DE19703616A1 - Sensorvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines Antwortsignals für einen Generator - Google Patents

Sensorvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines Antwortsignals für einen Generator

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Description

Die Erfindung betrifft eine Sensorvorrichtung zur Erzeugung und Übertragung eines für eine Meßgröße charakteristischen elektromagnetischen Antwortsignals für ein Bauteil eines Ge­ nerators, insbesondere eines Turbogenerators und ein entspre­ chendes Verfahren.
In dem Buch "Monitoring and diagnosis of turbine driven gene­ rators" von A. Gonzalez, M. S. Baldwin und J. Stein, Prentice Hall, Englewood Cliffs/New Jersey, 1995 ist beschrieben, daß es bei dem Betrieb eines Generators, insbesondere eines tur­ binengetriebenen Generators großer Leistung, erforderlich ist, Meßgrößen zu erfassen, um den Betriebszustand des Gene­ rators zu kontrollieren. Ein Generator umfaßt einen Erreger­ läufer (Rotor), der in einer feststehenden Anordnung elektri­ scher Leiter, dem Stator, drehbar ist, sowie eine eventuell für den Betrieb erforderliche Erregermaschine zur Erzeugung eines Magnetfeldes im Rotor oder Stator. Gerade bei einem in einem Kraftwerk eingesetzten Turbogenerator großer Leistung ist es wichtig, mögliche Schäden oder Beeinträchtigungen frühzeitig zu erkennen, um Reparatur- und damit teure Aus­ fallzeiten zu minimieren. Unterschiedliche Meßgrößen werden zur Kontrolle des Betriebszustandes eines Generators herange­ zogen. Solche Meßgrößen können z. B. der Strom durch einen elektrischen Leiter des Generators oder die Temperatur eines Bauteils des Generators sein. Häufig sind aber diese Meßgrö­ ßen schwer erfaßbar. Eine Hochspannung im Stator, eine abge­ dichtete Wasserstoffatmosphäre in einem wasserstoffgekühlten Turbogenerator sowie die Bestimmung einer Meßgröße an einem rotierenden Bauteil des Generators erfordern häufig kompli­ zierte und teure Vorrichtungen zur Bestimmung und Übertragung einer Meßgröße für die Kontrolle des Betriebszustandes des Generators.
Eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Übertragung eines Da­ tenwertes beispielsweise von einem rotierenden Läufer eines Generators ist aus der DE 195 07 760 A1 bekannt. Der Daten­ wert wird hier mittels eines optischen Strahles vom rotieren­ den Läufer zu einem feststehenden Modul übertragen. Die er­ forderlichen elektronischen Bauteile am Erregerläufer sind zur Minimierung der bei einer Rotation auftretenden Zentrifu­ galkräfte im Bereich der Läuferachse angeordnet.
Aus dem Artikel "Akustische Oberflächenwellen - Technologie für Innovationen" von Wolf Eckart Bulst und Clemens Ruppel, Siemens Zeitschrift Special, FuE, Frühjahr 1994, ist bekannt, sogenannte Oberflächenwellensensoren zur Erfassung von Meß­ werten aus der Ferne einzusetzen. Ein solcher Oberflächenwel­ lensensor (OFW-Sensor) ist aufgebaut aus einem piezoelektri­ schen Kristall, auf den Wandlerstrukturen, sogenannte Inter­ digitalwandler, aufgebracht sind. Ein elektromagnetisches Si­ gnal induziert Spannungen in diesen Wandlerstrukturen, die aufgrund der Piezoelektrizität des Kristalls zu einer akusti­ schen Oberflächenwelle führen. Diese Oberflächenwelle kann durch eine Meßgröße moduliert werden und wird wieder in ein elektromagnetisches Signal zurückverwandelt. Die OFW-Sensoren sind rein passive Bauelemente, d. h. sie erfordern keine (galvanische) Stromzuführung. Zudem sind sie klein und robust ausführbar.
Ein funkabfragbarer Oberflächenwellensensor ist aus der WO 96/33 4232 A1 bekannt. Dieser Oberflächenwellensensor ist mit einer Empfangs- und Sendeantenne zur Aufnahme des Be­ strahlungssignales und zur Abstrahlung eines Antwortsignals versehen. Weiterhin ist der Oberflächenwellensensor mit einem Impedanzelement elektrisch verbunden, das Amplitude und/oder Phase der Oberflächenwelle abhängig von einer Meßgröße cha­ rakteristisch verändert und damit auch das Antwortsignal be­ einflußt, so daß die Bestimmung der Meßgröße aus dem Antwort­ signal möglich wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Sensorvorrichtung anzuge­ ben, die es ermöglicht, in einfacher, kostengünstiger und wartungsarmer Weise ein Antwortsignal zu erzeugen und zu übertragen, aus dem eine Meßgröße für ein Bauteil eines Gene­ rators gewonnen werden kann. Eine weitere Aufgabe der Erfin­ dung ist es, ein Verfahren anzugeben, über das sich eine ein­ fache und kostengünstige Möglichkeit zur Bestimmung einer Meßgröße für ein Bauteil eines Generators ergibt.
Die auf eine Sensorvorrichtung gerichtete Aufgabe wird gelöst durch eine Sensorvorrichtung zur Erzeugung und Übertragung eines für eine Meßgröße charakteristischen elektromagneti­ schen Antwortsignals für ein Bauteil eines Generators, insbe­ sondere eines Turbogenerators, wobei ein im Generator ange­ ordneter Oberflächenwellensensor (OFW-Sensor) vorgesehen ist, umfassend
  • a) eine Wandlerstruktur zur Erzeugung einer Oberflächenwelle aus einem elektromagnetischen Bestrahlungssignal,
  • b) einen Reflektor zur Reflexion der Oberflächenwelle und
  • c) eine Wandlerstruktur zur Erzeugung des Antwortsignals aus der reflektierten Oberflächenwelle, wobei
  • d) eine Empfangsantenne zur Aufnahme des Bestrahlungssignales und
  • e) eine Sendeantenne zur Abstrahlung des Antwortsignals sowie
  • f) ein auf die Meßgröße sensitives, das Antwortsignal beein­ flussendes Impedanzelement mit dem OFW-Sensor elektrisch ver­ bunden sind.
Charakteristisch bedeutet dabei, daß in einer eindeutigen Weise vom Antwortsignal auf die Meßgröße geschlossen werden kann. Diese Sensorvorrichtung ermöglicht in sehr einfacher, fernabfragbarer und dabei kostengünstiger und wartungsarmer Weise, Meßgrößen für die Überwachung des Betriebszustandes des Generators zu gewinnen. Da der OFW-Sensor keine (galvanische) Stromzuführung benötigt und widerstandsfähig gegen Umwelteinflüsse ist, ergibt sich insbesondere auch die Möglichkeit, Meßgrößen aus schwer zugänglichen Bereichen des Generators zu bestimmen.
Bevorzugtermaßen sind die Sendeantenne und die Empfangsan­ tenne für einen Empfang des Bestrahlungssignals von einer Be­ strahlungsantenne und zur Übertragung des Antwortsignals zu einer Nachweisantenne ausgelegt, wobei Bestrahlungs- und/oder Nachweisantenne innerhalb oder außerhalb des Generatorgehäu­ ses 33 angeordnet sein können. Damit kann von einem geeigne­ ten Ort über die Bestrahlungsantenne ein Antwortsignal in der Sensorvorrichtung erzeugt und über die Nachweisantenne von der Sensorvorrichtung ein Antwortsignal an einem geeigneten Ort empfangen werden.
Bevorzugt ist eine einzige Wandlerstruktur zur Erzeugung der Oberflächenwelle und zur Erzeugung des Antwortsignals vorge­ sehen. Damit wird ein vereinfachter OFW-Sensor bereitge­ stellt.
Weiter bevorzugt ist der Reflektor als Wandlerstruktur ausge­ bildet, die mit dem Impedanzelement elektrisch verbunden ist. Durch diese Ausgestaltung können Amplitude und/oder Phase der reflektierten Oberflächenwelle durch das Impedanzelement und damit durch die zu bestimmende Meßgröße charakteristisch be­ einflußt werden.
Bevorzugtermaßen ist eine einzige, kombinierte Empfangs- und Sendeantenne vorgesehen. Diese Ausführungsform bedeutet eine weitere Vereinfachung der Sensorvorrichtung.
Weiterhin bevorzugt sind mindestens zwei Reflektoren vorgese­ hen, deren zugeordnete, erzeugbare Antwortsignale eine unter­ schiedliche Laufzeit aufweisen und die jeweils mit einem Im­ pedanzelement verbunden sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es insbesondere, mit nur einem OFW-Sensor verschiedene, even­ tuell unterschiedliche Meßgrößen charakterisierende, Antwort­ signale zu erzeugen. Das zu einem bestimmten Impedanzelement gehörende Antwortsignal kann durch seine definierte Laufzeit, gemessen vom Zeitpunkt der Abstrahlung des Bestrahlungs­ signals von der Bestrahlungsantenne bis zum Zeitpunkt des Eingangs des Antwortsignals an der Nachweisantenne identifi­ ziert werden. Die Laufzeit ergibt sich im Wesentlichen aus der Laufzeit der Oberflächenwelle, die an dem dem Impedanz­ element zugeordneten Reflektor reflektiert wurde.
Bevorzugtermaßen ist das Bauteil ein elektrischer Leiter des Generators und das Impedanzelement magnetfeldsensitiv und in der Umgebung des Leiters angeordnet. Damit erschließt sich die Möglichkeit, mit Hilfe des OFW-Sensors einen Strom durch den Leiter zu bestimmen.
Weiterhin bevorzugt sind je zwei magnetfeldsensitive Impe­ danzelemente in der Umgebung eines Leiters des Generators an etwa der gleichen Stelle angeordnet, wobei diese Impedanzele­ mente durch Dauermagnete in zueinander entgegengesetzter Richtung magnetisiert sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, Störungen des Leitermagnetfeldes durch Umgebungseinflüsse zu minimieren und verbessert damit die Meßempfindlichkeit.
Bevorzugtermaßen ist der Leiter von einem Joch aus einem ma­ gnetischen Material umgeben, in dem das Impedanzelement ange­ ordnet ist. Hierdurch wird eine Steigerung der Empfindlich­ keit für die Strommessung erreicht, da das Magnetfeld des Leiters durch das Joch verstärkt wird.
Weiterhin bevorzugt ist die Meßgröße die Temperatur eines Bauteils und das Impedanzelement temperatursensitiv. Damit wird die Temperatur eines Generatorbauteils durch einen fern­ abfragbaren OFW-Sensor bestimmbar.
Bevorzugtermaßen ist die Empfangs- und/oder Sendeantenne mit der Bestrahlungsantenne und/oder der Nachweisantenne über ein Koaxialkabel verbunden. Durch diese Ausführung ist man in der Lage, auch in einem metallisch abgeschirmten Bereich ein Ant­ wortsignal zu erzeugen und aus diesem zu übertragen. Insbe­ sondere ergibt sich für wasserstoffgekühlte Turbogeneratoren die Möglichkeit einer einfachen Bestimmung einer Meßgröße im Stator des Generators.
Weiterhin bevorzugt ist der OFW-Sensor zusammen mit Sende- und Empfangsantenne und mit dem Impedanzelement in Kunst­ stoff, vorzugsweise in ein Epoxidharz, eingegossen. Damit wird die Sensorvorrichtung zu einer stabilen, widerstandsfä­ higen Einheit zusammengefaßt.
Weiterhin bevorzugt weist der Generator ein rotierendes Bau­ teil, insbesondere einen Erregerläufer oder ein Gleichrich­ terrad einer Erregermaschine auf, an dem der OFW-Sensor ange­ ordnet ist. Damit erschließt sich die Bestimmung einer Meß­ größe an einem rotierenden Generatorbauteil mittels eines fernabfragbaren OFW-Sensors.
Die auf ein Verfahren gerichtete Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines für eine Meßgröße charakteristischen elektromagnetischen Antwortsi­ gnals für ein Bauteil eines Generators, insbesondere eines Turbogenerators, wobei ein Bestrahlungssignal in einem im Ge­ nerator angeordneten Oberflächenwellensensor (OFW-Sensor) ei­ ne Oberflächenwelle erzeugt, die Oberflächenwelle reflektiert und ein Antwortsignal aus der reflektierten Oberflächenwelle rückerzeugt wird, wobei ein auf die Meßgröße sensitives Impe­ danzelement das Antwortsignal in einer die Meßgröße charakte­ risierenden Weise beeinflußt. Dieses Verfahren ermöglicht ei­ ne einfache, kostengünstige und fernabfragbare Bestimmung von zumindest einer Meßgröße, die für die Kontrolle des Betriebs­ zustandes des Generators geeignet ist bzw. sind. Der Ausdruck "in charakterisierender Weise" ist so zu verstehen, daß aus dem Antwortsignal in eindeutiger Weise auf eine Meßgröße ge­ schlossen werden kann.
Bevorzugtermaßen charakterisiert das Antwortsignal einen Strom durch einen Leiter des Generators, wobei die Oberflä­ chenwelle an zwei Reflektoren reflektiert wird, die mit je­ weils einem magnetfeldsensitiven, im Magnetfeld des Leiters angeordneten Impedanzelement verbunden sind. Die Impedanzele­ mente werden hierbei durch Dauermagnete entgegengesetzt ma­ gnetisiert und die Meßgröße wird aus dem Verhältnis der bei­ den durch die Impedanzelemente beeinflußten Antwortsignale gewonnen. Damit wird es möglich, den Strom durch einen Leiter des Generators in einfacher Weise fernabfragbar zu messen. Durch die entgegengesetzte Magnetisierung der Impedanzele­ mente und durch die Verhältnisbildung aus den beiden durch die Impedanzelemente beeinflußten Antwortsignale ergibt sich eine gegenüber Störungen durch Magnetfelder der Umgebung weitgehend freie Messung.
Weiterhin bevorzugt ist das Strahlungssignal eine elektroma­ gnetische Welle, die, insbesondere impulsartig, mit einer Frequenz von 100 MHz bis 5 GHz, vorzugsweise von 1 GHz bis 3 GHz, erzeugt wird.
Anhand der Zeichnung werden Sensorvorrichtung und Verfahren beispielhaft näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Sensorvorrichtung zur Strommessung an einem Leiter,
Fig. 2 einen OFW-Sensor,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Erregermaschine eines Generators mit Sensorvorrichtungen.
In Fig. 1 ist eine Sensorvorrichtung 1 dargestellt, die die Erzeugung und Übertragung eines für einen Strom durch einen Leiter 8 eines Generators 30 (s. Fig. 3) charakteristischen Antwortsignals 24 (s. Fig. 3) ermöglicht. Der elektrische Leiter 8 ist umgeben von einem ersten Joch 6a und einem zwei­ ten Joch 6b. In den Querschnitt jeweils eines Joches 6a, 6b sind auf gegenüberliegenden Seiten 61, 62 des Joches zwei Dauermagnete 7a, 7b angeordnet. In jedem Joch 6a, 6b ist wei­ terhin je ein Impedanzelement 5a, 5b angeordnet. Jedes Impe­ danzelement 5a, 5b ist mit je einem Reflektor 3a, 3b elek­ trisch verbunden. Der Oberflächenwellensensor 2 weist eine Wandlerstruktur 3 auf, die mit einer Empfangs-/Sendeantenne 4 elektrisch verbunden ist.
Ein elektromagnetisches Bestrahlungssignal 25 (siehe Fig. 3) wird von der Empfangs-/Sendeantenne 4 aufgenommen. Die Wand­ lerstruktur 3 wandelt dieses Bestrahlungssignal 25 in eine akustische Oberflächenwelle 10 (s. Fig. 2) um. Diese Oberflä­ chenwelle 10 wird an den Reflektoren 3a, 3b reflektiert und läuft zur Wandlerstruktur 3 zurück. Dort wird sie in ein elektromagnetisches Antwortsignal 24 (siehe Fig. 3) zurück­ verwandelt, das über die Empfangs-/Sendeantenne 4 abgestrahlt wird. Amplitude und/oder Phase der reflektierten Oberflächen­ welle 10 lassen sich durch die elektrische Verbindung der Re­ flektoren 3a, 3b mit den Impedanzelementen 5a, 5b beeinflus­ sen. Die magnetfeldsensitiven Impedanzelemente 5a, 5b beein­ flussen je nach dem Magnetfeld des stromführenden Leiters 8 in charakteristischer Weise die Oberflächenwelle 10 und damit das Antwortsignal 24. Jeweils ein Joch 6a, 6b verstärkt für ein Impedanzelement 5a, 5b das Magnetfeld des Leiters 8 und erhöht damit die Meßempfindlichkeit. Die Dauermagnete 7a ma­ gnetisieren das Joch 6a in einer ersten Umlaufrichtung, wäh­ rend die Dauermagnete 7b das Joch 6b in der dazu entgegenge­ setzten Umlaufrichtung magnetisieren, wie es durch die Pfeile 9 angedeutet ist. Damit ergibt sich eine entgegengesetzte Ma­ gnetisierung der Impedanzelemente 5a, 5b. Die Meßempfindlich­ keit läßt sich steigern, indem jedes Impedanzelement ein ei­ genes Antwortsignal 24 beeinflußt. Diese Antwortsignale 24 können durch unterschiedliche Laufzeiten der jeweils den Re­ flektoren 3a, 3b zugeordneten Oberflächenwellen 10 getrennt werden. Die Bildung des Verhältnisses der beiden Antwortsi­ gnale 24 führt zu einer Minimierung des durch magnetische Störfelder verursachten Untergrundes.
Fig. 2 zeigt schematisch einen Oberflächenwellensensor 2 und seine Verbindung mit einer Empfangs-/Sendeantenne 4 und Impe­ danzelementen 5a, 5b. Reflektoren 3a, 3b sind unterschiedlich weit von der Wandlerstruktur 3 entfernt, wodurch sich eine unterschiedliche Laufzeit einer Oberflächenwelle 10 ergibt, je nach dem ob sie von Reflektor 3a oder Reflektor 3b reflek­ tiert wird. Die Impedanzelemente 5a, 5b, die jeweils mit ei­ nem Reflektor 3a oder 3b verbunden sind, können durch unter­ schiedliche Meßgrößen oder durch die gleiche Meßgröße, wie etwa das Magnetfeld eines Leiters 8, beeinflußt werden.
In Fig. 3 ist schematisch ein Querschnitt durch eine Erreger­ maschine eines Generators 30 dargestellt. Ein Gehäuse 33 um­ schließt einen um eine Rotationsachse symmetrischen Erreger­ läufer 29. Die Rotationsachse des Erregerläufers 29 ist senk­ recht zur Zeichenebene gerichtet. Parallel zur Rotationsachse sind auf dem Umfang des Erregerläufers 29 elektrische Leiter 8 angeordnet. An zwei gegenüberliegenden Leitern 8 ist je ei­ ne Sensorvorrichtung 1 gemäß Fig. 1 angeordnet. Eine außer­ halb des Gehäuses 33 angeordnete Bestrahlungs-/Nach­ weisantenne 21 kann mit einer Sensorvorrichtung 1 über einen Übertragungsweg 31 kommunizieren. Die Bestrahlungs-/Nach­ weisantenne 21 ist mit einer Signalvorrichtung 34 ver­ bunden, die je nach Stellung eines Schalters 32 zur Erzeugung eines Bestrahlungssignales 25 oder zur Aufnahme eines Ant­ wortsignales 24 dient. Die Signalvorrichtung 34 ist mit einem Oszilloskop 22 verbunden. An das Oszilloskop 22 ist ein Plot­ ter 23 angeschlossen.
Ein Bestrahlungssignal 25 wird in der Signalvorrichtung 34 erzeugt und auf die Bestrahlungs-/Nachweisantenne 21 gegeben. Dort gelangt es über den Übertragungsweg 31, der z. B. ein Koaxialkabel oder ein freier, durch ein Funksignal überbrück­ barer Raum sein kann zu jener der Sensorvorrichtungen 1, die abhängig von der Stellung des Erregerläufers 29 gerade der Bestrahlungs-/Nachweisantenne 21 gegenüberliegt. Das Bestrah­ lungssignal 25 ruft in der Sensorvorrichtung ein Antwortsi­ gnal 24 hervor, das wieder über den Übertragungsweg 31 zur Bestrahlungs-/Nachweisantenne 21 und von dort zur Signalvor­ richtung 34 gelangt. Durch eine geänderte Stellung des Schal­ ters 32 wird das Antwortsignal 24 nach einer eventuellen Auf­ bereitung auf das Oszilloskop 22 gegeben. Ein zur Darstellung auf dem Oszilloskop 22 erforderliches Triggersignal 28 wird mit einer geeigneten Vorrichtung aus der Rotation des Erre­ gerläufers 29 gewonnen. Das Oszilloskopbild kann auf einem Plotter 23 ausgegeben werden. Damit wird eine Meßanordnung bereitgestellt, die eine einfache, kostengünstige und war­ tungsarme Fernabfrage eines Antwortsignals 24 ermöglicht, aus dem auf eine Meßgröße geschlossen werden kann, die zur Kon­ trolle des Betriebszustandes des Generators 30 herangezogen werden kann.

Claims (16)

1. Sensorvorrichtung (1) zur Erzeugung und Übertragung eines für eine Meßgröße charakteristischen elektromagnetischen Ant­ wortsignales (24) für ein Bauteil eines Generators (30), ins­ besondere eines Turbogenerators (30), wobei ein im Generator (30) angeordneter Oberflächenwellensensor (2) (OFW-Sensor) vorgesehen ist, umfassend
  • a) eine Wandlerstruktur (3) zur Erzeugung einer Oberflächen­ welle (10) aus einem elektromagnetischen Bestrahlungssignal (25)
  • b) einen Reflektor (3a, 3b) zur Reflexion der Oberflächen­ welle (10) und
  • c) eine Wandlerstruktur (3) zur Erzeugung des Antwortsignales (24) aus der reflektierten Oberflächenwelle (10), wobei
  • d) eine Empfangsantenne (4) zur Aufnahme des Bestrahlungs­ signales (25) und
  • e) eine Sendeantenne (4) zur Abstrahlung des Antwortsignales (24) sowie
  • f) ein auf die Meßgröße sensitives Impedanzelement (5a, 5b) mit dem OFW-Sensor (2) elektrisch verbunden sind.
2. Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sendean­ tenne (4) und die Empfangsantenne (4) für einen Empfang des Bestrahlungssignals (25) von einer Bestrahlungsantenne (21) und für eine Übertragung des Antwortsignals (24) zu einer Nachweisantenne (21) ausgelegt sind, wobei Bestrahlungs- und/oder Nachweisantenne (21) innerhalb oder außerhalb eines Gehäuses (33), welches den Generator umgibt, angeordnet sein können.
3. Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei eine einzige Wandlerstruktur (3) zur Erzeugung der Oberflächenwelle (10) und zur Erzeugung des Antwortsignales (24) vorgesehen ist.
4. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei der Reflektor (3a, 3b) als eine Wandlerstruk­ tur ausgebildet ist, die mit dem Impedanzelement (5a, 5b) elektrisch verbunden ist.
5. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei eine einzige, kombinierte Empfangs- und Sende­ antenne (4) vorgesehen ist.
6. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei mindestens zwei Reflektoren (3a, 3b) vorgesehen sind, deren zugeordnete, erzeugbare Antwortsignale (24) eine unter­ schiedliche Laufzeit aufweisen und die jeweils mit einem Im­ pedanzelement (5a, 5b) verbunden sind.
7. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei das Bauteil ein elektrischer Leiter (8) des Generators (30) ist und das Impedanzelement (5a, 5b) magnetfeldsensitiv und in der Umgebung des Leiters (8) angeordnet ist.
8. Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 6, wobei je zwei ma­ gnetfeldsensitive Impedanzelemente (5a, 5b) in der Umgebung eines Leiters (8) des Generators (30) an etwa der gleichen Stelle angeordnet sind und wobei diese Impedanzelemente (5a, 5b) durch Dauermagnete (7a, 7b) in zueinander entgegengesetz­ ter Richtung magnetisiert sind.
9. Sensorvorrichtung (1) nach Anspruch 7 oder 8, wobei der Leiter (8) von einem Joch (6a, 6b) aus einem magnetischen Ma­ terial umgeben ist, in dem das Impedanzelement (5a, 5b) ange­ ordnet ist.
10. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei die Meßgröße die Temperatur eines Bauteils und das Im­ pedanzelement (5a, 5b) temperatursensitiv ist.
11. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei die Empfangs- und/oder Sendeantenne (4) mit der Bestrahlungs- und/oder der Nachweisantenne (21) über ein Koaxialkabel (31) verbunden ist bzw. sind.
12. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei der OFW-Sensor (2) zusammen mit Sende- und Empfangsantenne (4) und mit dem Impedanzelement (5a, 5b) in Kunststoff, vorzugsweise in ein Epoxidharz, eingegossen ist.
13. Sensorvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden An­ sprüche, wobei der Generator (30) ein rotierendes Bauteil (29), insbesondere einen Generatorläufer, einen Erregerläufer (29) oder ein Gleichrichterrad einer Erregermaschine auf­ weist, an dem der OFW-Sensor (2) angeordnet ist.
14. Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines für eine Meßgröße charakteristischen elektromagnetischen Antwortsigna­ les (24) für ein Bauteil eines Generators (30), insbesondere eines Turbogenerators (30), wobei ein Bestrahlungssignal (25) in einem im Generator (30) angeordneten Oberflächenwellensen­ sor (2) (OFW-Sensor) eine Oberflächenwelle (10) erzeugt, die Oberflächenwelle (10) reflektiert und ein Antwortsignal (24) aus der reflektierten Oberflächenwelle (10) rückerzeugt wird, wobei ein auf die Meßgröße sensitives Impedanzelement (5a, 5b) das Antwortsignal (24) in einer die Meßgröße charakteri­ sierenden Weise beeinflußt.
15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Antwortsignal (24) einen Strom durch einen Leiter (8) des Generators (30) cha­ rakterisiert und die Oberflächenwelle (10) an zwei Reflekto­ ren (3a, 3b) reflektiert wird, die mit jeweils einem magnet­ feldsensitiven, im Magnetfeld des Leiters (8) angeordneten Impedanzelement (5a, 5b) verbunden sind, wobei die Impedanz­ elemente (5a, 5b) durch Dauermagnete (7a, 7b) zueinander ent­ gegengesetzt magnetisiert werden und wobei die Meßgröße aus dem Verhältnis der beiden durch die Impedanzelemente (5a, 5b) beeinflußten Antwortsignale (24) gewonnen wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, wobei das Bestrahlungssignal (25) als elektromagnetische Welle, insbesondere impulsartig, mit einer Frequenz von 100 MHz bis 5 GHz, vorzugsweise von 1 GHz bis 3 Ghz, erzeugt wird.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102008001183A1 (de) * 2008-04-15 2009-10-29 Alstom Technology Ltd. Verfahren zur Überwachung einer elektrodynamischen Maschine
WO2010118715A1 (de) * 2009-04-17 2010-10-21 Man Diesel & Turbo Se Turbomaschinenkomponente und damit ausgerüstete turbomaschine
EP1173737B1 (de) 1999-03-26 2016-03-09 Kongsberg Maritime AS Einrichtung und system zur überwachung der inneren temperatur von unzugänglichen oder bewegenden teilen
CN113196023A (zh) * 2018-12-21 2021-07-30 诺沃皮尼奥内技术股份有限公司 具有saw或baw装置的涡轮机、测量布置结构和安装方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19514342C1 (de) * 1995-04-18 1996-02-22 Siemens Ag Stromwandler, geeignet zur Stromstärkemessung an/in auf Hochspannung liegenden elektrischen Einrichtungen

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19514342C1 (de) * 1995-04-18 1996-02-22 Siemens Ag Stromwandler, geeignet zur Stromstärkemessung an/in auf Hochspannung liegenden elektrischen Einrichtungen

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1173737B1 (de) 1999-03-26 2016-03-09 Kongsberg Maritime AS Einrichtung und system zur überwachung der inneren temperatur von unzugänglichen oder bewegenden teilen
EP1173737B2 (de) 1999-03-26 2019-05-08 Kongsberg Maritime AS Einrichtung und system zur überwachung der inneren temperatur von unzugänglichen oder bewegenden teilen
DE102008001183A1 (de) * 2008-04-15 2009-10-29 Alstom Technology Ltd. Verfahren zur Überwachung einer elektrodynamischen Maschine
WO2010118715A1 (de) * 2009-04-17 2010-10-21 Man Diesel & Turbo Se Turbomaschinenkomponente und damit ausgerüstete turbomaschine
RU2484429C1 (ru) * 2009-04-17 2013-06-10 Ман Дизель Унд Турбо Се Компонент турбомашины и оборудованная им турбомашина
CN102803905B (zh) * 2009-04-17 2016-03-02 曼柴油机和涡轮机欧洲股份公司 涡轮机组件和配备有涡轮机组件的涡轮机
US9297673B2 (en) 2009-04-17 2016-03-29 Man Diesel & Turbo Se Turbomachine component and turbomachine equipped therewith
NO341763B1 (no) * 2009-04-17 2018-01-15 Man Diesel & Turbo Se Turbomaskinkomponent og turbomaskin utstyrt dermed
CN113196023A (zh) * 2018-12-21 2021-07-30 诺沃皮尼奥内技术股份有限公司 具有saw或baw装置的涡轮机、测量布置结构和安装方法

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