凹陷部中。
有利的是，管状壳体380在其内区处具有较大横截面以便固定在凹陷部135的内部，并且在其外区处具有较小横截面以便在凹陷部135的内表面与管状壳体380的外表面之间限定环形管道384。此外，在这种情况下，壳体380在其外区处具有从环形管道384延伸至第二腔体382的多个孔管道386。
由于根据该实施方案，第二腔体382被布置成接纳机器的工作流体，因此优选的是例如在管状壳体380的内端处提供排放通道388，该排放通道被布置成从第二腔体382排放液体；此类液体可能是由工作流体的部分冷凝引起的。
由于根据该实施方案，第二腔体382被布置成接纳机器的工作流体，因此优选的是提供液体检测器390，该液体检测器定位在第二腔体382中并且被布置成检测例如第二腔体382中的液体何时超过预定量或水平。图3示出了电缆394，该电缆电连接到液体检测器390，并且被布置成将电信号从液体检测器390馈送到例如测量或监测电子单元。
如图3中详细示出的传感器布置结构300用于测量机器100的内部流动路径的壁上的结垢或溶蚀。虽然在图1中，传感器布置结构300安装到定子壁，但是类似的传感器布置结构可以另选地安装到转子壁。
下面将参考图5的流程图500解释基于传感器布置结构300或类似的传感器布置结构来测量结垢或溶蚀的方法的实施方案。
根据该实施方案的方法显著类似于前述方法。事实上，先前描述的一种方法基于包括一个振动质量块的传感器布置结构，并且该实施方案基于包括两个振动质量块(即，第一振动质量块和第二振动质量块)的传感器布置结构。
流程图500包括开始步骤510和结束步骤590。
就第一振动质量块而言，根据流程图500的方法包括定位由至少第一压电换能器(例如图3中的第一压电换能器310)和第一板(例如图3中的第一板320)的组件形成的第一单个振动质量块的预备步骤520，第一板形成流动路径壁的一部分。
仍就第一振动质量块而言，根据流程图500的方法还包括以下步骤：
A)步骤530：由第一激励电信号重复激励第一压电换能器(例如，图3中的第一压电换能器310)，使得第一压电换能器(例如，图3中的第一压电换能器310)产生第一电谐振振动，以及
B)步骤540：重复测量所述第一电谐振振动的谐振频率(其可称为“第一谐振频率”)。
就第二振动质量块而言，根据流程图500的方法包括定位由至少第二压电换能器(例如图3中的第二压电换能器340)和第二板(例如图3中的第二板350)的组件形成的第二单个振动质量块的预备步骤550，第二板靠近第一板但远离流动路径壁。具体地，当第一板暴露于机器中的工作流体流(即，在机器的流动路径中)时，第二板暴露于工作流体但不暴露于其流(即，流体静止并且流速为零)。
仍就第二振动质量块而言，根据流程图500的方法还包括以下步骤：
C)步骤560：由第二激励电信号重复激励第二压电换能器(例如，图3中的第二压电换能器340)，使得第二压电换能器(例如，图3中的第二压电换能器340)产生第二电谐振振动，以及
D)步骤570：重复测量所述第二电谐振振动的谐振频率(其可称为“第二谐振频率”)。
如图5中所示，上述步骤的优选顺序是：步骤520、步骤550、步骤530、步骤560、步骤540、步骤570和步骤580(将在下文中说明)。
应当注意，在组装机器100时执行步骤520和550，而在机器100的操作期间执行步骤530和560以及540和570，即，它们是测量过程的一部分。
优选地，步骤520处的定位和步骤550处的定位导致第一单个振动质量块和第二单个振动质量块暴露于相同的温度(或几乎相同的温度)并暴露于相同的压力(或几乎相同的压力)。
有利的是，根据流程图500的方法还包括以下步骤：
E)步骤580：重复比较谐振频率，具体地第一电谐振振动的谐振频率和第二电谐振振动的谐振频率。
步骤530和560以及540和570以及580中提及的重复对应于图5的流程图500中的循环L2。当结垢和溶蚀进展相当缓慢时，可将循环重复一段优选长于1小时且优选短于1天的周期；应当注意，重复周期不需要是严格恒定的，例如至多10％或20％(或甚至更多)的变化是可接受的。
循环L2可从机器100的启动到机器100的关闭连续重复；因此，有利的是，当机器100未操作时，循环L2被中断。
优选地，第一电谐振振动的谐振频率和第二电谐振振动的谐振频率大于20KHz，即使由于第一振动质量块的质量和第二振动质量块的质量之间的可能差值不总是相同也是如此。
根据第一可能性，当第一板(例如图3中的第一板320)没有结垢或未被溶蚀时，第一电谐振振动的谐振频率和第二电谐振振动的谐振频率相同(或几乎相同)。存在频率差值，并且可在结垢或溶蚀之后测量。
根据第二优选可能性，当第一板(例如图3中的第一板320)没有结垢或未被溶蚀时，第一电谐振振动的谐振频率和第二电谐振振动的谐振频率不同。该差值优选大于500Hz。频率差值增大或减小，并且可在结垢或溶蚀之后测量。
步骤530和560以及540和570可例如通过机器100的未在任何附图中示出并且可电连接到传感器布置结构300的电缆314和344的测量或监测电子单元来执行。
上述测量或监测电子单元可处理所执行的频率测量以及比较例如减去所测量的谐振频率(参见步骤580)。例如，每当其在第一电谐振振动的谐振频率和第二电谐振振动的谐振频率之间进行频率减法时，其可将相减的值与阈值上限和/或阈值下限进行比较；如果超过这些阈值中的任一个阈值，则其可将此类事件发信号通知例如机器的电子控制单元和/或操作者；此类信令可以是电子指示(例如，以及发送到机器的电子控制单元的电子消息)和/或视觉指示和/或声音指示。
应当注意，有利的是，使用两个振动质量块(优选在相同的温度和压力下)允许自动补偿频率测量；因此，在一个或多个阈值比较之前的一些预处理可能是不必要的。
如已经解释的，与传感器布置结构200和传感器布置结构300相同或类似的传感器布置结构可有利地在机器中安装和使用，优选涡轮机，更优选单级或多级离心式压缩机。
任何机器可包括一个或多个此类传感器布置结构。
此外，此类机器可包括测量或监测电子单元或与测量或监测电子单元相关联；同一单元可(通过有线和/或无线连接)连接到一个或多个此类传感器布置结构。
在这些情况下，优选地，传感器布置结构的第一板形成其中工作流体流动的机器流动路径的壁的一部分。如果测量或监测溶蚀，则有利的是第一板由板材料制成，壁由壁材料制成，并且板材料和壁材料具有相同的材料；甚至还有利的是，第一板、第二板和壁的材料是相同的。

Claims (16)

1.一种用于测量机器(100)中的结垢和/或溶蚀的传感器布置结构(200、300)，所述传感器布置结构包括：
-第一压电换能器(210、310)；
-第一板(220、320)，所述第一板(220、320)固定地耦接到所述第一压电换能器(210、310)，以便形成第一单个振动质量块；
-第二压电换能器(340)；和
-第二板(350)，所述第二板(350)固定地耦接到所述第二压电换能器(340)，以便形成第二单个振动质量块；
其中所述第一压电换能器(210、310)被布置成由施加到所述传感器布置结构(200、300)的电信号激励；
其中所述传感器布置结构(200、300)被布置成安装在所述机器(100)中，使得所述第一板(220、320)暴露于所述机器(100)中的工作流体流(F)；
其中所述第二压电换能器(340)被布置成由施加到所述传感器布置结构(300)的电信号激励；
其中所述传感器布置结构(300)被布置成安装在所述机器(100)中，使得所述第二板(350)暴露于所述机器(100)的工作流体并且不暴露于所述机器(100)中的所述工作流体流(F)；
其中所述第二单个振动质量块等于所述第一单个振动质量块；并且
其中所述传感器布置结构(300)被布置成安装在所述机器(100)中，使得所述第一压电换能器(310)、所述第一板(320)、所述第二压电换能器(340)、所述第二板(350)暴露于相同的温度并暴露于相同的压力。
2.根据权利要求1所述的传感器布置结构(300)，所述传感器布置结构还包括：
-第一腔体(372)；
其中所述第一单个振动质量块定位在所述第一腔体(372)的第一侧上；
其中所述第二单个振动质量块定位在所述第一腔体(372)的第二侧上；并且
其中所述第二侧不同于所述第一侧。
3.根据权利要求2所述的传感器布置结构(300)，
其中所述第二侧与所述第一侧相对；并且
其中中空构件(370)适配在所述第一单个振动质量块和所述第二单个振动质量块之间。
4.根据权利要求2或3所述的传感器布置结构(300)，所述传感器布置结构还包括：
-第二腔体(382)；
其中所述第二单个振动质量块也定位在所述第二腔体(382)的一侧上；并且
其中所述第二腔体(382)被布置成接纳所述机器(100)的所述工作流体。
5.根据权利要求4所述的传感器布置结构(300)，
其中所述第一腔体(372)被布置成与所述机器(100)的工作流体流动路径流体连通。
6.根据权利要求4所述的传感器布置结构(300)，所述传感器布置结构还包括：
-排放通道(388)；
其中所述排放通道(388)流体耦接到所述第二腔体(382)并且被布置成从所述第二腔体(382)排放液体。
7.根据权利要求4所述的传感器布置结构(300)，所述传感器布置结构还包括：
-液体检测器(390)；
其中所述液体检测器(390)定位在所述第二腔体(382)中。
8.根据权利要求1所述的传感器布置结构(300)，所述传感器布置结构还包括：
-管状壳体(380)，所述管状壳体被布置成适配在所述机器(100)的流动路径(130)的壁(134)的凹陷部(135)中。
9.一种用于监测结垢和/或溶蚀的机器(100)，所述机器被布置成通过在所述机器的内部流动路径(130)中流动的工作流体操作，所述机器包括：
-根据前述权利要求中任一项所述的至少一个传感器布置结构(200、300)；
其中所述第一板(220、320)形成所述流动路径(130)的壁(132、134)的一部分。
10.根据权利要求9所述的机器(100)，
其中所述第一板(220、320)由板材料制成；
其中所述壁(132)由壁材料制成；并且
其中所述板材料和所述壁材料是相同的材料。
11.根据权利要求9或10所述的机器(100)，所述机器为涡轮机。
12.根据权利要求9或10所述的机器(100)，所述机器为单级或多级离心式压缩机。
13.一种用于测量根据权利要求9-12中任一项所述的机器的内部流动路径的壁上的结垢和/或溶蚀的方法(400、500)，所述方法包括以下步骤：
A)由第一激励电信号重复激励(430、530)第一压电换能器，使得所述第一压电换能器产生第一电谐振振动，所述第一压电换能器是集成到所述壁中的第一振动质量块的一部分；
B)重复测量(440、540)所述第一电谐振振动的谐振频率；
C)由第二激励电信号重复激励(560)第二压电换能器，使得所述第二压电换能器产生第二电谐振振动，所述第二压电换能器是被定位成靠近所述第一振动质量块但远离所述壁的第二振动质量块的一部分；
D)重复测量(570)所述第二电谐振振动的谐振频率；以及
E)重复比较(580)所述第一电谐振振动的所述谐振频率和所述第二电谐振振动的所述谐振频率。
14.根据权利要求13所述的方法(400、500)，
其中所述第一电谐振振动的所述谐振频率大于20KHz。
15.根据权利要求13或14所述的方法(500)，
其中所述第二电谐振振动的所述谐振频率大于20KHz。
16.根据权利要求13或14所述的方法(500)，
其中所述第一电谐振振动的所述谐振频率和所述第二电谐振振动的所述谐振频率是不同的，所述第一电谐振振动的所述谐振频率和所述第二电谐振振动的所述谐振频率之间的差值大于500Hz。
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