VERWANDTE ANMELDUNGRELATED APPLICATION
Dies ist eine Continuation-in-part der US-Patentanmeldung Aktenzeichen 13/488 731, mit dem Titel ULTRA-VIOLET FLAME DETECTOR WITH HIGH TEMPERATURE REMOTE SENSING ELEMENT, eingereicht am 5. Juni 2012. Hiermit wird der Vorteil der Priorität aus der US-Patentanmeldung Aktenzeichen 13/488 731 beansprucht, und auf deren gesamte Beschreibung hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. This is a continuation-in-part of U.S. Patent Application Serial No. 13 / 488,731, entitled ULTRA-VIOLET FLAME DETECTOR WITH HIGH TEMPERATURE REMOTE SENSING ELEMENT filed on Jun. 5, 2012. This claims the benefit of priority from US Pat. Patent Application No. 13 / 488,731, and the entire disclosure of which is hereby incorporated by reference.
HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNGBACKGROUND TO THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft einen Flammensensor und speziell einen Flammensensor zum Erfassen von Eigenschaften einer Flamme in einer Hochtemperaturbrennkammer. The invention relates to a flame sensor and more particularly to a flame sensor for detecting characteristics of a flame in a high temperature combustion chamber.
ERÖRTERUNG DES STANDES DER TECHNIKDISCUSSION OF THE PRIOR ART
Im Inneren einer mit Öl oder Gas befeuerten Turbine mit einer Brennkammer wird Brennstoff in die Brennkammer eingespeist, in der eine Zündflamme anwesend ist. Falls die Flamme verlöscht, was üblicherweise als eine Flammabrissbedingung bezeichnet wird, ist eine weitere Einspeisung von Brennstoff in die heiße Brennkammer ohne eine einwandfreie Zündung unerwünscht. Folglich sollte bei einem Verlöschen der Zündflamme in der Brennkammer die Einspeisung von Brennstoff in die Brennkammer rasch beendet werden, und auf diese Weise eine Ablagerung unverbrannten Brennstoffs begrenzt werden. Inside an oil or gas fired turbine having a combustion chamber, fuel is fed into the combustion chamber in which a pilot flame is present. If the flame goes out, which is commonly referred to as a flameout condition, further injection of fuel into the hot combustor without proper ignition is undesirable. Consequently, when the ignition flame in the combustion chamber is extinguished, the feed of fuel into the combustion chamber should be stopped quickly, and in this way a deposit of unburned fuel be limited.
Zum Erfassen der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Zündflamme in einer Brennkammer einer Gasturbine wird allgemein ein Flammensensor verwendet. Gewöhnlich ist dem Flammensensor innerhalb der Turbinenanordnung außerdem eine Flammenerfassungselektronik zugeordnet. Die Flammenerfassungselektronik ist möglicherweise temperaturempfindlich. Aufgrund der verhältnismäßig hohen Temperaturen im Inneren und in der Nähe der Brennkammer wird häufig Wasserkühlung verwendet, um die temperaturempfindliche Flammenerfassungselektronik zu kühlen. Allerdings kann gelegentlich Wasser entweichen und, falls es auf das verhältnismäßig heiße Gehäuse der Turbine gesprüht wird, bewirken, dass sich das Turbinengehäuse zusammenzieht, mit der Folge einer Beschädigung der Turbine. Daher wäre es von Vorteil, einen Flammensensor zu schaffen, der die Erfordernis der Wasserkühlung eliminiert, und dessen Schaltung sich von der verhältnismäßig hohen Temperatur in der Nähe des Verbrennungsprozesses/-kammer elektrisch entfernt befindet. For detecting the presence or absence of a pilot flame in a combustor of a gas turbine, a flame sensor is generally used. Usually, the flame sensor within the turbine assembly is also associated with flame detection electronics. The flame detection electronics may be temperature sensitive. Due to the relatively high temperatures inside and near the combustor, water cooling is often used to cool the temperature-sensitive flame detection electronics. However, occasionally water may escape and, if sprayed onto the relatively hot casing of the turbine, cause the turbine casing to contract, with the result of damage to the turbine. Therefore, it would be advantageous to provide a flame sensor which eliminates the need for water cooling and whose circuitry is electrically remote from the relatively high temperature near the combustion process / chamber.
Es ist klar, dass ein Bedarf nach einem Betrieb eines Flammensensors innerhalb einer Anordnung bestehen kann, in der einige Komponenten eine verhältnismäßig hohe Temperatur, beispielsweise eine Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise eine Temperatur von 250 °C (482 °F) und darüber, erfahren. Somit besteht ein Bedarf nach fortgesetzten Verbesserungen mit Blick auf Flammensensoren. It will be appreciated that there may be a need for operation of a flame sensor within an arrangement in which some components may have a relatively high temperature, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C ( 482 ° F) and above. Thus, there is a need for continued improvements with flame sensors.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION
Die folgende Kurzbeschreibung stellt eine vereinfachte Kurzfassung dar, um ein grundlegendes Verständnis einiger Aspekte der hier erörterten Systeme und/oder Verfahren zu ermöglichen. Diese Kurzbeschreibung ist kein erschöpfender Überblick der hier erörterten Systeme und/oder Verfahren. Sie dient nicht dazu, wichtige/problematische Elemente festzulegen oder den Schutzumfang derartiger Systeme und/oder Verfahren einzugrenzen. Ihr einziger Zweck ist, einige Konzepte in vereinfachter Form als Einleitung zu der weiter unten dargelegten detaillierteren Beschreibung vorzulegen. The following summary is a simplified summary to provide a basic understanding of some aspects of the systems and / or methods discussed herein. This summary is not an exhaustive overview of the systems and / or methods discussed herein. It is not intended to identify important / problematic elements or to limit the scope of protection of such systems and / or procedures. Their sole purpose is to present some concepts in simplified form as an introduction to the more detailed description set out below.
Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung eine Flammensensorvorrichtung zur Flammenerfassung in einer Turbine. Die Einrichtung enthält eine Sensoranordnung, die vollständig in der Turbine an einem ersten Ort angeordnet ist, der sich innerhalb der Turbine befindet. Der erste Ort weist eine erste, relativ höhere Temperatur auf. Die Sensoranordnung enthält an dem ersten Ort eine Photodiode zum Erfassen von Eigenschaften einer Flamme in einer Brennkammer der Turbine. Die Photodiode gibt einen elektrischen Photoelektronenstrom aus, der eine elektrische Stromstärke aufweist, die die Eigenschaften der Flamme kennzeichnet. Die Sensoranordnung enthält an dem ersten Ort einen elektrischen Draht, der mit der Photodiode elektrisch verbunden ist, um den elektrischen Photoelektronenstrom von der Photodiode aufzunehmen und den elektrischen Photoelektronenstrom elektrisch zu übertragen. Die Sensoranordnung enthält eine elektrische Anordnung, die von der Sensoranordnung elektrisch entfernt an einem zweiten Ort angeordnet ist, der eine zweite Temperatur aufweist, die vergleichsweise geringer ist als die erste Temperatur an dem ersten Ort. Die Sensoranordnung enthält eine elektrische Kabelanordnung, die sich von der Sensoranordnung an dem ersten Ort zu der elektrischen Anordnung an dem zweiten Ort erstreckt. Die elektrische Kabelanordnung geht von dem ersten Ort, der die relativ höhere Temperatur aufweist, zu dem zweiten Ort über, der die relativ niedrigere Temperatur aufweist. Die elektrische Kabelanordnung enthält ein elektrisches Kabel, das mit dem elektrischen Draht der Sensoranordnung elektrisch verbunden ist und dazu eingerichtet ist, den Photoelektronenstrom, der die Eigenschaften der Flamme kennzeichnet, und mittels des elektrischen Drahts der Sensoranordnung elektrisch übertragen wird, von der Photodiode zu der elektrischen Anordnung elektrisch zu übertragen. Die Sensoranordnung ist mindestens dazu eingerichtet und konstruiert, eine Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber zu erfahren und dabei dauerhaft zu arbeiten.In one aspect, the invention provides a flame sensor device for flame detection in a turbine. The apparatus includes a sensor assembly that is disposed entirely within the turbine at a first location located within the turbine. The first location has a first, relatively higher temperature. The sensor assembly includes at the first location a photodiode for detecting characteristics of a flame in a combustion chamber of the turbine. The photodiode outputs a photoelectron electric current having an electric current characterizing the characteristics of the flame. The sensor assembly includes at the first location an electrical wire electrically connected to the photodiode for receiving the photoelectron electrical current from the photodiode and electrically transmitting the photoelectron electrical current. The sensor assembly includes an electrical assembly that is electrically remote from the sensor assembly at a second location that has a second temperature that is comparatively less than the first temperature at the first location. The sensor assembly includes an electrical cable assembly that extends from the sensor assembly at the first location to the electrical assembly at the second location. The electrical cable assembly transitions from the first location having the relatively higher temperature to the second location having the relatively lower temperature. The electrical cable assembly includes an electrical cable connected to the electrical wire of the Sensor assembly is electrically connected and adapted to electrically transmit the photoelectron current, which characterizes the properties of the flame, and is electrically transmitted by means of the electrical wire of the sensor assembly, from the photodiode to the electrical arrangement. The sensor assembly is at least configured and designed to experience a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above and to operate permanently.
Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Flammensensorvorrichtung kann die Sensoranordnung eine Leiterplatte aufweisen, die frei von organischem Material ist. In any embodiment of the flame sensor device, the sensor assembly may include a printed circuit board that is free of organic material.
Beispielsweise kann die Leiterplatte frei von FR4-Material sein, und/oder kann die Leiterplatte frei von Cyanatester sein, und/oder kann die Leiterplatte frei von keramischem Laminat sein. For example, the circuit board may be free of FR4 material, and / or the circuit board may be free of cyanate ester, and / or the circuit board may be free of ceramic laminate.
Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Flammensensorvorrichtung kann die Sensoranordnung eine Leiterplatte aufweisen, die ein isolierendes Hochtemperaturkeramikmaterial enthält. In any embodiment of the flame sensor device, the sensor assembly may include a printed circuit board containing a high temperature insulating ceramic material.
Beispielsweise kann die Leiterplatte Al2O3 (Aluminiumoxid) enthalten und/oder kann die Leiterplatte AlN (Aluminiumnitrid) enthalten und/oder kann die Leiterplatte BN (Bornitrid) enthalten.For example, the circuit board may contain Al 2 O 3 (aluminum oxide) and / or the circuit board may include AlN (aluminum nitride) and / or may include the circuit board BN (boron nitride).
Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Flammensensorvorrichtung kann die Sensoranordnung mehrere Teile beinhalten, und es kann vorteilhaft sein, wenn mindestens einige der mehreren Teile der Sensoranordnung verschweißt sind. In any embodiment of the flame sensor device, the sensor assembly may include multiple parts, and it may be advantageous if at least some of the multiple parts of the sensor assembly are welded.
Beispielsweise können die mehreren Teile der Sensoranordnung ein Drahtgehäuse und einen Sensorkörper beinhalten, die verschweißt sind, und/oder können die mehreren Teile der Sensoranordnung ein Drahtgehäuse und einen Drahtdichtungsadapter beinhalten, die verschweißt sind, und/oder können die mehreren Teile der Sensoranordnung einen Drahtdichtungsadapter und eine Kabelarmatur beinhalten, die verschweißt sind. For example, the multiple parts of the sensor assembly may include a wire housing and a sensor body that are welded, and / or the multiple parts of the sensor assembly may include a wire housing and a wire seal adapter that are welded, and / or the multiple parts of the sensor assembly may include a wire seal adapter and include a cable fitting that are welded.
Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Flammensensorvorrichtung kann die Sensoranordnung mehrere Teile enthalten, und es kann vorteilhaft sein, wenn wenigstens eines der mehreren Teile der Sensoranordnung an die elektrische Kabelanordnung geschweißt ist. In any embodiment of the flame sensor device, the sensor assembly may include multiple parts, and it may be advantageous if at least one of the multiple parts of the sensor assembly is welded to the electrical cable assembly.
Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Flammensensorvorrichtung kann die Sensoranordnung mehrere Teile enthalten, und es kann vorteilhaft sein, wenn mindestens einige der mehreren Teile der Sensoranordnung hartgelötet sind. In any embodiment of the flame sensor device, the sensor assembly may include multiple parts, and it may be advantageous if at least some of the multiple parts of the sensor assembly are brazed.
Beispielsweise können die mehreren Teile der Sensoranordnung einen Kerndraht und eine Leiterplatte enthalten, die hartgelötet sind. For example, the multiple parts of the sensor assembly may include a core wire and a printed circuit board that are brazed.
Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Flammensensorvorrichtung kann die Sensoranordnung mehrere Teile enthalten, und mindestens einige der mehreren Teile der Sensoranordnung können ein abgedichtetes Volumen definieren. Das abgedichtete Volumen kann ein Inertgas enthalten. In any embodiment of the flame sensor device, the sensor assembly may include multiple parts, and at least some of the multiple parts of the sensor assembly may define a sealed volume. The sealed volume may contain an inert gas.
Bei jeder beliebigen Ausführungsform der Flammensensorvorrichtung kann die Sensoranordnung mehrere Teile und die elektrische Kabelanordnung enthalten, und mindestens einige der mehreren Teile der Sensoranordnung und mindestens einige der mehreren Teile der elektrischen Kabelanordnung können ein abgedichtetes Volumen definieren. Das abgedichtete Volumen kann ein Inertgas enthalten. In any embodiment of the flame sensor device, the sensor assembly may include a plurality of parts and the electrical cable assembly, and at least some of the multiple parts of the sensor assembly and at least some of the plurality of parts of the electrical cable assembly may define a sealed volume. The sealed volume may contain an inert gas.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Die vorausgehend erwähnten und sonstige Aspekte der Erfindung erschließen sich dem auf dem Gebiet der Erfindung bewanderten Fachmann nach dem Lesen der folgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, worin: The foregoing and other aspects of the invention will become apparent to those skilled in the art after reading the following description with reference to the accompanying drawings, in which:
1 eine teilweise auseinandergezogene, schematisierte Schnittansicht eines Beispiels einer Flammensensorvorrichtung gemäß mindestens einem Aspekt der vorliegenden Erfindung zeigt; 1 a partially exploded, schematic sectional view of an example of a flame sensor device according to at least one aspect of the present invention;
2 in einer perspektivischen Ansicht eine exemplarische Sensoranordnung veranschaulicht, die ein exemplarisches Sichtrohr gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aufweist; 2 in a perspective view illustrating an exemplary sensor assembly having an exemplary sight tube according to an aspect of the present invention;
3 eine teilweise auseinandergezogene Schnittansicht der beispielhaften Sensoranordnung zeigt, genommen entlang der Schnittlinie 3-3 von 2; 3 a partially exploded sectional view of the exemplary sensor assembly taken along the section line 3-3 of 2 ;
4 in einem Längsschnitt eine exemplarische Kabelanordnung zeigt, genommen entlang der Schnittlinie 4-4 von 1; und 4 in a longitudinal section an exemplary cable arrangement, taken along section line 4-4 of 1 ; and
5 in einem Längsschnitt eine exemplarische elektrische Anordnung zeigt, genommen entlang der Schnittlinie 5-5 von 1. 5 in a longitudinal section shows an exemplary electrical arrangement, taken along section line 5-5 of 1 ,
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Beispielhafte Ausführungsformen, die einen oder mehrere Aspekte der Erfindung verwenden, sind beschrieben und in den Zeichnungen veranschaulicht. Diese veranschaulichten Beispiele sollen die Erfindung nicht beschränken. Beispielsweise lassen sich ein oder mehrere Aspekte der Erfindung in anderen Ausführungsformen und sogar in anderen Arten von Vorrichtungen nutzen. Darüber hinaus wird eine bestimmte Terminologie hier lediglich zum Zweck der Vereinfachung verwendet und ist nicht im Sinne einer Beschränkung der Erfindung zu verstehen. Weiter werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet, um gleiche Elemente zu bezeichnen.Exemplary embodiments using one or more aspects of the invention are described and illustrated in the drawings. These illustrated examples are not intended to limit the invention. For example, one or more aspects of the invention can be incorporated in use other embodiments and even in other types of devices. In addition, certain terminology is used herein for the purpose of simplicity only and is not to be construed as limiting the invention. Further, like reference numerals are used in the figures to designate like elements.
Eine Flammensensorvorrichtung 6 (1) ist dazu eingerichtet und dafür ausgelegt, dass mindestens einige Komponenten in der Lage sind, eine verhältnismäßig hohe Temperatur, beispielsweise eine Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise eine Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, zu erfahren und dabei dauerhaft zu arbeiten.A flame sensor device 6 ( 1 ) is designed and designed so that at least some components are capable of a relatively high temperature, for example a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or about experiencing and working permanently.
1 veranschaulicht schematisch ein Beispiel der Flammensensorvorrichtung 6 zur Überwachung spezieller Eigenschaften einer Flamme 8. Die Flamme 8 ist in einer Brennkammer 10 einer Turbine 12 angeordnet und strahlt elektromagnetische Strahlungsenergie ab. An der Brennkammer 10 kann ein Sichtrohr 15, das einer hohle innenliegende Öffnung aufweist, befestigt werden. Eine Sensoranordnung 30 ist betriebsmäßig mit der Brennkammer 10 verbunden und kann die elektromagnetische Strahlungsenergie von der Flamme 8 durch das Sichtrohr 15 aufnehmen. Die Sensoranordnung 30 enthält eine Photodiode, die auf der Grundlage der elektromagnetischen Strahlungsenergie einen Strom erzeugt, beispielsweise einen Photoelektronenstrom. Dieser Strom kann dann von der Sensoranordnung 30 über eine Kabelanordnung 100 zu einer elektrischen Anordnung 170 fließen, woraufhin die elektrische Anordnung 170 Eigenschaften der Flamme, z.B. die Anwesenheit oder Abwesenheit der Flamme ermitteln kann. Die elektrische Anordnung 170 kann von einer (in 3 gezeigten) Photodiode 60 elektrisch entfernt angeordnet sein. Als solche überwacht die elektrische Anordnung 170 Eigenschaften der Flamme, während sie in einer verhältnismäßig kühleren Umgebung angeordnet ist, die von der Brennkammer 10 und der Turbine 12 und von Wärme, die der Verbrennungsflamme zugeordnet ist, entfernt angeordnet ist. 1 schematically illustrates an example of the flame sensor device 6 for monitoring specific characteristics of a flame 8th , The flame 8th is in a combustion chamber 10 a turbine 12 arranged and radiates electromagnetic radiation energy. At the combustion chamber 10 can be a sight tube 15 having a hollow internal opening, are attached. A sensor arrangement 30 is operational with the combustion chamber 10 connected and can the electromagnetic radiation energy from the flame 8th through the sight tube 15 take up. The sensor arrangement 30 contains a photodiode which generates a current based on the electromagnetic radiation energy, for example a photoelectron current. This current can then be derived from the sensor arrangement 30 via a cable arrangement 100 to an electrical arrangement 170 flow, whereupon the electrical arrangement 170 Characteristics of the flame, for example, determine the presence or absence of the flame. The electrical arrangement 170 can from one (in 3 shown) photodiode 60 be arranged electrically remote. As such, the electrical system monitors 170 Characteristics of the flame while it is arranged in a relatively cooler environment, that of the combustion chamber 10 and the turbine 12 and of heat associated with the combustion flame is located remotely.
Mit Bezug auf das in 1 gezeigte spezielle Beispiel kann die Turbine 12 (nicht gezeigte) rotierende Turbinenschaufeln aufweisen, die durch eine Verbrennung eines Brennstoffs in der Brennkammer 10 angetrieben werden. Die Turbine 12 ist in 1 verallgemeinert/schematisch gezeigt, um das Konzept zu vermitteln, dass die Turbine 12 eine Anzahl von unterschiedlichen Strukturen beinhalten kann und/oder in abgewandelten unterschiedlichen Anwendungen genutzt werden kann. Beispielsweise könnte die Turbine 12 mit Blick auf Öl und Gas verbrennende Turbinen konstruiert/ausgelegt sein und in Anwendungen, wie beispielsweise für Luftfahrzeugvortrieb, Schiffsantrieb, landgebundene Stromerzeugung, Offshore-Stromerzeugung oder dergleichen, genutzt werden. In einem speziellen Beispiel kann die Turbine 12 und die Flammensensorvorrichtung 6 in Flugzeugstrahltriebwerken verwendet werden. Somit ist klar, dass die Turbine 12 in 1 nicht auf weitere Beispiele beschränken soll.With reference to the in 1 The specific example shown may be the turbine 12 comprising rotating turbine blades (not shown) caused by combustion of a fuel in the combustion chamber 10 are driven. The turbine 12 is in 1 generalized / shown schematically to convey the concept that the turbine 12 may include a number of different structures and / or may be used in a variety of different applications. For example, the turbine could 12 oil and gas burning turbines are designed / designed and used in applications such as aircraft propulsion, marine propulsion, land-based power generation, offshore power generation or the like. In a specific example, the turbine 12 and the flame sensor device 6 used in aircraft jet engines. Thus it is clear that the turbine 12 in 1 should not be limited to other examples.
Die Brennkammer 10 kann in der Turbine 12 positioniert sein. Die Brennkammer 10 kann ein im Wesentlichen hohles inneres Gebiet definieren. Es versteht sich, dass die Brennkammer 10 in 1 verallgemeinert/schematisch dargestellt ist und nicht weitere Beispiele beschränkend sein soll. Beispielsweise soll die generische Darstellung der Brennkammer 10 das Konzept vermitteln, dass die Brennkammer 10 eine Anzahl von unterschiedlichen Konstruktionen repräsentieren kann, von denen einige allgemein bekannt sein können. Desgleichen kann die Brennkammer 10, wie sie hier beschrieben und in Zusammenhang mit der Turbine 12 im Vorausgehenden erörtert ist, in einer Anzahl unterschiedlicher Anwendungen verwendet werden.The combustion chamber 10 can in the turbine 12 be positioned. The combustion chamber 10 can define a substantially hollow inner region. It is understood that the combustion chamber 10 in 1 generalized / schematically represented and should not be limiting further examples. For example, the generic representation of the combustion chamber 10 convey the concept that the combustion chamber 10 may represent a number of different constructions, some of which may be well known. Likewise, the combustion chamber 10 as described here and in connection with the turbine 12 previously discussed may be used in a number of different applications.
Eine Brennstoffdüse 13 kann vorgesehen sein, die Brennstoff (z.B. Luft, Brennstoff, Luft/Brennstoff-Gemisch, entzündbare Materialien und dergleichen) in die Brennkammer 10 einspeist. Die Brennstoffdüse 13 kann mit einer Öffnung, Mündung oder dergleichen in der Brennkammer 10 zusammenwirken, so dass die Brennstoffdüse 13 den von einem externen Ort stammenden Brennstoff in die Brennkammer 10 einspeisen kann. Die Brennstoffdüse 13 kann den Brennstoff in die Brennkammer einspeisen, woraufhin der Brennstoff mittels der Flamme 8 gezündet werden kann. Der entzündete Brennstoff erzeugt in der Brennkammer 10 ein Gas mit verhältnismäßig hohem Druck. Auch hier ist die Brennstoffdüse 13 in dem gezeigten Beispiel verallgemeinert/schematisch dargestellt und kann eine beliebige Anzahl von Brennstoffdüsenkonstruktionen beinhalten, die möglicherweise bekannt sind. Weiter könnte die Brennstoffdüse 13 an einer Anzahl von Orten in der Brennkammer 10 angeordnet sein und ist nicht auf den in 1 gezeigten Ort beschränkt.A fuel nozzle 13 may be provided, the fuel (eg air, fuel, air / fuel mixture, flammable materials and the like) into the combustion chamber 10 feeds. The fuel nozzle 13 can with an opening, orifice or the like in the combustion chamber 10 interact so that the fuel nozzle 13 the fuel from an external location into the combustion chamber 10 can feed. The fuel nozzle 13 can feed fuel into a combustion chamber, whereupon the fuel by means of a flame 8th can be ignited. The ignited fuel is generated in the combustion chamber 10 a gas with a relatively high pressure. Again, the fuel nozzle 13 in the example shown generalized / schematically illustrated and may include any number of fuel nozzle designs that may be known. Next could be the fuel nozzle 13 at a number of locations in the combustion chamber 10 be arranged and is not on the in 1 limited location shown.
In einer Außenwand der Brennkammer 10 kann eine Öffnung 14 vorgesehen sein. Die Öffnung 14 (die in 1 generisch gezeigt und in 2 gestrichelt gezeichnet ist, da die Öffnung 14 in einer solchen Ansicht normalerweise nicht sichtbar ist) kann sich vollständig durch die Außenwand hindurch erstrecken. Es kann also ein Innenraum der Brennkammer 10 für einen Ort optisch freigelegt sein, der sich gegenüber der Brennkammer 10 außerhalb befindet. Die Öffnung 14 kann in nächster Nähe der Flamme 8 positioniert sein, so dass die Öffnung 14 einen optischen Pfad durch die Öffnung 14 hindurch und in Richtung der Flamme 8 definiert. Die Temperatur kann in einem Beispiel in Nachbarschaft der Öffnung 14 etwa 454° C betragen, obwohl ein weiter Bereich von Temperaturen in Betracht kommt. Es versteht sich, dass die Öffnung 14 nicht auf den in 1 gezeigten Ort beschränkt ist und an mehreren anderen Orten an der Brennkammer 10 positioniert sein könnte.In an outer wall of the combustion chamber 10 can an opening 14 be provided. The opening 14 (in the 1 shown generically and in 2 Dashed line is drawn as the opening 14 not normally visible in such a view) may extend completely through the outer wall. So it can be an interior of the combustion chamber 10 be visually exposed to a location that faces the combustion chamber 10 located outside. The opening 14 can be in the immediate vicinity of the flame 8th be positioned so that the opening 14 an optical path through the opening 14 through and in the direction of the flame 8th Are defined. The temperature may in an example adjacent to the opening 14 about 454 ° C, although a wide area of temperatures comes into consideration. It is understood that the opening 14 not on the in 1 The location shown is limited and in several other places on the combustion chamber 10 could be positioned.
Das Sichtrohr 15 ist in dem optischen Pfad von der Flamme 8 und durch die Öffnung 14 angeordnet. 1 und 2 stellen für Zwecke der Veranschaulichung eine auseinandergezogene Ansicht des Sichtrohrs 15 dar, um die strukturelle Beziehung zwischen dem Sichtrohr 15 und der Öffnung 14 zu zeigen. Es versteht sich jedoch, dass sich das Sichtrohr 15 und die Brennkammer 10 im Betrieb in einem vollständig zusammengebauten Zustand befinden, wobei das Sichtrohr mit der Brennkammer 10 verbunden ist. Das Sichtrohr 15 kann auf unterschiedliche Weise, z.B. durch mechanische Befestigungsmittel, Schweißen, Klebstoffe oder dergleichen, mit der Brennkammer 10 verbunden werden. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen mechanische Befestigungsmittel, Schweißnähte, Klebstoffe oder dergleichen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden.The sight tube 15 is in the optical path of the flame 8th and through the opening 14 arranged. 1 and 2 For purposes of illustration, depict an exploded view of the sight tube 15 represents the structural relationship between the sight tube 15 and the opening 14 to show. It is understood, however, that the sight tube 15 and the combustion chamber 10 in operation, in a fully assembled condition with the sight tube communicating with the combustion chamber 10 connected is. The sight tube 15 can in different ways, for example by mechanical fasteners, welding, adhesives or the like, with the combustion chamber 10 get connected. It should be noted that in the drawings, mechanical fasteners, welds, adhesives or the like may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings.
Mit Bezugnahme auf 2 kann das Sichtrohr 15 mehr im Einzelnen erläutert werden. Das Sichtrohr 15 weist eine längliche, im Wesentlichen hohle zylindrische Struktur auf, die sich zwischen einem ersten Endabschnitt 16 und einem gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 17 erstreckt. Das Sichtrohr 15 schließt unterschiedliche Abmessungen und Formen ein, obwohl das Sichtrohr 15 in einem Beispiel eine Gesamtlänge von etwa 152,4 Millimeter (6 Zoll) aufweisen kann. Das Sichtrohr 15 definiert eine innenliegende Öffnung 18, die im Wesentlichen hohl ist und sich in Längsrichtung zwischen dem ersten Endabschnitt 16 und dem zweiten Endabschnitt 17 erstreckt. Die innenliegende Öffnung 18 des Sichtrohrs 15 ist in 2 in Phantomdarstellung gezeigt, da die innenliegende Öffnung 18 in einer solchen Ansicht normalerweise nicht sichtbar ist. Die innenliegende Öffnung 18 ist nicht auf die in 2 gezeigte Abmessung und Gestalt beschränkt und könnte in anderen Beispielen einen größeren oder kleineren Querschnittsdurchmesser aufweisen. Das Sichtrohr 15 ist an der Öffnung 14 so befestigt, dass ein Innenraum der Brennkammer 10 für die innenliegende Öffnung 18 des Sichtrohrs 15 optisch freigelegt ist. Im Betrieb kann die innenliegende Öffnung 18 des Sichtrohrs 15 mit der Öffnung 14 fluchtend angeordnet sein, so dass das Sichtrohr 15 einen optischen Pfad durch die innenliegende Öffnung 18, durch die Öffnung 14 und in das Innere Gebiet der Brennkammer 10 definiert. Somit breitet sich elektromagnetische Strahlungsenergie von der Flamme 8 durch die innenliegende Öffnung 18 des Sichtrohrs 15 aus.With reference to 2 can the sight tube 15 will be explained in more detail. The sight tube 15 has an elongated, substantially hollow cylindrical structure extending between a first end portion 16 and an opposite second end portion 17 extends. The sight tube 15 includes different dimensions and shapes, although the sight tube 15 in one example may have an overall length of about 152.4 millimeters (6 inches). The sight tube 15 defines an internal opening 18 which is substantially hollow and extends longitudinally between the first end portion 16 and the second end portion 17 extends. The internal opening 18 of the sight tube 15 is in 2 shown in phantom since the inner opening 18 normally not visible in such a view. The internal opening 18 is not on the in 2 shown dimension and shape and could have a larger or smaller cross-sectional diameter in other examples. The sight tube 15 is at the opening 14 fixed so that an interior of the combustion chamber 10 for the internal opening 18 of the sight tube 15 is optically exposed. In operation, the inner opening 18 of the sight tube 15 with the opening 14 be arranged in alignment, so that the sight tube 15 an optical path through the internal opening 18 through the opening 14 and in the interior of the combustion chamber 10 Are defined. Thus, electromagnetic radiation energy spreads from the flame 8th through the inner opening 18 of the sight tube 15 out.
Mit Bezugnahme auf 3 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 von 2 gezeigt, die den zweiten Endabschnitt 17 des Sichtrohrs 15 veranschaulicht. Das Sichtrohr 15 kann eine Befestigungsstruktur, beispielsweise einen Gewindeabschnitt oder ein Schraubengewinde 19, aufweisen, die an dem zweiten Endabschnitt 17 angeordnet ist. Es versteht sich, dass das Sichtrohr 15 eine beliebige Anzahl von Befestigungsstrukturen aufweisen könnte und nicht auf das in 3 gezeigte Schraubengewinde 19 beschränkt ist. In einem Beispiel kann das Schraubengewinde 19 an einer Außenfläche des zweiten Endabschnitts 17 des Sichtrohrs 15 ausgebildet sein, um so ein Außengewinde zu bilden.With reference to 3 is a sectional view taken along section line 3-3 of 2 shown the second end section 17 of the sight tube 15 illustrated. The sight tube 15 may be a mounting structure, such as a threaded portion or a screw thread 19 , which at the second end portion 17 is arranged. It is understood that the sight tube 15 could have any number of attachment structures and not on the in 3 shown screw thread 19 is limited. In one example, the screw thread 19 on an outer surface of the second end portion 17 of the sight tube 15 be formed so as to form an external thread.
Das Sichtrohr 15 ist an dem zweiten Endabschnitt 17 an einer Überwurfmutter 20 befestigt. Es versteht sich, dass 3 für Zwecke der Veranschaulichung eine auseinandergezogene Ansicht des Sichtrohrs 15 darstellt. Allerdings befindet sich das Sichtrohr 15 im Betrieb in einem vollständig zusammengebauten Zustand und ist in ähnlicher Weise, wie in 2 gezeigt, an der Überwurfmutter 20 befestigt. Insbesondere kann das Sichtrohr 15 an einem ersten Mutterendabschnitt 21 der Überwurfmutter 20 befestigt sein. Der erste Mutterendabschnitt 21 definiert eine abgerundete, zylindrisch gestaltete Konstruktion mit einer hohlen innenliegenden Öffnung, die sich zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende erstreckt. Der erste Mutterendabschnitt 21 weist eine Befestigungsstruktur auf, beispielsweise einen Gewindeabschnitt 22. Der Gewindeabschnitt 22 ist an einer Innenfläche der innenliegenden Öffnung des ersten Mutterendabschnitts 21 ausgebildet. Somit ist das Schraubengewinde 19 des Sichtrohrs 15 bemessen und gestaltet, um zu dem Gewindeabschnitt 22 des ersten Mutterendabschnitts 21 zu passen. Selbstverständlich ist klar, dass zur Befestigung des ersten Mutterendabschnitts 21 und des Sichtrohrs 15 auch andere Befestigungsmittel in Betracht kommen, z.B. Schweißen, mechanische Befestigungsmittel, Klebstoffe und dergleichen. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen mechanische Befestigungsmittel, Schweißen, Klebstoffe oder dergleichen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden.The sight tube 15 is at the second end portion 17 on a union nut 20 attached. It is understood that 3 for purposes of illustration an exploded view of the sight tube 15 represents. However, the sight tube is located 15 in operation in a fully assembled condition and is similar to that in 2 shown on the union nut 20 attached. In particular, the sight tube 15 at a first nut end portion 21 the union nut 20 be attached. The first nut end section 21 defines a rounded, cylindrically shaped construction having a hollow interior opening extending between a first end and a second end. The first nut end section 21 has a fastening structure, for example a threaded portion 22 , The threaded section 22 is on an inner surface of the inner opening of the first nut end portion 21 educated. Thus, the screw thread 19 of the sight tube 15 sized and shaped to the threaded portion 22 of the first nut end section 21 to fit. Of course, it is clear that for fixing the first nut end portion 21 and the sight tube 15 Other fasteners may be considered, such as welding, mechanical fasteners, adhesives and the like. It should be noted that in the drawings, mechanical fasteners, welding, adhesives or the like may not be readily visible or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings.
Die Überwurfmutter 20 kann im Folgenden mehr im Einzelnen erläutert werden. Der erste Mutterendabschnitt 21 weist eine zweite Befestigungsstruktur auf, die an einem dem Gewindeabschnitt 22 gegenüberliegenden Ende angeordnet ist. In einem Beispiel weist der erste Mutterendabschnitt 21 einen Außengewindeabschnitt 24 auf, der auf einer Außenfläche des ersten Mutterendabschnitts 21 ausgebildet ist.The union nut 20 can be explained in more detail below. The first nut end section 21 has a second attachment structure, which at one of the threaded portion 22 is arranged opposite end. In one example, the first nut end portion 21 a male threaded section 24 on, on an outer surface of the first nut end portion 21 is trained.
Die Überwurfmutter 20 weist ferner einen mittleren Mutterabschnitt 23 auf. Der mittlere Mutterabschnitt 23 weist eine hohle innenliegende Öffnung auf, die sich zwischen gegenüberliegenden Endabschnitten erstreckt. Die innenliegende Öffnung des mittleren Mutterabschnitts 23 weist einen Durchmesser auf, der geringfügig größer ist als ein Außendurchmesser bei dem Gewindeabschnitt 22 des ersten Mutterendabschnitts 21. Der mittlere Mutterabschnitt 23 weist einen Innengewindeabschnitt 25 auf, der in Nachbarschaft des mittleren Mutterabschnitts 23 angeordnet ist. The union nut 20 also has a central nut section 23 on. The middle mother section 23 has a hollow internal opening extending between opposite end portions. The internal opening of the central nut section 23 has a diameter that is slightly larger than an outer diameter at the threaded portion 22 of the first nut end section 21 , The middle mother section 23 has an internally threaded portion 25 on, in the neighborhood of the middle mother section 23 is arranged.
Der mittlere Mutterabschnitt 23 ist an dem ersten Mutterendabschnitt 21 befestigt. Beispielsweise ist der Innengewindeabschnitt 25 des mittleren Mutterabschnitts 23 bemessen und gestaltet, um zu dem Außengewindeabschnitt 24 des ersten Mutterendabschnitts 21 zu passen. Als solcher kann der Außengewindeabschnitt 24 des ersten Mutterendabschnitts 21 mit dem Innengewindeabschnitt 25 passend in Eingriff kommen. Somit kann der erste Mutterendabschnitt 21 an dem mittleren Mutterabschnitt 23 abnehmbar befestigt sein. Es versteht sich, dass die hier beschriebene Befestigung des ersten Mutterendabschnitts 21 und des mittleren Mutterabschnitts 23 lediglich ein Beispiel eines Befestigungsmittels ist, da eine beliebige Anzahl von Befestigungsmitteln in Betracht kommt.The middle mother section 23 is at the first nut end portion 21 attached. For example, the female thread section 25 of the middle mother section 23 dimensioned and shaped to the external thread section 24 of the first nut end section 21 to fit. As such, the male threaded portion 24 of the first nut end section 21 with the female thread section 25 suitable to come into engagement. Thus, the first nut end portion 21 at the middle mother section 23 be removably attached. It is understood that the attachment described here of the first Mutterendabschnitts 21 and the middle mother section 23 is just one example of a fastener, as any number of fasteners come into consideration.
Der mittlere Mutterabschnitt 23 weist ferner einen Innenvorsprung 26 auf, der von einer Außenfläche des mittleren Mutterabschnitts 23 nach innen vorspringt. Der Innenvorsprung 26 ist an einem Ende des mittleren Mutterabschnitts 23 angeordnet, das dem Ende mit dem Innengewindeabschnitt 25 gegenüberliegt. Der Innenvorsprung 26 kann einen Innendurchmesser aufweisen, der kleiner ist als der Durchmesser des übrigen Abschnitts des mittleren Mutterabschnitts 23.The middle mother section 23 also has an internal projection 26 on, from an outer surface of the middle mother section 23 protrudes inward. The inner projection 26 is at one end of the middle mother section 23 arranged, which is the end with the female thread section 25 opposite. The inner projection 26 may have an inner diameter which is smaller than the diameter of the remaining portion of the central nut portion 23 ,
Die Überwurfmutter 20 weist ferner einen zweiten Mutterendabschnitt 27 auf. Der zweite Mutterendabschnitt 27 definiert eine im Wesentlichen zylindrisch gestaltete Struktur mit einer hohlen innenliegenden Öffnung, die sich zwischen gegenüberliegenden Endabschnitten erstreckt. Der zweite Mutterendabschnitt 27 weist einen Muttervorsprung 28 auf, der von einer Außenfläche des zweiten Mutterendabschnitts 27 radial nach außen ragt. Der Muttervorsprung 28 ist bemessen und gestaltet, um durch den Innenvorsprung 26 gehalten zu werden. Somit ist der Muttervorsprung durch den ersten Mutterendabschnitt 21 hinsichtlich einer radialen und axialen Bewegung beschränkt.The union nut 20 also has a second nut end portion 27 on. The second nut end section 27 defines a substantially cylindrical shaped structure having a hollow inner opening extending between opposite end portions. The second nut end section 27 has a parent projection 28 on, from an outer surface of the second nut end portion 27 protrudes radially outward. The mother tab 28 is sized and designed to pass through the inner projection 26 to be held. Thus, the nut projection is through the first nut end portion 21 limited in terms of radial and axial movement.
Der zweite Mutterendabschnitt 27 weist außerdem eine Mutternut 29 auf. Die Mutternut 29 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Innenwand des zweiten Mutterendabschnitts 27, um einen Innengewindeabschnitt zu bilden. Die Mutternut 29 kann die Überwurfmutter 20 an der Sensoranordnung 30 befestigen. Insbesondere weist die Sensoranordnung 30 einen Vorsprung 31 auf, der an einer Außenfläche der Sensoranordnung 30 ausgebildet ist. Der Vorsprung 31 weist einen Gewindeabschnitt auf, der sich in Umfangsrichtung um eine Außenfläche des Vorsprungs 31 erstreckt. Im Betrieb kann der Vorsprung 31 mittels Gewindeeingriff in der Mutternut 29 aufgenommen werden, um die Sensoranordnung 30 an der Überwurfmutter 20 zu befestigen. Die Mutternut 29 kann bemessen sein, um zu dem Vorsprung 31 zu passen, so dass die Mutternut 29 einen geringfügig größeren Durchmesser als der Vorsprung 31 aufweisen kann. Somit kann der Innengewindeabschnitt der Mutternut 29 den Gewindeabschnitt des Vorsprungs 31 in Gewindeeingriff aufnehmen, so dass der Vorsprung 31 an einer axialen und/oder radialen Bewegung gehindert ist.The second nut end section 27 also has a mother tongue 29 on. The mother tongue 29 extends circumferentially about the inner wall of the second nut end portion 27 to form a female threaded portion. The mother tongue 29 can the union nut 20 at the sensor arrangement 30 Fasten. In particular, the sensor arrangement 30 a lead 31 on, on an outer surface of the sensor assembly 30 is trained. The lead 31 has a threaded portion extending circumferentially around an outer surface of the projection 31 extends. In operation, the lead can 31 by means of threaded engagement in the nut groove 29 be added to the sensor array 30 at the union nut 20 to fix. The mother tongue 29 can be sized to get to the lead 31 to fit, so that the mother groove 29 a slightly larger diameter than the projection 31 can have. Thus, the female threaded portion of the nut groove 29 the threaded portion of the projection 31 engage in threaded engagement so that the projection 31 is prevented from axial and / or radial movement.
Mit weiterem Bezug auf 3 kann die Sensoranordnung 30 im Folgenden mehr im Einzelnen erläutert werden. Aufgrund der Befestigung der Sensoranordnung 30 an dem Sichtrohr 15 mittels der Überwurfmutter 20 ist die Sensoranordnung 30 mit einem Abstand von der Brennkammer 10 entfernt angeordnet. Beispielsweise könnte die Sensoranordnung 30 mit einem Abstand von 152,4 Millimeter (6 Zoll) von der Brennkammer 10 entfernt angeordnet sein, obwohl größere oder kleinere Abstände in Betracht kommen. Dadurch dass die Sensoranordnung 30 mit einem Abstand von der Brennkammer 10 angeordnet ist, ist sie relativ niedrigeren Temperaturen als das Sichtrohr 15 ausgesetzt. Beispielsweise kann die Temperatur bei einem ersten Endabschnitt 32 in einem Bereich von etwa –55° C (–48 °F) bis ungefähr 371° C (188 °F) liegen. Allerdings kann die Temperatur an stromabwärts gelegenen Orten der Sensoranordnung 30 geringer sein, beispielsweise im Bereich von ungefähr –55° C (–48 °F) bis ungefähr 200° C (392 °F) oder darüber liegen.With further reference to 3 can the sensor arrangement 30 will be explained in more detail below. Due to the attachment of the sensor arrangement 30 on the sight tube 15 by means of the union nut 20 is the sensor arrangement 30 with a distance from the combustion chamber 10 arranged away. For example, the sensor arrangement could 30 at a distance of 152.4 millimeters (6 inches) from the combustion chamber 10 be arranged away, although larger or smaller distances come into consideration. As a result of the sensor arrangement 30 with a distance from the combustion chamber 10 is arranged, it is relatively lower temperatures than the sight tube 15 exposed. For example, the temperature at a first end portion 32 are in the range of about -55 ° C (-48 ° F) to about 371 ° C (188 ° F). However, the temperature may be at downstream locations of the sensor array 30 lower, for example in the range of about -55 ° C (-48 ° F) to about 200 ° C (392 ° F) or above.
Die Sensoranordnung 30 weist einen Sensorkörper 34 auf, der sich entlang einer im Wesentlichen longitudinalen Achse erstreckt. Der Sensorkörper 34 kann durch eine Reihe von Materialien ausgebildet sein, beispielsweise durch gegen verhältnismäßig hohe Temperaturen beständige Materialien, die in der Lage sind, den oben erwähnten Temperaturen, die dem Verbrennungsprozess zugeordnet sind, standzuhalten. In weiteren Beispielen ist der Sensorkörper 34 aus Materialien hergestellt, die sogar höheren Temperaturen als den hier beschriebenen standhalten können. Der Sensorkörper 34 wird aus einer beliebige Anzahl von metallischen Materialien geformt, die korrosionsbeständig sein können und rostfreien 304-Stahl, rostfreien 316-Stahl oder dergleichen beinhalten können.The sensor arrangement 30 has a sensor body 34 which extends along a substantially longitudinal axis. The sensor body 34 may be formed by a variety of materials, for example by relatively high temperature resistant materials capable of withstanding the above-mentioned temperatures associated with the combustion process. In other examples, the sensor body is 34 made of materials that can withstand even higher temperatures than those described here. The sensor body 34 is formed of any number of metallic materials which may be corrosion resistant and may include 304 stainless steel, 316 stainless steel or the like.
Der Sensorkörper 34 definiert eine innenliegende Sensorkammer 35, die im Wesentlichen hohl ist und sich axial entlang der Länge des Sensorkörpers 34 zwischen dem ersten Endabschnitt 32 und dem zweiten Endabschnitt 33 erstreckt. Der Sensorkörper 34 erstreckt sich entlang einer Längsachse, die im Wesentlichen mit einer Längsachse des Sichtrohrs 15 und der Überwurfmutter 20 koaxial ist. Somit ist die innenliegende Sensorkammer 35 des Sensorkörpers 34 im Wesentlichen zu der innenliegenden Öffnung 18 des Sichtrohrs 15 und zu der Öffnung 14 koaxial. Dementsprechend kann sich ein optischer Pfad durch den Sensorkörper 34, durch das Sichtrohr 15 und in Richtung der Flamme 8 erstrecken. Somit kann sich die elektromagnetische Strahlungsenergie von der Flamme 8, durch die Öffnung 14 und das Sichtrohr 15 und in den Sensorkörper 34 der Sensoranordnung 30 ausbreiten. The sensor body 34 defines an internal sensor chamber 35 which is substantially hollow and extends axially along the length of the sensor body 34 between the first end portion 32 and the second end portion 33 extends. The sensor body 34 extends along a longitudinal axis substantially with a longitudinal axis of the sight tube 15 and the union nut 20 is coaxial. Thus, the inside sensor chamber 35 of the sensor body 34 essentially to the inner opening 18 of the sight tube 15 and to the opening 14 coaxial. Accordingly, an optical path through the sensor body 34 , through the sight tube 15 and in the direction of the flame 8th extend. Thus, the electromagnetic radiation energy from the flame 8th through the opening 14 and the sight tube 15 and in the sensor body 34 the sensor arrangement 30 spread.
Die innere Struktur der Sensoranordnung 30 wird im Folgenden beginnend in der Nähe des ersten Endabschnitts 32 beschrieben. Die Sensoranordnung 30 weist ein Fenster 36 auf, das im Inneren der Sensorkammer 35 des Sensorkörpers 34 positioniert ist. Das Fenster 36 ist in Nachbarschaft des ersten Endabschnitts 32 des Sensorkörpers 34 angeordnet. Das Fenster 36 kann zu der Längsachse des Sensorkörpers 34 im Wesentlichen senkrecht ausgerichtet sein, so dass sich das Fenster 36 radial quer über die innenliegende Sensorkammer 35 erstreckt. Das Fenster 36 kann eine Reihe unterschiedlicher Materialien aufweisen, basiert jedoch in einem Beispiel auf einem Saphirmaterial.The internal structure of the sensor arrangement 30 will be described below starting near the first end section 32 described. The sensor arrangement 30 has a window 36 on that inside the sensor chamber 35 of the sensor body 34 is positioned. The window 36 is in the vicinity of the first end portion 32 of the sensor body 34 arranged. The window 36 may be to the longitudinal axis of the sensor body 34 be oriented substantially vertically, so that the window 36 radially across the inner sensor chamber 35 extends. The window 36 may comprise a number of different materials, but in one example is based on a sapphire material.
Das Fenster 36 kann in einer Fensternut 38 positioniert sein, die in einer Innenfläche der innenliegenden Sensorkammer 35 ausgebildet ist. Die Fensternut 38 erstreckt sich in Umfangsrichtung um die Innenfläche der innenliegenden Sensorkammer 35. Die Fensternut 38 kann einen größeren Durchmesser als benachbarte Abschnitte der innenliegenden Sensorkammer 35 aufweisen. Das Fenster 36 weist einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als derjenige der Fensternut 38, so dass das Fenster 36 an der Fensternut 38 eng in Anlage steht. Es versteht sich, dass die Fensternut 38 und das Fenster 36 nicht auf die Größe und Gestalt in dem Beispiel beschränkt sind. Vielmehr könnte die Fensternut 38 eine von einer Kreisform abweichende Gestalt, beispielsweise eine Kugelgestalt, rechteckige Gestalt oder dergleichen, aufweisen. Desgleichen könnte das Fenster 36 ebenfalls eine Gestalt aufweisen, die zu der Gestalt der Fensternut 38 passt, so dass das Fenster 36 ebenfalls nicht kreisförmig sein könnte.The window 36 can in a window groove 38 be positioned in an inner surface of the inner sensor chamber 35 is trained. The window groove 38 extends in the circumferential direction around the inner surface of the inner sensor chamber 35 , The window groove 38 may have a larger diameter than adjacent sections of the inner sensor chamber 35 exhibit. The window 36 has a diameter slightly smaller than that of the window groove 38 so that the window 36 at the window groove 38 closely in contact. It is understood that the window groove 38 and the window 36 not limited to the size and shape in the example. Rather, the window groove could 38 have a shape deviating from a circular shape, for example, a spherical shape, rectangular shape or the like. Likewise, the window could 36 also have a shape corresponding to the shape of the window groove 38 fits, leaving the window 36 also could not be circular.
Das Fenster 36 kann zwischen einer oder mehreren Dichtungen angeordnet sein. In dem gezeigten Beispiel beinhalten die Dichtungen ein Paar Dichtungsscheiben 40, obwohl eine Reihe unterschiedlicher Dichtungen in Betracht kommen. Das Fenster 36 kann zwischen den Dichtungsscheiben 40 angeordnet sein. Die Dichtungsscheiben 40 weisen eine kreisförmig gestaltete Struktur mit einer innenliegenden Öffnung auf, die sich in axialer Richtung durch eine Mitte der Dichtungsscheiben 40 erstreckt. Die Dichtungsscheiben 40 können aus einer Reihe unterschiedlicher Materialien ausgebildet sein, zu denen metallische Materialien, Elastomermaterialien und dergleichen gehören. In weiteren Beispielen könnten die Dichtungsscheiben 40 Materialien enthalten, die der verhältnismäßig hohen Temperatur standhalten können, der die Sensoranordnung 30 möglicherweise unterworfen wird.The window 36 can be arranged between one or more seals. In the example shown, the seals include a pair of sealing washers 40 although a number of different seals may be considered. The window 36 can between the sealing washers 40 be arranged. The sealing washers 40 have a circular shaped structure with an internal opening extending in the axial direction through a center of the sealing discs 40 extends. The sealing washers 40 may be formed from a variety of different materials, including metallic materials, elastomeric materials, and the like. In other examples, the gaskets could 40 Contain materials that can withstand the relatively high temperature, the sensor assembly 30 possibly subjected.
Die Dichtungsscheiben 40 weisen einen Durchmesser auf, der geringfügig kleiner ist als ein Durchmesser der Fensternut 38, so dass die Dichtungsscheiben 40 in der Fensternut 38 aufgenommen sind und daran gehindert sind, sich axial entlang der Länge des Sensorkörpers 34 zu bewegen. In einem Beispiel könnten die Dichtungsscheiben 40, um die Bewegung zusätzlich zu begrenzen, an das Fenster 36 und/oder an die Fensternut 38 hartgelötet sein. Zu beachten ist, dass eine Hartlötstelle in den Zeichnungen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar ist oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt ist. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. Dementsprechend ist das Fenster 36 durch die Dichtungsscheiben 40 daran gehindert, sich entlang der Länge der Sensoranordnung axial zu bewegen. In weiteren Beispielen sind die Dichtungsscheiben 40 innerlich vorgespannt und bilden mit dem Fenster 36 und dem Sensorkörper 34 eine Dichtung. In diesem Beispiel bilden das Fenster 36 und die Dichtungsscheiben 40 eine Dichtung, die eine Druckbarriere formt. Beispielsweise können das Fenster 36 und die Dichtungsscheiben 40 verhältnismäßig hohen Gastemperaturen, beispielsweise im Bereich von ungefähr 454 °C (850 °F), und Drücken von mindestens 300 Pfund/Quadratzoll standhalten. Somit können das Fenster 36 und die Dichtungsscheiben 40 gemeinsam als eine schützende Dichtungsbarriere wirken, die ein stromaufwärts liegendes Volumen (d. h. von der Brennkammer 10, durch das Sichtrohr 15 und die Überwurfmutter 20 hindurch und zu dem Fenster 36) von einem stromabwärts liegenden Volumen (d. h. von dem Fenster 36 in Richtung des zweiten Endabschnitts 33) trennt. Dementsprechend können das Fenster 36 und die innerlich vorgespannten Dichtungsscheiben 40 in diesem Beispiel dazu dienen, das stromabwärts liegende Volumen vor der verhältnismäßig hohen Temperatur bzw. Druck in der Brennkammer 10 abzuschirmen und/oder zu schützen.The sealing washers 40 have a diameter that is slightly smaller than a diameter of the window groove 38 so that the gaskets 40 in the window groove 38 are received and prevented from extending axially along the length of the sensor body 34 to move. In one example, the gaskets could 40 To additionally limit the movement to the window 36 and / or to the window groove 38 be brazed. It should be noted that a braze joint in the drawings may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. Accordingly, the window 36 through the sealing washers 40 prevented from moving axially along the length of the sensor assembly. In other examples, the sealing washers 40 internally harnessed and form with the window 36 and the sensor body 34 a seal. In this example make up the window 36 and the sealing washers 40 a seal that forms a pressure barrier. For example, the window 36 and the sealing washers 40 relatively high gas temperatures, for example in the range of about 454 ° C (850 ° F), and pressures of at least 300 lbs / in2. Thus, the window can 36 and the sealing washers 40 act together as a protective sealing barrier, which is an upstream volume (ie from the combustion chamber 10 , through the sight tube 15 and the union nut 20 through and to the window 36 ) from a downstream volume (ie from the window 36 in the direction of the second end portion 33 ) separates. Accordingly, the window can 36 and the internally preloaded gaskets 40 serve in this example, the downstream volume before the relatively high temperature or pressure in the combustion chamber 10 shield and / or protect.
Außerdem kann die Sensoranordnung 30 stromabwärts des Fensters 36 eine Linse 42 aufweisen. Die Linse 42 kann stromabwärts des Fensters 36 positioniert sein. Die Linse 42 kann zwischen dem Fenster 36 und dem zweiten Endabschnitt 33 des Sensorkörpers 34 angeordnet sein. Die Linse 42 kann im Inneren der Sensorkammer 35 des Sensorkörpers 34 angeordnet sein. Die Linse 42 kann im Wesentlichen senkrecht zu der Längsachse des Sensorkörpers 34 ausgerichtet sein, so dass sich die Linse 42 radial quer über die innenliegende Sensorkammer 35 erstreckt. Die Linse 42 kann eine Reihe unterschiedlicher Typen von Linsen beinhalten, beispielsweise eine bikonvexe Linse, eine plankonvexe Linse oder dergleichen. Außerdem kann die Linse 42 eine Hartglaslinse sein. Die Linse 42 kann aus einer Reihe unterschiedlicher Materialien ausgebildet sein, die jedoch in der Lage sind, den Bedingungen der verhältnismäßig hohen Temperatur, des Drucks und der schwingenden Umgebung standzuhalten, denen die Sensoranordnung 30 ausgesetzt sein kann. Wie weiter unten mehr im Einzelnen erörtert, kann die Linse 42 die von der Flamme stammende elektromagnetische Strahlungsenergie in Richtung des zweiten Endabschnitts 33 fokussieren.In addition, the sensor arrangement 30 downstream of the window 36 a lens 42 exhibit. The Lens 42 can be downstream of the window 36 be positioned. The Lens 42 can between the window 36 and the second end portion 33 of the sensor body 34 be arranged. The Lens 42 can be inside the sensor chamber 35 of the sensor body 34 be arranged. The Lens 42 may be substantially perpendicular to the longitudinal axis of the sensor body 34 be aligned, so that the lens 42 radially across the inner sensor chamber 35 extends. The Lens 42 may include a number of different types of lenses, such as a biconvex lens, a plano-convex lens, or the like. In addition, the lens can 42 be a tempered glass lens. The Lens 42 may be formed of a variety of different materials, but capable of withstanding the conditions of relatively high temperature, pressure, and oscillatory environment to which the sensor assembly 30 can be exposed. As discussed in more detail below, the lens can 42 the electromagnetic radiation energy originating from the flame in the direction of the second end section 33 focus.
Linsenunterlegscheiben 48 stützen die Linse 42. Das in 3 gezeigte Beispiel enthält zwei Metallunterlegscheiben, jedoch versteht sich, dass auch eine größere oder kleinere Anzahl von Unterlegscheiben in Betracht kommt. Die Linsenunterlegscheiben 48 sind an gegenüberliegenden Seiten der Linse 42 angeordnet, so dass die Linse 42 im Wesentlichen zwischen den Linsenunterlegscheiben 48 eingebettet ist. Die Linsenunterlegscheiben 48 können eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt mit einer innenliegenden Öffnung aufweisen, die sich durch eine Mitte erstreckt. Die Linsenunterlegscheiben 48 können aus einer Reihe unterschiedlicher Materialien ausgebildet sein, zu denen metallische Materialien gehören. In einem Beispiel ist eine der Linsenunterlegscheiben 48 stromaufwärts der Linse 42 zwischen der Linse 42 auf einer Seite und einem innenliegenden Vorsprung 44 auf einer gegenüberliegenden Seite angeordnet. Die Linsenunterlegscheiben 48 können in einem Beispiel an den Sensorkörper 34 hartgelötet und/oder geschweißt sein, so dass die Linse 42 daran gehindert ist, sich axial entlang der Länge des Sensorkörpers 34 zu bewegen. Zu beachten ist, dass Hartlötstellen und/oder Schweißnähte in den Zeichnungen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden.Linsenunterlegscheiben 48 support the lens 42 , This in 3 shown example contains two metal washers, but it is understood that also a larger or smaller number of washers is eligible. The lens washers 48 are on opposite sides of the lens 42 arranged so that the lens 42 essentially between the lens washers 48 is embedded. The lens washers 48 may have a substantially circular shape with an internal opening extending through a center. The lens washers 48 may be formed from a variety of different materials, including metallic materials. In one example, one of the lens washers 48 upstream of the lens 42 between the lens 42 on one side and an internal projection 44 arranged on an opposite side. The lens washers 48 can in an example to the sensor body 34 brazed and / or welded so that the lens 42 is prevented from extending axially along the length of the sensor body 34 to move. It should be noted that brazes and / or welds in the drawings may not be readily apparent or are merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings.
Die Sensoranordnung 30 enthält ferner eine gewellte Federscheibe 50. Die gewellte Federscheibe 50 stützt die Linse 42. Die gewellte Federscheibe 50 ist benachbart einer der Linsenunterlegscheiben 48 auf einer stromabwärtigen Seite der Linse 42 angeordnet. Die gewellte Federscheibe 50 erlaubt es der Linse 42, sich eine geringe Strecke axial zu bewegen, um eine verhältnismäßig große Schwingung aufzunehmen, die in der Nähe der Brennkammer 10 erfahren wird. Die gewellte Federscheibe 50 ist nicht auf die Abmessung, Gestalt und den Ort des in 3 gezeigten Beispiels beschränkt. Vielmehr könnte die gewellte Federscheibe 50 stattdessen stromaufwärts und vor der Linse 42 angeordnet sein, so dass die gewellte Federscheibe 50 zwischen der Linse 42 und dem Fenster 36 positioniert ist.The sensor arrangement 30 also includes a corrugated spring washer 50 , The wavy spring washer 50 supports the lens 42 , The wavy spring washer 50 is adjacent to one of the lens washers 48 on a downstream side of the lens 42 arranged. The wavy spring washer 50 allows the lens 42 to move axially a small distance to absorb a relatively large vibration near the combustion chamber 10 is experienced. The wavy spring washer 50 is not on the size, shape and location of the 3 limited example shown. Rather, the corrugated spring washer could 50 instead upstream and in front of the lens 42 be arranged so that the corrugated spring washer 50 between the lens 42 and the window 36 is positioned.
Die Sensoranordnung 30 enthält ferner einen Haltering 51. Der Haltering ist innerhalb einer Ausnehmung 46 aufgenommen, die in einer Innenfläche des Sensorkörpers 34 ausgebildet ist. Selbstverständlich könnte der Haltering 51 auf andere Weise in der Sensoreinrichtung 30 gesichert sein, z.B. mittels mechanischen Befestigungsmitteln, Klebstoffen oder dergleichen. Der Haltering 51 kann stromabwärts und in Nachbarschaft der gewellten Federscheibe 50 angeordnet sein. Somit kann der Haltering 51 eine axiale Bewegung der gewellten Federscheibe 50 in einer Richtung weg von der Linse 42 begrenzen.The sensor arrangement 30 also includes a retaining ring 51 , The retaining ring is within a recess 46 taken in an inner surface of the sensor body 34 is trained. Of course, the retaining ring could 51 otherwise in the sensor device 30 be secured, for example by means of mechanical fasteners, adhesives or the like. The retaining ring 51 can be downstream and adjacent to the wavy spring washer 50 be arranged. Thus, the retaining ring 51 an axial movement of the corrugated spring washer 50 in a direction away from the lens 42 limit.
Die Sensoranordnung 30 enthält ferner ein Drahtgehäuse 69. Das Drahtgehäuse 69 definiert ein im Wesentlichen hohles Rohr, das an dem zweiten Endabschnitt 33 des Sensorkörpers 34 befestigt ist. Das Drahtgehäuse 69 kann an dem Sensorkörper 34 durch Schweißen befestigt werden. In den Zeichnungen ist die Schweißnaht durch generische Materialhöcker und/oder gemeinsame Linien dargestellt. Selbstverständlich sollen derartige generische Materialhöcker die Art, Qualität und dergleichen der Schweißnaht nicht beschränken.The sensor arrangement 30 also includes a wire housing 69 , The wire housing 69 defines a substantially hollow tube at the second end portion 33 of the sensor body 34 is attached. The wire housing 69 can be attached to the sensor body 34 be secured by welding. In the drawings, the weld is represented by generic material bumps and / or common lines. Of course, such generic bumps should not limit the nature, quality, and the like of the weld.
Das Drahtgehäuse 69 und der Sensorkörper 34 sind Teile der Sensoranordnung 30, somit können wenigstens einige Teile der Sensoranordnung verschweißt werden. Schweißen erleichtert, eine Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, vorzusehen, um das Drahtgehäuse 69, das an dem Sensorkörper 34 befestigt ist, zu sichern. Das Drahtgehäuse 69 weist eine im Wesentlichen hohle Öffnung auf, die sich hindurch erstreckt, um ein Verlegen von Leitungen oder dergleichen durch das Drahtgehäuse 69 zu gestatten. Das Drahtgehäuse 69 kann außerdem eine Öffnung 72 aufweisen, die sich in axialer Richtung durch das Drahtgehäuse 69 erstreckt. Die Öffnung 72 ist in Richtung einer Mitte des Drahtgehäuses 69 positioniert und erlaubt es, wie nachfolgend näher erläutert, Elektronik, z.B. Kabel, Leitungen und dergleichen, durch das Drahtgehäuse 69 hindurch zu verlegen.The wire housing 69 and the sensor body 34 are parts of the sensor arrangement 30 Thus, at least some parts of the sensor assembly can be welded. Welding facilitates providing a tolerance to relatively high temperatures, such as a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above, around the wire housing 69 attached to the sensor body 34 is secured to secure. The wire housing 69 has a substantially hollow opening extending therethrough for laying conduits or the like through the wire housing 69 to allow. The wire housing 69 can also have an opening 72 have, extending in the axial direction through the wire housing 69 extends. The opening 72 is towards a center of the wire housing 69 positioned and allows, as explained in more detail below, electronics, such as cables, wires and the like, through the wire housing 69 through to lay.
Die Sensoranordnung 30 enthält ferner die Photodiode 60, die stromabwärts der Linse 42 in dem Drahtgehäuse 69 angeordnet ist. Die Photodiode 60 enthält einen integrierten Ultraviolettsensor, der die fokussierte elektromagnetische Strahlungsenergie durch die Linse 42 hindurch aufnimmt. Die Photodiode 60 kann quadratisch sein und ist diagonal ungefähr 1,4 Millimeter lang. Die Photodiode 60 kann abgedichtet sein, um einen Kontakt von Gas, Nässe und dergleichen mit der Photodiode, der sich auf die Photodiode nachteilig auswirken könnte, zu verhindern. In einem Beispiel fokussiert die Linse 42 Licht, einschließlich der elektromagnetischen Strahlungsenergie, auf einen Fleck auf der Photodiode 60, der einen Durchmesser von etwa 1,7 Millimeter +/–0,08 Millimeter aufweist. Selbstverständlich können eine Reihe unterschiedlicher Photodioden in der Sensoranordnung 30 verwendet werden, so dass die Photodiode 60 nicht auf die oben erwähnten Abmessungen beschränkt ist. In einem Beispiel kann die Photodiode 60 eine Siliziumkarbidphotodiode sein.The sensor arrangement 30 also contains the photodiode 60 , which is downstream of the lens 42 in the wire housing 69 is arranged. The photodiode 60 contains a built-in ultraviolet sensor, the focused electromagnetic radiation energy through the lens 42 through. The photodiode 60 can be square and is diagonally about 1.4 mm long. The photodiode 60 may be sealed to prevent contact of gas, moisture and the like with the photodiode, which could adversely affect the photodiode. In one example, the lens focuses 42 Light, including electromagnetic radiation energy, onto a spot on the photodiode 60 which has a diameter of about 1.7 millimeters +/- 0.08 millimeters. Of course, a number of different photodiodes in the sensor array 30 be used so that the photodiode 60 is not limited to the dimensions mentioned above. In one example, the photodiode 60 a silicon carbide photodiode.
Die Photodiode 60 nimmt die elektromagnetische Strahlungsenergie auf und erzeugt auf der Grundlage der elektromagnetischen Strahlungsenergie ein Stromausgabesignal, beispielsweise einen Photoelektronenstrom, um ihn über einen Ausgabedraht auszugeben. Wie allgemein bekannt ist, enthält die elektromagnetische Strahlungsenergie ultraviolette (UV) Strahlung, die eine Wellenlänge in einem Bereich von etwa 10 nm bis ungefähr 400 nm aufweist. Die Photodiode 60 kann einen Photoelektronenstrom erzeugen, der zu dem Intensitätspegel der UV-Strahlung, die in einer speziellen spektralen Bandbreite aufgenommen ist, proportional ist. Der Photoelektronenstrom kann verhältnismäßig gering sein, z.B. in einem Bereich von ungefähr 10–10 Ampere liegen. In einem Beispiel kann die Photodiode 60, beispielsweise die Siliziumkarbidphotodiode, eine spektrale Antwort in einem Bereich von etwa 190 Nanometer (nm) bis ungefähr 400 nm aufweisen. Somit weist die Photodiode 60 eine verhältnismäßig breite spektrale Antwort auf, die einen Spitzenwert der Flamme 8 von 310 nm einschließt, so dass dadurch eine verhältnismäßig zuverlässige Erfassung der Emission von 310 nm der Flamme 8 ermöglicht ist. Indem eine High-End-Spektralantwortobergrenze (in diesem Beispiel von 400 nm) vorgesehen ist, kann die Photodiode 60 daher gegenüber einer möglichen störenden Hohlraumstrahlung von den Wänden der Brennkammer 10 "blind" sein. In einem Beispiel kann das Stromausgabesignal, das ein Signal beinhalten kann, von der Photodiode geliefert werden, und konditioniert und einem Steuerungssystem zugeführt werden. In Reaktion darauf kann das Signal genutzt werden, um einen Sperrung von Brennstoff für die Brennkammer auszulösen.The photodiode 60 receives the electromagnetic radiation energy and generates, based on the electromagnetic radiation energy, a current output signal, such as a photoelectron current, to output via an output wire. As is well known, the electromagnetic radiation energy includes ultraviolet (UV) radiation having a wavelength in a range of about 10 nm to about 400 nm. The photodiode 60 may generate a photoelectron current proportional to the intensity level of the UV radiation received in a particular spectral bandwidth. The photoelectron current may be relatively low, for example in a range of about 10 -10 amps. In one example, the photodiode 60 For example, the silicon carbide photodiode has a spectral response in a range from about 190 nanometers (nm) to about 400 nm. Thus, the photodiode points 60 a relatively broad spectral response, which peaks the flame 8th of 310 nm, thereby providing relatively reliable detection of the 310 nm emission of the flame 8th is possible. By providing a high-end spectral response upper limit (in this example of 400 nm), the photodiode can 60 therefore against a possible disturbing cavity radiation from the walls of the combustion chamber 10 "be blind. In one example, the current output signal, which may include a signal, may be provided by the photodiode, and conditioned and provided to a control system. In response, the signal may be used to initiate a blockage of fuel for the combustion chamber.
Die Photodiode 60 ist an einer Leiterplatte 62 (z.B. einer gedruckten Leiterplatte/PCB) angebracht und damit elektrisch verdrahtet. Die Leiterplatte 62 ist dazu eingerichtet und konstruiert, eine verhältnismäßig hohe Temperatur, beispielsweise eine Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise eine Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, zu erfahren und darin dauerhaft zu arbeiten. In einem Beispiel enthält die Leiterplatte 62 nicht organisches Material für das Leiterplattenbefestigungsmaterial. Somit ist die Leiterplatte 62 in dem Beispiel frei von organischem Material. Ein weiterer Gesichtspunkt einer solchen Eigenschaft ist, dass die Leiterplatte 62 kein organisches Material für das PCB-Befestigungsmaterial enthält. Beispielsweise enthält die Leiterplatte 62 kein FR4-Material (z.B. glasfaserverstärktes Epoxidharzlaminat, einem Verbundstoff, der auf Glasfasergewebe mit einem Epoxidharz basiert). Somit ist die Leiterplatte 62 in dem Beispiel frei von FR4-Material. Als ein weiteres Beispiel enthält die Leiterplatte 62 kein Cyanatester, der in Harz verwendet werden kann (z.B. die phenolische OH-Gruppe, bei der ein Wasserstoffatom durch eine Cyanidgruppe substituiert ist, mit einem Ergebnisprodukt, das eine -OCN-Gruppe aufweist). Somit ist die Leiterplatte 62 in dem Beispiel frei von Cyanatester. Als ein weiteres Beispiel enthält die Leiterplatte 62 kein keramisches Laminat. Somit ist die Leiterplatte 62 in dem Beispiel frei von keramischem Laminat.The photodiode 60 is on a circuit board 62 (For example, a printed circuit board / PCB) attached and wired electrically. The circuit board 62 is designed and constructed to experience and operate at a relatively high temperature, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above. In one example contains the circuit board 62 non-organic material for the circuit board mounting material. Thus, the circuit board 62 in the example free of organic material. Another aspect of such a feature is that the circuit board 62 contains no organic material for the PCB mounting material. For example, contains the circuit board 62 no FR4 material (eg glass fiber reinforced epoxy resin laminate, a composite based on glass fiber fabric with an epoxy resin). Thus, the circuit board 62 in the example free of FR4 material. As another example, the circuit board contains 62 no cyanate ester that can be used in resin (eg, the phenolic OH group in which a hydrogen atom is substituted by a cyanide group, with a resultant product having an -OCN group). Thus, the circuit board 62 in the example free of cyanate ester. As another example, the circuit board contains 62 no ceramic laminate. Thus, the circuit board 62 in the example free of ceramic laminate.
Die Struktur/Konfiguration der Leiterplatte 62 zum Erfahren von und dauerhaftem Arbeiten bei einer verhältnismäßig hohen Temperatur schließt die Verwendung von Materialien/Strukturen für eine derartig verhältnismäßig hohe Temperatur ein. Beispielsweise kann die Leiterplatte 62 das Hochtemperaturkeramikisoliermaterial enthalten. Einige spezielle Beispiele von Materialien für die Leiterplatte 62 beinhalten Al2O3 (Aluminiumoxid oder Tonerde), AlN (Aluminiumnitrid) und BN (Bornitrid). Ein durch die Erfinder der vorliegenden Erfindung erkannter Aspekt in Zusammenhang mit der Vermeidung der Verwendung organischen Materials bei Temperaturen von über 200 °C (392 °F) und im Falle gewisser Materialien sogar darunter, basiert darauf, dass ein Verschleiß auftreten kann, der den Signalausgangsstrom des Sensors der Sensoranordnung 30 verändern kann.The structure / configuration of the circuit board 62 to experience and work at a relatively high temperature involves the use of materials / structures for such a relatively high temperature. For example, the circuit board 62 containing the high temperature ceramic insulating material. Some specific examples of PCB materials 62 include Al 2 O 3 (alumina or alumina), AlN (aluminum nitride) and BN (boron nitride). An aspect recognized by the present inventors in the context of avoiding the use of organic material at temperatures above 200 ° C (392 ° F) and, in the case of certain materials even below, is based on the fact that wear can occur which affects the signal output current the sensor of the sensor arrangement 30 can change.
Wie allgemein bekannt, ist die Leiterplatte 62 mit der Photodiode 60 elektrisch verbunden. In dem gezeigten Beispiel erstreckt sich die Leiterplatte 62 radial quer über das Drahtgehäuse 69. Die Leiterplatte 62 kann an einem Außenumfangsrand durch das Drahtgehäuse 69 gestützt sein. Die Leiterplatte 62 kann auf unterschiedliche Weise, z.B. durch Klebstoffe, mechanische Befestigungsmittel, Schnappbefestigungsmittel und dergleichen, gestützt sein Somit ist die Leiterplatte 62 allgemein daran gehindert, sich axial und/oder radial in Bezug auf das Drahtgehäuse 69 zu bewegen.As is well known, the circuit board 62 with the photodiode 60 electrically connected. In the example shown, the circuit board extends 62 radially across the wire housing 69 , The circuit board 62 can at an outer peripheral edge through the wire housing 69 to be supported. The circuit board 62 can be supported in different ways, eg by adhesives, mechanical fasteners, snap fasteners and the like. Thus, the printed circuit board is 62 generally prevented from axially and / or radially with respect to the wire housing 69 to move.
Die Photodiode 60 und die Leiterplatte 62 sind außerdem durch eine gewellte Federscheibe 64 gestützt. Die gewellte Federscheibe 64 kann der gewellten Federscheibe 50, die die Linse 42 stützt, ähneln und/oder mit ihr identisch sein. Im vorliegenden Fall ist die gewellte Federscheibe 64 in Nachbarschaft der Leiterplatte 62 angeordnet. Die gewellte Federscheibe 64 erlaubt der Leiterplatte 62, sich eine geringe Strecke axial zu bewegen, um verhältnismäßig hohe Schwingungen aufzunehmen, die in der Nähe der Brennkammer 10 erfahren werden. Selbstverständlich ist die gewellte Federscheibe 64 nicht auf das in 3 gezeigte Beispiel beschränkt und könnte stattdessen stromaufwärts oder stromabwärts der Photodiode 60 angeordnet sein. In diesem Beispiel ist die gewellte Federscheibe 64 innerhalb einer Ausnehmung 66 gestützt, die in dem Drahtgehäuse 69 ausgebildet ist. Insbesondere definiert die Ausnehmung 66 eine Nut, einen Schlitz und dergleichen, in die bzw. in den die gewellte Federscheibe 64 aufgenommen wird. In weiteren Beispielen könnte die gewellte Federscheibe 64 allerdings auf einem anderen Wege, z.B. durch Klebstoffe, mechanische Befestigungsmittel oder dergleichen, gestützt sein.The photodiode 60 and the circuit board 62 are also by a corrugated spring washer 64 supported. The wavy spring washer 64 can the wavy spring washer 50 that the lens 42 support, resemble and / or be identical with it. in the present case is the corrugated spring washer 64 in the vicinity of the circuit board 62 arranged. The wavy spring washer 64 allowed the circuit board 62 to move axially a small distance to accommodate relatively high vibrations, which are close to the combustion chamber 10 to be experienced. Of course, the corrugated spring washer 64 not on the in 3 instead, and instead could be upstream or downstream of the photodiode 60 be arranged. In this example, the corrugated spring washer 64 within a recess 66 supported in the wire housing 69 is trained. In particular, the recess defines 66 a groove, a slot and the like, in or in the corrugated spring washer 64 is recorded. In other examples, the corrugated spring washer could 64 However, be supported in another way, for example by adhesives, mechanical fasteners or the like.
Das Drahtgehäuse 69 kann ein Schirmgehäuse 67 aufweisen. Das Schirmgehäuse 67 definiert eine im Wesentlichen hohle Struktur, die eine sich hindurch erstreckende Axialbohrung aufweist. Das Schirmgehäuse 67 kann an der Leiterplatte 62 auf einer der Photodiode 60 gegenüberliegenden Seite angebracht sein. Das Schirmgehäuse 67 kann in einem Beispiel eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt aufweisen, obwohl eine beliebige Anzahl von Formen in Betracht kommt.The wire housing 69 can be a screen housing 67 exhibit. The shield housing 67 defines a substantially hollow structure having an axial bore extending therethrough. The shield housing 67 can on the circuit board 62 on one of the photodiodes 60 be mounted opposite side. The shield housing 67 In one example, it may have a substantially cylindrical shape, although any number of shapes are contemplated.
Die Sensoranordnung 30 kann außerdem einen Kerndraht 70 enthalten. Der Kerndraht 70 kann an der Leiterplatte 62 angebracht (z.B. mit ihr elektrisch verbunden) sein. Weiter kann der Kerndraht 70 an der Photodiode 60 angebracht (z.B. mit ihr elektrisch verbunden) sein. Das Anbringen des Kerndrahts 70 an der Leiterplatte 62 und insbesondere das Anbringen des Kerndrahts an der Photodiode 60 kann durch Hartlöten oder Löten oder Drahtbonden durchgeführt werden. In einem speziellen Beispiel erfolgt ein derartiges Anbringen durch Löten. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen Hartlöt- oder Lötstellen oder ein Drahtbonden möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. Ein solches Anbringen erleichtert das Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um den Kerndraht 70 zu sichern, der an der Leiterplatte 62 angebracht ist, und der insbesondere an der Photodiode 60 angebracht ist. Der Kerndraht 70 ist in der Lage, den Photoelektronenstrom von der Photodiode 60 aufzunehmen. Der Kerndraht 70 kann ausgehend von der Leiterplatte 62 und durch das Schirmgehäuse 67 verlaufen.The sensor arrangement 30 can also have a core wire 70 contain. The core wire 70 can on the circuit board 62 attached (eg electrically connected to it). Next, the core wire 70 at the photodiode 60 attached (eg electrically connected to it). Attaching the core wire 70 on the circuit board 62 and more particularly, attaching the core wire to the photodiode 60 can be done by brazing or soldering or wire bonding. In a specific example, such attachment is by soldering. It should be noted that in the drawings, brazing or soldering or wire bonding may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. Such attachment facilitates the provision of tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or higher, around the core wire 70 to secure, to the circuit board 62 attached, and in particular to the photodiode 60 is appropriate. The core wire 70 is capable of detecting the photoelectron current from the photodiode 60 take. The core wire 70 can starting from the circuit board 62 and through the shield housing 67 run.
Die Sensoranordnung 30 kann außerdem ein isolierendes Rohr 71 aufweisen. Das isolierende Rohr 71 kann sich in Längsrichtung in das Drahtgehäuse 69 erstrecken. Das isolierende Rohr 71 kann den Kerndraht 70 aufnehmen, so dass sich der Kerndraht 70 mit dem isolierenden Rohr 71 im Wesentlichen koaxial erstreckt. Das isolierende Rohr 71 kann als ein Isolator dienen, um den Kerndraht 70 elektrisch zu isolieren. In einem weiteren Beispiel kann das isolierende Rohr 71 ferner einen Schirm aufweisen, der das isolierende Rohr 71 im Wesentlichen umgibt. In einem Beispiel kann das isolierende Rohr 71, einschließlich des Schirms, an dem Schirmgehäuse 67 angebracht sein. Somit kann der Schirm, der sich entlang des Kerndrahts 70 erstreckt, durch das Anbringen des isolierenden Rohrs 71 und des Schirmgehäuses 67 im Wesentlichen fortlaufend sein.The sensor arrangement 30 can also have an insulating tube 71 exhibit. The insulating pipe 71 can be longitudinal in the wire housing 69 extend. The insulating pipe 71 can the core wire 70 pick up so that the core wire 70 with the insulating tube 71 extends substantially coaxially. The insulating pipe 71 can serve as an insulator to the core wire 70 electrically isolate. In another example, the insulating tube 71 further comprising a shield, which the insulating tube 71 essentially surrounds. In one example, the insulating tube 71 , including the screen, on the screen housing 67 to be appropriate. Thus, the umbrella, which extends along the core wire 70 extends, by attaching the insulating tube 71 and the screen housing 67 be essentially continuous.
Die Sensoranordnung 30 kann außerdem eine Isolierstruktur 73 enthalten. Die Isolierstruktur 73 kann das isolierende Rohr 71 und den Kerndraht 70 im Wesentlichen umgeben. Die Isolierstruktur 73 kann sich im Wesentlichen sowohl mit dem isolierenden Rohr 71 als auch mit dem Kerndraht 70 koaxial erstrecken. Die Isolierstruktur 73 kann sich durch die Öffnung 72 hindurch in das Drahtgehäuse 69 erstrecken. Insbesondere kann die Isolierstruktur 73 mittels einer Dichtungsstruktur 68 an der Öffnung 72 angebracht sein. Speziell kann die Dichtungsstruktur 68 an dem Drahtgehäuse 69 angebracht sein, und die Isolierstruktur 73 kann an der Dichtungsstruktur 68 angebracht sein. Das Anbringen der Dichtungsstruktur 68 an dem Drahtgehäuse 69 und das Anbringen der Isolierstruktur 73 an der Dichtungsstruktur 68 können jeweils durch Hartlöten bzw. Löten durchgeführt werden. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen Hartlöt- oder Lötstellen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. Ein solches Anbringen erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um die Dichtungsstruktur, die an dem Drahtgehäuse angebracht ist, bzw. die Isolierstruktur 73, die an der Dichtungsstruktur 68 angebracht ist, zu sichern. Die Dichtungsstruktur 68 kann sich in Umfangsrichtung um die Isolierstruktur 73 erstrecken und kann die Öffnung 72 berühren. Die Dichtungsstruktur 68 kann mit der Isolierstruktur 73 und der Öffnung 72 eine Dichtung bilden, um zu gewährleisten, dass innerhalb der Isolierstruktur 73 ein abgedichtetes Volumen enthalten ist.The sensor arrangement 30 can also have an insulating structure 73 contain. The insulating structure 73 can the insulating tube 71 and the core wire 70 essentially surrounded. The insulating structure 73 can be essentially with both the insulating tube 71 as well as with the core wire 70 extend coaxially. The insulating structure 73 can get through the opening 72 through into the wire housing 69 extend. In particular, the insulating structure 73 by means of a sealing structure 68 at the opening 72 to be appropriate. Specifically, the sealing structure 68 on the wire housing 69 be attached, and the insulating structure 73 can at the seal structure 68 to be appropriate. The attachment of the seal structure 68 on the wire housing 69 and attaching the insulating structure 73 at the seal structure 68 can each be performed by brazing or soldering. It should be noted that in the drawings brazing or soldering joints may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. Such attachment facilitates providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above, to maintain the seal structure attached to the Wire housing is attached, or the insulating structure 73 attached to the seal structure 68 is appropriate to secure. The seal structure 68 can be circumferentially around the insulating structure 73 extend and can the opening 72 touch. The seal structure 68 can with the insulating structure 73 and the opening 72 form a seal to ensure that within the insulating structure 73 a sealed volume is contained.
Indem weiter stromabwärts fortgeschritten wird, kann die Sensoranordnung 30 außerdem einen Dichtungsschirm 74 enthalten. Der Dichtungsschirm 74 kann an einem stromabwärts gelegenen Ende der Isolierstruktur 73 angebracht sein. Das Anbringen des Dichtungsschirms 74 an der Isolierstruktur 73 kann durch Hartlöten oder Löten durchgeführt werden. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen Hartlöt- oder Lötstellen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. Eine solche Befestigung erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um den Dichtungsschirm 74, der mit der Isolierstruktur 73 verbunden ist, zu sichern. Der Dichtungsschirm 74 kann sich in Umfangsrichtung um das Ende der Isolierstruktur 73 erstrecken und kann ferner eine Dichtung mit der Isolierstruktur 73 bilden.By proceeding further downstream, the sensor assembly can 30 also a sealing screen 74 contain. The sealing screen 74 may be at a downstream end of the insulating structure 73 to be appropriate. Attaching the sealing screen 74 at the insulating structure 73 can be done by brazing or soldering. It should be noted that in the drawings brazing or soldering joints may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. Such attachment facilitates providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above, around the sealing shield 74 that with the insulating structure 73 connected to secure. The sealing screen 74 can be circumferentially around the end of the insulating structure 73 extend and may further include a seal with the insulating structure 73 form.
Das Fenster 36, die Dichtungsscheiben 40, der Sensorkörper 34, die Dichtungsstruktur 68, das Drahtgehäuse 69, die Isolierstruktur 73 und der Dichtungsschirm 74 können ein abgedichtetes Volumen umgrenzen. Ein solches abgedichtetes Volumen kann verwendet werden, um ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen zu erleichtern, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber. Beispielsweise kann ein derartiges abgedichtetes Volumen mit einem Gas befüllt sein. In einem Beispiel beinhaltet das Gas ein Inertgas, z.B. Stickstoff, Argon und dergleichen. Durch Befüllen eines derartigen abgedichteten Volumens mit dem Gas, können die Komponenten der Leiterplatte 62, die Photodiode 60 und dergleichen im Wesentlichen von dem Gas umgeben sein. Weiter kann in einem solchen abgedichteten Volumen eine trockene Atmosphäre aufrecht erhalten werden, während Luftfeuchtigkeit, Nässe und dergleichen daran gehindert sind, in das abgedichtete Volumen einzutreten. Diese trockene Atmosphäre kann dazu beitragen, den Verfall der Bauteile und Ströme, z.B. des Photoelektronenstroms, die durch Komponenten (wie z.B. die Leiterplatte 62, Photodiode 60) fließen, zu beschränken.The window 36 , the sealing washers 40 , the sensor body 34 , the sealing structure 68 , the wire housing 69 , the insulating structure 73 and the sealing screen 74 can circumscribe a sealed volume. Such a sealed volume may be used to facilitate providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above. For example, such a sealed volume may be filled with a gas. In one example, the gas includes an inert gas, eg, nitrogen, argon, and the like. By filling such a sealed volume with the gas, the components of the circuit board can 62 , the photodiode 60 and the like may be substantially surrounded by the gas. Further, in such a sealed volume, a dry atmosphere can be maintained while keeping humidity, wetness and the like from entering the sealed volume. This dry atmosphere can contribute to the deterioration of components and currents, such as the photoelectron current, caused by components (such as the printed circuit board 62 , Photodiode 60 ) flow, restrict.
Der Dichtungsschirm 74 kann gegenüberliegend zu der Isolierstruktur 73 an einem Schirmadapter 75 angebracht werden. Das Anbringen des Dichtungsschirms 74 an dem Schirmadapter 75 kann durch Hartlöten oder Löten durchgeführt werden. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen Hartlöt- oder Lötstellen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. In einem speziellen Beispiel erfolgt ein derartiges Anbringen über Löten. Ein solches Anbringen erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um den Dichtungsschirm 74, der an dem Schirmadapter 75 angebracht ist, zu sichern. Der Schirmadapter 75 kann den Kerndraht 70 aufnehmen und dient dazu, den Kerndraht 70 an der Kabelanordnung 100 anzubringen.The sealing screen 74 can be opposite to the insulation structure 73 on a screen adapter 75 be attached. Attaching the sealing screen 74 on the screen adapter 75 can be done by brazing or soldering. It should be noted that in the drawings brazing or soldering joints may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. In a specific example, such attachment is via soldering. Such attachment facilitates provision for tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above, around the sealing screen 74 attached to the screen adapter 75 is appropriate to secure. The screen adapter 75 can the core wire 70 absorb and serves the core wire 70 at the cable assembly 100 to install.
Indem weiter stromabwärts fortgefahren wird, enthält die Sensoranordnung 30 ferner einen Dichtungsadapter 78. Der Dichtungsadapter 78 kann an dem Drahtgehäuse 69 gegenüberliegend zu dem Sensorkörper 34 angebracht sein. Der Dichtungsadapter 78 weist eine im Wesentlichen runde Gestalt auf, die zu der Gestalt des Drahtgehäuses 69 und des Sensorkörpers 34 passt (z.B. einen ähnlichen Durchmesser aufweist). Somit kann der Dichtungsadapter 78 an dem Drahtgehäuse 69 angebracht werden, indem er sich quer über eine Öffnung an dem Ende des Drahtgehäuses 69 erstreckt. In einem Beispiel kann der Dichtungsadapter 78 an dem Drahtgehäuse 69 abdichtend angebracht sein, so dass zwischen dem Dichtungsadapter 78 und dem Drahtgehäuse 69 eine Dichtung gebildet wird. Dementsprechend ist Gas, Luft, Nässe, Luftfeuchtigkeit und dergleichen durch den Dichtungsadapter 78 daran gehindert, in die innenliegende Sensorkammer 35 einzutreten. Der Dichtungsadapter 78 kann an dem Drahtgehäuse 69 durch Schweißen angebracht werden. Der Drahtdichtungsadapter 78 und das Gehäuse 69 sind Teile der Sensoranordnung 30, somit können wenigstens einige Teile der Sensoranordnung verschweißt sein. In den Zeichnungen ist die Schweißnaht durch generische Materialhöcker und/oder gemeinsame Linien dargestellt. Selbstverständlich sollen derartige generische Materialhöcker die Art, Qualität und dergleichen der Schweißnaht nicht beschränken. Das Schweißen erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um den Dichtungsadapter 78, der an dem Drahtgehäuse 69 angebracht ist, zu sichern.Continuing further downstream contains the sensor assembly 30 also a seal adapter 78 , The seal adapter 78 can on the wire housing 69 opposite to the sensor body 34 to be appropriate. The seal adapter 78 has a substantially round shape, which corresponds to the shape of the wire housing 69 and the sensor body 34 fits (eg, has a similar diameter). Thus, the seal adapter 78 on the wire housing 69 be attached by extending across an opening at the end of the wire housing 69 extends. In one example, the seal adapter 78 on the wire housing 69 be sealingly attached, so that between the seal adapter 78 and the wire housing 69 a seal is formed. Accordingly, gas, air, moisture, humidity and the like through the seal adapter 78 prevented from entering the internal sensor chamber 35 enter. The seal adapter 78 can on the wire housing 69 be attached by welding. The wire seal adapter 78 and the case 69 are parts of the sensor arrangement 30 Thus, at least some parts of the sensor assembly may be welded. In the drawings, the weld is due to generic material bumps and / or shared lines. Of course, such generic bumps should not limit the nature, quality, and the like of the weld. Welding facilitates providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above, around the seal adapter 78 attached to the wire housing 69 is appropriate to secure.
Die Sensoranordnung 30 enthält ferner eine Kabelarmatur 80, die an dem Dichtungsadapter 78 angebracht ist. Speziell ist die Kabelarmatur 80 an dem Dichtungsadapter 78 an einem Ende angebracht, das dem Drahtgehäuse 69 gegenüberliegt. Die Kabelarmatur 80 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Gestalt auf, die zu der Gestalt des Dichtungsadapters 78 passt (z.B. einen ähnlichen Durchmesser aufweist). Die Kabelarmatur 80 kann an dem Dichtungsadapter 78 durch Schweißen angebracht werden. In den Zeichnungen ist die Schweißnaht durch generische Materialhöcker und/oder gemeinsame Linien dargestellt. Selbstverständlich sollen derartige generische Materialhöcker die Art, Qualität und dergleichen der Schweißnaht nicht beschränken.The sensor arrangement 30 also includes a cable fitting 80 attached to the seal adapter 78 is appropriate. Special is the cable fitting 80 on the seal adapter 78 attached to one end, which is the wire housing 69 opposite. The cable fitting 80 has a substantially circular shape that corresponds to the shape of the seal adapter 78 fits (eg, has a similar diameter). The cable fitting 80 can be attached to the seal adapter 78 be attached by welding. In the drawings, the weld is represented by generic material bumps and / or common lines. Of course, such generic bumps should not limit the nature, quality, and the like of the weld.
Die Kabelarmatur 80 und der Drahtdichtungsadapter 78 sind Teile der Sensoranordnung 30, somit können wenigstens einige Teile der Sensoranordnung verschweißt sein. Schweißen erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um die Kabelarmatur 80, die an dem Dichtungsadapter 78 angebracht ist, zu sichern. Weiter weist die Kabelarmatur 80 eine Kabelarmaturöffnung 82 auf, die sich durch die Kabelarmatur 80 von einer Seite zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite erstreckt. Dementsprechend werden, wie nachfolgend näher erläutert, Kabel, Leitungen und dergleichen durch die Kabelarmaturöffnung 82 gelangen.The cable fitting 80 and the wire seal adapter 78 are parts of the sensor arrangement 30 Thus, at least some parts of the sensor assembly may be welded. Welding facilitates providing a tolerance to relatively high temperatures, such as a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or higher, around the cable fitting 80 attached to the seal adapter 78 is appropriate to secure. Next, the cable fitting 80 a cable fitting opening 82 on, extending through the cable fitting 80 extends from one side to an opposite second side. Accordingly, as explained in more detail below, cables, lines and the like through the cable fitting opening 82 reach.
Der Betrieb der Sensoranordnung 30 kann im Folgenden kurz beschrieben werden. Elektromagnetische Strahlungsenergie wird von der Flamme 8 in das Sichtrohr 15 übertragen, bevor sie in die Sensoranordnung 30 eintritt. Die elektromagnetische Strahlungsenergie gelangt durch das Fenster 36 und durch die Linse 42. Die Linse 42 fokussiert die elektromagnetische Strahlungsenergie auf die Photodiode 60. In Reaktion darauf erzeugt die Photodiode 60 auf der Grundlage der elektromagnetischen Strahlungsenergie der Flamme 8 ein Stromausgabesignal, beispielsweise einen Photoelektronenstrom. Dieser Photoelektronenstrom kennzeichnet Eigenschaften der Flamme, z.B. die Anwesenheit oder Abwesenheit der Flamme.The operation of the sensor arrangement 30 can be briefly described below. Electromagnetic radiant energy is emitted by the flame 8th in the sight tube 15 transferred before entering the sensor assembly 30 entry. The electromagnetic radiation energy passes through the window 36 and through the lens 42 , The Lens 42 focuses the electromagnetic radiation energy on the photodiode 60 , In response, the photodiode generates 60 based on the electromagnetic radiation energy of the flame 8th a current output signal, for example a photoelectron current. This photoelectron current indicates characteristics of the flame, eg the presence or absence of the flame.
Stromabwärts der Sensoranordnung 30 enthält die Flammensensorvorrichtung 6 ferner eine Kabelanordnung 100. Ein erstes Kabelende 102 ist an der Sensoranordnung 30 bei der Kabelarmatur 80 angebracht. Das Anbringen des ersten Kabelendes 102 an der Kabelarmatur 80 kann durch Hartlöten oder Löten oder Drahtbonden durchgeführt werden. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen Hartlöt- oder Lötstellen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. Ein solches Anbringen erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um das erste Kabelende 102, das an der Kabelarmatur 80 angebracht ist, zu sichern.Downstream of the sensor arrangement 30 contains the flame sensor device 6 a cable assembly 100 , A first cable end 102 is at the sensor assembly 30 at the cable fitting 80 appropriate. Attaching the first cable end 102 on the cable fitting 80 can be done by brazing or soldering or wire bonding. It should be noted that in the drawings brazing or soldering joints may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. Such attachment facilitates providing a tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above, around the first cable end 102 at the cable fitting 80 is appropriate to secure.
Die Kabelanordnung 100 ist mit der Photodiode 60 über den Kerndraht 70 elektrisch verbunden. Somit kann die Kabelanordnung 100 den Photoelektronenstrom, der die Eigenschaften der Flamme kennzeichnet, von der Photodiode 60 zu einem Ort übertragen, der von der Photodiode 60 elektrisch entfernt angeordnet ist. Dieser Ort kann sich beispielsweise in einer Umgebung befinden, die verhältnismäßig kühler ist als die Umgebung in der Nähe der Brennkammer 10. In einem Beispiel kann die Kabelanordnung 100 verhältnismäßig lang sein, beispielsweise eine Länge in einem Bereich von 9,1 bis 10,7 Meter (z.B. 30 bis 35 Fuß) aufweisen. Somit kann der Ort kühler sein als das Gebiet in der Nähe der Sensoranordnung 30, das etwa 200° C (392 °F) aufweisen kann.The cable arrangement 100 is with the photodiode 60 over the core wire 70 electrically connected. Thus, the cable assembly 100 the photoelectron current, which characterizes the characteristics of the flame, from the photodiode 60 transferred to a place by the photodiode 60 is arranged electrically remote. For example, this location may be in an environment that is relatively cooler than the environment near the combustor 10 , In one example, the cable assembly 100 be relatively long, for example, have a length in a range of 9.1 to 10.7 meters (eg 30 to 35 feet). Thus, the location may be cooler than the area near the sensor array 30 which may be about 200 ° C (392 ° F).
Die Kabelanordnung 100 enthält ferner ein Koaxialkabel 110, das sich zwischen gegenüberliegenden Enden der Kabelanordnung 100 erstreckt. Das Koaxialkabel 110 gelangt durch die Kabelarmaturöffnung 82 und ist an dem Kerndraht 70 angebracht (z.B. mit diesem elektrisch verbunden). Somit kann das Koaxialkabel 110 den Photoelektronenstrom von der Photodiode 60 über den Kerndraht 70 aufnehmen. Zu beachten ist, dass sowohl das Koaxialkabel 110 als auch die entsprechende Befestigung an dem Kerndraht 70 für Zwecke der Veranschaulichung etwas verallgemeinert/schematisch dargestellt sind. In der Tat kann das Koaxialkabel 110 mit dem Kerndraht 70 elektrisch verbunden sein.The cable arrangement 100 also includes a coaxial cable 110 extending between opposite ends of the cable assembly 100 extends. The coaxial cable 110 passes through the cable fitting opening 82 and is on the core wire 70 attached (eg electrically connected to this). Thus, the coaxial cable 110 the photoelectron current from the photodiode 60 over the core wire 70 take up. It should be noted that both the coaxial cable 110 as well as the corresponding attachment to the core wire 70 for purposes of illustration, are somewhat generalized / schematically illustrated. In fact, the coaxial cable 110 with the core wire 70 be electrically connected.
Das Koaxialkabel 110 dient dazu, den Photoelektronenstrom, der die Eigenschaften der Flamme 8 kennzeichnet, von der Photodiode 60 zu befördern. Der Photoelektronenstrom kann für einen Verfall anfällig sein, während er entlang der Kabelanordnung 100 befördert wird. Dies ist wenigstens teilweise darauf zurückzuführen, dass der Photoelektronenstrom verhältnismäßig gering ist, beispielsweise im Bereich von ungefähr 10–10 Ampere liegt. Weiter kann die Kabelanordnung 100 verhältnismäßig lang sein, beispielsweise eine Länge in einem Bereich von 9,1 bis 10,7 Meter (beispielsweise 30 bis 35 Fuß) aufweisen. Um diese Faktoren zu berücksichtigen, kann das Koaxialkabel 110 ein rauscharmes Kabel beinhalten.The coaxial cable 110 serves to increase the photoelectron current, which is the characteristics of the flame 8th indicates, from the photodiode 60 to transport. The photoelectron current may be susceptible to degradation while traveling along the cable assembly 100 is transported. This is at least partly due to the fact that the photoelectron current is relatively low, for example in the range of about 10 -10 amperes. Next, the cable assembly 100 be relatively long, for example, have a length in a range of 9.1 to 10.7 meters (for example, 30 to 35 feet). To take these factors into consideration, the coaxial cable can 110 include a low-noise cable.
Das rauscharme Kabel kann eine Anzahl von unterschiedliche Strukturen aufweisen. In einem Beispiel enthält das rauscharme Kabel, wie allgemein bekannt, einen Kerndraht, beispielsweise einen Kupferdraht. Der Kerndraht transportiert den Photoelektronenstrom über dessen Länge zwischen gegenüberliegenden Enden. Eine Schicht aus Kunststoff, z.B. Polytetrafluorethylen ("PTFE"), umgibt den Kerndraht. In einem Beispiel wurde eine Leiter- oder Halbleiterschicht verwendet, um eine Aufladung zu verhindern. Eine Leiterschicht, beispielsweise eine auf Kohlenstoff basierende Leiterschicht, ist um die Schicht aus Kunststoff vorgesehen. Diese Leiterschicht trägt dazu bei, eine Abschirmung zu steigern, eine statische Aufladung zu reduzieren und ein elektrisches Rauschen während einer Bewegung der Kabelanordnung 100 zu reduzieren. Schließlich ist ein äußeres Geflecht, z.B. aus Kupfer, vorgesehen, um die Leiterschicht zu umgeben. Zu beachten ist, dass die hier beschriebene Struktur des Koaxialkabels 110 nur eine mögliche Beispielstruktur beinhaltet, da eine beliebige Anzahl von Konfigurationen in Betracht kommt. In der Tat könnten einige oder sämtliche oben erwähnte Schichten entfernt und/oder durch andere Materialien ersetzt werden, die in ähnlicher Weise wirken, wie das rauscharme Kabel. Beispielsweise könnte in der Kabelanordnung 100 eine Mineralfaserisolierung genutzt werden. Eine solche Mineralfaserisolierung kann ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen erleichtern, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber.The low noise cable may have a number of different structures. In one example, as is well known, the low noise cable includes a core wire, such as a copper wire. The core wire transports the photoelectron current over its length between opposite ends. A layer of plastic, eg polytetrafluoroethylene ("PTFE"), surrounds the core wire. In one example, a conductor or semiconductor layer has been used to prevent charging. A conductor layer, for example a carbon-based conductor layer, is provided around the layer of plastic. This conductor layer helps to increase shielding, reduce static electricity and electrical energy Noise during movement of the cable assembly 100 to reduce. Finally, an outer braid, eg of copper, is provided to surround the conductor layer. It should be noted that the structure of the coaxial cable described here 110 contains only one possible example structure, since any number of configurations come into consideration. In fact, some or all of the layers mentioned above could be removed and / or replaced with other materials that act in a similar manner to the low noise cable. For example, in the cable assembly 100 a mineral fiber insulation can be used. Such mineral fiber insulation may facilitate providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above.
Mit Bezugnahme auf 4 wird die Struktur der Kabelanordnung 100 eingehender beschrieben. Zu beachten ist, dass die Kabelanordnung 100 für Zwecke der Veranschaulichung etwas verallgemeinert/schematisch gezeigt ist. In der Tat ist die Kabelanordnung 100 im Betrieb allgemein länger, als es gezeigt ist. Zur Verdeutlichung von Merkmalen der Kabelanordnung 100 sind allerdings lediglich Endabschnitte gezeigt. Außerdem versteht es sich, dass die nicht gezeigten übrigen Abschnitte der Kabelanordnung 100 strukturell der in 4 dargestellten Kabelanordnung 100 ähneln oder identisch sein können.With reference to 4 becomes the structure of the cable arrangement 100 described in more detail. It should be noted that the cable arrangement 100 for purposes of illustration somewhat generalized / shown schematically. In fact, the cable arrangement 100 generally longer in operation than shown. To clarify features of the cable assembly 100 however, only end sections are shown. In addition, it is understood that the remaining portions of the cable assembly, not shown 100 structurally the in 4 illustrated cable assembly 100 may resemble or be identical.
Die Dichtungsstruktur 68, das Drahtgehäuse 69, die Isolierstruktur 73, der Dichtungsschirm 74, der Dichtungsadapter 78, die Kabelarmatur 80, die Kabelanordnung 100, die Kabelarmatur 152 und der elektrische Stecker 160 können ein abgedichtetes Volumen begrenzen. Ein solches abgedichtetes Volumen kann verwendet werden, um es zu erleichtern, eine Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen vorzusehen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber. Die Kabelanordnung 100 weist ein Innenvolumen 120 auf, das Bestandteil dieses abgedichteten Volumens sein kann. Ein solches abgedichtetes Volumen kann mit einem Gas befüllt werden. Da das Volumen abgedichtet ist, ist das Gas daran gehindert zu entweichen. In einem Beispiel beinhaltet das Gas ein Inertgas, z.B. Stickstoff, Argon und dergleichen. Durch Befüllen des abgedichteten Volumens mit dem Gas sind das Koaxialkabel 110 und einige andere Strukturen im Wesentlichen von dem Gas umgeben. Dementsprechend wird eine trockene Atmosphäre aufrecht erhalten, die das Koaxialkabel 110 umgibt, während ein Eintreten von Luftfeuchtigkeit, Nässe und dergleichen in das abgedichtete Volumen begrenzt ist. Diese trockene Atmosphäre kann dazu beitragen, den Verfall des Photoelektronenstroms, der durch das Koaxialkabel 110 fließt, zu beschränken.The seal structure 68 , the wire housing 69 , the insulating structure 73 , the sealing screen 74 , the sealing adapter 78 , the cable fitting 80 , the cable arrangement 100 , the cable fitting 152 and the electrical connector 160 can limit a sealed volume. Such a sealed volume may be used to facilitate providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or above , The cable arrangement 100 has an internal volume 120 which may be part of this sealed volume. Such a sealed volume can be filled with a gas. Since the volume is sealed, the gas is prevented from escaping. In one example, the gas includes an inert gas, eg, nitrogen, argon, and the like. By filling the sealed volume with the gas are the coaxial cable 110 and some other structures are essentially surrounded by the gas. Accordingly, a dry atmosphere is maintained, which is the coaxial cable 110 surrounds, while the entry of humidity, moisture and the like is limited in the sealed volume. This dry atmosphere can contribute to the decay of the photoelectron current passing through the coaxial cable 110 flows, restrict.
Zu beachten ist, dass ein abgedichtete Volumen als durch das Fenster 36, die Dichtungsscheiben 40, den Sensorkörper 34, die Dichtungsstruktur 68, das Drahtgehäuse 69, die Isolierstruktur 73 und den Dichtungsschirm 74 begrenzt gezeigt ist, und dass ein weiteres abgedichtetes Volumen durch die Dichtungsstruktur 68, das Drahtgehäuse 69, die Isolierstruktur 73, den Dichtungsschirm 74, den Dichtungsadapter 78, die Kabelarmatur 80, die Kabelanordnung 100, die Kabelarmatur 152 und den elektrischen Stecker 160 begrenzt gezeigt ist. Es kommt in Betracht, dass diese zwei abgedichteten Volumina voneinander getrennt sein könnten oder in einem einzelnen, gemeinsamen abgedichteten Volumen vereinigt sein könnten.It should be noted that a sealed volume than through the window 36 , the sealing washers 40 , the sensor body 34 , the sealing structure 68 , the wire housing 69 , the insulating structure 73 and the sealing screen 74 is limited, and that another sealed volume through the sealing structure 68 , the wire housing 69 , the insulating structure 73 , the sealing screen 74 , the seal adapter 78 , the cable fitting 80 , the cable arrangement 100 , the cable fitting 152 and the electrical plug 160 is shown limited. It is contemplated that these two sealed volumes could be separate from each other or could be united in a single, common sealed volume.
Die Kabelanordnung 100 weist ferner eine Strumpfschicht 122 auf. Die Strumpfschicht 122 kann das Innenvolumen 120 umgeben, so dass die Strumpfschicht 122 mit einem Abstand von dem Koaxialkabel 110 entfernt angeordnet ist. Während nur eine einzige Strumpfschicht gezeigt ist, ist es selbstverständlich, dass die Strumpfschicht 122 mehrere Strumpfschichten beinhalten kann. Die Strumpfschicht 122 umgibt das Innenvolumen 120 entlang des Umfangs und schützt das Koaxialkabel 110. Die Strumpfschicht 122 enthält eine Reihe unterschiedlicher Materialien, z.B. Glasfasermaterialien oder dergleichen.The cable arrangement 100 also has a stocking layer 122 on. The stocking layer 122 can the interior volume 120 surrounded, so that the stocking layer 122 at a distance from the coaxial cable 110 is arranged remotely. While only a single stocking layer is shown, it will be understood that the stocking layer 122 may include multiple stocking layers. The stocking layer 122 surrounds the interior volume 120 along the circumference and protects the coaxial cable 110 , The stocking layer 122 contains a number of different materials, eg glass fiber materials or the like.
Die Kabelanordnung 100 enthält ferner eine Leitungsschicht 124, die die Strumpfschicht 122 in Umfangsrichtung umgibt. Die Leitungsschicht 124 erstreckt sich zwischen dem ersten Kabelende 102 und dem zweiten Kabelende 103 im Wesentlichen koaxial mit der Strumpfschicht 122 und dem Koaxialkabel 110. Die Leitungsschicht 124 kann ausreichend flexibel sein, so dass die Kabelanordnung 100 bewegt, gebogen, verwunden und dergleichen werden kann. Speziell kann die Leitungsschicht 124 aus einem biegsamen metallischen Material, z.B. aus rostfreiem Stahl, geformt sein. Zusätzlich zu der Eigenschaft der Biegsamkeit kann die Leitungsschicht 124 eine Schutzschicht für die Kabelanordnung 100 vorsehen, so dass die Strumpfschicht 122 und das Koaxialkabel 110 vor Schaden geschützt sind.The cable arrangement 100 also includes a conductive layer 124 that the stocking layer 122 surrounds in the circumferential direction. The conductor layer 124 extends between the first cable end 102 and the second cable end 103 essentially coaxial with the stocking layer 122 and the coaxial cable 110 , The conductor layer 124 can be sufficiently flexible so that the cable arrangement 100 can be moved, bent, twisted and the like. Specifically, the conductor layer 124 be formed of a flexible metallic material, such as stainless steel. In addition to the property of flexibility, the conductive layer can 124 a protective layer for the cable assembly 100 Provide so that the stocking layer 122 and the coaxial cable 110 protected against damage.
Die Kabelanordnung 100 enthält ferner eine armierte Flechtschicht 126, die die Leitungsschicht 124 umgibt. Der Durchmesser der armierten Flechtschicht 126 ist geringfügig größer als ein Durchmesser der Leitungsschicht 124, so dass sich die armierte Flechtschicht 126 um den Umfang der Leitungsschicht 124 erstreckt. Die armierte Flechtschicht 126 kann aus mehreren metallischen Materialien geformt sein, die Flexibilität ermöglichen. Weiter wirkt die armierte Flechtschicht 126 als eine Schutzschicht für die Kabelanordnung 100, indem sie die Leckage von Fluiden, z.B. Gas und dergleichen, sowohl in die Kabelanordnung 100 hinein als auch aus ihr heraus begrenzt und/oder verhindert.The cable arrangement 100 also contains a reinforced braided layer 126 that the conductor layer 124 surrounds. The diameter of the braided braid layer 126 is slightly larger than a diameter of the wiring layer 124 so that the reinforced braid layer 126 around the circumference of the conductor layer 124 extends. The reinforced braid layer 126 can be formed from several metallic materials that allow flexibility. Next, the reinforced braid layer acts 126 as a protective layer for the cable arrangement 100 by causing the leakage of fluids, eg gas and the like, into both the cable assembly 100 into and out of it and / or prevented.
Die armierte Flechtschicht 126 kann eine beliebige Anzahl unterschiedlicher Materialien enthalten, z.B. rostfreien Stahl. Es versteht sich, dass die armierte Flechtschicht 126 dazu eingerichtet ist, unterschiedlichen Umgebungen standzuhalten, wie z.B. Umgebungen mit verhältnismäßig hoher Temperatur und hohen Drücken, so dass die armierte Flechtschicht 126 das Koaxialkabel 110 schützen kann. Beispielsweise kann die armierte Flechtschicht 126 dafür ausgelegt sein, um Lufttemperaturen im Bereich von etwa –55º C (–67º F) bis ungefähr 200º C (392 º F) und darüber, wie sie beispielsweise in nächster Nähe der Brennkammer 10 auftreten, standzuhalten. Allerdings kommen auch höhere oder niedrigere Temperaturen in Betracht. Desgleichen kann die armierte Flechtschicht 126 wasserfest sein und kann den Durchtritt von Flüssigkeiten, Nässe, Kondensation oder dergleichen durch die armierte Flechtschicht 126 begrenzen oder verhindern. Somit kann die armierte Flechtschicht 126 gegen periodische Flüssigspülungen beständig sein, die an der Turbine 12 mit geringem oder gar keinem Fluidtransport durch die armierte Flechtschicht 126 durchgeführt werden.The reinforced braid layer 126 can contain any number of different materials, eg stainless steel. It is understood that the reinforced braid layer 126 is designed to withstand a variety of environments, such as relatively high temperature and high pressure environments, such that the reinforced braid layer 126 the coaxial cable 110 can protect. For example, the reinforced braid layer 126 be designed to withstand air temperatures in the range of about -55 ° C (-67 ° F) to about 200 ° C (392 º F) and above, such as in the immediate vicinity of the combustion chamber 10 occur to withstand. However, higher or lower temperatures are also possible. Likewise, the reinforced braid layer 126 be waterproof and can the passage of liquids, moisture, condensation or the like through the reinforced braided layer 126 limit or prevent. Thus, the reinforced braid layer 126 be resistant to periodic liquid rinses on the turbine 12 with little or no fluid transport through the reinforced braided layer 126 be performed.
Die Kabelanordnung 100 enthält ferner eine oder mehrere Schraubenfedern 130. Die Schraubenfedern sind an gegenüberliegenden Enden der Kabelanordnung 100 positioniert. Beispielsweise weist das erste Kabelende 102 eine erste Schraubenfeder auf, während das zweite Kabelende 103 eine zweite Schraubenfeder aufweist. Die Schraubenfedern 130 erstrecken sich von dem ersten Kabelende 102 und dem zweiten Kabelende 103 mit einem Abstand entfernt axial entlang einer Außenfläche der armierten Flechtschicht 126. Die Schraubenfedern 130 können der Kabelanordnung 100 eine Biege-/Zugentlastung bereitstellen. Speziell begrenzen die Schraubenfedern 130 eine maximale Biegekraft sowohl an dem ersten Kabelende 102 als auch an dem zweiten Kabelende 103. Somit dienen die Schraubenfedern 130 dazu, jede übermäßige Biegung, Torsion, Verwindung oder dergleichen, die normalerweise an den Enden der Kabelanordnung 100 auftreten kann, zu vermindern. Zu beachten ist, dass die Kabelanordnung 100 nicht auf die in 4 gezeigten Schraubenfedern 130 beschränkt ist, und in weiteren Beispielen andere Strukturen beinhalten könnten, die eine ähnliche Funktion vorsehen. Beispielsweise kann anstelle der Schraubenfedern 130 eine beliebige Anzahl von gegen Biegung resistenten Artikeln vorgesehen sein.The cable arrangement 100 also includes one or more coil springs 130 , The coil springs are at opposite ends of the cable assembly 100 positioned. For example, the first cable end 102 a first coil spring, while the second cable end 103 having a second coil spring. The coil springs 130 extend from the first cable end 102 and the second cable end 103 axially spaced along an outer surface of the braided braid layer 126 , The coil springs 130 can the cable arrangement 100 provide a bending / strain relief. Specially limit the coil springs 130 a maximum bending force both at the first cable end 102 as well as at the second cable end 103 , Thus, the coil springs are used 130 to do this, any excessive bending, twisting, twisting or the like, usually at the ends of the cable assembly 100 can occur, diminish. It should be noted that the cable arrangement 100 not on the in 4 shown coil springs 130 is limited, and in other examples could include other structures that provide a similar function. For example, instead of the coil springs 130 any number of articles resistant to flexing may be provided.
Nachdem das Innenvolumen 120 der Kabelanordnung 100 mit dem Inertgas befüllt ist, kann die Kabelanordnung 100 an dem ersten Kabelende 102 und an dem zweiten Kabelende 103 abgedichtet werden. Somit ist die Kabelanordnung 100 als Teil einer abgedichteten Gruppe enthalten. Beispielsweise ist das erste Kabelende 102 in einer Dichtungsöffnung 84 der Kabelarmatur 80 aufgenommen. Die Dichtungsöffnung 84 erstreckt sich in Umfangsrichtung um das erste Kabelende 102 und erstreckt sich axial über eine Strecke entlang der Kabelanordnung 100. Die Dichtungsöffnung 84 und das erste Kabelende 102 befinden sich in Berührung, so dass dazwischen eine Dichtung gebildet wird. In weiteren Beispielen kann eine Dichtungsstruktur, z.B. ein Klebstoff, ein mechanisches Befestigungsmittel, eine Schweißnaht und dergleichen vorgesehen sein, um die Dichtungsöffnung 84 und das erste Kabelende 102 zusätzlich zu befestigen. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen mechanische Befestigungsmittel, Schweißnähte, Klebstoffe oder dergleichen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. Luft, Gas, Feuchtigkeit, Kondensation und dergleichen ist daran gehindert, an dem ersten Kabelende 102 in das Innenvolumen 120 der Kabelanordnung 100 einzutreten. Die Kabelarmatur 80 ist Bestandteil der Sensoranordnung 30, somit kann zumindest ein Teil der Sensoranordnung an die Kabelanordnung 100 geschweißt werden.After the inner volume 120 the cable assembly 100 is filled with the inert gas, the cable assembly 100 at the first cable end 102 and at the second cable end 103 be sealed. Thus, the cable assembly 100 as part of a sealed group. For example, the first cable end 102 in a seal opening 84 the cable fitting 80 added. The seal opening 84 extends circumferentially around the first cable end 102 and extends axially for a distance along the cable assembly 100 , The seal opening 84 and the first cable end 102 are in contact so that a seal is formed in between. In other examples, a sealing structure, eg, an adhesive, a mechanical fastener, a weld, and the like, may be provided about the seal opening 84 and the first cable end 102 in addition to attach. It should be noted that in the drawings, mechanical fasteners, welds, adhesives or the like may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. Air, gas, moisture, condensation and the like are prevented from being at the first cable end 102 in the interior volume 120 the cable assembly 100 enter. The cable fitting 80 is part of the sensor arrangement 30 Thus, at least a portion of the sensor assembly may be attached to the cable assembly 100 be welded.
Stromabwärts der Kabelanordnung 100 enthält die Flammensensorvorrichtung 6 ferner eine Steckeranordnung 150. Die Steckeranordnung 150 ist an dem zweiten Kabelende 103 der Kabelanordnung 100 angebracht. Speziell enthält die Steckeranordnung 150 eine Kabelarmatur 152. Die Kabelarmatur 152 weist eine Dichtungsöffnung 154 auf, die der Dichtungsöffnung 84 der Kabelarmatur 80 hinsichtlich der Abmessung und Gestalt ähnelt. Die Dichtungsöffnung 154 erstreckt sich in Umfangsrichtung um das zweite Kabelende 103 und erstreckt sich axial über eine Strecke entlang der Kabelanordnung 100. Die Dichtungsöffnung 154 der Kabelarmatur 152 und das zweite Kabelende 103 befinden sich in Berührung, so dass dazwischen eine Dichtung gebildet wird. In weiteren Beispielen kann eine Dichtungsstruktur, beispielsweise eine Lötstelle vorgesehen sein, um die Kabelarmatur 152 an der Dichtungsöffnung 154 und an dem zweiten Kabelende 103 zu befestigen. Eine solche Befestigungs-/Dichtungsstruktur erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um die Kabelarmatur 152 der Steckeranordnung 150, die mit dem zweiten Kabelende 103 der Kabelanordnung 100 verbunden ist, zu sichern. Somit sind Luft, Gas, Nässe, Kondensation und dergleichen daran gehindert, in das Innenvolumen 120 der Kabelanordnung 100 an dem zweiten Kabelende 103 einzutreten.Downstream of the cable assembly 100 contains the flame sensor device 6 a connector assembly 150 , The plug arrangement 150 is at the second cable end 103 the cable assembly 100 appropriate. Specifically, the plug assembly includes 150 a cable fitting 152 , The cable fitting 152 has a seal opening 154 on, the seal opening 84 the cable fitting 80 similar in dimension and shape. The seal opening 154 extends circumferentially around the second cable end 103 and extends axially for a distance along the cable assembly 100 , The seal opening 154 the cable fitting 152 and the second cable end 103 are in contact so that a seal is formed in between. In further examples, a sealing structure, for example a solder joint, may be provided around the cable fitting 152 at the seal opening 154 and at the second cable end 103 to fix. Such a mounting / sealing structure facilitates providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or higher, around the cable fitting 152 the connector assembly 150 that with the second cable end 103 the cable assembly 100 connected to secure. Thus, air, gas, moisture, condensation and the like are prevented from entering the internal volume 120 the cable assembly 100 at the second cable end 103 enter.
Die Kabelarmatur 152 weist ferner eine Kabelarmaturöffnung 156 auf, die sich von einer Seite zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite durch die Kabelarmatur 152 erstreckt. Dementsprechend gelangt das Koaxialkabel 110 durch die Kabelarmaturöffnung 156 hindurch und in die Kabelarmatur 152. Das Koaxialkabel 110 kann sich in einem ausreichend engen Kontakt mit der Kabelarmaturöffnung 156 befinden, so dass Gas, Feuchtigkeit, Kondensation und dergleichen beschränkt und/oder daran gehindert werden, durch die Kabelarmaturöffnung 156 und in die Kabelanordnung 100 zu gelangen. The cable fitting 152 also has a cable fitting opening 156 on, extending from one side to an opposite second side through the cable fitting 152 extends. Accordingly, the coaxial cable passes 110 through the cable fitting opening 156 through and into the cable fitting 152 , The coaxial cable 110 can be in a sufficiently close contact with the cable fitting opening 156 so that gas, moisture, condensation and the like are restricted and / or prevented from passing through the cable fitting opening 156 and in the cable assembly 100 to get.
Die Steckeranordnung 150 enthält ferner einen elektrischen Stecker 160. Der elektrische Stecker ist an dem Koaxialkabel 110 angebracht (z.B. elektrisch damit verbunden). Der elektrische Stecker 160 erstreckt sich von der Kabelarmatur 152 in einer Richtung weg von der Kabelanordnung 100. Wie allgemein bekannt ist, kann der elektrische Stecker 160 Drähte, Leiter oder andere ähnliche elektrische Strukturen beinhalten, um mit dem Koaxialkabel 110 elektrisch verbunden zu werden. Somit kann der elektrische Stecker 160 den Photoelektronenstrom von dem Koaxialkabel 110 aufnehmen. Zu beachten ist, dass der elektrische Stecker 160 eine Anzahl von unterschiedlichen Strukturen beinhalten kann, die in der Lage sind, den Photoelektronenstrom von dem Koaxialkabel 110 aufzunehmen. Somit ist der elektrische Stecker 160 nicht speziell auf das in 4 gezeigte Beispiel beschränkt.The plug arrangement 150 also includes an electrical connector 160 , The electrical connector is on the coaxial cable 110 attached (eg electrically connected). The electric plug 160 extends from the cable fitting 152 in a direction away from the cable assembly 100 , As is well known, the electrical connector 160 Wires, conductors or other similar electrical structures involve connecting to the coaxial cable 110 to be electrically connected. Thus, the electrical connector 160 the photoelectron current from the coaxial cable 110 take up. It should be noted that the electrical connector 160 may include a number of different structures capable of controlling the photoelectron current from the coaxial cable 110 take. Thus, the electrical connector 160 not specifically in the 4 limited example shown.
Mit Bezugnahme auf 5 ist eine Schnittansicht entlang der Schnittlinie 5-5 von 1 gezeigt, die ein Beispiel der elektrischen Anordnung 170 veranschaulicht. Die elektrische Anordnung 170 ist außerhalb der Turbine 12 angeordnet und mit einem Abstand von der Brennkammer 10 entfernt angeordnet. Dementsprechend kann die elektrische Anordnung 170 an einem Ort positioniert sein, dessen Temperatur niedriger ist als in der Turbine 12, so dass die Elektronik in der elektrischen Anordnung 170 verwendet werden kann, ohne verhältnismäßig hohen Temperaturen ausgesetzt zu sein.With reference to 5 is a sectional view taken along section 5-5 of 1 shown an example of the electrical arrangement 170 illustrated. The electrical arrangement 170 is outside the turbine 12 arranged and spaced from the combustion chamber 10 arranged away. Accordingly, the electrical arrangement 170 be positioned in a location whose temperature is lower than in the turbine 12 so that the electronics in the electrical arrangement 170 can be used without being exposed to relatively high temperatures.
Die elektrische Anordnung 170 weist ein Gehäuse 172 auf, das eine innere Kammer 174 definiert, die im Wesentlichen hohl ist. Das Gehäuse 172 erstreckt sich zwischen einem ersten Endabschnitt 176 und einem zweiten Endabschnitt 178, der dem ersten Endabschnitt 176 gegenüberliegt. Der zweite Endabschnitt 178 kann an dem ersten Endabschnitt 176 durch Schweißen angebracht werden. In den Zeichnungen ist die Schweißnaht durch generische Materialhöcker und/oder gemeinsame Linien dargestellt. Selbstverständlich sollen derartige generische Materialhöcker nicht die Art, Qualität und dergleichen der Schweißnaht beschränken.The electrical arrangement 170 has a housing 172 on, that is an inner chamber 174 defined, which is substantially hollow. The housing 172 extends between a first end portion 176 and a second end portion 178 , the first end section 176 opposite. The second end section 178 may be at the first end portion 176 be attached by welding. In the drawings, the weld is represented by generic material bumps and / or common lines. Of course, such generic bumps should not limit the type, quality and the like of the weld.
Der zweite Endabschnitt 178 und der erste Endabschnitt 176 sind Bestandteile der elektrischen Anordnung 170, somit sind wenigstens einige Teile der elektrischen Anordnung verschweißt. In den Zeichnungen ist die Schweißnaht durch generische Materialhöcker und/oder gemeinsame Linien dargestellt. Selbstverständlich sollen derartige generische Materialhöcker nicht die Art, Qualität und dergleichen der Schweißnaht beschränken. Das Schweißen erleichtert ein Vorsehen einer Toleranz gegenüber verhältnismäßig hohen Temperaturen, beispielsweise einer Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) oder darüber, um den zweiten Endabschnitt 178, der an dem ersten Endabschnitt 176 angebracht ist, zu sichern. Zu beachten ist, dass die in 5 gezeigte elektrische Anordnung 170 nur eine mögliche Konstruktion beinhaltet, da eine Reihe von Größen, Formen und Konfigurationen in Betracht kommen.The second end section 178 and the first end portion 176 are components of the electrical arrangement 170 Thus, at least some parts of the electrical assembly are welded. In the drawings, the weld is represented by generic material bumps and / or common lines. Of course, such generic bumps should not limit the type, quality and the like of the weld. Welding facilitates providing tolerance to relatively high temperatures, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F) or higher, about the second end portion 178 at the first end section 176 is appropriate to secure. It should be noted that the in 5 shown electrical arrangement 170 only one possible construction involves, as a number of sizes, shapes and configurations are considered.
Die elektrische Anordnung 170 enthält ferner eine Steckbuchse 180. Die Steckbuchse 180 erstreckt sich durch eine Öffnung 181 in dem Gehäuse 172. Die Steckbuchse 180 kann hinsichtlich ihrer Abmessung im Wesentlichen kreisförmig sein, obwohl andere Abmessungen und Formen in Betracht kommen. Die Steckbuchse 180 kann an der Öffnung 181 des Gehäuses 172 starr angebracht sein, so dass eine Entfernung der Steckbuchse 180 beschränkt ist. In weiteren Beispielen kann die Steckbuchse 180 an dem Gehäuse 172 auf mehreren Wegen angebracht sein, z.B. durch Schweißen, Klebstoffe, mechanische Befestigungsmittel und dergleichen. Zu beachten ist, dass in den Zeichnungen mechanische Befestigungsmittel, Schweißnähte, Klebstoffe oder dergleichen möglicherweise nicht ohne weiteres sichtbar sind oder lediglich durch eine oder mehrere gemeinsame Linien dargestellt sind. Dies dient dazu, eine Einbeziehung feiner Detaillinien in den Zeichnungen zu vermeiden. Die Steckbuchse 180 könnte ferner eine oder mehrere Dichtungsstrukturen aufweisen, z.B. O-Ringe oder dergleichen, so dass die Steckbuchse 180 mit dem Gehäuse 172 eine Dichtung bildet, um ein Hindurchgelangen von Luft, Nässe, Kondensation und dergleichen durch die Öffnung 181 zu begrenzen und/oder zu verhindern.The electrical arrangement 170 also includes a socket 180 , The socket 180 extends through an opening 181 in the case 172 , The socket 180 may be substantially circular in dimension, although other dimensions and shapes are contemplated. The socket 180 can at the opening 181 of the housing 172 be rigidly mounted, allowing a removal of the socket 180 is limited. In other examples, the socket 180 on the housing 172 be mounted in several ways, for example by welding, adhesives, mechanical fasteners and the like. It should be noted that in the drawings, mechanical fasteners, welds, adhesives or the like may not be readily apparent or merely represented by one or more common lines. This serves to avoid the inclusion of fine detail lines in the drawings. The socket 180 could also have one or more sealing structures, such as O-rings or the like, so that the socket 180 with the housing 172 forming a seal to allow passage of air, moisture, condensation and the like through the opening 181 to limit and / or prevent.
Die Steckbuchse 180 kann mit der Steckeranordnung 150 (z.B. elektrisch) verbunden werden. Als solche nimmt die Steckbuchse 180 den Photoelektronenstrom von der Kabelanordnung 100 auf. Speziell ist die Steckbuchse 180 bemessen und gestaltet, um im Wesentlichen zu einer Abmessung und Gestalt des elektrischen Steckers 160 zu passen. Die Steckbuchse 180 weist eine Öffnung 182 auf, die sich in axialer Richtung in die Steckbuchse 180 erstreckt. Die Öffnung 182 ist geeignet bemessen und gestaltet, um den elektrischen Stecker 160 aufzunehmen. Beispielsweise weist die Öffnung 182 eine Gestalt auf, die im Wesentlichen zu einer entsprechenden Gestalt des elektrischen Steckers 160 passt, so dass der elektrische Stecker 160 ohne weiteres in den Hohlraum 182 eingeführt werden kann. Zu beachten ist, dass das gezeigte Beispiel lediglich ein mögliches Beispiel eines elektrischen Verbindens der elektrischen Anordnung 170 mit der Kabelanordnung 100 beinhaltet. In der Tat kann die elektrische Anordnung 170 auch auf andere Weise mit der Kabelanordnung 100 verbunden werden und ist nicht speziell darauf beschränkt, wie gezeigt, die Steckbuchse 180 aufzuweisen.The socket 180 can with the plug assembly 150 (eg electrically) are connected. As such, the socket takes 180 the photoelectron current from the cable assembly 100 on. Special is the socket 180 sized and configured to substantially a dimension and shape of the electrical connector 160 to fit. The socket 180 has an opening 182 on, extending in the axial direction in the socket 180 extends. The opening 182 is suitably sized and designed to hold the electrical plug 160 take. For example, the opening points 182 a Shape up, which is essentially a corresponding shape of the electrical connector 160 fits, so the electrical connector 160 readily in the cavity 182 can be introduced. It should be noted that the example shown only one possible example of electrical connection of the electrical arrangement 170 with the cable arrangement 100 includes. In fact, the electrical arrangement 170 in another way with the cable assembly 100 and is not specifically limited to, as shown, the socket 180 exhibit.
Die Steckbuchse 180 enthält ferner eine oder mehrere Verbindungsdrähte 184. Die Verbindungsdrähte 184 sind in 5 ein wenig verallgemeinert dargestellt, da die Verbindungsdrähte 184 selbstverständlich beliebig viele Strukturen (z.B. Drähte, Kabel und dergleichen) beinhalten könnten, die mit der Steckbuchse 180 elektrisch verbunden werden. In der Tat sind die Verbindungsdrähte 184 in der Lage, den Photoelektronenstrom von der Kabelanordnung 100 durch die Steckbuchse 180 aufzunehmen.The socket 180 also includes one or more connecting wires 184 , The connecting wires 184 are in 5 a little generalized because the connecting wires 184 Of course, any number of structures (eg, wires, cables, and the like) could be included with the receptacle 180 be electrically connected. In fact, the connecting wires 184 capable of taking the photoelectron current from the cable assembly 100 through the socket 180 take.
Die elektrische Anordnung 170 enthält ferner eine Leiterplatte 186, die elektrische Hardware aufweist. Die Leiterplatte 186 erstreckt sich quer über die innere Kammer 174 des Gehäuses 172. Die Leiterplatte 186 kann auf unterschiedliche Weise in dem Gehäuse 172, beispielsweise durch mechanische Befestigungsmittel, Klebstoffe, Schnappbefestigungsmittel und dergleichen, angebracht werden. Die Leiterplatte 186 ist mit den Verbindungsdrähten 184 (z.B. elektrisch) verbunden. Somit kann die Leiterplatte 186 den Photoelektronenstrom von den Verbindungsdrähten 184 aufnehmen.The electrical arrangement 170 also includes a circuit board 186 that has electrical hardware. The circuit board 186 extends across the inner chamber 174 of the housing 172 , The circuit board 186 can in different ways in the case 172 For example, by mechanical fasteners, adhesives, snap fasteners and the like, are attached. The circuit board 186 is with the connecting wires 184 (eg electrically) connected. Thus, the circuit board 186 the photoelectron current from the connecting wires 184 take up.
Die Leiterplatte 186 enthält elektrische Hardware, z.B. einen Verstärkerschaltkreis. Der Verstärkerschaltkreis ist in 5 etwas verallgemeinert gezeigt und könnte eine beliebige Anzahl von Konfigurationen aufweisen, die nicht auf 5 beschränkt sind. Der Photoelektronenstrom wird durch den Verstärkerschaltkreis aufgenommen und anschließend durch einen Signalschaltkreis verarbeitet und verstärkt, um ein elektrisches Signal hervorzubringen. In einem Beispiel kann der Photoelektronenstrom verstärkt und in einen Strom in einem Bereich von ungefähr 4 Milliampere (mA) bis ungefähr 20 Milliampere umgewandelt werden.The circuit board 186 contains electrical hardware, eg an amplifier circuit. The amplifier circuit is in 5 Slightly generalized and could have any number of configurations that are not on 5 are limited. The photoelectron current is received by the amplifier circuit and subsequently processed and amplified by a signal circuit to produce an electrical signal. In one example, the photoelectron current may be amplified and converted to a current in a range of about 4 milliamps (mA) to about 20 milliamps.
Dieses in Form eines Stroms vorliegende elektrische Signal kennzeichnet die speziellen Eigenschaften der Flamme 8. Diese Eigenschaften beinhalten, ohne darauf beschränkt zu sein, die Anwesenheit oder Abwesenheit der Flamme 8 in der Brennkammer 10. Beim Auftreten einer Flammabrissbedingung, bei der die Flamme 8 verlöscht ist, wird die Abwesenheit elektromagnetischer Strahlungsenergie an der Photodiode 60 erfasst. Die Abwesenheit elektromagnetischer Strahlungsenergie veranlasst, dass die Photodiode 60 ein elektrisches Signal in Form des Photoelektronenstroms erzeugt, der gering oder gleich Null ist. Dieser Photoelektronenstrom wird durch die Kabelanordnung 100 und zu dem Verstärkerschaltkreis auf der Leiterplatte 186 übertragen. Dieser Photoelektronenstrom wird verstärkt und in einen Strom umgewandelt, der die Eigenschaften der Flamme (z.B. eine Flammabrissbedingung) kennzeichnet. Dieses elektrische Signal kann dann zu einer Brennstoffsteuereinrichtung oder dergleichen gesendet werden, die in der Lage ist die Zufuhr von Brennstoff durch die Brennstoffdüse 13 und in die Brennkammer 10 zu reduzieren und/oder zu beenden. Somit kann das von der Photodiode 60 stammende elektrische Signal genutzt werden, um die Zufuhr von Brennstoff in die Brennstoffdüse 13 zu steuern.This electrical signal, in the form of a current, indicates the specific characteristics of the flame 8th , These properties include, but are not limited to, the presence or absence of the flame 8th in the combustion chamber 10 , Upon occurrence of a flameout condition in which the flame 8th is extinguished, the absence of electromagnetic radiation energy at the photodiode 60 detected. The absence of electromagnetic radiation causes the photodiode 60 generates an electrical signal in the form of the photoelectron current which is low or equal to zero. This photoelectron current is passed through the cable assembly 100 and to the amplifier circuit on the circuit board 186 transfer. This photoelectron current is amplified and converted into a current that characterizes the characteristics of the flame (eg a flameout condition). This electrical signal may then be sent to a fuel control device or the like which is capable of supplying fuel through the fuel nozzle 13 and into the combustion chamber 10 to reduce and / or terminate. Thus, that of the photodiode 60 originating electrical signal used to supply fuel to the fuel nozzle 13 to control.
Um die elektrische Schaltung in der elektrischen Anordnung 170 zu schützen, kann die innere Kammer 174 in einem Beispiel abgedichtet werden und erneut mit einem Gas, beispielsweise einem trockenen Inertgas wie beispielsweise Argon, befüllt werden. Durch das Befüllen der innere Kammer 174 mit dem Gas, begrenzt und reduziert die innere Kammer 174 den Eintritt von Nässe, Kondensation, Gasen oder dergleichen. Um die innere Kammer 174 zu befüllen, kann die elektrische Anordnung 170 mit einer Spülöffnung 190 ausgebildet sein. Die Spülöffnung 190 kann ein Wiederbefüllen der elektrischen Anordnung 170 mit dem trockenen Inertgas vereinfachen. Die Spülöffnung 190 ist an dem ersten Endabschnitt 176 des Gehäuses 172 angeordnet, obwohl die Spülöffnung 190 nicht auf einen solchen Ort beschränkt ist. Vielmehr könnte die Spülöffnung 190 seitlich an einer Seite des Gehäuses 172 näher zu dem zweiten Endabschnitt 178 oder dergleichen angeordnet sein. Im Betrieb kann sich die Spülöffnung 190 in strömungsmäßiger Verbindung mit einer Gaszufuhr befinden, die das trockene Inertgas zuführen kann. Wenn das trockene Inertgas durch die Spülöffnung 190 und in die innere Kammer 174 eingespeist ist, kann die Spülöffnung 190 geschlossen und abgedichtet werden. In dem in 5 gezeigten Beispiel kann die Spülöffnung 190 mittels einer mit Gewinde versehenen Einsatzstruktur abgedichtet werden, obwohl eine Anzahl von Dichtungsstrukturen in Betracht kommen. Somit ist die elektrische Anordnung 170 nicht auf die in dem Beispiel gezeigte Spülöffnung 190 beschränkt.To the electrical circuit in the electrical arrangement 170 can protect the inner chamber 174 sealed in an example and refilled with a gas, for example a dry inert gas such as argon. By filling the inner chamber 174 with the gas, limits and reduces the inner chamber 174 the entry of moisture, condensation, gases or the like. To the inner chamber 174 to fill, the electrical arrangement 170 with a flushing opening 190 be educated. The flushing opening 190 may be refilling the electrical assembly 170 simplify with the dry inert gas. The flushing opening 190 is at the first end portion 176 of the housing 172 arranged, although the flushing opening 190 not limited to such a place. Rather, the flushing hole could 190 laterally on one side of the housing 172 closer to the second end portion 178 or the like may be arranged. In operation, the flushing opening can 190 in fluid communication with a gas supply that can supply the dry inert gas. When the dry inert gas passes through the flushing hole 190 and into the inner chamber 174 is fed, the purge port can 190 closed and sealed. In the in 5 example shown, the flushing opening 190 are sealed by means of a threaded insert structure, although a number of sealing structures come into consideration. Thus, the electrical arrangement 170 not on the purge port shown in the example 190 limited.
Mit Bezugnahme auf 1, wird im Folgenden der Betrieb der Flammensensorvorrichtung 6 näher erläutert. Brennstoff wird der Brennkammer 10 durch die Brennstoffdüse 13 geliefert, so dass die Flamme 8 hervorgebracht wird. Ein Sichtrohr 15 ragt um eine Strecke von der Brennkammer 10 nach außen vor und definiert einen optischen Pfad von dem Sichtrohr 15 zu der Flamme 8. Die Sensoranordnung 30 ist mit dem Sichtrohr verbunden, so dass die Sensoranordnung 30 von der Brennkammer 10 mit einem Abstand entfernt angeordnet ist.With reference to 1 In the following, the operation of the flame sensor device will be described below 6 explained in more detail. Fuel becomes the combustion chamber 10 through the fuel nozzle 13 delivered, so the flame 8th is produced. A sight tube 15 protrudes a distance from the combustion chamber 10 outwardly and defines an optical path from the sight tube 15 to the flame 8th , The sensor arrangement 30 is connected to the sight tube, so that the sensor assembly 30 from the combustion chamber 10 is located at a distance away.
Elektromagnetische Strahlungsenergie, die die speziellen Eigenschaften der Flamme 8 kennzeichnet, wird von der Flamme 8 in der Brennkammer 10 durch das Sichtrohr 15 hindurch und in die Sensoranordnung 30 übertragen. Die (in 3 gezeigte) Linse 42 fokussiert die elektromagnetische Strahlungsenergie in der Sensoranordnung 30 auf die Photodiode 60. In Reaktion darauf erzeugt die Photodiode 60 auf der Grundlage der Intensität der elektromagnetischen Strahlungsenergie ein elektrisches Signal. Dieses elektrische Signal kann in Form eines Photoelektronenstroms vorliegen, der die speziellen Eigenschaften der Flamme 8, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränken zu wollen, die Anwesenheit oder Abwesenheit der Flamme, kennzeichnet. Electromagnetic radiant energy, which is the special properties of the flame 8th is marked by the flame 8th in the combustion chamber 10 through the sight tube 15 through and into the sensor assembly 30 transfer. In the 3 shown) lens 42 focuses the electromagnetic radiation energy in the sensor array 30 on the photodiode 60 , In response, the photodiode generates 60 based on the intensity of the electromagnetic radiation energy, an electrical signal. This electrical signal may be in the form of a photoelectron current, which is the specific characteristics of the flame 8th For example, but not limited to, indicating the presence or absence of the flame.
Die Kabelanordnung 100 überträgt den Photoelektronenstrom von der Sensoranordnung 30 zu der elektrischen Anordnung 170. Speziell durchquert der Photoelektronenstrom das Koaxialkabel 110, das als Bestandteil einer abgedichteten Gruppe enthalten ist. Dieser Photoelektronenstrom kann entlang der Länge der Kabelanordnung 100 von dem ersten Kabelende 102 zu dem zweiten Kabelende 103 fließen. Der verhältnismäßig kleine Photoelektronenstrom ist auf mehreren Wegen vor triboelektrischem Rauschen, elektromagnetischer Interferenz und Signalverfall geschützt. Beispielsweise wird ein Signalverfall dadurch verringert, dass das Koaxialkabel 110 ein rauscharmes Kabel ist. Weiter ist in der Kabelanordnung 100 ein trockenes Inertgas dicht eingeschlossen, was die Effekte von Nässe, Kondensation, Gas und dergleichen auf das Koaxialkabel 110 weiter begrenzt. Zusätzlich weist die Kabelanordnung 100 die Strumpfschicht 122, Leitungsschicht 124 und armierte Flechtschicht 126 auf. Diese Schichten können eine Reduzierung der Effekte von triboelektrischem Rauschen und elektromagnetischer Interferenz zusätzlich unterstützen. Somit kann die Integrität des Photoelektronenstrom aufrecht erhalten werden, während der Photoelektronenstrom entlang der Kabelanordnung 100 geleitet wird.The cable arrangement 100 transfers the photoelectron current from the sensor array 30 to the electrical arrangement 170 , Specifically, the photoelectron current traverses the coaxial cable 110 which is included as part of a sealed group. This photoelectron current can be along the length of the cable assembly 100 from the first cable end 102 to the second cable end 103 flow. The relatively small photoelectron current is protected in several ways from triboelectric noise, electromagnetic interference, and signal degradation. For example, a signal decay is reduced by the fact that the coaxial cable 110 a low-noise cable is. Next is in the cable assembly 100 a dry inert gas tightly sealed what the effects of moisture, condensation, gas and the like on the coaxial cable 110 further limited. In addition, the cable assembly 100 the stocking layer 122 , Conductive layer 124 and reinforced braid layer 126 on. These layers can additionally assist in reducing the effects of triboelectric noise and electromagnetic interference. Thus, the integrity of the photoelectron current can be maintained while the photoelectron current along the cable assembly 100 is directed.
Wie in 5 gezeigt, fließt der Photoelektronenstrom an dem zweiten Kabelende 103 durch eine Steckeranordnung 150 die mit der elektrischen Anordnung 170 elektrisch verbunden ist. Der Photoelektronenstrom fließt von der Steckeranordnung 150 durch die Steckbuchse 180 und zu der Leiterplatte 186. Der Verstärkerschaltkreis, der mit der Leiterplatte 186 verbunden ist, nimmt den Photoelektronenstrom auf und verstärkt ihn. In Reaktion darauf wird ein elektrisches Signal, beispielsweise ein Strom im Bereich von ungefähr 4 Milliampere bis ungefähr 20 Milliampere, erzeugt. Dieses in Form eines Stroms vorliegende elektrische Signal kennzeichnet spezielle Eigenschaften der Flamme 8, z.B. die Anwesenheit oder Abwesenheit der Flamme. Somit ist im Falle einer Flammabrissbedingung, wenn die Flamme 8 verlöscht ist, die Stromausgabe gering oder gleich Null. Diese Stromausgabe kann die Brennstoffsteuereinrichtung dazu veranlassen, die Zufuhr von Brennstoff in die Brennkammer 10 zu reduzieren und/oder zu beenden.As in 5 As shown, the photoelectron current flows at the second end of the cable 103 through a connector assembly 150 the with the electrical arrangement 170 electrically connected. The photoelectron current flows from the connector assembly 150 through the socket 180 and to the circuit board 186 , The amplifier circuit connected to the circuit board 186 is connected, receives the photoelectron current and amplifies it. In response, an electrical signal, for example, a current in the range of about 4 milliamps to about 20 milliamps, is generated. This electrical signal, in the form of a current, identifies specific characteristics of the flame 8th eg the presence or absence of the flame. Thus, in the case of a flameout condition, when the flame is 8th is extinguished, the current output is low or zero. This power output may cause the fuel control device to supply fuel to the combustion chamber 10 to reduce and / or terminate.
Die elektrische Anordnung 170 ist mit einem Abstand von der Brennkammer 10 entfernt außerhalb der Turbine 12 positioniert. Somit ist die elektrische Anordnung 170 nicht in der Umgebung verhältnismäßig hoher Temperaturen/Schwingungen der Turbine 12 angeordnet. Dementsprechend ist die elektrische Anordnung 170 von der Photodiode 60 in der Sensoranordnung 30 elektrisch entfernt angeordnet. Die elektrische Anordnung 170 ist relativ niedrigeren Temperaturen/Schwingungen ausgesetzt, als die Photodiode 60 in der Sensoranordnung 30.The electrical arrangement 170 is at a distance from the combustion chamber 10 removed outside the turbine 12 positioned. Thus, the electrical arrangement 170 not in the environment of relatively high temperatures / vibrations of the turbine 12 arranged. Accordingly, the electrical arrangement 170 from the photodiode 60 in the sensor arrangement 30 arranged electrically remote. The electrical arrangement 170 is exposed to relatively lower temperatures / vibrations than the photodiode 60 in the sensor arrangement 30 ,
Als ein letzter Punkt mit Blick auf eine Verbindung durch Schweißen, Hartlöten und Löten, sind derartige Verbindungen in den Zeichnungen als generische Materialhöcker und/oder gemeinsame Linien dargestellt. Selbstverständlich sollen derartige Darstellungen die Art, Qualität und dergleichen der Verbindung nicht beschränken. Solche Verbindungen können so ausgewählt und durchgeführt werden, dass mindestens einige Komponenten in der Lage sind, eine verhältnismäßig hohe Temperatur, beispielsweise eine Temperatur von 200 °C (392 °F) oder darüber und möglicherweise einer Temperatur von 250 °C (482 °F) und darüber, zu erfahren und dabei dauerhaft zu arbeiten.As a final point with regard to welding, brazing and soldering, such connections are shown in the drawings as generic material bumps and / or common lines. Of course, such representations should not limit the nature, quality and the like of the connection. Such compounds may be selected and conducted such that at least some components are capable of a relatively high temperature, for example, a temperature of 200 ° C (392 ° F) or above, and possibly a temperature of 250 ° C (482 ° F). and about experiencing and working permanently.
Die Erfindung wurde anhand der oben dargelegten Ausführungsformen beschrieben. Nach eingehender Lektüre dieser Beschreibung werden anderen Personen Modifizierungen und Abänderungen einfallen. Ausführungsformen, die ein oder mehrere Aspekte der Erfindung verwenden, sollen sämtliche derartige Modifizierungen und Abänderungen einschließen, sofern sie unter den Schutz der beigefügten Ansprüche fallen.The invention has been described with reference to the embodiments set forth above. After reading this description carefully, other people will come up with modifications and modifications. Embodiments using one or more aspects of the invention are intended to include all such modifications and alterations insofar as they come within the scope of the appended claims.
Eine Flammensensorvorrichtung enthält eine Sensoranordnung. Die Sensoranordnung enthält eine Photodiode zum Erfassen von Eigenschaften einer Flamme. Die Photodiode gibt einen elektrischen Photoelektronenstrom aus. Die Sensoranordnung enthält eine elektrische Anordnung, die von der Sensoranordnung elektrisch entfernt angeordnet ist. Die Sensoranordnung enthält eine elektrische Kabelanordnung, die sich von der Sensoranordnung zu der elektrischen Anordnung erstreckt. Die elektrische Kabelanordnung enthält ein elektrisches Kabel, um den Photoelektronenstrom elektrisch zu der elektrischen Anordnung zu übertragen. Die Sensoranordnung ist mindestens dazu eingerichtet und konstruiert, eine Temperatur von 200 °C oder darüber zu erfahren und dabei dauerhaft zu arbeiten. A flame sensor device includes a sensor assembly. The sensor assembly includes a photodiode for detecting characteristics of a flame. The photodiode outputs an electric photoelectron current. The sensor assembly includes an electrical assembly that is electrically remote from the sensor assembly. The sensor assembly includes an electrical cable assembly that extends from the sensor assembly to the electrical assembly. The electrical cable assembly includes an electrical cable to electrically transmit the photoelectron current to the electrical assembly. The sensor assembly is at least configured and designed to experience a temperature of 200 ° C or above while operating permanently.
