DE102011001663A1

DE102011001663A1 - System zum Überwachen einer relativen Verschiebung von Komponenten

Info

Publication number: DE102011001663A1
Application number: DE102011001663A
Authority: DE
Inventors: Glen Peter Koste; Renato Guida; Charles Erklin Seeley; Hua Xia; Sachin Dekate; Daniel Fishman; Kevin Sheridan
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2010-03-31
Filing date: 2011-03-30
Publication date: 2011-10-06
Anticipated expiration: 2031-03-31
Also published as: KR20110110051A; GB2479263B; GB2479263A; KR101840874B1; US20110242546A1; JP5785750B2; US8379225B2; DE102011001663B4; JP2011217599A; GB201105352D0

Abstract

Es wird ein System für die Überwachung einer relativen Verschiebung eines Paares von Wickelkopfkomponenten bereitgestellt. Das System enthält eine auf den Wickelkopfkomponenten befestigte Struktur. Das System enthält ferner ein auf einer nicht-gekrümmten Oberfläche der Struktur befestigtes Faser-Bragg-Gitter, wobei das Faser-Bragg-Gitter dafür konfiguriert ist, einfallende Strahlung mit einer Spitzenintensität bei einer entsprechenden Wellenlänge auf der Basis einer Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters zu reflektieren. Die Struktur ist so konfiguriert, dass die von der Struktur erzeugte Zugspannung eine Größe der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters auf einen vorbestimmten Bereich über eine Spanne der relativen Verschiebung des Paares der Wickelkopfkomponenten begrenzt.

Description

Hintergrund
Die Erfindung betrifft im Wesentlichen ein System zum Überwachen einer relativen Verschiebung von Komponenten, und insbesondere ein System zum Überwachen einer relativen Verschiebung von Wickelkopfkomponenten eines Generators.
Rotationsmaschinen, wie z. B. von Dampfturbinen oder Gasturbinen angetriebene elektrische Generatoren, haben die Fähigkeit, mehrere Tausend Ampere Strom in ihren Statorwicklungen zu leiten. Die Statorwicklungen weisen im Wesentlichen leitende Stangen auf, die in entsprechenden Schlitzen in einem Statorkern befestigt sind und Wickelköpfe, die sich über den Statorkern hinaus erstrecken. Die Wickelkopfkomponenten sind elektrodynamischen und mechanischen Kräften unterworfen, die eine Verschiebung der Wickelköpfe bewirken. Elektrodynamische Kräfte werden beispielsweise durch einen die Wickelköpfe während des Startvorgangs und Spitzenlastzuständen durchfließenden hohen Strom bewirkt. Mechanische Kräfte werden durch die normale mechanische Wärmeausdehnung und Schwingungen der Rotationsmaschinen verursacht. Es hat sich herausgestellt, dass eine übermäßige Verschiebung der Wickelköpfe verschiedene unerwünschte Effekte einschließlich derjenigen hat, dass die Wicklungsisolation in den Wickelköpfen zerstört werden kann, was zu einem Isolationszusammenbruch zwischen den Wickelköpfen führt, und dass Wickelköpfe einem Verschleiß aufgrund elektromechanischer Kräfte unterliegen, die zu einem vorzeitigen Ausfall der Rotationsmaschine führen. Es besteht ein Bedarf im Fachgebiet, den Wickelkopfstatus zu überwachen, und es ist eine frühzeitige und genaue Detektion einer Wickelkopflockerung erwünscht.
Es wurden bereits herkömmliche Systeme vorgeschlagen, um die Verschiebung von Wickelkopfkomponenten zu detektieren. Jedoch haben Elektronik-basierende Systeme Metallkomponenten, die aufgrund der hohen elektromagnetischen Felder nicht in der Nähe der Wickelkopfkomponenten genutzt werden können, und optische Schwingungsmesssysteme sind für eine kosteneffektive Nutzung zu teuer. Somit wäre es vorteilhaft, ein Überwachungssystem bereitzustellen, welches sich mit diesen Nachteilen befasst.
Kurzbeschreibung
Gemäß einer Beispielausführungsform wird ein System für die Überwachung einer relativen Verschiebung eines Paares von Wickelkopfkomponenten bereitgestellt. Das System enthält eine auf den Wickelkopfkomponenten befestigte Struktur. Das System enthält ferner ein auf einer nicht-gekrümmten Oberfläche der Struktur befestigtes Faser-Bragg-Gitter, wobei das Faser-Bragg-Gitter dafür konfiguriert ist, einfallende Strahlung mit einer Spitzenintensität bei einer entsprechenden Wellenlänge auf der Basis einer Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters zu reflektieren. Die Struktur ist so konfiguriert, dass die von der Struktur erzeugte Zugspannung eine Größe der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters auf einen vorbestimmten Bereich über eine Spanne der relativen Verschiebung des Paares der Wickelkopfkomponenten begrenzt.
Gemäß einer weiteren hierin offengelegten Beispielausführungsform wird eine Energieerzeugungsvorrichtung bereitgestellt. Die Energieerzeugungsvorrichtung enthält ein Paar von Wickelkopfkomponenten, die so konfiguriert sind, dass sie einer relativen Verschiebung während eines Betriebs der Energieerzeugungsvorrichtung zu unterliegen. Die Energieerzeugungsvorrichtung enthält ferner eine auf den Wickelkopfkomponenten befestigte Struktur und ein auf einer nicht-gekrümmten Oberfläche der Struktur befestigtes Faser-Bragg-Gitter. Das Faser-Bragg-Gitter ist dafür konfiguriert, einfallende Strahlung mit einer Spitzenintensität bei einer entsprechenden Wellenlänge auf der Basis einer Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters zu reflektieren. Die Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters ergibt sich aus einer Zugspannung der Struktur aufgrund der relativen Verschiebung des Paares der Wickelkopfkomponenten. Die Struktur ist so konfiguriert, dass die von der Struktur erzeugte Zugspannung eine Größe der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters auf einen vorbestimmten Bereich über eine Spanne der relativen Verschiebung des Paares der Wickelkopfkomponenten begrenzt.
Zeichnungen
Diese und weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser verständlich, wenn die nachstehende detaillierte Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen gelesen wird, in welchen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile durchgängig durch die Zeichnungen bezeichnen, wobei:
1 eine Teilseitenquerschnittsansicht einer Struktur und eines auf einem Paar von Wickelkopfkomponenten befestigten Faser-Bragg-Gitters gemäß einer Beispielausführungsform der Erfindung ist;
2 eine Teilseitenquerschnittsansicht von mehreren Strukturen und auf den Wickelkopfkomponenten befestigten Faser-Bragg-Gittern gemäß einer weiteren Beispielausführungsform der Erfindung ist;
3 eine Teilseitenquerschnittsansicht der Struktur in 1 während einer Entwurfsphase ist;
4 eine graphische Darstellung einer Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters über einer Verschiebung der Wickelkopfkomponenten für entsprechende Höhen und eine feste Dicke in der in 3 dargestellten Struktur während der Entwurfsphase ist;
5 eine graphische Darstellung einer Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters über einer Verschiebung der Wickelkopfkomponenten für entsprechende Dicken und eine feste Höhe in der in 3 dargestellten Struktur während der Entwurfsphase ist; und
6 eine graphische Darstellung einer Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters über einer Verschiebungsspanne der in 1 dargestellten Kopfwicklungskomponenten ist.
Detaillierte Beschreibung
Beispielausführungsformen der Erfindung werden im Zusammenhang von Stator-Wickelkopf-Überwachungssystemen unter Verwendung von faseroptischen Messkabeln für die Messung einer relativen Verschiebung der Wickelkopfkomponenten einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, von Unterstützungs- oder Verbindungskomponenten, die direkt oder indirekt Statorwickelköpfe unterstützen oder damit verbunden sind, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, Verbindungsringen und Statorstangen beschrieben. Eine relative Verschiebung zwischen den Wickelkopfkomponenten ist ein Hinweis auf den Statorwickelkopf-Status. ”Relative Verschiebung” hierin bezieht sich auf eine Verschiebung eines Abstandes zwischen zwei Wickelkopfkomponenten. Die zwei Wickelkopfkomponenten können direkt nebeneinanderliegen, oder können durch eine oder mehrere Wickelkopfkomponenten dazwischen getrennt sein. So wie hierin verwendet, bezeichnen die Begriffe ”ein, einer, eine, eines” und ”der, die, das” keine Einschränkung einer Menge, sondern geben lediglich das Vorhandensein von wenigstens einem der Elemente an. In ähnlicher Weise bedeutet ”zwei Wickelkopfkomponenten”, so wie hierin verwendet, wenigstens zwei Wickelkopfkomponenten.
1 veranschaulicht eine Beispielausführungsform eines Systems 100 für die Überwachung einer relativen Verschiebung 124 eines Paares von Wickelkopfkomponenten 102, 104. In einer Beispielanwendung kann das System 100 in einer Energieerzeugungsvorrichtung, wie z. B. einem elektrischen Generator, verwendet werden, und die Komponenten 102, 104 können beispielsweise die Wickelkopfkomponenten eines elektrischen Generators sein. In einer anderen Beispielanwendung können die Komponenten 102, 104 in einem Bereich hoher Spannung und/oder hohen magnetischen Feldes, wie z. B. in einem Druckbehälter positioniert sein, welcher beispielsweise nicht leicht zugänglich ist. Die Komponenten 102, 104 unterliegen der relativen Verschiebung 124 während des Betriebs des Generators. In einer Beispielausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das System 100 dafür konfiguriert, sicherzustellen, dass die relative Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 keinen Schwellenwert oder ein Maximum in Bezug auf die Verschiebung überschreitet, und einen Sensor zu konfigurieren, welcher in der Lage ist, die relative Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 über eine Spanne der relativen Verschiebung zu erkennen. Beispielsweise kann eine maximale relative Verschiebung der Komponenten 102, 104 1,27 mm sein. Jedoch sind die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung auf keinerlei speziellen numerischen Wert in Bezug auf die Verschiebung begrenzt. Die relative Verschiebung von 1,27 mm der Komponenten 102, 104 kann sich aus einer Komponente ergeben, die stationär bleibt und einer weiteren Komponente, die sich um 1,27 mm verschiebt oder aus beiden Komponenten, die sich beispielsweise um 0,635 mm aufeinander zu oder voneinander weg verschieben.
Gemäß Darstellung in 1 wird ein Faser-Bragg-Gitter 116 in einer optischen Faser 115 erzeugt. Der Abschnitt des Faser-Bragg-Gitters 116 der optischen Faser 115 ist fest an einer nicht-gekrümmten Oberfläche 126 befestigt. D. h., auf einer ebenen Oberfläche aber mit Standardfertigungstoleranzen und/oder nominellen Abweichungen, wie sie dem Fachmann bekannt sind. Zum Schutz kann ein Mantel 119 die optische Faser 115 umgeben. Der Mantel 119 kann außen auf der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 mit einer Zugentlastungskomponente 131 an jedem Ende 166, 168 des Faser-Bragg-Gitters 116 befestigt sein, um eine zusätzliche mechanische Verbindungsstärke bereitzustellen und um zu verhindern, dass das Faser-Bragg-Gitter 116 aus der optischen Faser 115 herausbricht.
Man erkennt, dass die Fähigkeit, das Faser-Bragg-Gitter 116 außen auf der Oberfläche 126 zu befestigen, ermöglicht, in einem Entwurfsstadium der Struktur ein Verhältnis des Betrags der Zugspannung zu dem Betrag der relativen Bewegung genau festzulegen. Dieses Verhältnis kann vorteilhafterweise im Entwurfsstadium durch eine angemessene Auswahl von Parametern der Struktur, wie z. B. Höhe und Dicke, festgelegt werden. Ferner kann dieses Verhältnis so gewählt werden, dass es im Wesentlichen für jede gefertigte Struktur konstant ist, da die Strukturabmessungen innerhalb Standardherstellungstoleranzen und/oder nomineller Abweichungen gesteuert werden können, wie dem Fachmann bekannt ist.
Man erkennt ferner, dass durch die Auslegung der Struktur mit einer nicht-gekrümmten Oberfläche für die Befestigung des Faser-Bragg-Gitters die Zugspannung an allen Abschnitten des Faser-Bragg-Gitters im Wesentlichen dieselbe ist. Dieses ist vorteilhaft, da die entsprechende Wellenlänge der eine Spitzenintensität habenden reflektierten Strahlung unzweideutig ist. Wenn unterschiedliche Abschnitte des Faser-Bragg-Gitters, welches typischerweise etwa 1 cm lang ist, eine unterschiedliche Zugspannung erfahren, kann dann die reflektierte Strahlung verschiedene Spitzenwellenlängen oder ein spektral aufgeweitetes reflektiertes Spektrum haben. Unter diesen Bedingungen kann die Spitze schwierig zu unterscheiden sein, was zu einer Zweideutigkeit in der geschätzten Zugspannung führt. Eine im Wesentlichen ebene Oberfläche mit einer Länge gleich oder größer als der Länge des Faser-Bragg-Gitters stellt eine gleichmäßige Zugspannung auf dem Gitter und eine unzweideutige Spitzenwellenlänge sicher.
Wie es ferner in 1 dargestellt ist, ist eine Abdeckung 117 um das Faser-Bragg-Gitter 116 und die Zugspannungsentlastungskomponente 131 für einen zusätzlichen Schutz positioniert. Die Abdeckung 117 besteht beispielsweise aus einem nicht leitenden Polymermaterial. Obwohl 1 ein Faser-Bragg-Gitter mit einer optischen Faser darstellt, kann jedes faseroptische Messkabel für die Messung einer relativen Verschiebung der Wickelkopfkomponenten verwendet werden.
Wie in 1 dargestellt, enthält die Struktur 100 eine nicht-gekrümmte Oberfläche 126, auf welcher der Mantel 119 (und das Faser-Bragg-Gitter 116) außen befestigt werden können. Zusätzlich hat, wie in 1 dargestellt, die nicht-gekrümmte Oberfläche 126 eine Länge, welches eine minimale Länge 128 auf der Basis einer Länge 130 des Faser-Bragg-Gitters 116 sein kann. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die minimale Länge 128 größer als die Länge 130 des Faser-Bragg-Gitters 116 und kann beispielsweise größer als die kombinierte Länge des Faser-Bragg-Gitters 116 und der Zugspannungsentlastungskomponente 131 an jedem Ende 166, 168 sein. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das Faser-Bragg-Gitter 116 außen auf der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 der Struktur 110 mit einem geeigneten Klebermaterial, wie z. B. einem wärmegehärteten Polymer oder irgendeinem anderen Material befestigt, das in der Lage ist, Elemente durch eine Oberflächenbefestigung aneinander zu halten. In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Länge 128 der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 beispielsweise 2 cm sein.
Die Struktur 110 enthält ferner ein Paar zusätzlicher Oberflächen 152, 154, wobei die entsprechende zusätzliche Oberfläche 152, 154 an einer entsprechenden ersten Oberfläche oder einer entsprechenden Oberseite 156, 157 der Komponenten 102, 104 befestigt ist. Gemäß Darstellung in 1 enthält die Struktur 110 auch ein Paar von Zwischenabschnitten 158, 160, welche eine entsprechende zusätzliche Oberfläche 152, 154 mit einem entsprechenden äußeren Ende 162, 164 der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 verbinden. In einer exemplarischen Ausführungsform ist das entsprechende äußere Ende 162, 164 in Längsrichtung zu dem entsprechenden äußeren Ende 166, 168 des Faser-Bragg-Gitters 116 ausgerichtet. Die Zwischenabschnitte 158, 160 sind in Bezug zu den zusätzlichen Oberflächen 152, 154 und der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 in irgendeinem von einer Anzahl von Winkeln von 10 bis 170 Grad ausgerichtet. In einer exemplarischen Ausführungsform kann der zwischen den Zwischenabschnitten 158, 160 und den zusätzlichen Oberflächen 152, 154 und/oder der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 ausgebildete Winkel beispielsweise 60 Grad sein. Wie in 1 dargestellt, nimmt die Struktur 110 die Form eines umgekehrten Dreiecks an, in welchem die Zwischenabschnitte 158, 160 sich von dem entsprechenden äußeren Ende 162, 164 der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 in einer Einwärtsrichtung in Bezug auf das Faser-Bragg-Gitter 116 zu einem Ende 170, 172 der entsprechenden zusätzlichen Oberfläche 152, 154 erstrecken. Die entsprechenden Enden 170, 172 der zusätzlichen Oberflächen 152, 154 sind durch weniger als die Länge 126 der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 getrennt. Die entsprechende zusätzliche Oberfläche 152, 154 ist auf der Oberseite 156, 157 der entsprechenden Komponente 102, 104 mit einem Kleber 174, wie z. B. einem Zweikomponentenepoxid, befestigt. Wie in 2 dargestellt, sind die zusätzlichen Oberflächen 152, 154 auf den Oberseiten 156, 157 der Komponenten 102, 104 mit einer entsprechenden Menge von Ausgleichsmaterial 175 befestigt, um eine Höhe 176 auszugleichen, bei welcher die zusätzlichen Oberflächen 152, 154 jeweils auf den Oberseiten 156, 157 der Komponenten 102, 104 befestigt sind.
Wie ferner in 1 dargestellt, ist ein Band 178 um eine Außenoberfläche der entsprechenden Komponente 102, 104 einschließlich der Oberseite 156, 157 der entsprechenden Komponente 102, 104 und um die entsprechende zusätzliche Oberfläche 152, 154 der Struktur 110 gewickelt, um die Befestigung der entsprechenden zusätzlichen Oberfläche 152, 154 der Struktur 110 auf der Oberseite 156, 157 der Komponente 102, 104 zu verbessern.
Wie für den Fachmann bekannt, ist das Faser-Bragg-Gitter 116 dafür konfiguriert, durch die optische Faser 115 einfallende Strahlung bei einer entsprechenden Wellenlänge mit einer Spitzenintensität auf der Basis einer Zugspannung 122 (siehe 4–5) des Faser-Bragg-Gitters 116 zu reflektieren. Wie vorstehend diskutiert, basiert die Zugspannung auf einem Verhältnis einer Veränderung der Länge des Faser-Bragg-Gitters 116 (als Folge der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104) zu der Anfangslänge des Faser-Bragg-Gitters 116 (und in gleicher Weise für weitere in dieser Erfindung definierte Zugspannungsparameter). Das Faser-Bragg-Gitter 116 hat einen Schwellenwert-Zugspannungsbereich oder Maximum-Zugspannungsbereich, welcher beispielsweise durch den Hersteller vorgegeben sein kann, jenseits welchem das Faser-Bragg-Gitter 116 mechanisch bricht und/oder keine Wellenlänge erzeugt, welche genau die Zugspannungskräfte reflektiert, welchen es unterworfen ist. Somit verringern die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung einen Bereich der von dem Faser-Bragg-Gitter (als Folge der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104) erfahrenen Zugspannung 122 auf den maximalen Zugspannungsbereich des Faser-Bragg-Gitters 116. In einer exemplarischen Ausführungsform wird ein Faser-Bragg-Gitter-Zugspannungssensor os3200 von Micron Optics in den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet, welcher einen maximalen Zugspannungsbereich von ±5000 μm/m hat. Jedoch können die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit jedem Faser-Bragg-Gitter verwendet werden, welches dazu genutzt wird, eine relative Verschiebung einer Komponente wie z. B. eines Verbindungsringes eines elektrischen Generators zuüberwachen.
Sobald die Komponenten 102, 104 der relativen Verschiebung 124 während des typischen Betriebs der Komponenten unterworfen werden, wird die nicht-gekrümmte Oberfläche 126 der Struktur 110 einer Zugspannung unterworfen und somit das Faser-Bragg-Gitter 116 einer Zugspannung 122 als Folge der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 unterworfen. Die Struktur 110 ist dafür ausgelegt, einen Bereich der Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 über einen Bereich der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 auf einen maximalen Bereich der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters 116 zu verringern. Das Faser-Bragg-Gitter 116 ist außen auf der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 der Struktur 110 derart befestigt, dass der Bereich der Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 über der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 in einem Bereich der Zugspannung der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 der Struktur 110 über der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 liegt. Das Faser-Bragg-Gitter 116 ist außen auf der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 befestigt und die nicht-gekrümmte Oberfläche 126 ist wie vorstehend diskutiert nicht gekrümmt und/oder eben, sodass die Zugspannung der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 über der Spanne der relativen Verschiebung der Komponenten 102, 104 im Wesentlichen über die minimale Länge 128 der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 gleichmäßig ist, um sicherzustellen, dass das Faser-Bragg-Gitter 116 eine im Wesentlichen gleichmäßige Zugspannung 122 über die minimale Länge 128 erfährt, entlang welcher es an der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 befestigt ist.
Gemäß Darstellung in den 3–5 wird während des Entwurfsmodus der Struktur 110 ein Parameter der Struktur 110 einstellbar derart ausgewählt, dass der Bereich der Zugspannung der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 der Struktur 110 über der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 innerhalb des maximalen Bereiches der Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 liegt. Wie vorstehend diskutiert, kann die Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 bekannt sein, wie z. B. 1,27 mm. Zusätzlich kann der maximale Bereich der Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 bekannt sein, wie z. B. 2500 μm/m. Obwohl der Entwurfsmodus der 3–5 für spezifische Grenzbedingungen der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 und den maximalen Bereich der Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 durchgeführt wurde, kann die Konstruktion für jede beliebige spezifische Grenzbedingung auf der Basis der hierin diskutierten Verfahren durchgeführt werden. Wie in 3 dargestellt, ist der Parameter der Struktur 110, welcher während des Entwurfsmodus der Struktur 110 angepasst wird, die Höhe 134 der Struktur, die Dicke 136 der Struktur 110 und/oder ein Krümmungsradius 138 eines Bogens der Struktur 110, welcher die nicht-gekrümmte Oberfläche 126 mit einem Zwischenabschnitt 158 verbindet (und eines ähnlichen Bogens, welcher den Zwischenabschnitt 158 mit der zusätzlichen Oberfläche 152 verbindet). Man beachte, dass die Ausführungsform von 3 eine halb symmetrische Ansicht der Struktur 110 darstellt, da die andere Hälfte der Struktur 110 in einer symmetrischen Weise wie dem Fachmann bekannt, ähnlich aufgebaut ist.
Der Entwurfsmodus der in den 3–5 dargestellten Struktur 110 nutzt ein CAD-(Computer Aided Design)-Modell, welches dazu verwendet wird, eine geometrische Darstellung der Struktur 110 mit einer speziellen Höhe, Dicke und Krümmungsradius an jedem Bogen bereitzustellen, wie es dem Fachmann bekannt ist. Das CAD-Modell wird dazu genutzt, ein geometrisches Modell der Struktur 110 bereitzustellen, aber das CAD-Modell alleine liefert nicht die Modell-Zugspannung oder Kraftdaten in der Struktur 110 oder entlang der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 beispielsweise in Reaktion auf die relative Verschiebung der zusätzlichen Oberfläche 152 auf der Basis der relativen Verschiebung 124 der Komponenten. Wie vorstehend diskutiert, sind die Ausführungsformen der Erfindung darauf gerichtet, eine Struktur 110 mit einem Zugspannungsbereich entlang der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 innerhalb eines maximalen Zugspannungsbereiches 122 eines Faser-Bragg-Gitters 116 über eine Spanne einer relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 zu konfigurieren. In der exemplarischen Ausführungsform ist der Entwurfsmodus darauf gerichtet, eine Struktur 110 mit einer nicht-gekrümmten Oberfläche 126 mit einem Zugspannungsbereich innerhalb von 2500 μm/m über eine Spanne einer relativen Verschiebung von 1,27 mm zu konfigurieren. Um die Zugspannungs- oder Kraftdaten auf dem geometrischen CAD-Modell der Struktur 110 zu betrachten, nutzt der Entwurfsmodus der Struktur 110 ein FEA-(Finite Elemente Analyse)-Modell, in welchem das CAD-Modell der Struktur 110 in mehrere individuelle Elemente getrennt wird, welche entsprechenden Kraftgleichungen ausgesetzt werden, wie es dem Fachmann bekannt ist. 3 stellt veranschaulichend die Zugspannung entlang der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 der Struktur 110 über der Spanne der relativen Verschiebung 124 mittels einer Von Mises Zugspannungsskala 135 dar. Wie in 4 dargestellt, wird unter Verwendung des FEA-Modells der Struktur 110 die Zugspannung entlang der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 über eine Verschiebungsspanne von 1,27 mm für eine Anzahl von Strukturen mit verschiedenen Höhen 134 einschließlich 28,6 mm, 31,6 mm und 34,6 mm berechnet, während die Dicke 136 auf 3,3 mm fixiert bleibt. Ebenso wird, wie in 5 dargestellt, unter Verwendung des FEA-Modells der Struktur 110 die Zugspannung entlang der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 über eine Verschiebungsspanne von 1,27 mm für eine Anzahl von Strukturen mit verschiedenen Dicken 136 einschließlich 2,3 mm, 3,3 mm und 4,3 mm berechnet, während die Höhe 134 auf 28,6 mm fixiert bleibt. Wie in 3 dargestellt, führt der Entwurfsmodus zu einer Konfiguration der Struktur 110 mit einer Höhe 134 von 24 mm, einer Dicke 136 von 4 mm und einem Krümmungsradius 138 an den Bögen von 4 mm, um einen Zugspannungsbereich entlang der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 von 2453 μm/M zu haben und somit innerhalb des maximalen Bereichs der Zugspannung 122 der Faser-Bragg-Gitter, 2500 μm/M zu liegen. Wie vorstehend diskutiert, sind diese aus dem Entwurfsmodus konstruierten speziellen Zugspannungsbereiche und Abmessungen der Struktur 110 lediglich exemplarisch und die Ausführungsformen der Erfindung können zum Entwurf jeder Struktur genutzt werden, um die Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters über eine Spanne einer relativen Verschiebung der Komponenten auf den maximalen Bereich der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters zu verringern, indem man den hierin diskutierten Schritten folgt. Obwohl das FEA-Modell der Struktur 110 zu einer Höhe 134 von 24 mm, einer Dicke 136 von 4 mm und einem Krümmungsradius von 4 mm führte, sind die Parameter der Struktur 110 nicht auf diese numerischen Werte beschränkt und umfassen einen Bereich der Höhe 134 von 10 bis 40 mm, einen Bereich der Dicke 136 von 1 bis 5 mm und einen Bereich des Krümmungsradius von 1 bis 5 mm. Insbesondere beinhalten die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beispielsweise einen Bereich 134 von 22 bis 26 mm, eine Dicke 136 von 3,4 bis 4,5 mm und einen Krümmungsradius 138 von 3,5 bis 4,5 mm. Wie dem Fachmann bekannt ist, variieren die Parameter der Struktur auf der Basis der anfänglichen Grenzbedingungen, die in dem FEA-Modell genutzt werden, einschließlich, jedoch nicht darauf beschränkt, beispielsweise der maximalen relativen Verschiebung der Komponenten sowie des maximalen Bereichs der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters.
Auf der Basis des vorstehend diskutierten Entwurfsmodus wird das Faser-Bragg-Gitter 116 mit den Parametern konfiguriert, welche die Höhe 134, die Dicke 136 und den Krümmungsradius 138 der Bögen wie vorstehend diskutiert umfassen. Wie in 1 dargestellt, ist eine (nicht dargestellte) optische Quelle mit mehreren Wellenlängen mit der optischen Faser 115 verbunden und überträgt mehrere Lichtwellenlängen an das Faser-Bragg-Gitter 116. Von dem Faser-Bragg-Gitter reflektiertes Licht läuft durch einen Detektor 140, der eine Verschiebung in der entsprechenden Wellenlänge der reflektierten Strahlung mit einer Spitzenintensität an entsprechenden inkrementellen Verschiebungen über der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 misst. Wie dem Fachmann bekannt ist, wird der Detektor 140 initialisiert, um eine Verschiebung der Wellenlänge der reflektierten Strahlung von einer mittigen Wellenlänge aus zu messen, die einer beginnenden Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 entspricht. Die mittige Wellenlänge kann für jedes Faser-Bragg-Gitter an spezifisch gepasst werden und kann durch den Hersteller vorgegeben werden. Eine Steuerung 142 ist mit dem Detektor 140 verbunden, empfängt die reflektierten Wellenlängendaten und wandelt die Verschiebung der entsprechenden Wellenlänge der reflektierten Strahlung mit der Spitzenintensität in die Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 über die entsprechende inkrementelle Verschiebung über der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 um. In einer exemplarischen Ausführungsform kann die Steuerung 142 eine Gleichung nutzen, um die Wellenlängenverschiebung der reflektierten Strahlung in die Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 umzuwandeln, wie z. B.: ε = Δλ|λ|/G·10⁶ Gleichung 1 wobei ε die Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 ist, Δλ die gemessene Verschiebung in der Wellenlänge von der mittigen Wellenlänge ist, |λ| der Absolutwert der gemessenen Wellenlänge ist und G der Messfaktor für das Faser-Bragg-Gitter 116 ist. In einer exemplarischen Ausführungsform ist der Messfaktor beispielsweise 0,81. Der Messfaktor kann mit jedem Faser-Bragg-Gitter variieren und kann beispielsweise von dem Hersteller vorgegeben werden.
Während eines Kalibrierungsmodus des Systems 100 wird die entsprechende Wellenlängenverschiebung der reflektierten Strahlung mit der Spitzenintensität in geschätzte Zugspannungsdaten 184 (Gleichung 1) über die entsprechenden inkrementellen Verschiebungen 124 umgewandelt. Zusätzlich werden, wie in 6 dargestellt, die geschätzten Zugspannungsdaten 184 einschließlich der entsprechenden Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 über der inkrementellen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 aufgetragen. Wie in 6 dargestellt, stimmen die geschätzten Zugspannungsdaten 184 gut mit den auf der Basis der während des Entwurfsmodus der FEA-Struktur erfassten Daten 180 des FEA-Modells überein. Zusätzlich sind Zugspannungsmessdaten 182 in 6 dargestellt, welche die gemessene Zugspannung einer Zugspannungsmessvorrichtung 123 (1) der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 über der Spanne der relativen Verschiebung 124 darstellt. Wie es dem Fachmann bekannt ist, ist die Zugspannungsmessvorrichtung 123 eine aus einem Metallfolienmaterial bestehende Messvorrichtung, deren elektrischen Eigenschaften mit der Zugspannung (d. h., der Änderung in der Länge) variieren, und somit liefert die Zugspannungsmessvorrichtung 123 eine unabhängige Messung der Zugspannung der nicht-gekrümmten Oberfläche 126 über der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104. Wie in 6 dargestellt, nähern sich die Daten 180 des FEA-Modells, aus welchem die Auswahl der Parameter der Höhe 134, der Dicke 136 und des Krümmungsradius 138 der Struktur 110 ausgewählt wurden, nahe den zwei unabhängigen Sätzen der geschätzten Zugspannungsdaten 184 und der über der Spanne der relativen Verschiebung 124 erfassten Zugspannungsvorrichtungsdaten 182 an. Somit verringerten die während des Entwurfsmodus ausgewählten Parameter der Struktur 110 effektiv den Bereich der Zugspannung 122 des Faser-Bragg-Gitters 116 auf den maximalen Bereich der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters 116 über der Spanne der relativen Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104, und somit ist das Faser-Bragg-Gitter 116 für die Überwachung der relativen Verschiebung der Komponenten 102, 104 über deren relative Verschiebungsspanne 124 hinweg betreibbar.
Während eines Überwachungsmodus kann das System 100 zur Sicherstellung genutzt werden, dass die relative Verschiebung 124 der Komponenten 102, 104 keinen maximalen Schwellenwert in Bezug auf die Verschiebung 124 überschreitet. Wie bei dem vorstehenden Kalibrierungsmodus misst der Detektor 140 die Verschiebung in der Wellenlänge mit der Spitzenintensität aus der reflektierten Strahlung. Die Steuerung 142 empfängt die Wellenlängenverschiebungsdaten und liest die gespeicherten relativen Verschiebungsdaten 124 der Komponenten 102, 104 aus dem Speicher 143 aus, die der gemessenen Verschiebung in der entsprechenden Wellenlänge mit der Spitzenintensität entsprechen. Die Steuerung 142 vergleicht die gespeicherte relative Verschiebung 124 mit einer maximalen relativen Verschiebung der Komponenten 102, 104, um zu ermitteln, ob sich die Komponenten 102, 104 über den maximalen Schwellenwert und/oder einen Sicherheitsschwellenwert hinaus verschoben haben. Die Steuerung 142 gibt ein Signal an eine Alarmierungsvorrichtung 150 aus, wenn die gespeicherte relative Verschiebung die maximale relative Verschiebung der Komponenten 102, 104 überschreitet. Beispielsweise kann die Alarmierungsvorrichtung 150 eine akustische Vorrichtung sein, um Arbeitskräfte in der die Komponenten 102, 104 beherbergenden Anlage zu alarmieren, dass sich die Komponenten 102, 104 um einen unsicheren Betrag verschoben haben können, und eine Nachfolgeaktion zu empfehlen, wie z. B. eine weitere Untersuchung der relativen Verschiebung.
Wie in 2 dargestellt, kann das System 100 mit mehr als nur einem Komponentenpaar (102, 104), (104, 106), (106, 108) verwendet werden, um eine relative Verschiebung der Komponenten 102, 104, 106 zu überwachen. Das System 100 enthält eine entsprechende Struktur 110, 112, 114, die außen auf jedem entsprechenden Komponentenpaar (102, 104), (104, 106), (106, 108) befestigt ist, was effektiv ein dreieckiges serpentinenartiges Netzwerk ausbildet. Das System 100 enthält ferner ein entsprechendes Faser-Bragg-Gitters 116, 190, 192, das außen auf jeder Struktur 110, 112, 114 befestigt ist, wobei das entsprechende Faser-Bragg-Gitter 116, 190, 192 Strahlung mit einer Spitzenintensität bei einer entsprechenden Wellenlänge auf der Basis einer Zugspannung des entsprechenden Faser-Bragg-Gitters 116, 190, 192 reflektiert. Obwohl die Faser-Bragg-Gitter 116, 190, 192 optisch mit derselben optischen Faser 115 gekoppelt sind, haben sie nur eine einzige Mittenwellenlänge, die einer beginnenden Zugspannung entspricht und somit beeinflusst die reflektierte Wellenlänge bei der Spitzenintensität des Faser-Bragg-Gitters 116 nicht den Betrieb des zweiten Faser-Bragg-Gitters 190. Die entsprechende Struktur 110, 112, 114 verringert einen Bereich der Zugspannung des entsprechenden Faser-Bragg-Gitters 116, 190, 192 über eine Spanne der relativen Verschiebung des entsprechenden Komponentenpaares (102, 104), (104, 106), (106, 108) auf einen maximalen Bereich der Zugspannung des entsprechenden Faser-Bragg-Gitters (116, 190, 192) ab. Die entsprechenden Strukturen 110, 112, 114 können mit individuellen Parametern ausgelegt sein, welche unter Verwendung des vorstehend diskutierten Modells zusammen mit den spezifischen Grenzbedingungen, wie z. B. der maximalen Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters, einem Durchhängungsbetrag 193, 195 der Fasern zwischen den Faser-Bragg-Gittern 116, 190, 192 und der relativen Spanne jedes Komponentenpaares, ermittelt werden können. Zusätzlich ermöglicht die Verringerung des Betrags der Zugspannung und Wellenlängenänderung der Faser-Bragg-Gitter 116, 190, 192 die Platzierung von mehreren Wandlern auf derselben Faser mittels Wellenlängenmultiplexierung, da jedes Faser-Bragg-Gitters 116, 190, 192 einen kleineren Abschnitt des verfügbaren Wellenlängenspektrums erfordert. Wie vorstehend unter Bezugnahme auf die Struktur 110 in 1 diskutiert, sind die entsprechenden zusätzlichen Oberflächen 152, 154, 153, 155 jeweils auf die Oberseite 156, 157, 159, 161 der entsprechenden Komponente 102, 104, 106, 108 mit einem Kleber 174, wie z. B. einem Zweikomponentenkleber, befestigt. Wie in 2 dargestellt, sind die entsprechenden zusätzlichen Oberflächen 152, 154, 153, 155 jeweils auf Oberseiten 156, 157, 159, 161 der entsprechenden Komponente 102, 104, 106, 108 mit einer entsprechenden Menge von Ausgleichsmaterial 175, wie z. B. Kitt befestigt, um die Höhe 176 anzugleichen, bei welcher die zusätzlichen Oberflächen 152, 154, 153, 155 auf den Oberseiten 156, 157, 159, 161 der Komponenten 102, 104, 106, 108 in Bezug auf die Faser 115 befestigt sind. Beispielsweise kann eine größere Menge an Ausgleichsmaterial 175 auf der Oberseite 156 als auf der Oberseite 157 positioniert sein, um die Höhe der Oberseiten 156, 157 auszugleichen.
Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, dürfte es sich für den Fachmann verstehen, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können und Äquivalente deren Elemente ohne Abweichung von dem Schutzumfang der Erfindung ersetzen können. Zusätzlich können viele Modifikationen ausgeführt werden, um eine spezielle Situation oder Material an die Lehren der Erfindung ohne Abweichung von deren wesentlichem Schutzumfang anzupassen. Daher soll diese Erfindung nicht auf die als beste Ausführungsart für die Ausführung dieser Erfindung betrachtete spezielle Ausführungsform beschränkt sein, sondern soll alle Ausführungsformen beinhalten, die in den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche fallen.
Es dürfte sich verstehen, dass nicht notwendigerweise alle derartigen vorstehend beschriebenen Ziele und Vorteile mit jeder speziellen Ausführungsform erreicht werden können. Somit wird der Fachmann beispielsweise erkennen, dass die hierin beschriebenen Techniken und Systeme in einer Weise verkörpert oder ausgeführt werden können, die einen Vorteil oder eine Gruppe von Vorteilen wie hierin gelehrt erreicht oder optimiert ohne notwendigerweise andere Ziele und Vorteile zu erreichen, wie sie hierin gelehrt oder vorgeschlagen werden.
Ferner wird der Fachmann die Austauschbarkeit verschiedener Merkmale aus unterschiedlichen Ausführungsformen erkennen. Die verschiedenen beschriebenen Merkmale, sowie andere bekannte Äquivalente für jedes Merkmal können von einem Fachmann gemischt und angepasst werden, um zusätzliche Systeme und Techniken gemäß Prinzipien dieser Offenlegung zu schaffen.
Es wird ein System für die Überwachung einer relativen Verschiebung eines Paares von Wickelkopfkomponenten bereitgestellt. Das System enthält eine auf den Wickelkopfkomponenten befestigte Struktur. Das System enthält ferner ein auf einer nicht-gekrümmten Oberfläche der Struktur befestigtes Faser-Bragg-Gitter, wobei das Faser-Bragg-Gitter dafür konfiguriert ist, einfallende Strahlung mit einer Spitzenintensität bei einer entsprechenden Wellenlänge auf der Basis einer Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters zu reflektieren. Die Struktur ist so konfiguriert, dass die von der Struktur erzeugte Zugspannung eine Größe der Zugspannung des Faser-Bragg-Gitters auf einen vorbestimmten Bereich über eine Spanne der relativen Verschiebung des Paares der Wickelkopfkomponenten begrenzt.
Bezugszeichenliste

100: System
102, 104, 106, 108: Komponente
110, 112, 114: Struktur
115: optische Faser
116: Faser-Bragg-Gitter
117: Abdeckung
119: Mantel
122: Zugspannung
123: Zugspannungsmessvorrichtung
124: Verschiebungen
126: Nicht-gekrümmte Oberfläche
128, 130: Länge
131: Zugspannungsentlastungskomponente
134: Höhe
135: Von Mises Zugspannungsskala
136: Dicke
138: Krümmung
140: Detektor
142: Steuerung
143: Speicher
150: Alarmierungsvorrichtung
152, 153, 154, 155: zusätzliche Oberfläche
156, 157, 159: Oberseite
158, 160: Zwischenabschnitte
162, 164, 166, 168: äußeres Ende
170, 172: Ende
174: Kleber
175: Ausgleichsmaterial
176: Höhe
178: Band
180: Modelldaten
182: Zugspannungsmessvorrichtungsdaten
184: geschätzte Zugspannungsdaten
190, 192: Faser-Bragg-Gitter

Claims

System (100) zum Überwachen einer relativen Verschiebung (124) eines Paares von Wickelkopfkomponenten (102, 104), wobei das Verfahren (100) aufweist: eine an dem Paar der Wickelkopfkomponenten (102, 104) befestigte Struktur (110); ein Faser-Bragg-Gitter (116), das auf einer nicht-gekrümmten Oberfläche (126) der Struktur (110) befestigt ist, wobei das Faser-Bragg-Gitter (116) dafür konfiguriert ist, einfallende Strahlung zu reflektieren, wobei die reflektierte Strahlung eine Spitzenintensität bei einer entsprechenden Wellenlänge auf der Basis einer Zugspannung (122) des Faser-Bragg-Gitters (116) hat, wobei sich die Zugspannung (122) des Faser-Bragg-Gitters (116) aus einer Zugspannung der Struktur (110) aufgrund der relativen Verschiebung (124) des Paares der Wickelkopfkomponenten (102) ergibt; wobei die Struktur (110) so konfiguriert ist, dass die von der Struktur (110) erzeugte Zugspannung eine Größe der Zugspannung (122) des Faser-Bragg-Gitters (116) in einem vorbestimmten Bereich über einer Spanne der relativen Verschiebung (124) des Paares der Wickelkopfkomponenten (102) begrenzt.
System (100) nach Anspruch 1, wobei das Paar der Wickelkopfkomponenten (102, 104) ein Paar von benachbarten Verbindungsringen in einem Stromgenerator ist.
System (100) nach Anspruch 1, wobei der Bereich der Zugspannung (122) des Faser-Bragg-Gitters (116) über der Spanne der relativen Verschiebung (124) der Wickelkopfkomponenten (102) in dem Bereich einer Zugspannung der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) der Struktur (110) über der Spanne der relativen Verschiebung (124) der Wickelkopfkomponenten (102, 104) liegt.
System (100) nach Anspruch 3, wobei die nicht-gekrümmte Oberfläche (126) eine Länge (128) auf der Basis einer Länge (130) des Faser-Bragg-Gitters (116) hat, und wobei die Zugspannung der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) über der Spanne der relativen Verschiebung (124) der Wickelkopfkomponenten (102, 104) über der Länge (128) der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) gleichmäßig ist.
System (100) nach Anspruch 3, wobei das Faser-Bragg-Gitter (116) auf der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) der Struktur (110) mit einem Klebematerial befestigt ist.
System (100) nach Anspruch 1, ferner aufweisend: einen Detektor (140), der dafür konfiguriert ist, eine Verschiebung in der entsprechenden Wellenlänge der reflektierten Strahlung mit der Spitzenintensität bei entsprechenden inkrementellen Verschiebungen (124) über der Spanne der relativen Verschiebung (124) der Wickelkopfkomponenten (102, 104) zu messen; eine Steuerung (142), die mit dem Detektor (140) verbunden ist, wobei die Steuerung (142) dafür konfiguriert ist, die Verschiebung in der entsprechenden Wellenlänge der reflektierten Strahlung mit der Spitzenintensität in die Zugspannung (122) des Faser-Bragg-Gitters (116) über der entsprechenden inkrementellen Verschiebung (124) über der Spanne der relativen Verschiebung (124) der Wickelkopfkomponenten (102, 104) umzuwandeln; wobei während eines Kalibrierungsmodus die entsprechende Wellenlängenverschiebung der reflektierten Strahlung mit der Spitzenintensität und die entsprechende Zugspannung (122) des Faser-Bragg-Gitters (116) über den entsprechenden inkrementellen Verschiebungen (124) in einem Speicher (143) der Steuerung (142) gespeichert werden.
System (100) nach Anspruch 6, wobei während eines Überwachungsmodus: der Detektor (140) dafür konfiguriert ist, die Verschiebung in der entsprechenden Wellenlänge mit der Spitzenintensität aus der reflektierten Strahlung zu messen; die Steuerung (142) dafür konfiguriert ist, die gespeicherte relative Verschiebung (124) der Wickelkopfkomponenten (102) aus dem Speicher (143) auszulesen, die der gemessenen Verschiebung in der entsprechenden Wellenlänge mit der Spitzenintensität entspricht; die Steuerung (142) dafür konfiguriert ist, die gespeicherte relative Verschiebung (124) mit einer vorbestimmten relativen Verschiebung der Wickelkopfkomponenten (102, 104) zu vergleichen, um zu ermitteln, ob die Komponenten (102, 104) über einen Sicherheitsschwellenwert hinaus verschoben worden sind; und die Steuerung (142) dafür konfiguriert ist, ein Signal an eine Alarmierungsvorrichtung (150) auf der Basis auszugeben, dass die gespeicherte relative Verschiebung (124) die vorbestimmte relative Verschiebung (124) der Wickelkopfkomponenten (102, 104) überschritten hat.
System (100) nach Anspruch 3, wobei die Struktur (110) ferner ein Paar zusätzlicher Oberflächen (152, 154) aufweist, wobei eine entsprechende zusätzliche Oberfläche (152, 154) an einer ersten Oberfläche (156, 157) einer entsprechenden Wickelkopfkomponente (102, 104) befestigt ist; wobei die Struktur (110) ferner ein Paar von Zwischenabschnitten (158, 160) aufweist, wovon jeder dafür konfiguriert ist, eine entsprechende zusätzliche Oberfläche (152, 154) mit einem entsprechenden äußeren Ende (162, 164) der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) zu verbinden, wobei das entsprechende äußere Ende (142, 164) in Bezug auf ein entsprechendes äußeres Ende (166, 168) des Faser-Bragg-Gitters (116) ausgerichtet ist; wobei die Zwischenabschnitte (158, 160) zu den zusätzlichen Oberflächen (152, 154) und der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) in einem nicht-rechtwinkligen Winkel ausgerichtet sind.
System (100) nach Anspruch 8, wobei die Struktur (110) aus einer umgekehrten Dreiecksform besteht, in welcher sich die Zwischenabschnitte (158, 160) von dem entsprechenden äußeren Ende (162, 164) der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) in einer Einwärtsrichtung in Bezug auf das Faser-Bragg-Gitter (116) zu einem Ende (170, 172) der entsprechenden zusätzlichen Oberfläche (152, 154) erstrecken; wobei das entsprechende Ende (170, 172) der zusätzlichen Oberflächen (152, 154) um weniger als die Länge (128) der nicht-gekrümmten Oberfläche (126) getrennt ist.
System (100) nach Anspruch 8, wobei die entsprechende zusätzliche Oberfläche (152, 154) an der ersten Oberfläche (126) der entsprechenden Wickelkopfkomponenten (102, 104) mit einer entsprechenden Menge von Ausgleichsmaterial (175) befestigt ist, um eine Höhe (176), bei welcher das Paar der zusätzlichen Oberflächen (152, 154) montiert ist, an das Paar der ersten Oberflächen (156, 157) der Wickelkopfkomponenten (102, 104) anzugleichen.