CN115977749A - 用于测量涡轮机中的角度的系统和方法 - Google Patents

Abstract

工具(16)包括第一主体部分(100)，该第一主体部分具有围绕空间(118)彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部(114,116)，其中该相对的第一凹部和第二凹部(114,116)被配置成接触安置在该空间(118)中的第一部件(220)的相对侧(224,226)。工具(16)包括第二主体部分(102)，该第二主体部分被配置成相对于该第一主体部分(100)旋转，其中该第二主体部分(102)被配置成接触相对于该第一部件(220)的基准表面(224,250,252)。工具(16)进一步包括角度测量仪(124)，该角度测量仪被配置成基于第二主体部分(102)相对于第一主体部分(100)的角位置来测量第一部件(220)的角度。

Description

用于测量涡轮机中的角度的系统和方法

背景技术

本申请总体上涉及一种用于测量涡轮机中的角度(诸如刀片或叶片的角度)的系统和方法。

涡轮机(诸如压缩机或涡轮)可以包括围绕旋转轴线周向布置的多个叶片或刀片。在某些情况下，可能期望获得叶片或刀片中的一者或多者的角度测量结果，诸如在制造、测试、维修和/或校准期间。例如，气体涡轮引擎可以包括压缩机的入口气室内的多个入口导向叶片(IGV)。控制系统可以被配置成改变IGV的角度，从而在气体涡轮引擎的操作期间改变进入压缩机的进气的流速。通常校准控制系统以确保IGV的实际角度与控制系统控制的预期角度匹配。因此，可以使用牵引机测量IGV的角度。不幸的是，技术人员在IGV驻留的压缩机的钟口中执行测量过程中空间有限。技术人员在同时调节、拧紧和/或读取牵引机期间可能难以将牵引机保持抵靠在IGV上。另外，由于牵引机的不正确放置(例如，向后放置、缺乏与IGV的表面接触等)，牵引机可能提供不准确的测量结果。

出于至少这些原因，需要一种改进的工具来测量IGV以及其他叶片和刀片的角度。

发明内容

下面概述了与最初要求保护的主题的范围相当的某些实施方案。这些实施方案并非旨在限制要求保护的实施方案的范围，而是这些实施方案仅旨在提供主题的可能形式的简要概述。实际上，当前要求保护的实施方案可以包括可以与下面阐述的实施方案类似或不同的各种形式。

在某些实施方案中，工具包括第一主体部分，该第一主体部分具有围绕空间彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部，其中相对的第一凹部和第二凹部被配置成接触安置在空间中的第一部件的相对侧。该工具包括第二主体部分，该第二主体部分被配置成相对于第一主体部分旋转，其中第二主体部分被配置成接触相对于第一部件的基准表面。该工具还包括角度测量仪，该角度测量仪被配置成基于第二主体部分相对于第一主体部分的角位置来测量第一部件的角度。

在某些实施方案中，工具包括第一主体部分，该第一主体部分具有围绕空间彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部，其中第一主体部分包括第一臂部分和第二臂部分，该第一臂部分和第二臂部分被配置成相对于彼此移动以调整第一凹部和第二凹部之间的距离。该工具还包括第二主体部分，该第二主体部分被配置成相对于第一主体部分旋转。该工具还包括角度测量仪，该角度测量仪被配置成基于第二主体部分相对于第一主体部分的角位置来测量角度。

在某些实施方案中，一种方法包括定位第一主体部分，该第一主体部分围绕空间彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部，使得相对的第一凹部和第二凹部接触安置在空间中的第一部件的相对侧。该方法还包括相对于第一主体部分旋转第二主体部分，以接触相对于第一部件的基准表面。该方法还包括通过角度测量仪基于第二主体部分相对于第一主体部分的角位置来测量第一部件的角度。

附图说明

当参考附图阅读以下详细描述时，将更好地理解当前公开的技术的这些和其他特征、方面和优点，在整个附图中，相同的字符表示相同的零件，其中：

图1是气体涡轮系统的实施方案的示意图，该气体涡轮系统具有用于测量相邻刀片或叶片的角度的角度测量工具；

图2是图1的角度测量工具的实施方案的顶视示意图；

图3是沿图2的线3-3截取的角度测量工具的实施方案的侧视示意图，其进一步说明角度测量工具的臂部分的细节；

图4是图1至图3的角度测量工具的角度测量仪的视觉标志的实施方案的示意图；

图5是图1至图4的角度测量工具的电位计的实施方案的示意图；

图6是图1至图5的角度测量工具的角度测量仪的电子计单元的实施方案的示意图；

图7是联接到刀片或叶片的角度测量工具的实施方案的透视图；

图8是联接到刀片或叶片的角度测量工具的实施方案的透视图；

图9是联接到刀片或叶片的角度测量工具的实施方案的透视图；

图10是联接到刀片或叶片的角度测量工具的实施方案的透视图；并且

图11是联接到刀片或叶片的角度测量工具的实施方案的透视图。

具体实施方式

下面描述当前公开的系统的一个或多个具体实施方案。为了提供这些实施方案的简明描述，可能未在说明书中描述实际实施方式的所有特征。应当理解，在任何此类实际实施方式的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定于实施方式的决策以实现开发者的特定目标，诸如遵守系统相关和业务相关的约束，这些约束可能因实施方式而异。此外，应当理解，此类开发工作可能是复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的普通技术人员来说仍然是设计、制作和制造的常规任务。

当介绍当前公开的实施方案的各种实施方案的元件时，冠词“一个”、“一种”、“该”和“所述”旨在意指存在元件中的一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包含性的，并且意味着可能存在除列出元件之外的附加元件。

如下文详细讨论的，角度测量工具的各种实施方案被配置成使用户对刀片或叶片的角度的测量变得简化。角度测量工具被配置成确保通过弹簧加载臂与刀片或叶片正确接触，使得可以在角度测量期间围绕刀片或叶片压缩地配合角度测量工具。弹簧加载臂、弹簧加载臂上的钩部分和下文论述的其他特征可以使得技术人员仅使用一只手即可获得角度测量结果，这在紧密空间中是特别有利的。另外，弹簧加载臂、弹簧加载臂上的钩部分和下文论述的其他特征可以使得角度测量工具能够附接到刀片或叶片，而无需用户将手置于刀片或叶片(例如，IGV)的平面，从而当用户获取刀片或叶片的角度测量结果时提高安全性。角度测量工具可以通过表面上的物理标记、电子显示器或另一局部指示器在角度测量工具处原位显示角度测量结果。另外，角度测量工具可以使用传感器(例如，角度传感器、位置传感器和/或电位计)来获得指示刀片或叶片的角位置的传感器数据，其中传感器数据可以存储在存储器中和/或传送到远程工作站(例如，计算机和/或电子显示器)以用于显示给远程操作者。因此，角度测量工具可以包括通信电路(例如，有线和/或无线通信电路)以启用通信。尽管图示和描述了用于与刀片或叶片(例如，一对相邻的IGV)使用的角度测量工具，但是角度测量工具可用于测量任何期望的机器部件和任何数量的相邻部件(例如，2、3、4、5或更多个刀片或叶片，诸如IGV)的角度。

图1是气体涡轮系统10的实施方案的框图，该气体涡轮系统具有联接到控制系统14的气体涡轮引擎12。如下面进一步详细讨论的，气体涡轮系统10可以使用角度测量工具16来测量气体涡轮引擎12的一个或多个区段中相邻刀片或叶片之间的角度。角度测量工具16还可以用于测量以下设备中的其他静止或可移动部件的角度：气体涡轮系统10、电厂设备、泵、压缩机、涡轮(例如，蒸汽涡轮机、水涡轮机、风力涡轮机等)、发动机、工业自动化设备、车辆或任何其他合适的应用。下面参考图1至图11讨论角度测量工具16的各种特征，并且可以将各种特征彼此以任何合适的组合使用。然而，在移动到角度测量工具16之前，气体涡轮系统10将描述为用于使用角度测量工具16的一种可能的上下文。

气体涡轮引擎12包括进气区段18、压缩机区段20、燃烧器区段22、涡轮区段24、负载26和排气区段28。进气区段18可以包括具有一个或多个消音器挡板的管道、流体注入系统(例如，用于抗冰的加热流体注入)、空气过滤器或其任何组合。压缩机区段20可以包括具有钟口32的上游入口管道30，其中入口管道30包括内轮毂34、围绕内轮毂34周向安置以限定进气流动路径的外壁36、在进气流动路径内在内轮毂34和外壁36之间径向延伸的多个静止叶片38，以及围绕进气流动路径内的中心轴线周向布置的多个入口导向叶片(IGV)40。入口导向叶片40还可以联接到一个或多个致动器42，该致动器通信地耦合到控制系统14并由控制系统14控制。在操作中，控制系统14被配置成调整入口导向叶片40的位置(例如，角位置)以在气体涡轮引擎12的操作期间改变进入压缩机区段20的进气的流速。每个入口导向叶片40的角位置可以相对于入口管道30和/或压缩机区段20的中心轴线、相对于中心轴线的径向轴线或相邻的入口导向叶片40。

压缩机区段20包括一个或多个压缩机级44，其中每个压缩机级44包括多个压缩机刀片46，该多个压缩机刀片联接到压缩机壳体50内的压缩机轴48，以及联接到压缩机壳体50的多个压缩机叶片52。压缩机刀片46和压缩机叶片52围绕压缩机轴48的中心轴线在每个压缩机级44内周向布置。压缩机级44可包括1个和20个或更多个压缩机级。另外，压缩机级44在通过压缩机区段20的流动方向上的压缩机刀片46的集和压缩机叶片52的集之间替代。在操作中，压缩机级44在递送到燃烧器区段22之前逐渐压缩进气。

燃烧器区段22包括各具有一个或多个燃料喷嘴56的一个或多个燃烧器54。在某些实施方案中，燃烧器区段22可以具有围绕气体涡轮引擎12的中心轴线延伸的单个环形燃烧器54。然而，在一些实施方案中，燃烧器区段22可以包括围绕气体涡轮引擎12的中心轴线周向间隔开的2、3、4、5、6或更多的燃烧器54。燃料喷嘴56从压缩机区段20接收压缩空气58和来自燃料供应系统62的燃料60，混合燃料和空气，并且点燃混合物以产生热燃烧气体64，然后使之离开每个燃烧器54并进入涡轮区段24。

涡轮区段24包括一个或多个涡轮级66，其中每个涡轮级66包括围绕涡轮壳体72内部的涡轮轴70周向布置并且联接到该涡轮轴70的多个涡轮刀片68，以及围绕涡轮轴70周向布置的多个涡轮叶片74。涡轮级66可包括1个和10个或更多个涡轮级。另外，涡轮级66在流过涡轮区段24的流动方向上的涡轮刀片68的集和涡轮叶片74的集之间替代。在操作中，热燃烧气体64逐渐膨胀并驱动涡轮刀片68在涡轮级66中的旋转。

负载26可以包括发电机、机器或一些其他驱动负载。负载26可以安置在气体涡轮引擎12的热端处，如图1所示，或者负载26可以安置在气体涡轮引擎12的冷端处(例如，邻近压缩机区段20)。排气区段28可以包括排气管、排气处理设备、消音器或其任何组合。在一些实施方案中，排气区段28可以包括热交换器，诸如热回收蒸汽发生器(HRSG)，该热回收蒸汽发生器被配置成产生蒸汽以驱动蒸汽涡轮机。

控制系统14可以包括一个或多个控制器76，每个控制器具有处理器78、存储器80、存储在存储器80上并且可由处理器78执行的指令82，以及被配置成与角度测量工具16通信的通信电路84。控制系统14还联接到各种传感器(S)，如由整个气体涡轮系统10中的元件编号86所指示的。例如，传感器86可以联接到并监控进气区段18、压缩机区段20、燃烧器区段22的燃烧器54、涡轮区段24、负载26和排气区段28处的状况。控制系统14被配置成从传感器86接收反馈，以便于调整气体涡轮引擎12的各种操作参数，诸如进气流、来自燃料供应系统62的燃料供应到燃烧器54、排气处理设备在排气区段28中的操作或其任何组合。例如，控制系统14可以被配置成控制致动器42以改变入口导向叶片40的角位置，从而控制从进气区段18进入压缩机区段20的进气流速。如下面进一步详细讨论的，角度测量工具16被配置成测量入口导向叶片40的角度，从而有助于确保入口导向叶片40和致动器42的正确校准和操作。

在操作中，气体涡轮系统10从进气区段18接收进入入口管道30的空气，如箭头88所示，入口导向叶片40由致动器42控制，以调整入口导向叶片40的角位置以调节进入压缩机区段20的空气流速，并且压缩机区段被配置成压缩被供应到燃烧器区段22中的空气流。例如，压缩机区段20的每个级44将气流与多个刀片46压缩。然后，压缩空气流58进入燃烧器54中的每个燃烧器，其中燃料喷嘴56将压缩空气流与来自燃料供应系统62的燃料60混合。然后燃料和空气的混合物在每个燃烧器54中燃烧以产生热燃烧气体64，该热燃烧气体流入涡轮区段24中以驱动涡轮刀片68在每个级66中的旋转。涡轮刀片68的旋转驱动涡轮轴70的旋转，这继而驱动负载26和压缩机区段20经由联接到负载26的轴90和联接到压缩机轴48的轴92旋转。涡轮区段24然后将废气94排放到排气区段28中以用于最终处理和排放到环境中。

角度测量工具16被配置成测量在整个气体涡轮系统10中的各种叶片或刀片的角位置，诸如入口导向叶片40、压缩机刀片46、涡轮刀片68、压缩机叶片52和/或涡轮叶片74的角位置。例如，当校准或检查入口导向叶片40相对于入口导向叶片40的预期位置(例如，由控制系统14预期)的位置时，可以使用角度测量工具16。所示角度测量工具16包括通过旋转接头104可旋转地联接到主体部分102的主体部分100。主体部分100可以包括臂部分106和臂部分108，该臂部分被配置成相对于彼此收缩和伸展，例如，通过相对于彼此轴向移动臂部分106和臂部分108。臂部分106和臂部分108可以包括具有相应凹部114和凹部116的相应钩部分110和钩部分112。臂部分106和臂部分108被配置成围绕空间118在相对的钩部分110和钩部分112之间收缩和伸展(例如，朝向和远离彼此轴向移动)，从而使钩部分110和钩部分112能够围绕叶片或刀片(诸如入口导向叶片40中的第一个入口导向叶片)的相对侧抓取和压缩性固定主体部分100。主体部分102还包括具有相应凹部122的臂部分120，该凹部被配置成接触入口导向叶片40中的第二个入口导向叶片。臂部分120被配置成经由旋转接头104相对于主体部分100旋转。在例示的实施方案中，臂部分120在旋转接头104处可旋转地联接到臂部分108。

另外，角度测量工具16包括角度测量仪124，该角度测量仪可以在臂部分108处联接到主体部分100。角度测量仪124被配置成测量主体部分102的臂部分120相对于主体部分100的臂部分108的角位置。在操作中，通过角度测量仪124测量的角位置被配置成指示两个相邻刀片或叶片(诸如相邻的入口导向叶片40)的角位置。角度测量仪124可以包括在主体部分100的臂部分108的表面上的多个角度标记(例如，角位置标记)，使得主体部分102的臂部分120沿标记126移动以指示臂部分120的角位置，并且因此指示刀片或叶片(例如，入口导向叶片40)。角度测量仪124还可以包括电子计单元128，该电子计单元可以包括显示器、通信电路、处理器、存储器、传感器，以测量臂部分120相对于臂部分108的角位置或其任何组合。例如，电子计单元128可以感测臂部分120的位置，并且在电子显示器上显示角位置。另外，电子计128可以感测臂部分120的位置，并且将数据传送到控制系统14，指示臂部分120的角位置。同样，臂部分120相对于臂部分108的角位置指示相邻刀片或叶片(例如，相邻的入口导向叶片40)的角位置。

如下面进一步详细讨论的，具有相应凹部114和凹部116的钩部分110和钩部分112可以被配置成围绕刀片或叶片(诸如入口导向叶片40)的前缘和后缘压缩配合，以将角度测量工具16固定在适当位置来进行角度测量。臂部分120被配置成相对于由钩部分110和钩部分112捕获的第一刀片或叶片(例如，第一入口导向叶片40)接合基准表面，诸如第二相邻刀片或叶片(例如，相邻的入口导向叶片40)上的基准表面。基准表面可以包括一个或多个刀片或叶片(例如，入口导向叶片40)的前缘和/或后缘。例如，臂部分120的凹部122可以与相邻的入口导向叶片40的前缘接合作为基准表面。一旦钩部分110和钩部分112围绕第一入口导向叶片40压缩配合，并且凹部122接触相邻的入口导向叶片40的前缘，则角度测量仪124可用于确定两个相邻的入口导向叶片40的角位置。例如，角度测量仪124被配置成基于主体部分102(例如，臂部分120)相对于主体部分100(例如，臂部分108)的角位置来测量第一刀片或叶片(例如，入口导向叶片)或第一和第二刀片或叶片(例如，入口导向叶片)两者的角度。

图2是如图1所示的角度测量工具16的实施方案的顶视示意图，其进一步说明主体部分100的臂部分106和臂部分108与主体部分100和主体部分102的臂部分108和臂部分120之间的连接件的细节。如图所示，主体部分100的臂部分106和臂部分108可滑动地联接在一起以促进钩部分110与钩部分112之间的轴向移动。具体地，臂部分106和臂部分108具有伸缩式套叠或滑动轴向连接件130，其中臂部分106和臂部分108沿着如轴线132所指示的轴向路径彼此内部安置。如图所示，臂部分106包括轴向孔或通道134，该轴向孔或通道滑动地接纳臂部分108的轴向部分136。在替代实施方案中，臂部分108包括轴向孔或通道134，该轴向孔或通道滑动地接纳臂部分106的轴向部分136。

如图所示，轴向部分136轴向滑入和滑出轴向孔或通道134，并且经由弹簧138偏置。所示的弹簧138联接到轴向孔或通道134的端部142处的钩或紧固件140，以及在臂部分108的轴向部分136的端部146处的钩或紧固件144。弹簧138处于张力以将臂部分108的轴向部分136向内拉到轴向孔或通道134中，从而使相应臂部分106和臂部分108的钩部分110和钩部分112朝向彼此向内移动，以促进与刀片或叶片(诸如设置在凹部114和凹部116之间的空间118中的入口导向叶片40)的前缘和后缘的接合。在一些实施方案中，弹簧138可以是机械弹簧、流体弹簧(例如，气动或液体驱动的弹簧，诸如由汽缸中的流体压力偏置的活塞)、磁体或其任何组合。

还如图2所示，臂部分120被配置成通过旋转接头104绕臂部分108旋转。在某些实施方案中，旋转接头104包括销轴148和抵制装置150。例如，抵制装置150可以包括围绕销轴148的环形衬套或套筒，使得衬套或套筒可以提供一些摩擦以控制臂部分120相对于臂部分108的移动。在一些实施方案中，抵制装置150可以包括扭转弹簧，以在朝向钩部分110的方向上偏置臂部分120，使得凹部122可以正向接合相邻的入口导向叶片40的基准表面。抵制装置150还可以包含在旋转方向上具有多个增量步骤的一个或多个同轴环形套筒，使得臂部分120的旋转通过在角度测量工具16的操作期间从一个角度位置点击到另一个角度位置而发生。另外，抵制装置150可以包括被配置成锁定旋转接头处的角位置的角锁。如下文进一步讨论的，所展示的主体部分100可以包括一个或多个组的臂部分106和臂部分108。

图3是沿线3-3截取的图2的角度测量工具16的示意性侧视图，进一步说明主体部分100的细节。在某些实施方案中，主体部分100可以包括臂部分106和臂部分108中的多个平行臂。例如，如图3所示，臂部分106包括多个臂160，并且臂部分108包括多个臂162。尽管图3示出了两个臂160和两个对应臂162，但是臂部分106和臂部分108的实施方案可以包括2、3、4、5、6、7、8、9、10或更多组臂160和臂162。另外，臂部分106的臂160可以经由在臂160的相对末端部分166和相对末端部分168处在臂160之间横向(例如，垂直)延伸的一个或多个中间支撑件164联接在一起。中间支撑件164还可以安置在相对末端部分166和相对末端部分168之间的一个或多个中间位置处。臂部分108还可以包括在臂162之间横向(例如，垂直)延伸的一个或多个中间支撑件170。在例示的实施方案中，中间支撑件170安置在邻近钩部分112的臂162的末端部分172处。在例示的实施方案中，中间支撑件164和中间支撑件170彼此平行。

如图3进一步所示，每对或臂160和臂162具有如上文参考图2更详细地描述的伸缩式套叠或滑动轴向连接件130。因此，每个臂160包括轴向孔或通道134，而每个臂162包括轴向部分136。再次，弹簧138连接到钩或紧固件140和钩或紧固件144，从而将臂160和臂162朝向彼此弹簧偏置(例如，将轴向部分136弹簧偏置到轴向孔134中)。在例示的实施方案中，臂160和臂162彼此平行。特别地，臂160通过中间支撑件164以平行关系联接在一起，臂162通过中间支撑件170以平行关系联接在一起，并且臂162相对于臂160以平行关系一起移动。

图4是角度测量仪124的实施方案的示意图，示出了标记126的细节。如图所示，标记126可以包括沿着角度测量仪124的表面上的路径182安置的一系列标记180。例如，标记180可以包括线性凹槽或狭槽、线性突起、着色标记或其任何组合。路径182可以是线性路径，随臂部分120围绕旋转接头104的角度移动的弯曲路径，或另一合适的布置。如图所示，标记180可以以均匀的间距彼此间隔开，这可以促进预定单位的角位置的测量。角度测量仪124还可以包括在臂部分120的远侧端部186上的突出测量尖端184(例如，三角形尖端、窄尖端或指针)。例如，尖端184可以是线性突起，该线性突起的宽度小于臂部分120的10％或20％(例如，宽度小于1mm或2mm)。尖端184可以促进沿标记180的更精确的测量。角度测量仪124还可以包括电子计单元128，如下文进一步详细讨论的。

图5是角度测量仪124的实施方案的示意图，进一步说明可以用作电子计单元128的一部分的电位计190。电位计190可以包括弓形或弯曲的导电或电阻轨道192以及联接到旋转接头104并且可滑动地沿着轨道192滑动的擦拭器194。轨道192的相对端可包括正电压196和零电压198，使得擦拭器194沿轨道192的移动改变提供给电子计128的输出电压200。以此方式，电位计190可以根据主体部分102相对于主体部分100的臂部分120的角位置提供可变电压。电位计190产生的电压被配置成除了由标记126提供的视觉测量之外提供角度测量。

图6是角度测量仪124的电子计单元128的实施方案的图表。在例示的实施方案中，电子计单元128包括显示器202、控制器204、监测系统或监视器206以及通信电路208。显示器202可以包括电子显示器，诸如液晶显示器(LCD)，该液晶显示器被配置成显示由监视器206获得的角度测量结果。控制器204包括处理器210、存储器212和存储在存储器212上的指令214，并且可由处理器216执行以处理传感器输入和用户输入，确定角位置，并且将角位置输出到显示器202。监视器206包括一个或多个传感器216，诸如电位计190、位置传感器、角度传感器、光学传感器或其任何组合。通信电路208可以包括有线和无线通信电路，使得电子计单元128可以将角度测量数据传送到控制系统14，如上文参考图1所讨论的。

图7是联接到一对刀片或叶片220和刀片或叶片222的角度测量工具16的实施方案的透视图。刀片或叶片220和刀片或叶片222可以包含一对相邻的入口导向叶片40、一对相邻的压缩机刀片46、一对相邻的涡轮刀片68、一对相邻的压缩机叶片52或一对相邻的涡轮叶片74。角度测量工具16具有如上文参考图1至图6所描述的基本上类似或相同的特征。因此，如上文详细讨论的，相同的特征用相同的元件编号示出。

所示角度测量工具16包括主体部分100，该主体部分在臂部分106中具有一对臂160和臂部分108中的一对臂162。臂160彼此偏移一定距离，并且中间支撑件164在臂160之间延伸并且将臂160联接在一起。类似地，臂162彼此偏移一定距离。臂160和臂162布置成两个相邻对，每对具有伸缩式套叠或滑动轴向连接件130，其包括弹簧138，以将臂162偏置或拉入臂160中。因此，每对臂160和臂162的弹簧偏置布置使钩部分110和钩部分112围绕刀片或叶片220朝向彼此向内偏置和移动，从而偏置凹部114和凹部116以接合刀片或叶片220的前缘和后缘224和226。

另外，臂部分120经由旋转接头104可旋转地联接到臂部分108，使得臂部分120朝向刀片或叶片222的前缘224旋转。在例示的实施方案中，臂部分120经由旋转接头230可旋转地联接到主体部分102的臂部分228。臂部分228包括凹部122，该凹部接合刀片或叶片222的前缘224。旋转接头104和旋转接头230可以包括销轴148和抵制装置150，如上文参考图2所述。因此，抵制装置150可以促进控制臂部分120和臂部分228的旋转，使得在臂部分120和臂部分228旋转之后，旋转位置可以相对稳定(例如静态，除非施加阈值力)。例如，除非用户施加足以克服抵制装置150的阻力，否则臂部分120和/或臂部分228的旋转位置可以保持固定在相应的旋转接头104和旋转接头230处。在一些实施方案中，在旋转接头104处的抵制装置150包括扭转弹簧(和/或螺旋弹簧在臂部分108和臂部分120之间以距旋转接头104的偏移距离延伸)，从而围绕旋转接头104施加扭矩以将凹部122朝向刀片或叶片222的前缘224偏置。在该特定实施方案中，在凹部122接合刀片或叶片222的前缘224之后，用户可以施加相反的力以克服弹簧的弹簧力，以相对于刀片或叶片222分离和/或重新定位角度测量工具16。

在一些实施方案中，旋转接头104和旋转接头230的抵制装置150可以包括锁定机构或角锁，其可以被接合以在凹部122接合刀片或叶片222的前缘224之后锁定臂部分120和臂部分228的旋转位置。角锁可以包括装配到多个锁定凹部中的一个锁定凹部中的弹簧加载的锁定销轴、在臂部分120和臂部分228之间延伸的螺纹紧固件(例如，拇指螺钉)、被配置成增加臂部分120和臂部分228之间的摩擦和/或增加旋转接头230处的摩擦的可调摩擦装置，或其任何组合。抵制装置150可以包括本文所述的特征的任何组合，诸如角锁、弹簧、通过摩擦抵抗旋转的一个或多个同轴套筒、被配置成从一个旋转位置点击到另一旋转位置的点击机构(类似套筒扳手)，或其任何组合。

在凹部114、116和122与刀片或叶片220和222的对应前缘和后缘224和226接合后，可以通过角度测量仪124确定刀片或叶片220和222的角位置。如图所示，臂部分120沿标记126的相对位置可以用于在视觉上确定刀片或叶片220和222的角位置。另外，电子计单元128可用于基于有关臂部分120相对于主体部分100的角位置的传感器反馈来确定刀片或叶片220和222的角位置。由于抵制装置150、弹簧偏置触点和/或上文所描述的角锁，用户可以通过角度测量工具16获得刀片或叶片220和222的准确角度测量结果，而不会有任何不准确性来引起角度测量工具16与刀片或叶片220与222之间的不正确接触。例如，在角度测量工具16的操作中，主体部分102的臂部分228的凹部122可以保持弹簧偏置与刀片或叶片222的前缘224接触，并且主体部分100的臂部分106和臂部分108的凹部114和凹部116保持弹簧偏置与刀片或叶片220的前缘和后缘224和226接触。因此，在获得角度测量结果时，在角度测量工具16与刀片或叶片220和222之间保持了正确的接触，即使用户无法维持对角度测量工具16的抓握。因此，用户可以仅使用一只手(即，单手操作)将角度测量工具16固定到刀片或叶片220和222，并且然后在不用手握角度测量工具16的情况下获得测量结果。

图8是以与上文详细描述的类似方式联接到刀片或叶片220和222的角度测量工具16的实施方案的透视图。主体部分100具有与上文参考图1至图7所描述的基本相同的特征。例如，主体部分100具有臂部分106和臂部分108，该臂部分具有两对臂160和臂162。每对臂160和臂162通过伸缩式套叠或滑动轴向连接件130联接在一起，该伸缩式套叠或滑动轴向连接件包括弹簧138，该弹簧被配置成将每个臂162向内拉到臂160中，以使钩部分110和钩部分112朝向彼此偏置以将凹部114和凹部116与刀片或叶片220的前缘和后缘224和226接合。角度测量工具16还包括联接到主体部分100和主体部分102的角度测量仪124。然而，主体部分102不同于图1至图7的实施方案。

如图8所示，主体部分102包括延伸臂240，该延伸臂在远离臂部分106和臂部分108的方向上从角度测量仪124延伸并且远离刀片或叶片220的前缘224。主体部分102还包括臂部分242，该臂部分经由旋转接头244可旋转地联接到延伸臂240，并且臂部分246经由旋转接头248可旋转地联接到臂部分242。类似于旋转接头104，旋转接头244和旋转接头248中的每个旋转接头可以包括销轴148和抵制装置150。臂部分246跨角度测量仪124延伸，使得臂部分246沿标记126在可变角度位置处延伸。臂部分246沿标记126的位置被用于识别刀片或叶片220和222的角位置。另外，电子计单元128可用于监测臂部分246沿角度测量仪124的角位置，并且因此监测刀片或叶片220和222的角位置。在例示的实施方案中，臂部分246接触刀片或叶片222上的基准表面250和刀片或叶片220上的基准表面252。所示的基准表面250和基准表面252对应于刀片或叶片220和222中的每一者上的前缘224。图8的臂部分246是直线矩形杆，该直线矩形杆沿基准表面250和基准表面252在垂直于刀片或叶片220和222的前缘224的方向上延伸。同样，旋转接头244和旋转接头248中的每个旋转接头可以包括抵制装置150，以帮助在围绕旋转接头244和旋转接头248旋转之后保持臂部分242和臂部分246的位置，使得在角度测量工具16与刀片或叶片220和222之间保持正确的接触。

图9是联接到刀片或叶片220和222的角度测量工具16的实施方案的透视图。如图所示，图9的角度测量工具16与上文参考图1至图8所示和描述的基本相同。然而，在例示的实施方案中，臂部分120排除被配置成接合刀片或叶片222的前缘224的凹部122。相反，如图9所示的臂部分120是直线矩形杆，该直线矩形杆具有面向刀片或叶片220和222的前缘224的平坦表面。另外，臂对或臂160彼此偏移并且通过类似于图7和图8的一个中间支撑件164联接在一起，而臂162彼此偏移并且通过一个中间支撑件170联接在一起，如图3所示。角度测量工具16的其他方面如上文参考图1至图8所详细描述。

如图9所示，臂部分120被配置成至少与作为刀片或叶片222上的基准表面250的前缘224接触，而臂部分120也可以接触作为刀片或叶片220上的基准表面252的前缘224。在臂部分120与基准表面250和基准表面252之间接触时，刀片或叶片220和222的角位置可以由臂部分120相对于标记126的位置和/或如上文详细描述的电子计单元128的位置传感器确定。

图10是联接到刀片或叶片220和222的角度测量工具16的实施方案的透视图，用于角度测量。在例示的实施方案中，角度测量工具16具有如上文参考图1至图9所描述的基本上相同的特征。然而，角度测量工具16的主体部分102以几种方式与先前实施方案不同。例如，主体部分102的臂部分120排除凹部122并且具有平坦的矩形或直矩形结构，其被配置成接触限定刀片或叶片222的基准表面250的前缘224。另外，臂部分120经由旋转接头104联接到主体部分100的臂部分108，其中旋转接头104的连接区域具有与臂部分120的盘形部分262重叠和对准的臂部分108的盘形部分260。角度测量工具16的其他方面与上文详细描述的基本相同。

如图10所示，盘形部分260和盘形部分262彼此竖直堆叠，其中旋转接头104沿中心轴线264延伸穿过盘形部分260和盘形部分262两者。角度测量仪124部分地设置在臂部分120的盘形部分262上。例如，标记126围绕旋转接头104以圆形布置设置在盘形部分262周围。旋转接头104具有在盘形部分262上方竖直或垂直延伸的突出部分266，并且突出部分266包括在突出部分266的侧壁上的标记268(例如，指针)。标记268提供相对于标记126的角位置的指示。例如，具有标记268的突出部分266可以相对于盘形部分260处于固定位置，而具有标记126的盘形部分262与臂部分120一起旋转，同时将臂部分120抵靠刀片或叶片222的基准表面250定位。因此，标记268相对于标记126的位置提供臂部分120和刀片或叶片220和222两者的角位置的视觉指示。角度测量仪124还可以包括电子计单元128，该电子计单元使用位置传感器(诸如电位计190)来测量和显示臂部分120的角位置并因此测量和显示刀片或叶片220和222的角位置。

图11是联接到刀片或叶片220和222的角度测量工具16的实施方案的透视图，用于角度测量。图11的实施方案具有与图1至图10的实施方案相似的特征。然而，图11的角度测量工具16具有用于刀片或叶片220和222两者的压缩保持组件280和压缩保持组件282(例如，弹簧加载臂组件)。在例示的实施方案中，角度测量工具16包括具有压缩保持组件280和压缩保持组件282的主体部分284，以及具有角度测量仪124和臂部分288和臂部分290的主体部分286，该主体部分在角度测量仪124处在旋转接头292处可旋转地联接在一起。

主体部分284具有横跨刀片或叶片220和222的前缘224(即，基准表面250和基准表面252)延伸的横板294和横板296(例如，平行板)。横板294和横板296中的每个横板包括成角度的凹部298以接纳刀片或叶片220的前缘224，还包括成角度的凹部299以接纳刀片或叶片222的前缘224。主体部分284还包括压缩保持组件280的臂部分300和压缩保持组件282的臂部分302。臂部分300包括联接到相应横板294和横板296的臂304和臂306，而臂部分302包括联接到相应横板294和横板296的臂308和臂310。臂304、306、308和310中的每个臂包括具有凹部314的钩部分312。钩部分312的凹部314被配置成接合并接纳刀片或叶片220和222的后缘226。例如，臂304和臂306的钩部分312的凹部314接合刀片或叶片220的后缘226，而臂308和臂310的钩部分312的凹部314接合刀片或叶片222的后缘226。臂304、306、308和310中的每个臂经由一个或多个U形夹具316进一步联接到横板294和横板296，这允许臂在U形夹具316中轴向移动通过插孔318。臂304、306、308和310通过联接到夹具316中的一个夹具的弹簧320和相应臂上的紧固件322弹簧加载。因此，压缩保持组件280包括相对于横板294和横板296弹簧加载的臂304和臂306，以围绕刀片或叶片220进行压缩配合，而压缩保持组件282具有相对于横板294和横板296弹簧加载的臂308和臂310，以围绕刀片或叶片222进行压缩配合。

一旦压缩保持组件280和压缩保持组件282将角度测量工具16固定到刀片或叶片220和222的前缘和后缘224和226，则臂部分288和臂部分290就可以沿着角度测量仪124被使用以确定刀片或叶片220和222的角位置。例如，臂部分288绕旋转接头292旋转以与刀片或叶片220的表面对准，而臂部分290可以接触刀片或叶片220和222的前缘224(即，基准表面250和基准表面252)。臂部分288和因此刀片或叶片220和222的角位置通过臂部分288沿着角度测量仪124的视觉标记126的位置和/或来自电子计单元128的传感器的位置反馈来确定。

所公开的实施方案的技术效果包括被配置成测量机械(诸如气体涡轮引擎的压缩机)中刀片或叶片(例如，入口导向叶片)的角位置的角度测量工具。然而，角度测量工具可用于测量各种机械和应用中其他部件的角位置。角度测量工具包括弹簧加载臂，以将工具保持在刀片或叶片上的适当位置。角度测量工具还包括角度测量仪，该角度测量仪通过臂的角位置测量刀片或叶片的角位置，该臂可以朝向刀片或叶片的基准表面(例如，前缘)弹簧加载(或偏置)。角度测量工具确保臂与刀片或叶片之间的正确接触，即使用户无法维持对角度测量工具的抓握。角度测量仪通过视觉标记、位置传感器或其任何组合来测量角位置。

如以下阐述的，以上详细描述的主题可以由一个或多个条款来限定。

一种工具，该工具包括第一主体部分，该第一主体部分具有围绕空间朝向彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部，其中相对的第一凹部和第二凹部被配置成接触安置在空间中的第一部件的相对侧。该工具包括第二主体部分，该第二主体部分被配置成相对于第一主体部分旋转，其中第二主体部分被配置成接触相对于第一部件的基准表面。该工具包括角度测量仪，该角度测量仪被配置成基于第二主体部分相对于第一主体部分的角位置来测量第一部件的角度。

根据前述条款所述的工具，其中第一部件包括第一刀片或第一叶片，并且相对侧包括第一刀片或第一叶片的第一前缘和第一后缘。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中基准表面安置于从第一部件偏移的第二部件上，并且第二部件包括第二刀片或第二叶片。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中基准表面包括第二刀片或第二叶片的第二前缘或第二后缘。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第一部件包括气体涡轮引擎的压缩机的入口导向叶片(IGV)。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第一主体部分包括具有第一凹部的第一钩部分和具有第二凹部的第二钩部分。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第一主体部分包括第一臂部分和第二臂部分，该第一臂部分和第二臂部分被配置成相对于彼此移动以调整第一凹部和第二凹部之间的距离。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中该第一和第二臂部分被配置成相对于彼此轴向移动。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第一臂部分包括彼此偏移的多个第一臂，并且第二臂部分包括彼此偏移的多个第二臂。

根据前述条款中任一项所述的工具，该工具包括第一中间支撑件或第二中间支撑件或其组合，第一中间支撑件横向于并连接多个第一臂，第二中间支撑件横向于并连接多个第二臂。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第一凹部安置在多个第一臂中的每个第一臂中，或者第二凹部安置在多个第二臂中的每个第二臂或其组合中。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第一臂部分和第二臂部分朝向彼此弹簧偏置，以围绕空间朝向彼此驱动第一凹部和第二凹部。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第二主体部分包括第一臂部分和第二臂部分，该第一臂部分和第二臂部分被配置成相对于彼此移动以促进与基准表面的接触。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第一臂部分经由第一可旋转接头联接到第一主体部分，并且第二臂部分经由第二可旋转接头联接到第一臂部分。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第二臂部分包括被配置成接触基准表面的第三凹部，并且基准表面安置在从第一部件偏移的第二部件上。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中第二臂部分与角度测量仪相交，基准表面包括在第一部件上的第一基准表面和从第一部件偏移的第二部件上的第二基准表面，并且第二臂部分被配置成接触第一基准表面和第二基准表面。

根据前述条款中任一项所述的工具，其中仪表部分包括一系列角标记、位置传感器、显示器、通信电路或其组合。

一种工具，该工具包括第一主体部分，该第一主体部分具有围绕空间彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部，其中第一主体部分包括第一臂部分和第二臂部分，该第一臂部分和第二臂部分被配置成相对于彼此移动以调整第一凹部和第二凹部之间的距离。该工具包括被配置成相对于第一主体部分旋转的第二主体部分。该工具包括角度测量仪，该角度测量仪被配置成基于第二主体部分相对于第一主体部分的角位置来测量角度。

根据前述条款所述的工具，其中第一臂部分和第二臂部分朝向彼此弹簧偏置以将第一凹部和第二凹部朝向彼此驱动以减小距离。

一种方法，该方法包括定位第一主体部分，该第一主体部分具有围绕空间彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部，使得相对的第一凹部和第二凹部接触安置在空间中的第一部件的相对侧。该方法包括相对于第一主体部分旋转第二主体部分，以接触相对于第一部件的基准表面。该方法包括通过角度测量仪基于第二主体部分相对于第一主体部分的角位置来测量第一部件的角度。

此书面描述使用示例来描述本实施方案，包括最佳方式，并且也使得本领域的任何技术人员能够实践当前公开的实施方案，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。当前公开的的实施方案的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果此类其他示例具有与权利要求书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书的字面语言无实质差别的等效结构元件，则此类其他示例预期在权利要求书的范围内。

Claims (15)

1.一种工具(16)，所述工具包括：

第一主体部分(100)，所述第一主体部分具有围绕空间(118)彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部(114,116)，其中所述相对的第一凹部和第二凹部(114,116)被配置成接触安置在所述空间(118)中的第一部件(220)的相对侧(224,226)；

第二主体部分(102)，所述第二主体部分被配置成相对于所述第一主体部分(100)旋转，其中所述第二主体部分(102)被配置成接触相对于所述第一部件(220)的基准表面(224,250,252)；和

角度测量仪(124)，所述角度测量仪被配置成基于所述第二主体部分(102)相对于所述第一主体部分(100)的角位置来测量所述第一部件(220)的角度。

2.根据权利要求1所述的工具(16)，其中所述第一部件(220)包括第一刀片或第一叶片，并且所述相对侧(224,226)包括所述第一刀片或所述第一叶片的第一前缘(224)和第一后缘(226)。

3.根据权利要求2所述的工具(16)，其中所述基准表面(224,250,252)安置于从所述第一部件(220)偏移的第二部件(222)上，并且所述第二部件(222)包括第二刀片或第二叶片。

4.根据权利要求3所述的工具(16)，其中所述基准表面(224,250,252)包括所述第二刀片或所述第二叶片的第二前缘(224)或第二后缘(226)。

5.根据权利要求1所述的工具(16)，其中所述第一部件(220)包括气体涡轮引擎(12)的压缩机(20)的入口导向叶片(IGV)(40)。

6.根据权利要求1所述的工具(16)，其中所述第一主体部分(100)包括具有所述第一凹部(114)的第一钩部分(110)和具有所述第二凹部(116)的第二钩部分(112)。

7.根据权利要求1所述的工具(16)，其中所述第一主体部分(100)包括第一臂部分和第二臂部分(106,108)，所述第一臂部分和第二臂部分被配置成相对于彼此移动以调整所述第一凹部和第二凹部(114,116)之间的距离。

8.根据权利要求7所述的工具(16)，其中所述第一臂部分(106)包括彼此偏移的多个第一臂(160)，并且所述第二臂部分(108)包括彼此偏移的多个第二臂(162)。

9.根据权利要求8所述的工具(16)，其中所述第一凹部(114)安置在所述多个第一臂(160)中的每个第一臂中，或者所述第二凹部(116)安置在所述多个第二臂(162)中的每个第二臂或其组合中。

10.根据权利要求7所述的工具(16)，其中所述第一臂部分和第二臂部分(106,108)朝向彼此弹簧偏置，以围绕所述空间(118)朝向彼此驱动所述第一凹部和第二凹部(114,116)。

11.根据权利要求1所述的工具(16)，其中所述第二主体部分(102)包括第一臂部分和第二臂部分(120,228,240,242,246,288,290)，所述第一臂部分和第二臂部分被配置成相对于彼此移动，以促进与所述基准表面(224,250,252)的接触。

12.根据权利要求11所述的工具(16)，其中所述第一臂部分(120)经由第一可旋转接头(104)联接到所述第一主体部分(100)，并且所述第二臂部分(228)经由第二可旋转接头(230)联接到所述第一臂部分(120)。

13.根据权利要求12所述的工具(16)，其中所述第二臂部分(228)包括被配置成接触所述基准表面(224,250,252)的第三凹部(122)，并且所述基准表面(224,250,252)安置在从所述第一部件(220)偏移的第二部件(222)上。

14.根据权利要求12所述的工具(16)，其中所述第二臂部分(246)与所述角度测量仪(124)相交，所述基准表面(224,250,252)包括在所述第一部件(220)上的第一基准表面(224,252)和从所述第一部件(220)偏移的第二部件(222)上的第二基准表面(224,250)，并且所述第二臂部分(246)被配置成接触所述第一基准表面和第二基准表面(224,250,252)。

15.一种方法，所述方法包括：

定位第一主体部分(100)，所述第一主体部分具有围绕空间(118)彼此面向的相对的第一凹部和第二凹部(114,116)，使得所述相对的第一凹部和第二凹部(114,116)接触安置在所述空间中的第一部件(220)的相对侧(224,226)；

相对于所述第一主体部分(100)旋转第二主体部分(102)，以接触相对于所述第一部件(220)的基准表面(224,250,252)；以及

通过角度测量仪(124)，基于所述第二主体部分(102)相对于所述第一主体部分(100)的角位置来测量所述第一部件(220)的角度。

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