JP6334130B2

JP6334130B2 - ブレードの健康状態を監視するための方法およびシステム

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Publication number: JP6334130B2
Application number: JP2013222854A
Authority: JP
Inventors: ラフル・スリニヴァス・プラブ; マハラクシュミ・シュンムガム・バラスブラマニアム; アジェイ・クマール・ベヘラ; アニンダ・バッタチャーヤ; ヴェンカテッシュ・ラジャゴパラン; プラシャンス・ディソウーザ; ヴィヴェック・ベヌゴパル・バダミ
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2012-10-31
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2033-10-28
Also published as: US20140119889A1; US9250153B2; EP2728331A1; EP2728331B1; JP2014092542A

Description

本発明の実施形態は一般に、ブレードまたはエーロフォイルの予測の分野に関し、より詳細にはブレードの健康状態を判定するための方法およびシステムに関する。

ロータブレードまたはエーロフォイルは、例えば軸流圧縮機、タービン、エンジン、ターボ機械などのいくつかの装置において使用される。軸流圧縮機は、一連の段を有し、各々の段が、一列のロータブレードまたはエーロフォイルを備え、その後に静止ブレードまたは静止エーロフォイルの列が続いている。よって各々の段は、一組のロータブレードまたはエーロフォイルと、静止エーロフォイルとを備えている。軸流圧縮機では、ロータブレードは、入り口を介して軸流圧縮機に進入する流体の運動エネルギーを増大させる。さらに、静止ブレードは一般に、増大した流体の運動エネルギーを拡散することによって静圧に変換する。よってロータブレードおよび静止ブレードは、流体の圧力を増大させる重要な役割を果たしている。

さらにロータブレードまたはエーロフォイルおよび静止エーロフォイルは、エーロフォイルを含む軸流圧縮機の用途が広範かつ様々であることに起因して極めて重要である。軸流圧縮機は、例えばいくつかの装置において使用される場合があり、これらの装置は、例えば陸上ガスタービン、ジェットエンジン、高速船のエンジン、小規模発電所などである。これに加えて、軸流圧縮機は、他の用途で使用される場合もあり、例えば大規模な空気分離施設、高炉送風、流体触媒によるクラッキング送風、プロパン脱水素などである。

ブレードまたはエーロフォイルは、例えばエーロフォイルの健康状態に悪影響を与える高速、流体荷重および温度などの極端かつ可変の作動状況において長時間作動する。極端かつ可変の状況の他に、特定の他の要因がエーロフォイルの疲労およびストレスにつながる。このような要因は、例えば遠心力、流体力、一時的な事象における熱荷重、回転失速などの非同期の振動、および同期する共鳴振動による繰り返し荷重などを含む可能性がある。このような要因の影響が長引くことにより、例えばエーロフォイルの先端の損失やたわみにつながる。

したがってエーロフォイルの健康状態をリアルタイムで予測することができるシステムおよび方法を開発することが大いに望まれる。より具体的には、クラックや破損をリアルタイムで予測することができるシステムおよび方法を開発することが望まれる。

米国特許出願公開第２０１２／００６９３５５号明細書

システムが開示されている。システムは、ブレード通過信号（ＢＰＳ）に基づいて複数のブレードに対応する予備電圧を判定し、この予備電圧を１つまたは複数の作動パラメータの作用に対して標準化（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅ：正規化）することによって複数の間隔値を生成する処理サブシステム含んでおり、この複数の間隔値は複数のブレードの間隔を表している。

方法が開示されている。方法は、ブレード通過信号（ＢＰＳ）に基づいて複数のブレードに対応する予備電圧を判定するステップと、この予備電圧を１つまたは複数の作動パラメータの作用に対して標準化することによって複数の間隔値を生成するステップとを含み、この複数の間隔値は、複数のブレードの間隔を表している。

本発明の上記のおよび他の特徴、態様および利点は、以下の詳細な記載を添付の図面を参照して読むことで、より適切に理解され、この図面では同様の文字は図面を通して同様の部分を表している。

本発明の技術の例示的な態様による、複数のブレードの健康状態を判定するためのシステムの線図である。本発明の技術の態様による、実験用のブレードの通過信号のグラフ式の図である。本発明の技術の態様による、ブレードの間隔を判定するための例示的な方法を示すフローチャートである。本発明の技術の態様による、予備電圧を判定するための例示的な方法を示すフローチャートである。本発明の技術の態様による、ブレード通過信号に対応する上昇指数値および下降指数値の判定を記載するために示されるブレード通過信号のグラフ式の図である。本発明の技術の態様による、あるブレードに対応する間隔値を判定するための例示的な方法を示すフローチャートである。本発明の技術の特定の態様による、事前設定された規則の特定の実施形態を記載するために示されたブレード通過信号７０２の例示的なグラフ式の図である。本発明の技術の特定の態様による、事前設定された規則の特定の実施形態を記載するために示されたブレード通過信号７０４の例示的なグラフ式の図である。本発明の技術の特定の態様による、事前設定された規則の特定の実施形態を記載するために示されたブレード通過信号７０６の例示的なグラフ式の図である。

本発明を、限られた数の実施形態のみに関連して詳細に記載してきたが、本発明はこのような開示される実施形態に限定されるものではないことを容易に理解すべきである。むしろ本発明は、これまで記載されていないが、本発明の精神および範囲に見合った任意の数の変形形態、代替形態、代用形態または等価な構成を組み込むように修正することができる。これに加えて、本発明の種々の実施形態を記載してきたが、本発明の態様は、記載される実施形態の一部のみを含むことができるものと理解すべきではない。したがって本発明は、前述の記載によって制限されるものと理解すべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ制限されるものである。

用語「間隔」は、２つの対象物の間の距離または空間を指すことができる。典型的には、圧縮機は、ケーシングによって覆われた複数のブレードを含む。ブレードと、ケーシングまたはケーシング内に配置されたセンサとの間の半径方向の距離が一般に、ブレードの間隔と呼ばれる。これに加えて、用語「間隔」はまた、ブレードの先端と、ケーシングの内側表面の間の半径方向の距離を指すのに使用される場合もある。間隔は、ブレードの健康状態の判定、および圧縮機の損傷を防止するのに使用されてよい。例えばブレードＡの間隔の拡大は、ブレードＡにおける屈曲、先端の損失またはクラックが原因となり得る。同様にブレードＡの間隔の縮小は、ブレードＡの再取付けが原因となり得る。これに加えて、ブレードＡの間隔の縮小は、ブレードＡの衝突につながる可能性があることに留意されたい。ブレードＡの衝突は、ブレードＡにクラックが生じる、あるいはブレードＡを含む圧縮機またはタービンエンジンにその他の損傷を与える可能性がある。したがってリアルタイムの間隔の判断および監視が必要である。以下で詳細に考察されるように、本システムおよび方法の実施形態は、例えばタービンブレードとケーシングの間の間隔など２つの対象物の間の間隔をリアルタイムで判断および監視する。さらに本システムおよび方法の実施形態は、ブレードの健康状態をリアルタイムで監視する。

以下で詳細に考察するように、本発明の技術の実施形態は、例えば蒸気タービン、ガスタービン、軸流圧縮機などの種々のシステムにおける２つの対象物の間の間隔を判定する。図１は、複数のブレード１２の健康状態を判定するためのシステム１０の線図である。システム１０は、装置１４と、健康状態監視サブシステム１６とを含む。装置１４は例えば、タービンエンジン、圧縮機、タービンなどであってよい。目下のところ企図される構成において、システム１０は、装置１４の一部を含むように示されている。目下のところ企図される構成において、装置１４はタービンエンジンであり、装置１４の一部は圧縮機である。

図１に示されるように、健康状態監視サブシステム１６は、圧縮機１４と作動式に通信している。健康状態監視サブシステム１６は例えば、処理サブシステム、コンピュータデバイスなどであってよい。一実施形態において、健康状態監視サブシステム１６は、装置１４の近傍に配置されてよい。別の実施形態において、健康状態監視サブシステム１６が、クラウドに配置される場合もある。さらに別の実施形態において、健康状態監視サブシステム１６が、装置１４の位置に対して離れた位置に配置される場合もある。

圧縮機１４は、ケーシング１８によって覆われる複数のブレード１２を含む。図示の実施形態において、システム１０は、健康状態監視サブシステム１６に作動式に結合された複数のセンサ２０、２２を含む。一実施形態において、センサ２０、２２は、電磁センサまたは渦電流センサである。センサ２０、２２は、例えば電磁センサ、容量センサ、渦電流センサなどであってよい。作動中、センサ２０、２２は、ブレード１２の中の１つのブレードが、センサ２０、２２の下を通過する際、ブレード通過信号（ＢＰＳ）２４、２６を生成する。詳細には、センサ２０はＢＰＳ２４を生成し、センサ２２はＢＰＳ２６を生成する。センサ２０、２２の下を通過するブレードは例えば、ブレード１２のロータ２５が回転する総時間をロータ２５内の全ての数のブレード１２で割ることによって特定することができる。

一実施形態において、センサ２０、２２が磁気センサの場合、センサ２０、２２はそれぞれ、１つのコイルによって囲まれた磁気コアを含むことができる。例えば、センサ２０がコイルＣ（図示せず）によって囲まれた磁気コアＭ（図示せず）を含む場合、磁気コアＭは、コイルＣ内に安置される。磁気コアＭは、磁束領域を生成する。デバイス１０の作動中、ブレード１２の中に１つのブレードが、磁気コアＭによって生成された磁束領域に接近する際、ブレード１２中のこのブレードが、ブレードとケーシング１８の間の距離／空間の導磁性を変化させる。ブレードが、磁束領域を切断することによって磁束領域を妨害する際、一定の電圧がセンサ２０内のコイルＣに誘発される。その結果、センサ２０は、コイルＣ内に誘発された電圧を表す信号２４を生成する。したがって一実施形態において、センサ２０、２２が磁気センサの場合、センサ２０、２２は、センサ２０、２２のそれぞれのコイル内に誘発された電圧を表すＢＰＳ信号２４、２６を生成する。例示のＢＰＳは、図２を参照して詳細に記載されている。

システム１０はさらに、オンサイト監視装置２８を含む。オンサイト監視装置２８は、装置１４および健康状態監視サブシステム１６と作動式に通信している。オンサイト監視装置２８は、装置１４からデータを受信し、受信したデータに基づいて作動パラメータ３０を生成する。作動パラメータ３０は例えば、装置１４の速度、ＢＰＳ２４、２６を生成するときの装置１４の温度、入り口案内羽根パラメータなどを含む。さらにオンサイト監視装置２８は、この作動パラメータを健康状態監視サブシステム１６に送信する。

これに加えて、図１に示されるように、センサ２０、２２は、ＢＰＳ２４、２６を健康状態監視サブシステム１６に送信する。健康状態監視サブシステム１６は、センサ２０、２２からＢＰＳ２４、２６を受信する。さらに健康状態監視サブシステム１６は、ＢＰＳ２４、２６および１つまたは複数の作動パラメータ３０に基づいて、ブレード１２の健康状態をリアルタイムで判定し監視する。特定の実施形態において、健康状態監視サブシステム１６は、ＢＰＳ２４、２６および１つまたは複数の作動パラメータ３０に基づいてブレード１２の間隔を判定する。

詳細には健康状態監視サブシステム１６は、ＢＰＳ２４、２６に基づいてブレード１２に対応する予備電圧を判定する。さらに健康状態監視サブシステム１６は、予備電圧を１つまたは複数の作動パラメータ３０の作用に対して標準化することによって複数の間隔値を生成する。一実施形態において健康状態監視サブシステム１６は、ブレード１２の間隔をリアルタイムで判定し監視する。これらの間隔値は、ブレード１２の間隔を表していることに留意されたい。ブレード１２の間隔および健康状態の判定は、図３を参照してより詳細に説明されている。

さらに特定の実施形態において、健康状態監視サブシステム１６は、ブレード１２またはセンサ２０、２２における不具合を知らせる１つまたは複数の警告を生成する。健康状態監視サブシステム１６は、予備電圧または間隔値に基づいて警告を生成する。警告の生成は、図３を参照して詳細に説明されている。図１に示されるように、システム１０は、健康状態監視サブシステム１６と作動式に通信している表示装置３２を含む。表示装置３２は、ＢＰＳ２４、２６、間隔値、１つまたは複数の中間工程または値、警告などを表示する。

図２は、本発明の一実施形態により実験的なＢＰＳ２００をグラフ式に表している。ＢＰＳ信号２００は例えば、センサ２０、２２によってそれぞれ生成されたＢＰＳ２４、２６のうちの一方であってよい。容易に理解するために、ＢＰＳ２００は、ＢＰＳ２００がブレードＡに相当し、センサ２０によって生成されることを仮定して説明される。さらに目下のところ企図される構成において、センサ２０は磁気センサである。この実施形態において、センサ２０が磁気センサと仮定される場合、図２に示されるＢＰＳ２００は、センサ２０のそれぞれのコイル（図１を参照）内に誘発された一定の電圧をグラフ式に表している。容易に理解するために、ＢＰＳ２００は、センサ２０を含む装置１４が理想的な状況で作動していることを仮定して説明される。この理想的な状況において、ＢＰＳ２００によって誘発されるノイズは実質的に最小限である。

図２に示されるように、Ｙ軸２０２はセンサ２０によって生成される電圧を表し、Ｘ軸２０４はこの電圧を生成する時間を表している。地点２０６において、ブレードＡの前縁がセンサ２０の磁束を妨害し始め、この妨害が時間と共に大きくなることで電圧が増大することになり、最終的には参照番号２０８によって示されるように最大値に達する。センサ２０は、ブレードＡの前縁がセンサの先端２０の中心に達したとき、最大電圧２０８を生成することに留意されたい。ブレードＡの前縁が、センサ２０の先端を離れたとき、電圧は最大値２０８から降下し始める。さらにブレードＡの後縁がセンサ２０の先端に達したとき、参照番号２１０によって示されるように電圧は最小値に達する。

図３は、本発明の技術の態様によってブレードの間隔を判定するための例示的な方法を示している。ステップ３０２において、複数のブレードに対応するブレード通過信号が生成される。ブレード通過信号は、ブレード１２（図１を参照）に対応してよく、センサ２０、２２（図１を参照）によって生成されてよい。例えばブレード通過信号は、ブレード通過信号（ＢＰＳ）２４、２６であってよい（図１を参照）。ステップ３０４において、ＢＰＳが受信される。ＢＰＳは例えば、健康状態監視サブシステム１６（図１を参照）によって受信されてよい。さらにステップ３０６において、ＢＰＳに基づいてこのブレードに対応する予備電圧３０８を判定することができる。一実施形態において、予備電圧３０８は、ＢＰＳのサブセットに基づいて判定される場合もある。例えば予備電圧は、ブレードを含む装置の定常状態において生成されるＢＰＳのサブセットに基づいて判定することができる。ＢＰＳに基づいた予備電圧３０８の判定は、図４を参照して詳細に説明される。

その後ステップ３１０において、複数の間隔値３１２が判定されてよい。間隔値３１２は、予備電圧３０８を１つまたは複数の作動パラメータ３０９の作用に対して標準化することによって判定されてよい。作動パラメータ３０９は例えば、そのブレードを含む装置の速度、ＢＰＳを生成するときの装置の温度、入り口案内羽根パラメータなどを含む可能性がある。作動パラメータ３０９は例えば、作動パラメータ３０（図１を参照）であってよい。間隔値３１２は、例えばブレード１２（図１を参照）などのブレードの間隔を表していることに留意されたい。一実施形態による間隔値３１２の判定は、図６を参照して詳細に説明されている。

その後ステップ３１４において、複数の事前設定された規則が、間隔値３１２、予備電圧３０８および／またはＢＰＳに適用される。この事前設定された規則は例えば、間隔値３１２または予備電圧３０８を複数の閾値と比較することを含むことができる。一実施形態において事前設定された規則が、ブレード通過信号に適用されることで、例えばセンサ２４、２６などのセンサまたはブレード１２に不具合が生じていることを判定する。事前設定された規則の特定の例が、図７（ａ）、図７（ｂ）および図７（ｃ）を参照して説明されている。ステップ３１８において、ブレード１２などのブレードまたはセンサ２０、２２などのセンサに不具合があるかどうかの判定がなされる。この判定は、事前設定された規則を予備電圧３０８、間隔値３１２および／またはＢＰＳに適用することに基づいて行なわれる。ステップ３１８において、１つまたは複数のブレードまたはセンサに１つまたは複数の不具合があることが判定された場合、その制御がステップ３２０に伝達される。ステップ３２０において、１つまたは複数のブレードにある１つまたは複数の不具合を知らせる警告が生成される。ステップ３２２において、ブレードまたはセンサに１つまたは複数の不具合が生じていないことが判定された場合、その制御はステップ３２２に伝達される。ステップ３２２において、ブレードまたはセンサに不具合が存在しないことが断定される。

図４は、本発明の技術の態様による予備電圧を判定するための例示的な方法を示すフローチャート４００である。詳細には図４は、図３のステップ３０６をより詳細に説明している。予備電圧は例えば、予備電圧３０８（図３を参照）であってよい。容易に理解するために、図４は、ブレード通過信号（ＢＰＳ）４０２に対応する１つの予備電圧４１０の判定を説明している。ＢＰＳ４０２は例えば、ＢＰＳ２４、２６（図１を参照）またはＢＰＳ２００（図２を参照）の一方であってよい。ステップ４０４において、ＢＰＳ４０２に対応する上昇指数値と、下降指数値が判定される。上昇指数値および下降指数値は、ＢＰＳ４０２および指数閾値に基づいて判定される。指数閾値は、回転ギア速度で回転しているブレードの予備電圧に基づいて判定される、あるデバイスに対応する一定の値を指す。上昇指数値および下降指数値は、図５を参照して詳細に説明される。ステップ４０６において、上昇指数値と下降指数値の平均値が判定される。この平均値は、その後ステップ４０８においてブレード通過信号４０２を利用して対応する電圧の値にマップされる。その後ステップ４０８において、対応する電圧の値が予備電圧４１０として断定される。上昇指数値、下降指数値、平均値および予備電圧の判定は、図５を参照して説明される。

ここで図５に注目すると、ブレード通過信号５０２をグラフ式に表したもの５００が示されて、ブレード通過信号５０２に対応する上昇指数値および下降指数値の判定を記載している。ＢＰＳ５０２は例えば、ＢＰＳ２４、２６、２００、４０２（図１、図２および図４を参照）のうちの１つであってよい。詳細には図５は、図４におけるステップ４０４をより詳細に説明している。図５に示されるように、参照番号５０４は、指数閾値を表している。図５に示されるように、指数閾値は、２つの地点５０６、５０８においてブレード通過信号５０２を横切っている。目下のところ企図される構成において、地点５０６の周りに位置する複数の地点が内挿されて上昇指数値を判定する。さらに、地点５０８の周りに位置する複数の地点が内挿されて下降指数値を判定する。さらに参照番号５１０は、上昇指数値と下降指数値の平均値を表している。平均５１０がその後、対応する電圧５１２にマップされて予備電圧５１２を判定する。

図６は、本発明の技術の態様による、あるブレードに対応する間隔値６１２を判定するための例示的な方法を示すフローチャート６００である。詳細には図６は、図３のステップ３１０をより詳細に説明している。間隔値６１２は例えば、間隔値３１２（図３を参照）のうちの１つであってよい。参照番号６０２は、予備電圧を表している。予備電圧６０２は例えば、予備電圧３０８（図３を参照）のうちの１つであってよい。ステップ６０４において、１つまたは複数の作動パラメータ６０６が選択されてよい。一実施形態において作動パラメータ６０６は、ユーザによって選択されてよい。別の実施形態において、作動パラメータ６０６は、いったんユーザによって選択され、その後作動パラメータ６０６はデフォルト値によって使用される場合もある。作動パラメータ６０６は例えば、作動パラメータ３０９（図３を参照）のサブセットであってよい。ステップ６０８において、作動パラメータおよび間隔６１２に対応する１つまたは複数の係数を判定することができる。１つまたは複数の係数は例えば、実験用の間隔値を各々の作動パラメータ６０６に対して変化させ、その一方で残りの作動パラメータ６０６は一定に保つことによって判定することができる。１つまたは複数の係数は、ドメイン知識、前記複数のブレードを含む装置の種類、回帰関数またはそれらの組み合わせに基づいて判定することもできる。

その後ステップ６１０において、予備電圧６０２に対応する間隔値６１２が生成される。間隔値６１２は例えば、１つまたは複数の係数、予備電圧６０２および作動パラメータ６０６を使用する実験式を解くことによって生成することができる。例示的な実験式を式（１）で以下に示す。

この場合ｙは予備電圧であり、ｇａｐはブレードの間隔であり、ｓｐｅｅｄはブレードを含む装置の速度を指す作動パラメータであり、ＣＴＩＭは装置の温度を指す作動パラメータであり、ＤＷＡＴＴは装置の荷重を指す作動パラメータであり、ｂ₀はブレードの間隔に対応する係数であり、ｂ₁およびｂ₂はブレードの速度に対応する係数であり、ｂ₃は装置の温度に対応する係数であり、ｂ₄およびｂ₅は装置の荷重に対応する係数である。この実験式を適用した結果、ブレードに対応する間隔６１２が判定される。

図７ａ、図７ｂおよび図７ｃは、事前設定された規則の特定の実施形態を記載する目的で示されたブレード通過信号７０２、７０４、７０６の例示的なグラフ式の図である。詳細には図７ａ、図７ｂおよび図７ｃは、本発明の技術の一態様による、図３のステップ３１４を参照する事前設定された規則を記載している。一実施形態において、事前設定された規則は、ブレード通過信号、予備電圧または間隔値が所定の閾値を下回り、ゼロ未満になったとき、あるいはブレード通過信号が平らに並んだ様相を呈する場合の状況を含む可能性があり、このときセンサに不具合が生じている。例えば図７ａに示されるように、ブレード通過信号７０２は、閾値７０８を下回りゼロボルト未満である対応する予備電圧を有する。さらに図７（ａ）に示されるように、ＢＰＳ７０２は平らに並んだ様相を呈する。よって、ＢＰＳ７０２を生成したセンサに不具合が生じていることを断定することができる。

さらに例示的な規則が、図７（ｂ）を参照して説明されている。この規則には、あるブレードに対応するブレード通過信号が最小限の時間にわたって切り取られた場合の状況が含まれ、この場合ブレードの先端の損失が生じている可能性がある。図７（ｂ）に示されるように、このブレードに対応するブレード通過信号７０４は、参照番号７１２によって示されるように特定の期間にわたって切り取られている。したがって、ブレードは先端損失の不具合を有する可能性があることを推定することができる。

さらに別の例示的な事前設定された規則は、複数の予備電圧が、所定の期間にわたって閾値を下回った場合の状況を含む場合があり、このときブレードに不具合が生じている。参照番号７１４によって図７（ｃ）に示されるように、複数の予備電圧が、特定の期間にわたって閾値７０８を下回っている。したがってブレードに不具合が生じていることを推定することができる。図７（ａ）、図７（ｂ）および図７（ｃ）を参照して説明した事前設定された規則は、例示的な目的に関するものであることに留意されたい。事前設定された規則の多くの他の実施形態も存在し得ることに留意されたい。

本発明の特定の機能のみを本明細書に例示し記載してきたが、当業者は多くの修正および変更を思い付くであろう。したがって添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲内にあるこのような修正および変更の全てを包含することが意図されていることを理解すべきである。

１０システム
１２ブレード
１４装置
１６健康状態監視サブシステム
２０、２２センサ
２４、２６ブレード通過信号
２５ロータ
２８オンサイト監視装置
３０作動パラメータ
３２表示装置
２００実験的ＢＰＳ
２０２電圧
２０４時間
２０６ブレードの前縁が磁束を妨害し始める地点
２０８電圧の最大値
２１０電圧の最小値
３０２ブレード通過信号（ＢＰＳ）を生成する
３０４ブレード通過信号を受信する
３０６ブレード通過信号に基づいて予備電圧を判定する
３０８予備電圧
３０９作動パラメータ
３１０予備電圧を標準化することによって複数の間隔値を生成する
３１２間隔値
３１４複数の事前設定された規則を間隔値または予備電圧またはＢＰＳに適用する
３１８不具合が生じているか
３２０警告を生成する
３２２不具合が生じていない
４０２ブレード通過信号
４０４指数閾値またはブレード通過信号に基づいて上昇指数値と下降指数値を判定する
４０６上昇指数値と下降指数値の平均値を判定する
４０８ＢＰＳを利用して平均値を対応する電圧の値にマップする
４１０予備電圧
５００ブレード通過信号のグラフ式の図
５０２ブレード通過信号
５０４指数閾値
５０６、５０８ブレード通過信号を横切る地点
５１０平均値
５１２予備電圧
６００あるブレードに対応する間隔値を判定するための方法のフローチャート
６０２予備電圧
６０４作動パラメータを選択する
６０６作動パラメータ
６０８作動パラメータおよび間隔に対応する１つまたは複数の係数を判定する
６１０予備電圧、係数および作動パラメータに特定の実験式を適用することによって間隔値を生成する
７０２、７０４、７０６ブレード通過信号
７０８閾値
７１２ブレード通過信号が切り取られる期間
７１４複数の予備電圧が閾値７０８を下回る期間

Claims

ブレード通過信号（ＢＰＳ）に基づいて複数のブレードに対応する予備電圧を判定し、
前記予備電圧を複数の作動パラメータの作用に対して正規化することによって複数の間隔値を生成し、
前記複数の間隔値に基づいて、前記複数のブレードの健全性を監視する
処理サブシステムを備え、
前記予備電圧の判定は、
指数閾値および前記ブレード通過信号における特定のブレード通過信号に基づいて上昇指数値および下降指数値を判定するステップと、
前記上昇指数値および前記下降指数値に対応する平均時刻を判定するステップと、
前記平均時刻を前記ブレード通過信号に基づいて対応する電圧の値にマップするステップと、
を含み、
前記対応する電圧の値が前記複数の予備電圧における前記予備電圧であり、
前記複数の間隔値が前記複数のブレードの間隔を表し、
前記処理サブシステムがさらに、
前記複数の間隔値に基づいて１つまたは複数の警告を生成し、
前記予備電圧、前記複数の間隔値、前記ブレード通過信号またはそれらの組み合わせに複数の規則を適用することによって前記１つまたは複数の警告を生成する、
システム。
前記処理サブシステムが、前記予備電圧、前記複数の作動パラメータまたはそれらの組み合わせに実験により特定される式を適用することによって前記予備電圧を正規化する、請求項１に記載のシステム。
前記複数のブレードを備える装置と、
前記処理サブシステムと作動式に通信する複数のセンサと、
をさらに備え、
前記複数のセンサが前記ブレード通過信号を生成する、
請求項１に記載のシステム。
前記複数の作動パラメータが、前記装置の速度、前記ブレード通過信号を生成するときの前記装置の温度、入り口案内羽根パラメータ、圧縮機の入り口の温度（ＣＴＩＭ）、荷重（ＤＷＡＴＴ）またはそれらの組み合わせを含む、請求項３に記載のシステム。
前記装置が、圧縮機、軸流圧縮機、タービンまたはタービンエンジンである、請求項４に記載のシステム。
前記１つまたは複数の警告が、前記複数のブレードにおける１つまたは複数の不具合あるいは前記複数のセンサにおける１つまたは複数の不具合を知らせる、請求項１に記載のシステム。
前記複数の作動パラメータを生成するオンサイト監視装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
前記ブレード通過信号、前記予備電圧、前記複数の間隔値、１つまたは複数の中間の工程または値、１つまたは複数の警告、またはそれらの組み合わせを表示する表示装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
複数のブレードを備える圧縮機と、
前記複数のブレードのケーシングを囲むように配置され、ブレード通過信号を生成する複数の磁気センサと、
前記複数の磁気センサと作動式に通信する処置サブシステムと、
を備え、
前記処置サブシステムが、
前記ブレード通過信号（ＢＰＳ）に基づいて前記複数のブレードに対応する予備電圧を判定し、
前記予備電圧を複数の作動パラメータの作用に対して正規化することによって複数の間隔値を生成し、
前記複数の間隔値に基づいて、前記複数のブレードの健全性を監視し、
前記予備電圧の判定は、
指数閾値および前記ブレード通過信号における特定のブレード通過信号に基づいて上昇指数値および下降指数値を判定するステップと、
前記上昇指数値および前記下降指数値に対応する平均時刻を判定するステップと、
前記平均時刻を前記ブレード通過信号に基づいて対応する電圧の値にマップするステップと、
を含み、
前記対応する電圧の値が前記複数の予備電圧における前記予備電圧であり、
前記複数の間隔値が前記複数のブレードの間隔を表し、
前記処理サブシステムがさらに、
前記複数の間隔値に基づいて１つまたは複数の警告を生成し、
前記予備電圧、前記複数の間隔値、前記ブレード通過信号またはそれらの組み合わせに複数の規則を適用することによって前記１つまたは複数の警告を生成する、
タービンエンジンシステム。
ブレード通過信号（ＢＰＳ）に基づいて複数のブレードに対応する予備電圧を判定するステップと、
前記予備電圧を複数の作動パラメータの作用に対して正規化することによって複数の間
隔値を生成するステップと、
前記複数の間隔値に基づいて、前記複数のブレードの健全性を監視するステップと、
を含む方法であって、
前記予備電圧を判定するステップは、
指数閾値および前記ブレード通過信号における特定のブレード通過信号に基づいて上昇指数値および下降指数値を判定するステップと、
前記上昇指数値および前記下降指数値に対応する平均時刻を判定するステップと、
前記平均時刻を前記ブレード通過信号に基づいて対応する電圧の値にマップするステップと、
を含み、
前記対応する電圧の値が前記複数の予備電圧における前記予備電圧であり、
前記複数の間隔値が前記複数のブレードの間隔を表し、
前記方法がさらに、
前記複数の間隔値に基づいて１つまたは複数の警告を生成するステップと、
前記予備電圧、前記複数の間隔値、前記ブレード通過信号またはそれらの組み合わせに複数の規則を適用することによって前記１つまたは複数の警告を生成するステップと、
を含む、
方法。
前記予備電圧を正規化するステップが、前記予備電圧、前記複数の作動パラメータに実験により特定される式を適用することで、前記複数の間隔値を生成するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
前記予備電圧を正規化するステップがさらに、
前記複数の作動パラメータおよび前記複数の間隔値に対応する１つまたは複数の係数を判定するステップと、
前記１つまたは複数の係数、前記複数の作動パラメータおよび前記予備電圧を挿入することによって、前記実験により特定される式を解くステップと、
を含む、請求項１１に記載の方法。
前記１つまたは複数の係数が、ドメイン知識、前記複数のブレードを含む装置の種類、回帰関数またはそれらの組み合わせに基づいて判定される、請求項１２に記載の方法。