DE112020003557T5

DE112020003557T5 - Erfassungsvorrichtung, rotationsmaschine und erfassungsverfahren

Info

Publication number: DE112020003557T5
Application number: DE112020003557.3T
Authority: DE
Inventors: Hiroki Takeda; Kazuhiro Tamura; Keiichiro Miyajima
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2020-09-30
Publication date: 2022-04-21
Also published as: CN114450564B; JP7419019B2; JP2021067627A; US20220252429A1; KR20220025029A; WO2021085015A1; US11768087B2; CN114450564A

Abstract

Eine Erfassungsvorrichtung dient zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel. Diese Erfassungsvorrichtung ist versehen mit: einem Sensor mit einem Magneten und einer Spule, die an einer Position angeordnet ist, die einem durch den Magneten erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist, und konfiguriert, um eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses zu erfassen, die den Durchgang der Turbinenschaufel begleitet; und einem Analysator, der konfiguriert ist, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel basierend auf einem integrierten Signal zu erfassen, das durch Integrieren eines auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierenden Signals erhalten wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Erfassungsvorrichtung, eine Rotationsmaschine und ein Erfassungsverfahren.
HINTERGRUND
Als ein Verfahren zum Messen der Schwingung einer Turbinenschaufel ist ein Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel auf eine nicht-kontaktierende Weise vorgeschlagen worden. Beispielsweise offenbaren die Nicht-Patentschriften 1 bis 3 eine Erfassungsvorrichtung, die mit einem Magneten und einer Spule ausgerüstet ist, die an einer Position angeordnet ist, die dem durch den Magneten erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist. Gemäß dieser Erfassungsvorrichtung erfasst die Spule eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die den Durchgang der Turbinenschaufel begleitet, und erzeugt ein Impulssignal durch Vergleichen eines Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft mit einem bestimmten Schwellenwert, um einen Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel zu erfassen.
Nicht-Patentliteratur
[Nicht-Patentschrift 1] Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Masataka Mase, Yasutomo Kaneko, „Rotational vibration measurement technique of recent steam turbine blades“, April 2000, Turbomaschine, Vol. 28(4), S. 230-236 ff. [Nicht-Patentschrift 2] Masataka Mase, Masaaki Shibata, „Latest progress and view for non-contact measurement technology of steam turbine blade vibration“, Mai 1995, Turbomaschine, Vol. 23(5), S. 280-288 ff. [Nicht-Patentschrift 3] Takasago Technical Institute, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., Yasutomo Kaneko, „Noncontact blade vibration measurement technique“, September 18 - September 19, 2003, Japan Society of Mechanical Engineers Kansai Branch, 264^th Workshop on Fundamentals and Applications of Stress Measurement, Lehrmaterial (18./19.9.2003), VJ03-10
ZUSAMMENFASSUNG
Zu lösende Probleme
Bei der in den Nicht-Patentschriften 1 bis 3 offenbarten Erfassungsvorrichtung wird die Wellenform der induzierten elektromotorischen Kraft durch eine zeitliche Änderung des magnetischen Flusses (zeitlich abgeleiteter Term des magnetischen Flusses) beeinträchtigt. Deshalb ändert sich die Wellenform der induzierten elektromotorischen Kraft in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel.
Demzufolge fluktuiert der Erfassungszeitpunkt basierend auf dem Vergleich mit einem bestimmten Schwellenwert, während sich die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel ändert. Mit anderen Worten, die Positionsbeziehung zwischen der Turbinenschaufel und der Erfassungsvorrichtung ändert sich zu einem Erfassungszeitpunkt, zu dem bestimmt wird, dass die Turbinenschaufel durchgeht, mit jeder Erfassung. Demzufolge kann sich die Genauigkeit zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel verschlechtern. Außerdem könnte das Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft den Schwellenwert aufgrund einer Verringerung des Spitzenwerts einer Wellenform der induzierten elektromotorischen Kraft (Verringerung der Amplitude zum Durchgangszeitpunkt) nicht erreichen, wenn die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel gering ist, und der Durchgang der Turbinenschaufel könnte nicht erfasst werden.
In Anbetracht des vorstehenden besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Erfassungsgenauigkeit eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel zu verbessern.
Lösung der Probleme
Eine Erfassungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel, umfassend: einen Sensor mit einem Magneten und einer Spule, die an einer Position angeordnet ist, die einem durch den Magneten erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist, und konfiguriert, um eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses zu erfassen, die den Durchgang der Turbinenschaufel begleitet; und einen Analysator, der konfiguriert ist, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel basierend auf einem integrierten Signal zu erfassen, das durch Integrieren eines auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierenden Signals erhalten wird.
Eine Rotationsmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst eine Turbinenschaufel und die vorstehend beschriebene Erfassungsvorrichtung.
Ein Erfassungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Erfassungsverfahren zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel, umfassend: einen Schritt zum Erfassen einer induzierten elektromotorischen Kraft durch einen Sensor, der einen Magneten und eine Spule umfasst, die an einer Position angeordnet ist, die einem durch den Magneten erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist, basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die den Durchgang der Turbinenschaufel begleitet; und einen Schritt zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel basierend auf einem integrierten Signal, das durch Integrieren eines auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierenden Signals erhalten wird, durch einen Analysator.
Vorteilhafte Effekte
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Erfassungsgenauigkeit des Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Konfiguration einer Rotationsmaschine, die mit einer Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgerüstet ist.
2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines Sensors einer Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Konfiguration einer Rotationsmaschine, die mit einer Erfassungsvorrichtung gemäß einem Vergleichsbeispiel ausgerüstet ist.
4 ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft gemäß einem Vergleichsbeispiel zeigt.
5A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Form der Turbinenschaufel und dem Sensorempfindlichkeitsbereich zeigt.
5B ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Form der Turbinenschaufel und dem Sensorempfindlichkeitsbereich zeigt.
5C ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Form der Turbinenschaufel und dem Sensorempfindlichkeitsbereich zeigt.
6A ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft korrespondierend zu 5A zeigt.
6B ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft korrespondierend zu 5B zeigt.
6C ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft korrespondierend zu 5C zeigt.
7 ist ein Wellenformdiagramm zum Beschreiben einer Beziehung von verschiedenen Signalen der Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
8A ist ein Wellenformdiagramm, das ein integriertes Signal korrespondierend zu 5A zeigt.
8B ist ein Wellenformdiagramm, das ein integriertes Signal korrespondierend zu 5B zeigt.
8C ist ein Wellenformdiagramm, das ein integriertes Signal korrespondierend zu 5C zeigt.
9 ist ein schematisches Diagramm, das ein Anordnungsbeispiel des Sensors zeigt, wenn die Turbinenschaufel eine ummantelte Schaufel ist.
10 ist ein Wellenformdiagramm zum Beschreiben einer Beziehung von verschiedenen Signalen der Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
11 ist ein Wellenformdiagramm zum Vergleichen eines integrierten Signals und eines Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft der Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
12 ist ein schematisches Diagramm, das einen Schwingungsversatz der Turbinenschaufel, die eine ummantelte Schaufel ist, zeigt.
13 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Beschreiben eines Verfahrens zum Einstellen eines Schwellenwerts in der Erfassungsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
14 ist ein Flussdiagramm einer Prozedur eines Erfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Ausführungsbeispiele werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Es ist jedoch beabsichtigt, dass Abmessungen, Materialien, Formen, relative Positionen und dergleichen von Komponenten, die in den Ausführungsbeispielen beschrieben werden, nur zur Veranschaulichung dienen und den Umfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken sollen, sofern sie nicht ausdrücklich angegeben sind.
So ist beispielsweise ein Ausdruck einer relativen oder absoluten Anordnung wie „in einer Richtung“, „entlang einer Richtung“, „parallel“, „orthogonal“, „zentriert“, „konzentrisch“ und „koaxial“ nicht so auszulegen, dass er nur die Anordnung im strengen Wortsinn bezeichnet, sondern auch einen Zustand einschließt, in dem die Anordnung um eine Toleranz oder um einen Winkel oder einen Abstand relativ verschoben ist, wodurch es möglich ist, die gleiche Funktion zu erreichen.
So ist z.B. der Ausdruck „derselbe/dieselbe/dasselbe“, „gleich“ und „einheitlich“ nicht so auszulegen, dass er nur den Zustand angibt, in dem das Merkmal strikt gleich ist, sondern auch einen Zustand, in dem es eine Toleranz oder einen Unterschied gibt, mit dem dennoch die gleiche Funktion erreicht werden kann.
Darüber hinaus ist z.B. der Ausdruck einer Form, wie etwa eine rechteckige Form oder eine zylindrische Form, nicht so auszulegen, dass damit nur die geometrisch strenge Form gemeint ist, sondern auch eine Form mit Unebenheiten oder abgeschrägten Ecken innerhalb des Bereichs umfasst ist, in dem die gleiche Wirkung erzielt werden kann.
Andererseits sind Ausdrücke wie „aufweisen“, „umfassen“, „haben“, „enthalten“ und „bilden“ nicht so zu verstehen, dass sie andere Bestandteile ausschließen.
(Konfiguration von Rotationsmaschine gemäß
Ausführungsbeispiel)
Eine Konfiguration einer Rotationsmaschine 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird in Bezug auf 1 beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Konfiguration der Rotationsmaschine 300, die mit einer Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel ausgerüstet ist.
Die Rotationsmaschine 300 kann z.B. eine Gasturbine, eine Dampfturbine oder ein Verdichter sein. Wie in 1 gezeigt, umfasst die Rotationsmaschine 300 eine Rotationswelle 310, einen Rotationsgeschwindigkeit-Erfassungssensor 320, der konfiguriert ist, um die Rotationsgeschwindigkeit zu erfassen, und eine oder mehrere Turbinenschaufeln 330, die um die Rotationswelle 310 rotieren.
Die Turbinenschaufel 330 besteht aus einem magnetischen Material. Der Rotationsgeschwindigkeit-Erfassungssensor 320 erzeugt ein Signal, das die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel 330 anzeigt (z.B. ein Impulssignal, das einen Impuls für jede Rotation ausgibt), und gibt das Signal, das die Rotationsgeschwindigkeit anzeigt, an die Erfassungsvorrichtung 100 aus. Die Erfassungsvorrichtung 100 ist konfiguriert, um basierend auf diesem Signal zu identifizieren, welche Anzahl an Turbinenschaufeln 330 durchgegangen ist.
Die Rotationsmaschine 300 umfasst ferner eine Erfassungsvorrichtung 100 zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330. Die Erfassungsvorrichtung 100 ist mit einem Sensor 10, einem Integrator 20, einem Hochpassfilter 30, einem A/D-Wandler 40 und einem Analysator 50 ausgerüstet. Ein dedizierter Verstärker (nicht gezeigt), der den Betrag der Ausgabe des Sensors 10 einstellen kann, könnte zwischen dem Sensor 10 und dem Integrator 20 vorgesehen sein.
Der Sensor 10 ist konfiguriert, um eine induzierte elektromotorische Kraft, die durch eine elektromagnetische Induktionsaktion erzeugt ist, zu erfassen. Der Sensor 10 ist befestigt, um stationär zu sein, während die Turbinenschaufel 330 rotierbar ist. 2 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration des Sensors 10 der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel zeigt. Diese Figur zeigt eine Querschnittsansicht des Sensors 10, die entlang einer Ebene parallel zu der Rotationsrichtung der Turbinenschaufel 330 gemacht ist.
Wie in 2 gezeigt, umfasst der Sensor 10 z.B. einen Magneten 11 zum Erzeugen eines magnetischen Flusses, eine Spule 12, die an einer Position angeordnet ist, die dem magnetischen Fluss von dem Magneten 11 ausgesetzt ist, einen Leitungsdraht 13, der mit einem Ende der Spule 12 verbunden ist, und ein Gehäuse 14. Die Konfiguration des Sensors 10 ist auf das in 2 gezeigte Beispiel nicht beschränkt.
Die Spule 12 ist z.B. zwischen dem Magneten 11 und der Turbinenschaufel 330 angeordnet. Die Spule 12 ist konfiguriert, um eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses (magnetische Flussverteilung) zu erfassen, die den Durchgang der Turbinenschaufel 330, die sich in der Rotationsrichtung bewegt, begleitet. Das andere Ende des Leitungsdrahts 13 ist mit dem dedizierten Verstärker oder dem Integrator 20 verbunden, was später beschrieben wird.
Der Sensor 10 ist z.B. an einem Gehäuse (nicht gezeigt) befestigt, das die Turbinenschaufel 330 unterbringt, um eine Empfindlichkeit in der Richtung der Spitze der Turbinenschaufel 330 aufzuweisen. Die Erfassungsvorrichtung 100 kann mit einem einzelnen Sensor 10 konfiguriert sein. Alternativ kann die Erfassungsvorrichtung 100 mit einer Vielzahl von Sensoren 10 konfiguriert sein, die an Umfangspositionen gegenüber der Turbinenschaufel 330 angeordnet sind.
In einigen Ausführungsbeispielen ist, wie z.B. in 1 und 2 gezeigt, der Integrator 20 zwischen der Spule 12 des Sensors 10 und dem Analysator 50 angeordnet. Der Integrator 20 ist konfiguriert, um das Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft von der Spule 12 zu integrieren und das integrierte Signal auszugeben.
Das auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierende Signal ist ein Signal, das in einem mathematischen Ausdruck einen zeitlich abgeleiteten Term umfasst. Das auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierende Signal ist z.B. ein Signal, das einen in der Spule 12 durch elektromagnetische Induktion induzierten Spannungswert (induzierte elektromotorische Kraft) anzeigt. Beispielsweise wird die Spannung V (V), die die induzierte elektromotorische Kraft darstellt, durch den Ausdruck V = -Nd(p/dt ausgedrückt. N stellt die Anzahl an Windungen der Spule 12 dar, und φ stellt den magnetischen Fluss (Wb) dar. Allerdings ist das auf der induktiven elektromotorischen Kraft basierende Signal darauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann das auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierende Signal ein elektrisches Signal darstellen, das durch ein Verfahren umgewandelt wird, das von der Integration der in der Spule 12 induzierten Spannung verschieden ist, oder es kann numerische Daten darstellen, die durch ein Verfahren verarbeitet werden, das von der Integration der induzierten elektromotorischen Kraft verschieden ist.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst der Integrator 20 z.B. eine Integrationsschaltung und ist konfiguriert, um das Spannungssignal, das die induzierte elektromotorische Kraft der Spule 12 darstellt, zu integrieren. In diesem Fall wird die Spannung V (V), die das integrierte Signal anzeigt, durch V = -Nφ+C ausgedrückt. C ist eine Integrationskonstante. Das integrierte Signal muss kein durch den Integrator 20 erzeugtes Signal sein, sondern es kann ein Ergebnis einer Integration des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft durch einen Berechnungsprozess des Analysators 50 sein. Mit anderen Worten, der Integrator 20 kann aus der Erfassungsvorrichtung 100 eliminiert sein.
In einigen Ausführungsbeispielen, wie z.B. in 1 gezeigt, ist der Hochpassfilter 30 an der Ausgangsseite des Integrators 20 angeordnet. Der Hochpassfilter 30 ist konfiguriert, um nur eine Hochfrequenzkomponente des integrierten Signals durchzulassen. Anstelle des Hochpassfilters 30 kann ein digitaler Filter (nicht gezeigt) an der Ausgangsseite des A/D-Wandlers 40 zum Entfernen von Niederfrequenzrauschen angeordnet sein, oder das Niederfrequenzrauschen kann durch Signalverarbeitung des Analysators 50 entfernt werden. Mit anderen Worten, der Hochpassfilter 30 kann aus der Erfassungsvorrichtung 100 eliminiert sein.
In einigen Ausführungsbeispielen, wie z.B. in 1 gezeigt, ist der A/D-Wandler 40 an der Eingangsseite des Analysators 50 angeordnet. Der A/D-Wandler 40 ist konfiguriert, um ein eingegebenes Analogsignal in ein Digitalsignal umzuwandeln und das Digitalsignal auszugeben. Dies erleichtert eine Signalanalyse durch den Analysator 50.
Der Analysator 50 ist konfiguriert, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 basierend auf dem integrierten Signal, das durch Integrieren des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft erhalten ist, zu erfassen. In einigen Ausführungsbeispielen, wie z.B. in 1 gezeigt, erfasst der Analysator 50 den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 basierend auf dem integrierten Signal, das durch den Hochpassfilter 30 gelaufen ist.
Der Analysator 50 erhält den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330, indem das integrierte Signal mit einem bestimmten Schwellenwert verglichen wird. Beispielsweise erfasst der Analysator 50 den Zeitpunkt, zu dem das integrierte Signal den Schwellenwert überschreitet, als den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330. Der Analysator 50 kann konfiguriert sein, um den Zeitpunkt als den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 zu erfassen, zu dem das Signal unter den Schwellenwert fällt, oder er kann konfiguriert sein, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 sowohl basierend auf dem Zeitpunkt, zu dem das Signal den Schwellenwert überschreitet, als auch dem Zeitpunkt, zu dem das Signal unter den Schwellenwert fällt, zu erfassen.
Der Analysator 50 kann konfiguriert sein, um ferner den Schwingungszustand der Turbinenschaufel 330 basierend auf dem erfassten Durchgangszeitpunkt zu analysieren. Außerdem kann der Analysator 50 konfiguriert sein, um Informationen, die den erfassten Durchgangszeitpunkt anzeigen, an eine andere Vorrichtung auszugeben.
(Konfiguration von Rotationsmaschine gemäß Vergleichsbeispiel)
Eine Rotationsmaschine 400 gemäß einem Vergleichsbeispiel wird nun beschrieben. 3 ist ein schematisches Diagramm zum Beschreiben einer Konfiguration der Rotationsmaschine 400, die mit einer Erfassungsvorrichtung 200 gemäß einem Vergleichsbeispiel ausgerüstet ist.
Wie in 3 gezeigt, umfasst die Rotationsmaschine 400 gemäß dem Vergleichsbeispiel eine Rotationswelle 310, einen Rotationsgeschwindigkeit-Erfassungssensor 320, der konfiguriert ist, um die Rotationsgeschwindigkeit zu erfassen, eine oder mehrere Turbinenschaufeln 330, die um die Rotationswelle 310 rotieren, und eine Erfassungsvorrichtung 200. Die Erfassungsvorrichtung 200 ist mit einem Sensor 10, einem A/D-Wandler 40 und einem Analysator 50 ausgerüstet.
Somit unterscheidet sich die Konfiguration der Rotationsmaschine 400 gemäß dem Vergleichsbeispiel von der der Rotationsmaschine 300 gemäß dem Ausführungsbeispiel darin, dass sie nicht mit dem Integrator 20 und dem Hochpassfilter 30 ausgerüstet ist. Der Rest der Konfiguration ist grundsätzlich gleich.
(Erfassungsprinzip von Erfassungsvorrichtung gemäß Vergleichsbeispiel)
Die Erfassungsvorrichtung 200 der Rotationsmaschine 400 gemäß dem Vergleichsbeispiel analysiert ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft (die Wellenform nach A/D-Wandlung der Wellenform der induzierten elektromotorischen Kraft), um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 zu erfassen. 4 ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft gemäß dem Vergleichsbeispiel zeigt.
In dem in 4 gezeigten Beispiel oszilliert das Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft jedes Mal auf und ab, wenn die Turbinenschaufel 330 durchgeht. 4 zeigt die zeitliche Änderung des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft, wenn drei Turbinenschaufeln 330 durchgelaufen sind. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die vertikale Achse stellt die Signalstärke dar (z.B. Spannungswert von induzierter elektromotorischer Kraft).
Wenn eine solche Wellenform erhalten ist, dann wird ein Referenzzeitpunkt an einer beliebigen Position eingestellt, und ein bestimmter Schwellenwert (ein Triggerspannungswert, wenn die Wellenform eine Spannungswellenform ist) wird eingestellt. Beispielsweise wird der Zeitpunkt, zu dem die Signalstärke den Schwellenwert überschreitet, als der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 erfasst. Somit wird der Schwellenwert so eingestellt, dass ein Durchgangszeitpunkt jedes Mal erfasst wird, wenn die Turbinenschaufel 330 durchgeht.
Der Durchgangszeitpunkt wird als eine Zeitdifferenz von dem durch die gepunktete Linie a1 gezeigten Referenzzeitpunkt erfasst. Beispielsweise wird in dem in 4 gezeigten Beispiel der Durchgangszeitpunkt als t0 für den Durchgang der ersten Turbinenschaufel 330, t1 für den Durchgang der zweiten Turbinenschaufel 330 und t2 für den Durchgang der dritten Turbinenschaufel 330 erfasst. Wenn die Rotationsmaschine 400 vierzig Turbinenschaufeln aufweist, dann werden z.B. die Durchgangszeitpunkte t0 bis t39 erfasst.
Wenn die Schwingung der Turbinenschaufel 330 basierend auf einem solchen Durchgangszeitpunkt erfasst wird, dann werden die Durchgangszeitpunkte derselben Turbinenschaufel 330 miteinander verglichen. Beispielsweise wird eine Differenz in dem Durchgangszeitpunkt durch Vergleichen von t1 in der dritten Rotation mit t1 in der vierten Rotation erfasst, und der Schwingungszustand der Turbinenschaufel 330 wird basierend auf dieser Differenz überprüft. Die Differenz kann zu jeder Rotation oder zu allen paar Rotationen erfasst werden. Die Erfassung der Schwingung kann durch den Analysator 50 durchgeführt werden.
Die Wellenform des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft ändert sich in Abhängigkeit von der Form der Turbinenschaufel 330. Deshalb könnte das Erfassungsprinzip der Erfassungsvorrichtung 200 gemäß dem Vergleichsbeispiel in Abhängigkeit von der Form der Turbinenschaufel 330 nicht in der Lage sein, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 genau zu erfassen. Dann werden drei Formen der Turbinenschaufeln 330 dargestellt, und es werden die Wellenformen von Signalen basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft beschrieben, wenn diese Turbinenschaufeln 330 durchgegangen sind.
5A ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Form der Turbinenschaufel 330 (330A) und dem Sensorempfindlichkeitsbereich zeigt. 5B ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Form der Turbinenschaufel 330 (330B) und dem Sensorempfindlichkeitsbereich zeigt. 5C ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Form der Turbinenschaufel 330 (330C) und dem Sensorempfindlichkeitsbereich zeigt. Diese Turbinenschaufeln 330 (330A, 330B, 330C) sind einzelne Schaufeln, wo benachbarte Schaufeln nicht miteinander verbunden sind. Der in 5A bis 5C gezeigte Sensorempfindlichkeitsbereich zeigt die Breite des Gebiets an, wo die Turbinenschaufel 330 die induzierte elektromotorische Kraft des Sensors 10 beeinträchtigen kann.
6A ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft korrespondierend zu 5A zeigt. 6B ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft korrespondierend zu 5B zeigt. 6C ist ein Wellenformdiagramm, das ein Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft korrespondierend zu 5C zeigt. Jedes Wellenformdiagramm zeigt die Wellenform basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft, wenn drei Turbinenschaufeln 330 durchgegangen sind. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die vertikale Achse stellt den Spannungswert dar. Wie in 5A gezeigt, wird die Wellenform erhalten, die das in 6A gezeigte Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft anzeigt, wenn die Breite der Turbinenschaufel 330 (330A) kleiner als der Empfindlichkeitsbereich des Sensors 10 ist, und die Spitze (radial äußere Endfläche) der Turbinenschaufel 330 (330A) flach ist. In diesem Fall ist es denkbar, einen Schwellenwert, wie in 4 gezeigt, einzustellen, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 zu erfassen.
Allerdings nimmt die Amplitude des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft ab, wenn die Rotationsgeschwindigkeit abnimmt. Mit anderen Worten, die Änderung (Spitzenwert) der Signalstärke, die den Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330A) begleitet, nimmt ab. In diesem Fall ist es möglich, dass die Signalstärke den Schwellenwert nicht erreicht, sogar falls die Stärke des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft auf einem Spitzenwert ist, und der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330A) kann nicht erfasst werden.
Wie in 5B gezeigt, wird die Wellenform erhalten, die das in 6B gezeigte Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft anzeigt, wenn die Breite der Turbinenschaufel 330 (330B) größer als der Empfindlichkeitsbereich des Sensors 10 ist, und die Spitze der Turbinenschaufel 330 (330B) flach ist. In diesem Fall ist es denkbar, einen Schwellenwert, wie in 4 gezeigt, einzustellen, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 zu erfassen. In diesem Fall ist es in ähnlicher Weise möglich, dass der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330B) nicht erfasst werden kann, da die Änderung (Spitzenwert) der Signalstärke abnimmt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit abnimmt.
Wie in 5C gezeigt, wird die Wellenform erhalten, die das in 6C gezeigte Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft anzeigt, wenn die Breite der Turbinenschaufel 330 (330C) größer als der Empfindlichkeitsbereich des Sensors 10 ist, und die Spitze (radial äußere Endfläche) der Turbinenschaufel 330 (330C) eine ungleichmäßige Form aufweist. Die induzierte elektromotorische Kraft, die basierend auf dem Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330C) erfasst ist, wird wahrscheinlich eine Vielzahl von Spitzenspannungen aufweisen, die durch 0V für den Durchgang von einer Turbinenschaufel 330 (330C) gehen.
In diesem Fall ist die Wellenform des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330 (330C) nicht geeignet, und es kann schwierig sein, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330C) genau zu erfassen. Beispielsweise besteht die Möglichkeit, dass der Durchgang einer Turbinenschaufel 330 (330C) und der Erfassungszeitpunkt nicht eins-zu-eins zueinander korrespondieren. Da außerdem die Änderung (Spitzenwert) der Signalstärke abnimmt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit abnimmt, ist es möglich, dass der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330C) nicht erfasst werden kann.
Somit könnte die Erfassungsvorrichtung 200 der Rotationsmaschine 400 gemäß dem Vergleichsbeispiel nicht in der Lage sein, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 genau zu erfassen. Deshalb wird das Erfassungsprinzip der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
(Erfassungsprinzip von Erfassungsvorrichtung gemäß Ausführungsbeispiel)
Die Erfassungsvorrichtung 100 der Rotationsmaschine 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel analysiert nicht das Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft, sondern ein integriertes Signal, das durch Integrieren dieses Signals (die Wellenform nach A/D-Wandlung der Wellenform des integrierten Signals) erhalten ist, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 zu erfassen. 7 ist ein Wellenformdiagramm zum Beschreiben einer Beziehung von verschiedenen Signalen der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Diese Figur zeigt die zeitliche Änderung der Signale, wenn drei Turbinenschaufeln 330 durchgegangen sind. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die vertikale Achse stellt die Signalstärke dar (z.B. Spannungswert). Insbesondere zeigt diese Figur in Form eines Zeitdiagramms eine Wellenform 61 basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft, die das in 1 gezeigte Ausgangssignal des Sensors 10 ist, eine Wellenform 62 des Ausgangssignals des in 1 gezeigten Hochpassfilters 30 (das integrierte Signal nach Entfernung von Niederfrequenzrauschen), und eine in dem Analysator 50 analysierte Wellenform 63.
Wie in 7 gezeigt, oszilliert die Signalstärke in der Wellenform 61, die das Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft anzeigt, jedes Mal auf und ab, wenn die Turbinenschaufel 330 durchgeht. Die Wellenform 61 entspricht im Wesentlichen der in 6A gezeigten Wellenform. Die Wellenform 62 korrespondiert zu dem Integral der Wellenform 61. Deshalb ist die Signalstärke in der Wellenform 62 auf einem Spitzenwert zu dem Zeitpunkt korrespondierend zu dem Nulldurchgangspunkt der vertikalen Oszillation, die mit dem Durchgang der Turbinenschaufel 330 in der Wellenform 61 verknüpft ist. Außerdem weist die Wellenform 62 eine positive Neigung an der Position auf, wo die Wellenform 61 einen positiven Wert annimmt, und eine negative Neigung an der Position, wo die Wellenform 61 einen negativen Wert annimmt.
Die Wellenform 63 entspricht im Wesentlichen der Wellenform 62. Die Wellenform 63 unterscheidet sich von der Wellenform 62 darin, dass ein Schwellenwert (Triggerspannung) eingestellt ist. Der Analysator 50 der Erfassungsvorrichtung 100 erfasst den Zeitpunkt, zu dem der Spannungswert den Schwellenwert in der Wellenform 63 überschreitet, als den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330.
Somit wird der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 gemäß der Erfassungsvorrichtung 100 basierend auf dem integrierten Signal erfasst, in dem der Effekt des zeitlich abgeleiteten Terms des magnetischen Flusses verringert ist. Die Änderung in der Wellenform des integrierten Signals ist klein, sogar wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel 330 ändert. Außerdem ist die Änderung des Spitzenwerts des integrierten Signals aufgrund der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel 330 klein. Deshalb ist die Positionsbeziehung zwischen der Turbinenschaufel 330 und dem Sensor 10 sogar während einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit zu dem Zeitpunkt gleich, wenn der Schwellenwert erreicht wird. Somit ist es mit der Erfassungsvorrichtung 100 möglich, die Erfassungsgenauigkeit des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330 zu verbessern.
Die Wellenform des integrierten Signals ändert sich in Abhängigkeit von der Form der Turbinenschaufel 330. Dann werden die Wellenformen von integrierten Signalen für drei Formen der Turbinenschaufeln 330 beschrieben.
8A ist ein Wellenformdiagramm, das ein integriertes Signal korrespondierend zu 5A zeigt. 8B ist ein Wellenformdiagramm, das ein integriertes Signal korrespondierend zu 5B zeigt. 8C ist ein Wellenformdiagramm, das ein integriertes Signal korrespondierend zu 5C zeigt. Jedes Wellenformdiagramm zeigt das integrierte Signal, wenn drei Turbinenschaufeln 330 durchgegangen sind. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die vertikale Achse stellt den Spannungswert dar.
Bei der in 8A gezeigten Wellenform kann der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 wie in dem in 7 gezeigten Fall erfasst werden. Die in 5B gezeigte Turbinenschaufel 330 (330B) weist eine flache Spitze mit einer größeren Breite als der Empfindlichkeitsbereich des Sensors 10 im Vergleich zu der in 5A gezeigten Turbinenschaufel 330 (330A) auf. In diesem Fall weist die in 8B gezeigte Wellenform eine sanfte Form um den Spitzenwert im Vergleich zu der in 8A gezeigten Wellenform auf, da die Änderung des magnetischen Flusses gering ist, wenn die flache Spitze der Turbinenschaufel 330 (330B) durchgeht. In der in 8B gezeigten Wellenform kann der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 wie in der in 8A gezeigten Wellenform erfasst werden.
In der in 8C gezeigten Wellenform ist eine Vertiefung in dem fluktuierenden Abschnitt ausgebildet, wenn eine Turbinenschaufel 330 (330C) durchgeht, korrespondierend zu der ungleichmäßigen Form des Spitzenendes (Außenumfangsfläche) der Turbinenschaufel 330 (330C). Allerdings liegt nur eine Spitzenspannung vor, die durch 0V geht. Außerdem ist der Spannungswert der Wellenform, wenn der vertiefte Abschnitt der Spitze der Turbinenschaufel 330 (330C) durch die zentrale Position des Empfindlichkeitsbereichs des Sensors 10 geht, größer als der Spannungswert der Wellenform, wenn die Turbinenschaufel 330 (330C) außerhalb des Empfindlichkeitsbereichs des Sensors 10 liegt.
Deshalb ist es möglich, durch Einstellen eines Schwellenwerts kleiner als der Spannungswert der Wellenform, wenn der vertiefte Abschnitt der Spitze der Turbinenschaufel 330 (330C) durch die zentrale Position des Empfindlichkeitsbereichs des Sensors 10 geht, den Durchgangszeitpunkt stabil zu erfassen. Somit ist es mit der Erfassungsvorrichtung 100 möglich, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330A, 330B, 330C) genau zu erfassen.
Nachstehend wird die Rotationsmaschine 300 mit der Turbinenschaufel 330 (330D), die eine ummantelte Schaufel ist, beschrieben. 9 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel einer Anordnung des Sensors 10 zeigt, wenn die Turbinenschaufel 330 (330D) eine ummantelte Schaufel ist. Für den Fall, dass der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330D), die eine ummantelte Schaufel ist, erfasst wird, ist der Sensor 10 in der Nähe der axialen Endfläche des Ummantelungsabschnitts 331 der Turbinenschaufel 330 (330D), wie in 9 gezeigt, angeordnet. Der Sensor 10 kann an der Vorderkantenseite des Schaufelabschnitts der Turbinenschaufel 330 (330D), wie durch den Sensor (10A) in 9 gezeigt, angeordnet sein, oder er kann an der Hinterkantenseite des Schaufelabschnitts der Turbinenschaufel 330 (330D), wie durch den Sensor (10B) in 9 gezeigt, angeordnet sein. Es kann bestimmt werden, ob der Sensor 10 an der Vorderkantenseite oder der Hinterkantenseite des Schaufelabschnitts der Turbinenschaufel 330 (330D) angeordnet ist, indem z.B. durch Analyse die Art überprüft wird, wie die Schaufel schwingt (Schwingungsmodusform), und die eine ausgewählt wird, die zur Messung vorteilhaft ist, die etwa eine große Amplitude aufweist.
10 ist ein Wellenformdiagramm zum Beschreiben einer Beziehung von verschiedenen Signalen der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Diese Figur zeigt die zeitliche Änderung der Signale, wenn drei Turbinenschaufeln 330 (330D) durchgegangen sind. Die horizontale Achse stellt die Zeit dar, und die vertikale Achse stellt die Signalstärke (z.B. Spannungswert) dar. Insbesondere zeigt diese Figur in der Form eines Zeitdiagramms eine Wellenform 64 basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft, die das Ausgangssignal des in 1 gezeigten Sensors 10 ist, eine Wellenform 65 des Ausgangssignals des in 1 gezeigten Hochpassfilters 30 (das integrierte Signal nach Entfernung von Niederfrequenzrauschen) und eine in dem Analysator 50 analysierte Wellenform 66.
In der Turbinenschaufel 330 (330D), die eine ummantelte Schaufel ist, liegt im Gegensatz zu der Turbinenschaufel 330 (330A, 330B, 330C), die eine einzelne Schaufel ist, keine Grenze zwischen dem Vorliegen und Fehlen der Schaufel bei Betrachtung von dem Sensor 10 vor. Deshalb oszilliert in der Wellenform 64 basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft, wie in 10 gezeigt, die Signalstärke jedes Mal auf und ab, wenn die Turbinenschaufel 330 (330D) durchgeht. Allerdings ist die Wellenform 64 im Vergleich zu der in 6A gezeigten Wellenform eine sanfte Wellenform ohne flache Gebiete.
Wenn der Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330D) in der Wellenform 64 basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft erfasst wird, dann fluktuiert der Erfassungszeitpunkt in Abhängigkeit von dem Betrag eines einzustellenden bestimmten Schwellenwerts (Triggerspannung) in hohem Maße. Außerdem wird die Amplitude (Spitzenwert) der Fluktuation zu dem Durchgangszeitpunkt in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit wahrscheinlich fluktuieren. Deshalb ändert sich der Erfassungszeitpunkt mit einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit signifikant, falls ein bestimmter Schwellenwert (Triggerspannung) in der Umgebung des Spitzenwerts nicht eingestellt ist. Mit anderen Worten, die Positionsbeziehung zwischen der Turbinenschaufel 330 (330D) und dem Sensor 10 fluktuiert mit jeder Erfassung.
Falls ein bestimmter Schwellenwert (Triggerspannung) in der Umgebung des Spitzenwerts eingestellt ist, wird die Änderung des Erfassungszeitpunkts mit einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit verringert. Falls allerdings ein bestimmter Schwellenwert (Triggerspannung) in der Umgebung des Spitzenwerts eingestellt ist, könnte die Turbinenschaufel 330 (330D) nicht erfasst werden, wenn der Spitzenwert aufgrund einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit abnimmt.
Somit ist es schwierig, einen Schwellenwert für die Wellenform 64 basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft in geeigneter Weise einzustellen. Deshalb kann sich die Erfassungsgenauigkeit in einer Konfiguration verschlechtern, wo der Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330D) basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft wie in der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß dem Vergleichsbeispiel erfasst wird.
Im Gegensatz dazu korrespondiert die Wellenform 65 zu dem Integral der Wellenform 64. Deshalb nimmt die Wellenform 64 einen Spitzenwert zu dem Zeitpunkt korrespondierend zu dem Nulldurchgangspunkt der vertikalen Oszillation an, die mit dem Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330D) in der Wellenform 63 verknüpft ist. Außerdem weist die Wellenform 65 eine positive Neigung an der Position, wo die Wellenform 64 einen positiven Wert annimmt, und eine negative Neigung an der Position auf, wo die Wellenform 64 einen negativen Wert annimmt.
Die Wellenform 66 entspricht im Wesentlichen der Wellenform 65. Die Wellenform 66 unterscheidet sich von der Wellenform 65 darin, dass ein Schwellenwert (Triggerspannung) eingestellt ist. Der Analysator 50 der Erfassungsvorrichtung 100 erfasst den Zeitpunkt, zu dem der Spannungswert den Schwellenwert in der Wellenform 66 überschreitet, als den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330D).
In diesem Fall ist die Fluktuation des Erfassungszeitpunkts in Abhängigkeit von dem Betrag des eingestellten Schwellenwerts (Triggerspannung) gering. Außerdem wird die Amplitude (Spitzenwert) der Fluktuation zu dem Durchgangszeitpunkt in Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit wahrscheinlich nicht fluktuieren. Mit anderen Worten, die Fluktuation der Positionsbeziehung zwischen der Turbinenschaufel 330 (330D) und dem Sensor 10, die mit jeder Erfassung fluktuiert, ist verringert. Deshalb ist es möglich, einen bestimmten Schwellenwert (Triggerspannung) außerhalb der Umgebung des Spitzenwerts einzustellen. Da außerdem der Einstellungsbereich des Schwellenwerts nicht auf die Umgebung des Spitzenwerts beschränkt ist, kann der Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330D) erfasst werden, sogar falls der Spitzenwert aufgrund einer Änderung der Rotationsgeschwindigkeit abnimmt. Somit ist es mit der Erfassungsvorrichtung 100 möglich, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330D) genau zu erfassen.
11 ist ein Wellenformdiagramm zum Vergleichen eines integrierten Signals und eines Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In dieser Figur zeigen der Bereich zwischen der gepunkteten Linie b1 und der gepunkteten Linie b2 und der Bereich zwischen der gepunkteten Linie b3 und der gepunkteten Linie b4 einstellbare Bereiche des Schwellenwerts an.
Wie in 11 gezeigt, ist der einstellbare Schwellenwertbereich (der Bereich zwischen den gepunkteten Linien b1 und b2) in der Turbinenschaufel 330 (330D), die eine ummantelte Schaufel ist, eng, falls der Schwellenwert (z.B. Triggerspannung) für die Wellenform 64 des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft eingestellt ist. Falls allerdings der Schwellenwert (z.B. Triggerspannung) für die Wellenform 65 des integrierten Signals sogar in der Turbinenschaufel 330 (330D), die eine ummantelte Schaufel ist, eingestellt wird, ist der einstellbare Schwellenwertbereich (der Bereich zwischen den gepunkteten Linien b3 und b4) weit. Somit ist es mit der Erfassungsvorrichtung 100 möglich, den Schwellenwert in geeigneter Weise leicht einzustellen.
(Verfahren zum Einstellen eines Schwellenwerts von Erfassungsvorrichtung 100 gemäß Ausführungsbeispiel)
Nachstehend wird das Verfahren zum Einstellen eines bevorzugten Schwellenwerts in der Erfassungsvorrichtung 100 zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330 (330D), die eine ummantelte Schaufel ist, beschrieben.
12 ist ein schematisches Diagramm, das einen Schwingungsversatz der Turbinenschaufel 330 (330D), die eine ummantelte Schaufel ist, zeigt. Diese Figur zeigt eine Ansicht des axialen Endabschnitts der Turbinenschaufel 330 (330D) von der radialen Außenseite. In dieser Figur zeigt die Auf-Ab-Richtung die axiale Richtung an, und die Rechts-Links-Richtung zeigt die Umfangsrichtung oder Rotationsrichtung an.
Wie durch die durchgezogene Linie in 12 gezeigt, ist der axiale Endabschnitt des Ummantelungsabschnitts 331 der Turbinenschaufel 330 (330D) gekrümmt. Die Turbinenschaufel 330 (330D) schwingt in der axialen Richtung, wie z.B. durch die gepunktete Linie c1 gezeigt, und sie kann auch in der Umfangsrichtung leicht schwingen. Eine solche Schwingung beeinträchtigt den Erfassungszeitpunkt, zu dem die Turbinenschaufel 330 (330D) durchgeht.
Wenn eine Schwingung auftritt, dann wird die Position der Turbinenschaufel 330 (330D) (Position in der Bewegungsrichtung), an der der bestimmte Schwellenwert erreicht ist, verschoben. Falls z.B. der Schwellenwert so eingestellt ist, dass der Trigger an einer vorbestimmten axialen Position der Turbinenschaufel 330 (330D) angewendet wird, tritt eine Zeitdifferenz Δt2 in Bezug auf den Fall auf, in dem die Turbinenschaufel 330 (330D) nicht schwingt. Wenn hier die tatsächliche Amplitude Δx der Schaufel geschätzt wird, dann werden z.B. das Verhältnis der Differenz Δt2 der Erfassungszeit und das Schwingungsversatzverhältnis Δx der Schaufel verwendet, um die tatsächliche Amplitude Δx durch numerische Analyse im Voraus zu berechnen. Falls allerdings der Trigger an einer anderen Position als erwartet aufgrund einer unangemessenen Schwellenwerteinstellung angewendet wird, kann die Größe der tatsächlich erfassten Zeitdifferenz z.B. Δt1 sein, was größer als Δt2 ist. Falls die tatsächliche Amplitude Δx der Schaufel aus dem vorstehend beschriebenen Verhältnis bestimmt wird, während der Schwellenwert unangemessen ist, weicht der bestimmte Amplitudenwert von dem tatsächlichen ab.
Dies zeigt an, dass der Amplitudenschätzfehler aufgrund der Verschiebung der Triggerposition verringert werden kann, indem der Schwellenwert auf einen geeigneten Wert eingestellt wird. Nachstehend wird das Verfahren zum Einstellen eines Schwellenwerts in der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel beschrieben.
13 ist ein konzeptionelles Diagramm zum Beschreiben des Verfahrens zum Einstellen eines Schwellenwerts in der Erfassungsvorrichtung 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. In dieser Figur wird die Form des Endes des Ummantelungsabschnitts 331 an der oberen Position gezeigt, die Wellenform 67, die das integrierte Signal anzeigt, wird an der mittleren Position gezeigt, und die Wellenform 68 des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft wird an der unteren Position gezeigt. Der Bereich zwischen der gepunkteten Linie d1 und der gepunkteten Linie d2 sowie der Bereich zwischen der gepunkteten Linie d3 und der gepunkteten Linie d4 zeigen einstellbare Bereiche des Schwellenwerts an. θ1 und θ2 zeigen jeweils die Neigung der axialen Endfläche des Ummantelungsabschnitts 331 in Bezug auf die Umfangsrichtung an.
Wie in 13 gezeigt, ändert sich die Neigung (z.B. θ1 und θ2) der axialen Endfläche des Ummantelungsabschnitts 331 in Bezug auf die Umfangsrichtung mit der Umfangsposition. Vorzugsweise wird der Schwellenwert so eingestellt, dass der Trigger an der Position angewendet wird, wo sich die Neigung im Ansprechen auf die Umfangspositionsänderung wahrscheinlich nicht ändert. Indem der Schwellenwert auf diese Weise eingestellt wird, ist es möglich, den durch die Verschiebung der Triggerposition bewirkten Amplitudenschätzfehler zu verringern.
Insbesondere wird zunächst in 13 angenommen, dass die Spitzenposition der Ausgangsspannung des Integrators 20 (die Spitzenposition der Wellenform 67) das obere Ende des Ummantelungsabschnitts 331 darstellt. Von der Winkelabweichung in Bezug auf diese Position ist es möglich, zu schätzen, auf welcher Position des Ummantelungsabschnitts 331 der Erfassungsbereich des Sensors 10 liegt.
Der Erfassungsfehler aufgrund der Änderung der Neigung θ (z.B. θ1 und θ2) nimmt proportional zu der Änderungsgröße in tanθ zu, wenn z.B. die Turbinenschaufel 330 (330D) in der Umfangsrichtung schwingt. Der Schwellenwert wird so eingestellt, dass der Trigger auf eine Position angewendet wird, wo die Änderungsgröße ausreichend klein ist. Die zulässige Änderungsgröße (Fehlerbereich) von tanθ beträgt vorzugsweise z.B. etwa 5%, und der Schwellenwert wird in dem Bereich von (1-tanθ1/tanθ2)<+5% eingestellt. Wie aus der Wellenform 67 und der Wellenform 68 ersichtlich, ist es schwierig, den Schwellenwert in der Wellenform 68 basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft einzustellen, da der Schwellenwert-Einstellungsbereich eng ist, während es leicht ist, den Schwellenwert in der Wellenform 67 einzustellen, die das integrierte Signal anzeigt, da der Schwellenwert-Einstellungsbereich breit ist.
Zur Einstellung eines solchen Schwellenwerts wird zunächst eine Referenzwellenform des integrierten Signals akquiriert, während die Turbinenschaufel 330 (330D) rotiert. Dann wird auf der Referenzwellenform eine Durchgangszeitdauer in einem Erfassungsbereich identifiziert, wo die Neigung θ der axialen Endfläche des Ummantelungsabschnitts 331 der Turbinenschaufel 330 (330D) in Bezug auf die Umfangsrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, sowie der Fluktuationsbereich des integrierten Signals auf der Referenzwellenform während der Durchgangszeitdauer. Dann wird ein Schwellenwert innerhalb des identifizierten Fluktuationsbereichs eingestellt.
Der vorbestimmte Bereich kann ein Bereich der Neigung 9, die aus dem Fehlerbereich (absolute Referenz) bestimmt ist oder ein Bereich der vorbestimmten θ sein, die durch Vergleich mit der vorbestimmten θ an einer anderen Position (relative Referenz) bestimmt ist. Wenn das integrierte Signal eine Spannungswellenform ist, dann ist der Schwellenwert ein eingestellter Wert der Triggerspannung, wie in 13 gezeigt. Da allerdings das integrierte Signal nicht auf eine Spannungswellenform beschränkt ist, ist der Schwellenwert nicht auf einen eingestellten Wert der Triggerspannung beschränkt. Da z.B. das integrierte Signal ein Integral durch arithmetische Verarbeitung sein kann, könnte das integrierte Signal keine Spannung sein, und der Schwellenwert ist nicht auf die Triggerspannung beschränkt.
Der Erfassungsbereich, wo die Neigung 9 innerhalb des vorbestimmten Bereichs liegt, ist vorzugsweise ein Bereich des Ummantelungsabschnitts 331 der Turbinenschaufel 330 (330D), die an der Saugseite des Schaufelabschnitts der Turbinenschaufel 330 (330D) angeordnet ist, und wo die axiale Endfläche an der Vorderkantenseite oder der Hinterkantenseite der Turbinenschaufel 330 (330D) in Bezug auf die Umfangsrichtung geneigt ist. In diesem Fall ist es möglich, die Genauigkeit der Erfassung des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330 (330D) weiter zu verbessern.
Gemäß dem vorstehenden Verfahren wird bei der Erfassung des Durchgangszeitpunkts der ummantelten Schaufel der Schwellenwert so eingestellt, dass eine stabile Erfassung für die Schwingung der ummantelten Schaufel durchgeführt werden kann. Die Einstellung eines solchen Schwellenwerts kann durch die Erfassungsvorrichtung 100 automatisch durchgeführt werden, oder sie kann durch den Nutzer manuell durchgeführt werden.
(Erfassungsverfahren gemäß Ausführungsbeispiel)
Die Prozedur des Erfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben. 14 ist ein Flussdiagramm der Prozedur des Erfassungsverfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hier wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Turbinenschaufel 330 (330D) eine ummantelte Schaufel ist und der vorstehend beschriebene Schwellenwert eingestellt ist. Falls der Schwellenwert bereits eingestellt wurde, oder falls die Turbinenschaufel 330 keine ummantelte Schaufel ist, können die nachstehend beschriebenen Schritte S1 bis S4 weggelassen werden.
Zunächst wird in dem Erfassungsverfahren zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330 (330D) der Schwellenwert als eine vorläufige Vorbereitung eingestellt. Insbesondere erfasst der Sensor 10 der Erfassungsvorrichtung 100, wie in 14 gezeigt, in dem Zustand, in dem die Turbinenschaufel 330 rotiert, eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die den Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330D) begleitet (Schritt S1). Der Integrator 20 der Erfassungsvorrichtung 100 akquiriert eine Referenzwellenform eines integrierten Signals, das durch Integrieren eines Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft erhalten ist (Schritt S2).
Dann wird auf der Referenzwellenform eine Durchgangszeitdauer in einem Erfassungsbereich identifiziert, wo die Neigung der axialen Endfläche des Ummantelungsabschnitts 331 der Turbinenschaufel (330D) in Bezug auf die Umfangsrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und es wird der Fluktuationsbereich des integrierten Signals auf der Referenzwellenform während der Durchgangszeitdauer identifiziert (Schritt S3). Ein bestimmter Schwellenwert (z.B. Triggerspannung) wird innerhalb des identifizierten Fluktuationsbereichs eingestellt (Schritt S4). Die Einstellung des Schwellenwerts wird an dieser Stufe beendet, so dass die nachfolgenden Schritte S5 und 6S6 die Prozeduren zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330 darstellen.
Der Sensor 10 der Erfassungsvorrichtung 100 erfasst eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die den Durchgang der Turbinenschaufel 330 (330D) begleitet (Schritt S5). Der Analysator 50 erfasst den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330D) basierend auf einem integrierten Signal, das durch Integrieren eines Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft erhalten ist (Schritt S6) .
Gemäß diesem Erfassungsverfahren wird der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel 330 (330D) basierend auf dem integrierten Signal erfasst, bei dem der Effekt des zeitlich abgeleiteten Terms des magnetischen Flusses verringert ist. Die Änderung in der Wellenform des integrierten Signals ist gering, sogar wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel 330 (330D) ändert. Außerdem ist die Änderung des Spitzenwerts des integrierten Signals aufgrund der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel 330 (330D) gering. Somit ist es mit diesem Verfahren möglich, die Genauigkeit einer Erfassung des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel 330 (330D) zu verbessern.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst Modifikationen zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen, sowie aus Kombinationen dieser Ausführungsbeispiele bestehende Ausführungsbeispiele.
(Fazit)
Die in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Inhalte würden z.B. wie folgt verstanden werden.
(1) Eine Erfassungsvorrichtung (100) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist eine Erfassungsvorrichtung (100) zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel (330), aufweisend: einen Sensor (10) mit einem Magneten (11) und einer Spule (12), die an einer Position angeordnet ist, die einem durch den Magneten (11) erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist, und konfiguriert, um eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses zu erfassen, die den Durchgang der Turbinenschaufel (330) begleitet; und einen Analysator (50), der konfiguriert ist, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel (330) basierend auf einem integrierten Signal zu erfassen, das durch Integrieren eines auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierenden Signals erhalten wird.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration (1) wird der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel (330) basierend auf dem integrierten Signal erfasst, bei dem der Effekt des zeitlich abgeleiteten Terms des magnetischen Flusses verringert ist. Die Änderung der Wellenform des integrierten Signals ist gering, sogar wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel (330) ändert. Außerdem ist die Änderung des Spitzenwerts des integrierten Signals aufgrund der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel (330) gering. Somit ist es möglich, die Genauigkeit der Erfassung des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel (330) zu verbessern.
(2) In einigen Ausführungsbeispielen in der vorstehenden Konfiguration (1) weist die Erfassungsvorrichtung (100) einen Integrator (20) auf, der zwischen der Spule (12) und dem Analysator (50) angeordnet und konfiguriert ist, um das Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft zu integrieren und das integrierte Signal auszugeben.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration (2) kann die Verarbeitungsmenge des Analysators (50) im Vergleich zu dem Fall verringert werden, in dem der Analysator (50) das integrierte Signal durch arithmetische Verarbeitung erzeugt.
(3) In einigen Ausführungsbeispielen in der vorstehenden Konfiguration (2) weist die Erfassungsvorrichtung (100) einen Hochpassfilter (30) auf, der an einer Ausgangsseite des Integrators (20) angeordnet und konfiguriert ist, um nur eine Hochfrequenzkomponente des integrierten Signals durchzulassen. Der Analysator (50) erfasst den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel (330) basierend auf dem integrierten Signal, das den Hochpassfilter (30) durchlaufen hat.
Das integrierte Signal wird durch Langzeitrauschen aufgrund der Akkumulation der Integrationskonstanten C beeinträchtigt. Falls der Einfluss von solchem Rauschen groß ist, kann die Erfassungsgenauigkeit des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel (330) verringert werden. In dieser Hinsicht ist es gemäß der vorstehenden Konfiguration (3) möglich, den Einfluss von solchem Rauschen durch den Hochpassfilter (30) zu verringern, der ausgestaltet ist, um eine Frequenzeigenschaft aufzuweisen, die Langzeitrauschen verringert.
(4) Eine Rotationsmaschine (300) gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung weist auf: eine Turbinenschaufel; und die in einem der vorstehenden Punkte (1) bis (3) beschriebene Erfassungsvorrichtung.
Gemäß der vorstehenden Konfiguration (4) ist es möglich, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel (330) der Rotationsmaschine (300) genau zu erfassen.
(5) In einigen Ausführungsbeispielen in der vorstehenden Konfiguration (4) ist die Turbinenschaufel (330) eine einzelne Schaufel, die an einem Spitzenende eine ungleichmäßige Form aufweist.
Obwohl sich die Wellenform des integrierten Signals in Abhängigkeit von der Form der Turbinenschaufel (330) ändert, sogar wenn die Turbinenschaufel (330) eine einzelne Schaufel mit einer ungleichmäßigen Form an dem Spitzenende (Außenumfangsflächen) darstellt, ist es schwierig, eine Vielzahl von Spitzenspannungen zu haben, die durch 0V für den Durchgang der einzelnen Turbinenschaufel (330) gehen. Deshalb ist es gemäß der vorstehenden Konfiguration (5) möglich, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel (330) genau zu erfassen.
(6) In einigen Ausführungsbeispielen in der vorstehenden Konfiguration (4) ist die Turbinenschaufel (330) eine ummantelte Schaufel.
Falls die Turbinenschaufel (330) eine ummantelte Schaufel ist, und der Schwellenwert für die Wellenform des Signals basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft eingestellt ist, ist der einstellbare Bereich des Schwellenwerts (z.B. Triggerspannung) eng. Falls allerdings der Schwellenwert für die Wellenform des integrierten Signals sogar in der Turbinenschaufel (330) eingestellt ist, die eine ummantelte Schaufel darstellt, ist der einstellbare Bereich des Schwellenwerts (z.B. Triggerspannung) breit. Deshalb ist es gemäß der vorstehenden Konfiguration (6) möglich, den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel (330) genau zu erfassen.
(7) Ein Erfassungsverfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel (330), aufweisend: einen Schritt zum Erfassen einer induzierten elektromotorischen Kraft durch einen Sensor (10), der einen Magneten (11) und eine Spule (12) umfasst, die an einer Position angeordnet ist, die einem durch den Magneten (11) erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist, basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die den Durchgang der Turbinenschaufel (330) begleitet; und einen Schritt zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel (330) basierend auf einem integrierten Signal, das durch Integrieren eines auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierenden Signals erhalten wird, durch einen Analysator (50).
Gemäß dem vorstehenden Verfahren (7) wird der Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel (330) basierend auf dem integrierten Signal erfasst, bei dem der Effekt des zeitlich abgeleiteten Terms des magnetischen Flusses verringert ist. Die Änderung der Wellenform des integrierten Signals ist gering, sogar wenn sich die Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel (330) ändert. Außerdem ist die Änderung des Spitzenwerts des integrierten Signals aufgrund der Änderung der Rotationsgeschwindigkeit der Turbinenschaufel (330) gering. Somit ist es möglich, die Genauigkeit einer Erfassung des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel (330) zu verbessern.
(8) In einigen Ausführungsbeispielen in dem vorstehenden Verfahren (7) weist das Erfassungsverfahren auf: einen Schritt zum Akquirieren einer Referenzwellenform des integrierten Signals, während die Turbinenschaufel (330D) rotiert; einen Schritt zum Identifizieren einer Durchgangszeitdauer auf der Referenzwellenform in einem Erfassungsbereich, in dem eine Neigung (9) einer axialen Endfläche eines Ummantelungsabschnitts (331) der Turbinenschaufel (330D) in Bezug auf eine Umfangsrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und zum Identifizieren eines Fluktuationsbereichs des integrierten Signals auf der Referenzwellenform während der Durchgangszeitdauer; und einen Schritt zum Einstellen eines Schwellenwerts zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts innerhalb des Fluktuationsbereichs.
Gemäß dem vorstehenden Verfahren (8) wird bei der Erfassung des Durchgangszeitpunkts der ummantelten Schaufel der Schwellenwert so eingestellt, dass eine stabile Erfassung für die Schwingung einer ummantelten Schaufel durchgeführt werden kann.
(9) In einigen Ausführungsbeispielen in dem vorstehenden Verfahren (8) ist der Erfassungsbereich ein Bereich des Ummantelungsabschnitts (331) der Turbinenschaufel (330D), der sich auf einer Saugseite eines Schaufelabschnitts der Turbinenschaufel (330D) befindet, und wo die axiale Endfläche auf einer Vorderkantenseite oder einer Hinterkantenseite der Turbinenschaufel (330D) in Bezug auf die Umfangsrichtung geneigt ist.
Gemäß dem vorstehenden Verfahren (9) ist es möglich, die Genauigkeit einer Erfassung des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel (330D) zu verbessern.
Bezugszeichenliste

10: Sensor
11: Magnet
12: Spule
13: Leitungsdraht
14: Gehäuse
20: Integrator
30: Hochpassfilter
40: A/D-Wandler
50: Analysator
61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68: Wellenform
100, 200: Erfassungsvorrichtung
300, 400: Rotationsmaschine
310: Rotationswelle
320: Rotationsgeschwindigkeit-Erfassungssensor
330: Turbinenschaufel
331: Ummantelungsabschnitt

Claims

Eine Erfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel, aufweisend: einen Sensor mit einem Magneten und einer Spule, die an einer Position angeordnet ist, die einem durch den Magneten erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist, und konfiguriert, um eine induzierte elektromotorische Kraft basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses zu erfassen, die den Durchgang der Turbinenschaufel begleitet; und einen Analysator, der konfiguriert ist, um den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel basierend auf einem integrierten Signal zu erfassen, das durch Integrieren eines auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierenden Signals erhalten wird.
Die Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, mit einem Integrator, der zwischen der Spule und dem Analysator angeordnet und konfiguriert ist, um das Signal basierend auf der induzierten elektromotorischen Kraft zu integrieren und das integrierte Signal auszugeben.
Die Erfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, mit einem Hochpassfilter, der an einer Ausgangsseite des Integrators angeordnet und konfiguriert ist, um nur eine Hochfrequenzkomponente des integrierten Signals durchzulassen, wobei der Analysator den Durchgangszeitpunkt der Turbinenschaufel basierend auf dem integrierten Signal, das den Hochpassfilter durchlaufen hat, erfasst.
Eine Rotationsmaschine, aufweisend: eine Turbinenschaufel; und die Erfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
Die Rotationsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Turbinenschaufel eine einzelne Schaufel ist, die an einem Spitzenende eine ungleichmäßige Form aufweist.
Die Rotationsmaschine nach Anspruch 4, wobei die Turbinenschaufel eine ummantelte Schaufel ist.
Ein Erfassungsverfahren zum Erfassen eines Durchgangszeitpunkts einer Turbinenschaufel, aufweisend: einen Schritt zum Erfassen einer induzierten elektromotorischen Kraft durch einen Sensor, der einen Magneten und eine Spule umfasst, die an einer Position angeordnet ist, die einem durch den Magneten erzeugten magnetischen Fluss ausgesetzt ist, basierend auf einer Änderung des magnetischen Flusses, die den Durchgang der Turbinenschaufel begleitet; und einen Schritt zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts der Turbinenschaufel basierend auf einem integrierten Signal, das durch Integrieren eines auf der induzierten elektromotorischen Kraft basierenden Signals erhalten wird, durch einen Analysator.
Das Erfassungsverfahren nach Anspruch 7, aufweisend: einen Schritt zum Akquirieren einer Referenzwellenform des integrierten Signals, während die Turbinenschaufel rotiert; einen Schritt zum Identifizieren einer Durchgangszeitdauer auf der Referenzwellenform in einem Erfassungsbereich, in dem eine Neigung einer axialen Endfläche eines Ummantelungsabschnitts der Turbinenschaufel in Bezug auf eine Umfangsrichtung innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, und zum Identifizieren eines Fluktuationsbereichs des integrierten Signals auf der Referenzwellenform während der Durchgangszeitdauer; und einen Schritt zum Einstellen eines Schwellenwerts zum Erfassen des Durchgangszeitpunkts innerhalb des Fluktuationsbereichs.
Das Erfassungsverfahren nach Anspruch 8, wobei der Erfassungsbereich ein Bereich des Ummantelungsabschnitts der Turbinenschaufel ist, der sich auf einer Saugseite eines Schaufelabschnitts der Turbinenschaufel befindet, und wo die axiale Endfläche auf einer Vorderkantenseite oder einer Hinterkantenseite der Turbinenschaufel in Bezug auf die Umfangsrichtung geneigt ist.