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 GeneratorInfo
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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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997103616 DE19703616A1 (de) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Sensorvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines Antwortsignals für einen Generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997103616 DE19703616A1 (de) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Sensorvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines Antwortsignals für einen Generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19703616A1 true DE19703616A1 (de) | 1998-08-06 |
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ID=7818931
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997103616 Ceased DE19703616A1 (de) | 1997-01-31 | 1997-01-31 | Sensorvorrichtung und Verfahren zur Erzeugung und Übertragung eines Antwortsignals für einen Generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19703616A1 (de) |
Cited By (4)
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)
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 |
-
1997
- 1997-01-31 DE DE1997103616 patent/DE19703616A1/de not_active Ceased
Patent Citations (1)
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)
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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