JP6072430B2 - 厚さが変動する回転するブレードの位置を測定するシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
C=ΕrΕ0A/d (1)
ここで、
C=静電容量
Εr=電極間の誘電体(すなわち空気)の比誘電率
Ε0=自由空間の誘電率
A=電極が重なる面積
d=電極間隔
Εr、Ε0およびAはAは一定と仮定すると、Cはdと逆比例の関係である。
(1) V120=F120(クリアランス120,軸方向位置120)
(2) V140=F140(クリアランス140,軸方向位置140)
(ここで、F120およびF140は関数(すなわち較正曲線で表わされる関数)である)
(3a) 仮定:クリアランス120=クリアランス140=クリアランス
(4a) 事実:軸方向位置120=軸方向位置140−(δ)
従って、
(5a) V120=F120(クリアランス,軸方向位置140−(δ))
(6a) V140=F140(クリアランス,軸方向位置140)
また、
V120、V140、F120、F140およびδが与えられると、ステップ(5a)および(6a)を、クリアランスおよび軸方向位置140について解くことができる。
(3b) 仮定:クリアランス120=クリアランス140−(δ)
(4b) 事実:軸方向位置120=軸方向位置140=軸方向位置
(5b) V120=F120(クリアランス140−(δ),軸方向位置)
(6b) V140=F140(クリアランス140,軸方向位置)
V120、V140、F120、F140および(δ)が与えられると、ステップ(5b)および(6b)を、クリアランス140および軸方向位置について解くことができる。
なお、好ましい構成態様として、本発明を次のように構成することもできる。
1. 回転可能なブレードに対して複数の位置でセンサを位置決めるステップと、
前記複数の位置のそれぞれにおいて、前記センサから前記回転可能なブレードの特性を表すブレード通過信号を生成するステップと、
前記複数の位置のそれぞれにおいて前記ブレード通過信号の特性を前記回転可能なブレードの前記特性と関連付けるステップと、
関連付けられた前記特性をメモリ内にセンサ較正データとして格納するステップと、を有する、
センサを較正する方法。
2. 前記回転可能なブレードの前記特性が、前記センサに対する前記回転可能なブレードの軸方向位置、複数の前記回転可能なブレードの厚さ、および前記センサと前記回転可能なブレードの間の半径方向クリアランスのうち少なくとも1つである、上記1に記載の方法。
3. 前記ブレード通過信号の前記特性が、パルス高およびパルス幅のうち少なくとも1つである、上記2に記載の方法。
4. 前記複数の位置での前記センサの前記位置決めのステップが、前記回転可能なブレードに対する複数の軸方向位置での前記センサの位置決めを含む、上記1に記載の方法。
5. 前記複数の位置での前記センサの前記位置決めのステップが、前記センサから複数の半径方向距離における前記センサの位置決めを含む、上記1に記載の方法。
6. 前記複数の位置での前記センサの前記位置決めのステップが、前記センサと前記回転可能なブレードの間の半径方向クリアランスの測定を含む、上記1に記載の方法。
7. 前記複数の位置での前記センサの前記位置決めのステップが、前記センサと前記回転可能なブレードの間の軸方向オフセットの測定を含む、上記1に記載の方法。
8. 前記センサの前記位置決めのステップが、距離δで互いからずらされた第1および第2のセンサの位置決めを含み、前記複数のセンサのそれぞれは複数の回転するブレードの特性を表す前記ブレード通過信号を生成し、前記複数の位置のそれぞれにおいて前記ブレード通過信号の前記特性を前記回転可能なブレードの特性と関連付けるステップが、
前記第1のセンサからの前記ブレード通過信号、前記第2のセンサからの前記ブレード通過信号、および距離δの関連付け、および、関連付けられたデータのメモリ内への格納を含む、上記1に記載の方法。
9. 前記センサの前記位置決めのステップが、前記センサ、前記回転可能なブレード、およびそこの間に形成されるガス間隙が、平行板キャパシタを形成するような前記センサの位置決めを含む、上記1に記載の方法。
10. 前記センサが、容量センサ、渦電流センサ、レーザセンサおよびレーダセンサからなるリストから選択される、上記1に記載の方法。
11. 前記センサの前記位置決めのステップがタービン筐体内の前記センサの位置決めを含み、かつ前記回転可能なブレードが複数の回転可能タービンブレードを有する、上記1に記載の方法。
12. 筐体と関連したセンサを使用して、複数の回転するブレードを表すブレード通過信号を生成するステップと、
前記ブレード通過信号のパルス幅を測定するステップと、
ブレード速度を測定するステップと、
測定された前記ブレード通過信号の前記パルス幅および測定された前記ブレード速度を用いて、前記複数の回転するブレードの厚さを測定するステップと、
格納された較正データおよび測定された前記ブレード通過信号のパルス高とともに前記ブレードの厚さを用いて、前記複数の回転するブレードと前記筐体の間のクリアランスを得るステップと、を含む、
センサと複数の回転するブレードの間の半径方向クリアランスを監視する方法。
13. 前記格納された較正データが、前記センサに対する前記複数の回転するブレードの複数の軸方向位置において、前記センサと前記複数の回転するブレードの間の前記半径方向クリアランスを表すデータを有する、上記12に記載の方法。
14. 前記センサ、回転可能なブレード、およびそこの間に形成されるガス間隙が、平行板キャパシタを有する、上記12に記載の方法。
15. 前記センサが、容量センサ、渦電流センサ、レーザセンサおよびレーダセンサからなるリストから選択される、上記12に記載の方法。
16. 前記センサがタービン筐体内に位置決められ、かつ前記複数の回転するブレードが複数の回転するタービンブレードを有する、上記12に記載の方法。
17. 筐体に関連した第1および第2のセンサを使用して、複数の回転するブレードを表す第1および第2のブレード通過信号出力を生成するステップと、
前記第1および第2のブレード通過信号出力を格納された較正データと比較して、前記格納された較正データは、それぞれの前記センサに対する前記複数の回転するブレードの既知の軸方向位置を、前記筐体と前記複数の回転するブレードの間の既知のクリアランスと関連付ける複数の較正曲線を有し、近接した前記較正曲線の間の差は前記第1および第2のセンサの間の既知の距離(デルタ)に等しいステップと、
前記第1および第2のブレード通過信号出力、前記格納された較正データおよび前記既知のデルタを用いて、前記複数の回転するブレードと前記筐体の間の、前記第1および第2のセンサのそれぞれに同一の共通のクリアランスを測定するステップと、を有する、
センサと複数の回転するブレードの間の半径方向クリアランスを監視する方法。
18. 前記第1および第2のセンサ、回転可能なブレード、およびそこの間に形成されるそれぞれのガス間隙が、平行板キャパシタを有する、上記17に記載の方法。
19. 前記第1および第2のセンサが、容量センサ、渦電流センサ、レーザセンサおよびレーダセンサからなるリストから選択される、上記17に記載の方法。
20. 前記第1および第2のセンサがタービン筐体内に位置決められ、かつ前記複数の回転するブレードが複数の回転するタービンブレードを有する、上記17に記載の方法。
Claims (5)
- 筐体と関連したセンサを使用して、複数の回転するブレードを表すブレード通過信号を生成するステップと、
前記ブレード通過信号のパルス幅を測定するステップと、
ブレード速度を測定するステップと、
測定された前記ブレード通過信号の前記パルス幅および測定された前記ブレード速度を用いて、前記複数の回転するブレードの厚さを測定するステップと、
格納された較正データおよび測定された前記ブレード通過信号のパルス高とともに前記ブレードの厚さを用いて、前記複数の回転するブレードと前記筐体の間のクリアランスを得るステップと、を含む、
センサと複数の回転するブレードの間の半径方向クリアランスを監視する方法。 - 前記格納された較正データが、前記センサに対する前記複数の回転するブレードの複数の軸方向位置において、前記センサと前記複数の回転するブレードの間の前記半径方向クリアランスを表すデータを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記センサ、回転可能なブレード、およびそこの間に形成されるガス間隙が、平行板キャパシタを有する、請求項1に記載の方法。
- 前記センサが、容量センサ、渦電流センサ、レーザセンサおよびレーダセンサからなるリストから選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記センサがタービン筐体内に位置決められ、かつ前記複数の回転するブレードが複数の回転するタービンブレードを有する、請求項1に記載の方法。
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