JP2009150887A - 加速度計の作動を検証するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加速度計（１００）の作動を検証するのに使用するチャージコンバータ（２００）を提供する。
【解決手段】本コンバータ（２００）は、高周波信号を発生するための信号源（２０２）と、加速度計の正リード線（１０４）を通して高周波信号を送るための出力部（２０４）と、加速度計の負リード線（１０６）において信号を検出するための入力部（２０６）とを含み、検出信号が正リード線を通して送った高周波信号と実質的に同じである場合には、加速度計の健全性が検証される。
【選択図】 図３

Description

本発明の技術分野は、総括的には加速度計に関し、より具体的には、タービンエンジンで用いる加速度計の作動を検証するのに使用する方法に関する。

公知の民間用エンジンでは加速度計を用いて、エンジン内のロータアンバランスを検出する。多くの場合に、加速度計の広帯域出力のために、加速度計が正確に機能しているかどうか検出することは困難である可能性がある。従って、技術者は、加速度計及び／又は加速度計ハーネスが、完全に機能しているか、断続的に機能しているか又は全く機能していないかどうかを判定することができない可能性がある。その結果、機能している加速度計を不用意に交換するおそれがある。しかしながら、加速度計及び／又は加速度計ハーネスを交換することでは、このエンジンに関する問題に対処することができない。

加速度計の機能性を判定する公知の方法は一般的に、加速度計スペクトルにおける１／回転のトーン発生をチェックすることに依存している。しかしながら、スペクトル内に適切に現れることになる振動を発生させるためには、十分な回転速度を必要とする。加えて、良好なバランスのエンジンは、非常に低いトーン発生を有する可能性があり、このことが、加速度計の健全性を検証することにおける困難さを増大させるおそれがある。さらに公知の方法は、加速度計を励起するのにエンジン回転及びロータアンバランスを必要とする。従って、加速度計の健全性は、エンジン始動シーケンスに先立って検証することはできない。
米国特許第４，４２６，６４１号公報 米国特許第４，４８５，６７８号公報 米国特許第５，２７７，０６３号公報 米国特許第５，３４７，８８４号公報 米国特許第５，９３４，６１０号公報 米国特許第６，２８９，７３５号公報 米国特許第６，７６８，９３８号公報 米国特許第７，０１３，２１０号公報

１つの態様では、加速度計の作動を検証する方法を提供する。本方法は、加速度計の正リード線を通して高周波信号を送るステップと、加速度計の負リード線において信号を検出するステップとを含む。検出信号が正リード線を通して送った高周波信号と実質的に同じである場合には、加速度計の健全性が検証される。

別の態様では、加速度計の作動を検証するためのチャージコンバータを提供する。本コンバータは、高周波信号を発生するための信号源を含む。本コンバータはまた、加速度計の正リード線を通して高周波信号を送るための出力部と、該加速度計の負リード線において信号を検出するための入力部とを含む。検出信号が正リード線を通して送った高周波信号と実質的に同じである場合には、加速度計の健全性が検証される。

さらに別の態様では、タービンエンジンを提供し、本タービンエンジンは、ロータと、ロータのアンバランスを監視する加速度計と、加速度計の作動を検証するチャージコンバータとを含む。チャージコンバータは、加速度計を通して高周波信号を送ること及び該加速度計から放出された信号を検出することによって、加速度計の健全性を検証する。検出信号が正リード線を通して送った高周波信号と実質的に同じである場合には、加速度計信号チェーンの健全性が検証される。

加速度計の作動を検証するために使用することができるチャージコンバータを提供する。コンバータは、高周波信号を発生する信号源を含み、この高周波信号は、加速度計を通して送られる。加速度計の負リード線において検出した信号がその高周波信号と実質的に同じである場合には、加速度計の健全性が検証される。コンバータは、加速度計を通して高周波信号を連続的に送ることによって、加速度計の断続的故障を該加速度計の継続的故障と区別する。この例示的な実施形態では、コンバータは、タービンエンジンのロータアンバランスを監視する加速度計の作動を検証し、従ってコンバータは、タービンエンジンの運転周波数とは異なる周波数を有する信号を送らなければならない。さらに、この例示的な実施形態では、コンバータは、タービンエンジンを運転させるのに先立って、加速度計を通して高周波信号を送る。

留意すべきは、タービンエンジンに関して本発明を説明しているが、本発明はタービンエンジンで使用することのみに限定されるものではないことを当業者は理解されたい。むしろ、本発明は、加速度計によって監視されるあらゆるシステムに用いることができる。さらに、本明細書では、本発明は加速度計の作動を検証することに関してのみ説明している。しかしながら、当業者には分かるように、本発明は、加速度計、加速度計ハーネス及び／又は加速度計の信号チェーンの作動を検証するために使用される。さらに、当業者には分かるように、本発明は、あらゆる装置の作動を検証するために使用することができる。

図１は、タービンエンジン（図示せず）で用いることができる例示的な加速度計１００の概略図である。この例示的な実施形態では、加速度計１００は、測定装置１０２、正リード線１０４及び負リード線１０６を含む。測定装置１０２は、正リード線１０４及び負リード線１０６に電気的に結合された圧電素子１０８を含む。加速度計１００は、エンジン内のロータアンバランスを検出するようにタービンエンジン内部に配置可能である。具体的には、この例示的な実施形態では、測定装置１０２は、タービンエンジンのロータ（図示せず）に結合されて、圧電素子１０８がロータアンバランスを検出することを可能にする。

作動時に、電気信号は、正リード線１０４を通して圧電素子１０８に送られる。加速度計１００は、電気信号に基づいてロータのバランスを判定し、かつ負リード線１０６を通して得られた広帯域信号を送る。得られた広帯域信号のスペクトルは、ロータのバランスを示し、従って、そのようなスペクトルは、ロータアンバランスを検出するために監視される。

図２は、加速度計１００（図１に示す）のような加速度計の作動を検証するために使用することができる例示的なチャージコンバータ２００の概略図である。この例示的な実施形態では、チャージコンバータ２００は、信号源２０２、出力部２０４、入力部２０６及び監視装置２０８を含む。出力部２０４は、加速度計の正リード線１０４に電気的に結合するように構成され、また入力部２０６は、加速度計の負リード線１０６に電気的に結合するように構成される。この例示的な実施形態では、監視装置２０８は、入力部２０６に電気的に結合される。使用時に、信号源２０２は、以下により詳細に説明するように、出力部２０４から加速度計１００を通してかつ入力部２０６を通して高周波信号を送って、監視装置２０８において加速度計１００の健全性を検証する。

図３は、チャージコンバータ２００（図２に示す）のようなチャージコンバータを使用して加速度計１００（図１に示す）のような加速度計の作動を検証するための例示的な方法３００のフローチャートである。この例示的な実施形態では、チャージコンバータ２００は、加速度計の正リード線１０４を通して公知の周波数を有する信号を送る３０２。具体的には、信号は、出力部２０４（図２に示す）から正リード線１０４に送られる。この例示的な実施形態では、信号は、高周波数を有する。それに代えて、信号は、タービンエンジン（図示せず）の運転周波数とは異なりかつ本明細書で説明するようにチャージコンバータ２００を機能させることを可能にするあらゆる周波数を有することができる。

この例示的な実施形態では、信号は、監視装置２０８（図２に示す）に送られるのに先立って圧電素子１０８（図１に示す）を通して送られる。具体的には、この例示的な実施形態では、信号は、負リード線１０６（図１に示す）及び入力部２０６（図２に示す）を介して監視装置２０８に送られる。従って、監視装置２０８において受信した信号は、検出され３０４かつ監視される３０６。信号を監視すること３０６によって、監視装置２０８は、加速度計１００が適切に機能していることを検証することができる。具体的には、負リード線１０６において検出した３０４信号が、正リード線１０４内に送った信号と実質的に同じである場合には、加速度計１００の作動が検証される。信号を連続的に監視すること３０６によって、監視装置２０８は、加速度計１００に問題があるかをどうか正確に判定すること３０８ができる。より具体的には、監視装置２０８は、加速度計１００の断続的故障を該加速度計１００の継続的故障と区別すること３１０ができる。加えて、本方法３００は、加速度計１００を励起するのにエンジン回転及び／又はロータアンバランスを必要としないので、加速度計１００の健全性は、タービンエンジンの運転に先立って検証することができる。

１つの実施形態では、加速度計の作動を検証する方法を提供する。本方法は、加速度計の正リード線を通して高周波信号を送るステップと、加速度計の負リード線において信号を検出するステップとを含む。検出信号が、その高周波信号と実質的に同じである場合には、加速度計の健全性が検証される。１つの実施形態では、高周波信号は、加速度計の圧電素子を通して送られる。１つの実施形態では、本方法はまた、加速度計の断続的故障を該加速度計の継続的故障と区別することを可能にする。別の実施形態では、本方法は、加速度計の正リード線を通して高周波信号を連続的に送るステップを含む。さらに別の実施形態では、本方法は、加速度計が監視する機械の運転周波数とは異なる周波数を有する信号を送るステップを含む。１つの実施形態では、高周波信号は、機械を始動させるのに先立って加速度計を通して送られる。この例示的な実施形態では、本方法はまた、タービンエンジンのロータアンバランスを監視する加速度計の作動を検証するステップを含む。

上記の装置及び方法は、タービンエンジン内のロータアンバランスを監視するために用いる加速度計の作動を検証するのを可能にする。具体的には、上記の装置及び方法は、加速度計の断続的故障を該加速度の継続的故障と正確に区別することを可能にする。さらに、上記の装置及び方法は、タービンエンジンの運転を始動するのに先立って加速度計の健全性を検証するのを可能にする。従って、加速度計の検査、保守及び交換に関連する時間及び／又は費用を低減することが可能になる。

本明細書で使用する場合に、数詞の付いていない表現の要素又はステップは、そうでないことを明確に示していない限り、複数のそれら要素又はステップを除外するものではないことを理解されたい。さらに、本発明の「１つの実施形態」という表現は、同様に記載の特徴を組み入れた付加的な実施形態の存在を除外すると解釈されることを意図していない。

以上、加速度計の作動を検証するためのシステム及び方法の例示的な実施形態を詳細に説明している。例示した本システム及び方法は、本明細書に記載した特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、本システムの構成要素は、本明細書に記載したその他の構成要素から独立してかつ別個に利用することができる。さらに、本方法に記載したステップは、本明細書に記載したその他のステップから独立してかつ別個に利用することができる。

様々な特定の実施形態に関して本発明を説明してきたが、本発明は、特許請求の範囲の技術思想及び技術的範囲内の変更で実施することができることが分かるであろう。

タービンエンジンで用いることができる例示的な加速度計の概略図。 図１に示す加速度計の作動を検証するために使用することができる例示的なチャージコンバータの概略図。 図２に示すチャージコンバータを使用しながら図１に示す加速度計の健全性を検証する例示的な方法を示すフローチャート。

符号の説明

１００ 加速度計
１０２ 測定装置
１０４ 正リード線
１０６ 負リード線
１０８ 圧電素子
２００ チャージコンバータ
２０２ 信号源
２０４ 出力部
２０６ 入力部
２０８ 監視装置

Claims (10)

1. 加速度計（１００）の作動を検証するのに使用するチャージコンバータ（２００）であって、
   高周波信号を発生するための信号源（２０２）と、
   前記加速度計の正リード線（１０４）を通して前記高周波信号を送るための出力部（２０４）と、
   前記加速度計の負リード線（１０６）において信号を検出するための入力部（２０６）と、を含み、
   前記検出信号が前記正リード線を通して送った前記高周波信号と実質的に同じである場合には、前記加速度計の健全性が検証される、
   コンバータ（２００）。
2. 前記出力部が、圧電素子（１０８）を通して前記高周波信号を送る、請求項１記載のコンバータ（２００）。
3. 前記入力部（２０６）が、前記加速度計（１００）の断続的故障を該加速度計の継続的故障と区別する、請求項１又は２記載のコンバータ（２００）。
4. 前記出力部（２０４）が、前記加速度計（１００）の正リード線（１０４）を通して前記高周波信号を連続的に送る、請求項１乃至３のいずれか1項に記載のコンバータ（２００）。
5. 前記出力部が、前記加速度計（１００）が監視する機械の運転周波数とは異なる周波数を有する信号を送る、請求項１乃至４のいずれか1項に記載のコンバータ（２００）。
6. 前記出力部が、前記加速度計が監視する機械を運転するのに先立って、該加速度計（１００）を通して前記高周波信号を送る、請求項１乃至５のいずれか1項に記載のコンバータ（２００）。
7. 該コンバータが、タービンエンジン内のロータアンバランスを検出するために用いる加速度計の作動を検証する、請求項１乃至６のいずれか1項に記載のコンバータ（２００）。
8. ロータと、
   前記ロータのアンバランスを監視する加速度計（１００）と、
   前記加速度計の作動を検証するチャージコンバータ（２００）と、を含み、
   前記チャージコンバータが、前記加速度計を通して高周波信号を送ること及び該加速度計から放出された信号を検出することによって、該加速度計の作動を検証し、前記検出信号が正リード線（１０４）を通して送った前記高周波信号と実質的に同じである場合には、加速度計信号チェーンの健全性が検証される、
   タービンエンジン。
9. 前記チャージコンバータ（２００）が、圧電素子（１０８）を通して前記高周波信号を送ることによって、前記加速度計（１００）の健全性をさらに検証する、請求項８記載のタービンエンジン。
10. 前記チャージコンバータ（２００）が、前記加速度計（１００）の断続的故障を該加速度計の継続的故障と区別することによって、該加速度計（１００）の健全性をさらに検証する、請求項８又は９に記載のタービンエンジン。

Images