專利名稱：用于旋轉(zhuǎn)裝置的傳感器組件和制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本文公開的主題總體上涉及監(jiān)控系統(tǒng)，且更具體而言，涉及用于監(jiān)控裝置的操作的傳感器組件。
背景技術(shù)：
至少一些已知的渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括壓縮機(jī)、聯(lián)接在壓縮機(jī)下游的燃燒器、渦輪以及可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接在壓縮機(jī)與渦輪之間的轉(zhuǎn)子組件。已知的渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)可能在操作期間出現(xiàn)振動或其它性狀。至少一些已知的渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)包括含有一個或更多傳感器的監(jiān)控系統(tǒng)，這些傳感器測量此種性狀并確定例如轉(zhuǎn)子組件中出現(xiàn)的振動量、轉(zhuǎn)子組件的轉(zhuǎn)速和/或渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的任何其它合適的操作特性。至少一些已知的監(jiān)控系統(tǒng)使用渦流(EC)傳感器來檢測旋轉(zhuǎn)的機(jī)械構(gòu)件例如轉(zhuǎn)子組件中的異常和/或缺陷。其它已知的EC檢查裝置用于檢測構(gòu)件表面上的裂紋、爆鳴聲、叮當(dāng)聲、凸起的材料和/或其它表面缺陷，和/或評估構(gòu)件的材料特性，包括構(gòu)件的傳導(dǎo)性和/或密度。已知的渦輪發(fā)動機(jī)系統(tǒng)通常在比較高的溫度下操作。至少一些已知的發(fā)動機(jī)構(gòu)件在可能會損壞已知的EC傳感器并可能導(dǎo)致信號衰減、信號強(qiáng)度減弱和/或信號可靠性下降的高溫下操作。因此，使用EC傳感器來監(jiān)控在比較高的溫度下操作的發(fā)動機(jī)構(gòu)件可能受到限制或者可能并不可行。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，提供了一種傳感器組件。該傳感器組件包括殼體和近程傳感器(或接近傳感器，proximity sensor),其中，殼體包括在殼體內(nèi)限定空腔的內(nèi)表面,而近程傳感器定位在該空腔內(nèi)。近程傳感器包括第一連接器、第二連接器和在第一連接器與第二連接器之間延伸的大致平坦感應(yīng)線圈。感應(yīng)線圈從第一連接器向外延伸，使得第二連接器從第一連接器沿徑向向外延伸。在另一方面，提供了一種用于監(jiān)控裝置的操作的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括用于監(jiān)控該裝置的狀態(tài)的計算裝置，以及聯(lián)接到計算裝置上的傳感器組件。傳感器組件構(gòu)造成感測該裝置的構(gòu)件的位置并生成指示感測到的位置的信號。傳感器組件包括殼體和近程傳感器，其中，殼體包括在殼體內(nèi)限定空腔的內(nèi)表面，而近程傳感器定位在該空腔內(nèi)。近程傳感器包括第一連接器、第二連接器和在第一連接器與第二連接器之間延伸的大致平坦感應(yīng)線圈。感應(yīng)線圈具有從第一連接器向外延伸使得第二連接器從第一連接器沿徑向向外延伸的大致螺旋形狀。在又一方面，提供了一種制造用于監(jiān)控裝置的構(gòu)件的傳感器組件的方法。該方法包括橫越感應(yīng)線圈基底材料的外表面淀積光阻材料。在具有與近程傳感器大致相似形狀的感應(yīng)線圈基底材料上形成光阻圖案，其中，近程傳感器包括第一連接器、第二連接器和在第一連接器與第二連接器之間延伸的大致平坦感應(yīng)線圈。傳感器基底材料經(jīng)蝕刻而形成近程傳感器。


圖I是示范性裝置的示意圖。圖2是可與圖I中所示的裝置結(jié)合使用的示范性傳感器組件的截面圖。圖3是圖2中所示并沿線3-3截取的傳感器組件的局部截面圖。圖4是圖2中所示并沿線4-4截取的傳感器組件的另一局部截面圖。圖5是可用來制造圖2中所示的傳感器組件的示范性方法的流程圖。零件清單10裝置
12監(jiān)控系統(tǒng)14進(jìn)口區(qū)段16壓縮機(jī)區(qū)段18燃燒器區(qū)段20渦輪區(qū)段22排氣區(qū)段24轉(zhuǎn)子組件26驅(qū)動軸28中心軸線30軸承32燃燒器34燃料組件36發(fā)電機(jī)38計算裝置40傳感器組件42近程傳感器44構(gòu)件46處理器48存儲器裝置50顯不器52間隙
54探測器外殼(casing)
56傳感器殼體58側(cè)壁60前端壁62后端壁64外表面66盤形本體
68內(nèi)表面70外表面
472徑向內(nèi)表面74空腔76中心軸線78中心點(diǎn)80第一連接器82第二連接器84感應(yīng)線圈86螺旋形狀88圈90平直桿條(bar)92連接線纜93內(nèi)表面94空腔95開口96第一開口98第二開口100第一連接線纜102第二連接線纜104基底材料200方法202淀積光阻材料204形成光阻圖案206蝕刻傳感器線圈基底材料208形成傳感器線圈基底材料210形成殼體212插入感應(yīng)線圈214形成殼體。
具體實(shí)施例方式本文所述的示范性方法和系統(tǒng)通過提供近程傳感器來克服已知監(jiān)控系統(tǒng)的至少一些缺點(diǎn)，其中，近程傳感器監(jiān)控在高溫環(huán)境和/或低溫環(huán)境中操作的裝置的構(gòu)件。此外，本文所述的近程傳感器包括平坦感應(yīng)線圈，該感應(yīng)線圈具有大致螺旋形狀并且包括基底材料，其中，基底材料包括耐溫材料，舉例來說，例如鈦材料或超合金材料。此外，通過設(shè)置包括平坦感應(yīng)線圈的近程傳感器，可利用光刻或激光切割來制造該感應(yīng)線圈。通過設(shè)置監(jiān)控高溫構(gòu)件和低溫構(gòu)件的近程傳感器，本文所述的監(jiān)控系統(tǒng)有利于增加可被監(jiān)控的發(fā)動機(jī)構(gòu)件的數(shù)量。此外，通過設(shè)置可利用光刻和/或激光切割來制造的平坦感應(yīng)線圈，可以優(yōu)化該感應(yīng)線圈的幾何形狀以改善線圈電氣特性，從而維持最小電阻以及低的繞組間容量(interwinding capacitance)。由此,改善了感應(yīng)線圈的線性范圍和近程性能。圖I是示范性裝置10的示意圖。圖2是可與裝置10結(jié)合使用的示范性監(jiān)控系統(tǒng)12的框圖。在示范性實(shí)施例中，裝置10是通常在比較高的操作溫度下操作的渦輪發(fā)動機(jī)。然而，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言并且在本文的教導(dǎo)引導(dǎo)下應(yīng)該明顯的是，在此描述的本發(fā)明可同樣在任何合適的裝置中實(shí)施且不限于僅在渦輪發(fā)動機(jī)中實(shí)施。例如，裝置10可以是制冷系統(tǒng)，舉例來說，例如在比較低的操作溫度下操作的低溫系統(tǒng)。因此，如本文所述和示出的渦輪發(fā)動機(jī)10僅出于說明的目的而并非意圖在任何方面限制本文描述的設(shè)備和/或方法。在一個實(shí)施例中，潤輪發(fā)動機(jī)10可以是由通用電氣公司(Schenectady, N. Y.)提供的9FA渦輪機(jī)或類似裝置。在示范性實(shí)施例中，渦輪發(fā)動機(jī)10包括進(jìn)口區(qū)段14、聯(lián)接在進(jìn)口區(qū)段14下游的壓縮機(jī)區(qū)段16、聯(lián)接在壓縮機(jī)區(qū)段16下游的燃燒器區(qū)段18、聯(lián)接在燃燒器區(qū)段18下游的渦輪區(qū)段20，以及排氣區(qū)段22。轉(zhuǎn)子組件24聯(lián)接到渦輪區(qū)段20和壓縮機(jī)區(qū)段16上并且包括沿中心軸線28在渦輪區(qū)段20與壓縮機(jī)區(qū)段16之間延伸的驅(qū)動軸26。此外，轉(zhuǎn)子組件24還包括用于支承驅(qū)動軸26的至少一個支承元件，例如至少一個軸承30。燃燒器區(qū)段18包括多個燃燒器32。燃燒器區(qū)段18聯(lián)接到壓縮機(jī)段16上使得每個燃燒器32均與壓縮機(jī)區(qū)段16成流動連通。燃料組件34聯(lián)接至各燃燒器32以向燃燒器32提供燃料流。渦輪區(qū)段20可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至壓縮機(jī)區(qū)段16并利用驅(qū)動軸26聯(lián)接至發(fā)電機(jī)36以在渦輪發(fā)動機(jī)10的操作期間提供電能。發(fā)電機(jī)36聯(lián)接至電源，舉例來說，例如電力電網(wǎng)(未示出)，以便向公用電網(wǎng)分配電力。在示范性實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)12包括聯(lián)接到多個傳感器組件40上的計算裝置38。各傳感器組件40檢測相對于渦輪發(fā)動機(jī)10的操作和環(huán)境狀態(tài)的各種操作參數(shù)。傳感器組件40可包括但不限于僅包括振動傳感器、位置傳感器、溫度傳感器、加速度傳感器、流體壓力傳感器、動力負(fù)載傳感器和/或感測關(guān)于渦輪發(fā)動機(jī)10的操作的各種參數(shù)的任何其它傳感器。如本文所用，用語“參數(shù)”是指其值可用來定義渦輪發(fā)動機(jī)10的操作和環(huán)境狀態(tài)的物理特性，例如構(gòu)件的相對位置、振動、溫度、流體壓力、電力載荷、轉(zhuǎn)速，以及在規(guī)定位置的流體流量。在示范性實(shí)施例中，監(jiān)控系統(tǒng)12包括形式為近程傳感器42的至少一個傳感器組件40。近程傳感器42定位成鄰近渦輪發(fā)動機(jī)10的構(gòu)件44，舉例來說，例如壓縮機(jī)區(qū)段16、渦輪區(qū)段20、驅(qū)動軸26和/或軸承30，以在構(gòu)件44旋轉(zhuǎn)時感測該構(gòu)件的振動和/或相對位置。近程傳感器42聯(lián)接到計算裝置38上并且構(gòu)造成感測構(gòu)件44相對于近程傳感器42的位置以及構(gòu)造成將感測到的位置傳輸?shù)接嬎阊b置38。計算裝置38包括處理器46和存儲器裝置48。處理器46與近程傳感器42通信聯(lián)接，并且包括任何合適的可編程電路，該可編程電路可包括一個或更多系統(tǒng)和微控制器、微處理器、精簡指令集電路(RISC)、專用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)以及能夠執(zhí)行本文所述功能的任何其它電路。本文所述的方法可編碼為在非臨時性計算機(jī)可讀媒介(包括但不限于存儲裝置和/或存儲器裝置)中體現(xiàn)的可執(zhí)行指令。此類指令在由處理器執(zhí)行時使得處理器至少執(zhí)行本文所述方法的一部分。以上實(shí)例僅是示范性的，且因此并非意圖以任何方式限制用語“處理器”的定義和/或含義。在示范性實(shí)施例中，存儲器裝置48是能夠選擇性地存儲和取回諸如可執(zhí)行指令和/或其它數(shù)據(jù)之類的信息的一個或更多裝置。存儲器裝置48可包括一個或更多計算機(jī)可讀媒介，例如但不限于動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)、靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器(SRAM)、固態(tài)盤和/或硬盤。存儲器裝置48可構(gòu)造成儲存但不限于適合結(jié)合本文所述的方法使用的可執(zhí)行指令和/或任何其它類型的數(shù)據(jù)。計算裝置38還包括用于向用戶顯示圖形表示和/或告示的顯示器50。顯示器50聯(lián)接到處理器46上并且可包括真空熒光顯示器(VFD)和/或一個或更多發(fā)光二極管(LED)。另外或備選地，顯示器50可包括但不限于液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)、等離子顯示器和/或能夠向用戶顯示圖形數(shù)據(jù)和/或文本的任何合適的視頻輸出裝置。在示范性實(shí)施例中，可在顯示器50上向用戶顯示構(gòu)件44的振動、構(gòu)件44的位置和/或任何其它信息。此外，可在顯示器50上向用戶顯示構(gòu)件44的位置和/或振動的圖形表示。在操作期間，進(jìn)口區(qū)段14將空氣引向壓縮機(jī)區(qū)段16。壓縮機(jī)區(qū)段16將進(jìn)入空氣壓縮到較高的壓力和溫度并朝燃燒器區(qū)段18排出壓縮空氣。燃料從燃料組件34引送至各燃燒器32，其中，燃料在燃燒器區(qū)段18中與壓縮空氣相混合并被點(diǎn)燃。燃燒器區(qū)段18將燃燒氣體引送至渦輪區(qū)段20，在其中氣流熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械旋轉(zhuǎn)能以驅(qū)動壓縮機(jī)區(qū)段16和/或發(fā)電機(jī)36。排出氣體離開渦輪區(qū)段20并經(jīng)排氣區(qū)段22流向環(huán)境大氣或例如熱回收系統(tǒng)的使用位置。在示范性實(shí)施例中，近程傳感器42產(chǎn)生渦流以生成指示構(gòu)件44的位置和/或振動的信號。更具體而言，近程傳感器42產(chǎn)生渦流，以生成指示旋轉(zhuǎn)機(jī)械構(gòu)件44之間的間隙52或空間(例如，驅(qū)動軸26與近程傳感器42之間的間隙或空間)的信號。近程傳感器42可連續(xù)地、定期地或者僅一次地和/或使計算裝置38能夠監(jiān)控構(gòu)件44的狀態(tài)的任何其它信號正時地傳輸信號。此外，近程傳感器42可采用模擬形式或數(shù)字形式來傳輸信號。計算裝置38從近程傳感器42接收所生成的信號并至少部分地基于所接收的信號來計算構(gòu)件44的位置和/或振動。此外，計算裝置38將構(gòu)件44的計算出的位置和/或計算出的振動的圖形表示顯示在顯示器50上。此外，如果構(gòu)件44的狀態(tài)落在預(yù)定的閾值以外，則計算裝置38可生成可聽或視覺的警報信號。圖2是示范性傳感器組件40的截面圖。圖3是沿線3-3截取的傳感器組件40的局部截面圖。圖4是大致沿線4-4截取的傳感器組件40的局部截面圖。在示范性實(shí)施例中，傳感器組件40包括探測器外殼54、聯(lián)接到探測器外殼54上的傳感器殼體56，以及定位在傳感器殼體56內(nèi)的近程傳感器42。傳感器殼體56包括在前端壁60與相對的后端壁62之間延伸的側(cè)壁58。后端壁62比前端壁60更靠近探測器外殼54，并且定位成使得傳感器殼體56從探測器外殼54受到支承。在示范性實(shí)施例中，傳感器殼體56還包括具有大致盤形的外表面64。前端壁60和后端壁62均包括在內(nèi)表面68與外表面70之間延伸的盤形本體66。側(cè)壁58包括具有在其中限定空腔74的大致圓筒形狀的徑向內(nèi)表面72?？涨?4在前端壁60與后端壁62之間延伸。內(nèi)表面72在端壁60和62之間沿中心軸線76軸向地延伸。空腔74確定大小和成形為將近程傳感器42接納在其中。在備選實(shí)施例中，殼體56可呈三角形、正方形、矩形、多邊形或使傳感器組件40能夠如本文所述那樣工作的任何合適的形狀。參照圖3和圖4，在示范性實(shí)施例中，三個垂直軸線X、Y和Z延伸穿過近程傳感器42以相對于近程傳感器42限定三維笛卡爾坐標(biāo)系。更具體而言，在示范性實(shí)施例中，Z軸線與近程傳感器42的中心點(diǎn)78大致共軸，并使得X軸線和Y軸線相交而形成X-Y基準(zhǔn)平面。在示范性實(shí)施例中，近程傳感器42包括第一連接器80、第二連接器82和在第一連接器80與第二連接器82之間延伸的感應(yīng)線圈84。感應(yīng)線圈84是大致平坦的并具有大致包含在X-Y基準(zhǔn)平面內(nèi)的大致螺旋形狀86。感應(yīng)線圈84包括從第一連接器80向外延伸使得第二連接器82從第一連接器80沿徑向向外定位的多圈88。在備選實(shí)施例中，感應(yīng)線圈84可包括三角形、正方形、矩形、多邊形或使近程傳感器能夠如本文所述那樣工作的任何合適的形狀。在示范性實(shí)施例中，第一連接器80相對于中心點(diǎn)78定向，并且感應(yīng)線圈84從第一連接器80向外延伸使得第二連接器82定位成沿X軸線與第一連接器80相距第一距離D1,并定位成沿Y軸線與第一連接器80相距第二距離D2。在示范性實(shí)施例中，第二連接器82大致平行于Y軸線定向，并且第一連接器80大致平行于X軸線定向，使得第二連接器82在X-Y基準(zhǔn)平面內(nèi)大致垂直于第一連接器80定向。在備選實(shí)施例中，第二連接器82可傾斜于第一連接器80定向，或者第二連接器82可大致平行于第一連接器80定向。在一個實(shí)施例中，感應(yīng)線圈84定位在殼體空腔74內(nèi)使得第一連接器80相對于中心軸線76定向。備選地，感應(yīng)線圈84可定位在殼體56內(nèi)使得第一連接器80從中心軸線76偏移一距離。感應(yīng)線圈84包括大致平直的桿條90，該桿條90具有矩形截面形狀并且包括沿X-Y基準(zhǔn)平面測定的徑向?qū)挾萕(在圖2中示出)和沿Z軸線測定的厚度T。在備選實(shí)施例中，感應(yīng)線圈84可具有任何合適的截面形狀，以使傳感器組件40能夠如本文所述那樣工作。在示范性實(shí)施例中，徑向?qū)挾萕大于厚度T。備選地，徑向?qū)挾萕可小于或等于厚度T。在示范性實(shí)施例中，傳感器組件40包括在感應(yīng)線圈84與計算裝置38之間延伸以將感應(yīng)線圈電性地聯(lián)接到計算裝置38 (在圖I中示出)上的一個或更多連接線纜92。各連接線纜92均可包括一根或更多電線(未示出)。探測器外殼54包括限定空腔94的內(nèi)表面93，該空腔94確定大小為將連接線纜92接納在其中而使得線纜92從計算裝置38經(jīng)探測器外殼54延伸到感應(yīng)線圈84。殼體56包括在其中限定的一個或更多開口 95，這些開口 95均確定大小和成形為經(jīng)由其接納一個或更多連接線纜92以有利于將感應(yīng)線圈84電性地聯(lián)接到計算裝置38上。在示范性實(shí)施例中，后端壁62包括相對于第一連接器80定向的第一開口 96和相對于第二連接器82定向的第二開口 98。第一連接線纜100延伸穿過第一開口 96并聯(lián)接到第一連接器80上。第二連接線纜102延伸穿過第二開口 98并聯(lián)接到第二連接器82上。在示范性實(shí)施例中，傳感器組件40可在具有在約-200° C至約1000° C之間的溫度范圍內(nèi)的操作溫度的環(huán)境中操作。在示范性實(shí)施例中，殼體56和探測器外殼54均至少部分地由陶瓷材料制成。在一個實(shí)施例中，殼體56和探測器外殼54均由包括鋁(例如，92%的鋁)、氮化鋁、硼硅玻璃、石英、硅鋁氧氮聚合材料、低溫共燒陶瓷、氮化硅、氧化鋁、碳化硅、青玉、氧化鋯或任何其它合適技術(shù)的陶瓷材料中的至少一者的材料制成。在示范性實(shí)施例中，感應(yīng)線圈84包括基底材料104，其中，基底材料104包括鈦材料。在備選實(shí)施例中，基底材料104包括超合金，舉例來說，例如Inconel 或Incoloy 。備選地，基底材料104包括不銹鋼或鎳合金，舉例來說，例如鎳鈷合金。在示范性實(shí)施例中，感應(yīng)線圈84利用光刻或激光切割由大致平直的板制成。圖5是可在制造傳感器組件40中施行的示范性方法200的流程圖。在示范性實(shí)施例中，方法200包括橫越感應(yīng)線圈基底材料104的外表面淀積202光阻材料。橫越感應(yīng)線圈基底材料104形成204的光阻圖案具有與近程傳感器42大致相似的形狀，該近程傳感器42包括第一連接器80、第二連接器82和感應(yīng)線圈84，其中感應(yīng)線圈84大體呈螺旋形。然后，蝕刻206感應(yīng)線圈基底材料104以形成近程傳感器42。在示范性實(shí)施例中，方法200還包括由包括鈦材料和超合金材料中的至少一者的材料形成208感應(yīng)線圈基底材料104。此夕卜，方法200還包括形成210殼體56，包括空腔74，并且將感應(yīng)線圈84插入212空腔74中以形成近程傳感器42。此外，方法200可包括由至少一種陶瓷材料形成214殼體56。在一個實(shí)施例中，方法200包括由包括氧化鋁(例如，92%的氧化鋁)、氮化鋁、硼硅玻璃、石英、硅鋁氧氮聚合材料、低溫共燒陶瓷、氮化硅、氧化鋁、碳化硅、青玉和氧化鋯中的至少一者的材料形成214殼體56和或探測器外殼54。在一個實(shí)施例中，光阻材料橫越基底材料104的第一側(cè)并且還橫越基底材料104的相對的第二側(cè)淀積。然后，將感應(yīng)線圈84的圖像印制到多個膜片材上，舉例來說，例如 聚酯薄膜片材。各印制的片材均安裝在基底材料104的每一側(cè)并定向成使得基底材料104的每一側(cè)均包括感應(yīng)線圈84的大致相同的圖像。印制片材聯(lián)接到光阻涂覆的基底材料104上，使得光阻材料的與感應(yīng)線圈84的形狀相對應(yīng)的部分保持曝光。然后，基底材料104的每一側(cè)均暴露于UV光持續(xù)預(yù)先規(guī)定的時長，以使曝光的光阻材料固化。從基底材料104除去未固化的光阻材料以使裸露材料曝光。然后，基底材料104涂覆有蝕刻溶液以有利于蝕刻裸露材料和從基底材料104除去裸露材料。然后,從基底材料除去剩下的光阻材料以形成感應(yīng)線圈84。感應(yīng)線圈84的大小和形狀選擇成使傳感器組件40能夠感測在約-200° C至約1000° C之間的操作溫度范圍內(nèi)操作的燃?xì)廨啓C(jī)構(gòu)件的位置和/或振動。此外，感應(yīng)線圈84的大小和形狀選擇成使感應(yīng)線圈84能夠利用光刻和/或激光切割來制造，并且包括基底材料104，該基底材料104包括耐高溫材料，舉例來說，例如鈦或超合金。通過設(shè)置監(jiān)控高溫構(gòu)件和低溫構(gòu)件的近程傳感器，本文所述的監(jiān)控系統(tǒng)有利于與可使用已知的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控的構(gòu)件相比增加可被監(jiān)控的發(fā)動機(jī)構(gòu)件的數(shù)量。此外，通過設(shè)置可利用光刻和/或激光切割來制造的平坦感應(yīng)線圈，可優(yōu)化該感應(yīng)線圈的幾何形狀以改善線圈電氣特性，從而維持最小電阻以及低的繞組容量。由此，與已知的感應(yīng)線圈相比改善了感應(yīng)線圈的線性范圍和近程性能。上述方法和系統(tǒng)通過提供近程傳感器而克服了已知監(jiān)控系統(tǒng)的至少一些缺點(diǎn)，該近程傳感器可監(jiān)控在高溫環(huán)境中操作和/或低溫環(huán)境中操作的裝置構(gòu)件。此外，本文所述的近程傳感器包括基底材料，該基底材料包括耐溫材料，舉例來說，例如鈦材料或超合金材料。此外，本文所述的傳感器組件包括具有有利于利用光刻或激光切割來制造感應(yīng)線圈的大致螺旋形狀的平坦感應(yīng)線圈。通過設(shè)置可利用光刻和/或激光切割來制造的平坦感應(yīng)線圈，與已知的監(jiān)控系統(tǒng)相比降低了制造監(jiān)控系統(tǒng)的成本。上文詳細(xì)描述了可供用于監(jiān)控裝置的操作的傳感器組件和用于制造該傳感器組件的方法的示范性實(shí)施例。該系統(tǒng)和方法并不限于本文所述的特定實(shí)施例，而是相反，該系統(tǒng)的構(gòu)件和/或方法的步驟可與本文所述的其它構(gòu)件和/或步驟獨(dú)立地和分開地利用。例如，這些方法也可結(jié)合其它監(jiān)控系統(tǒng)來使用，并且不限于僅通過如本文所述的系統(tǒng)來實(shí)施。確切而言，示例性實(shí)施例可結(jié)合許多其它監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)和利用。雖然本發(fā)明的各種實(shí)施例的特定特征可能在一些附圖中示出而在其它附圖中未示出，但這僅是為了方便。根據(jù)本發(fā)明的原理，附圖中的任何特征都可結(jié)合任何其它附圖的任何特征來參照和/或主張權(quán)利。本書面描述使用了包括最佳模式在內(nèi)的實(shí)例來公開本發(fā)明，并且還使本領(lǐng)域的任何技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制造并利用任何裝置或系統(tǒng)并且執(zhí)行任何所結(jié)合的方 法。本發(fā)明可取得專利權(quán)的范圍通過權(quán)利要求限定，并且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果此類其它實(shí)例具有與權(quán)利要求的文字語言并無不同的結(jié)構(gòu)元件，或者如果它們包括與權(quán)利要求的文字語言無實(shí)質(zhì)性區(qū)別的等同結(jié)構(gòu)元件，則認(rèn)為此類其它實(shí)例包含在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種傳感器組件(40)，包括 殼體(56)，其包括在所述殼體內(nèi)限定空腔(74)的表面(72);以及 定位在所述空腔內(nèi)的近程傳感器(42)，所述近程傳感器包括第一連接器(80)、第二連接器(82)和在所述第一連接器與所述第二連接器之間延伸的大致平坦感應(yīng)線圈(84)，所述感應(yīng)線圈從所述第一連接器向外延伸使得所述第二連接器從所述第一連接器沿徑向向外延伸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述感應(yīng)線圈(84)包括具有大致矩形截面形狀的大致平直的桿條(90)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述傳感器組件構(gòu)造成在包括在約-200° C至約1000° C之間的溫度范圍內(nèi)的操作溫度的環(huán)境中操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述感應(yīng)線圈(84)包括基底材料(104)，所述基底材料包含鈦和超合金中的至少一者。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述殼體(56)包括陶瓷材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述感應(yīng)線圈(84)包括從所述第一連接器(80)向外延伸到所述第二連接器(82)的大致螺旋形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述殼體(56)包括延伸穿過所述殼體的至少一個開口(95)，所述至少一個開口確定大小為將連接線纜(92)接納在其中以使所述近程傳感器(42)能夠電性地聯(lián)接至計算裝置(38)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的傳感器組件(40)，其特征在于，所述傳感器組件產(chǎn)生渦流，以生成指示所述裝置(10)的構(gòu)件(44)與所述傳感器組件之間的間隙(52)的信號。
9.一種用于監(jiān)控裝置(10)的操作的系統(tǒng)(12)，所述系統(tǒng)包括 用于監(jiān)控所述裝置的狀態(tài)的計算裝置(38);以及 聯(lián)接到所述計算裝置上的傳感器組件(40)，所述傳感器組件構(gòu)造成感測所述裝置的構(gòu)件的位置并生成指示感測到的位置的信號，所述傳感器組件包括 殼體(56)，其包括在所述殼體內(nèi)限定空腔(74)的內(nèi)表面(72);以及 定位在所述空腔內(nèi)的近程傳感器(42)，所述近程傳感器包括第一連接器(80)、第二連接器(82)和在所述第一連接器與所述第二連接器之間延伸的大致平坦感應(yīng)線圈(84)，所述感應(yīng)線圈從所述第一連接器向外延伸使得所述第二連接器從所述第一連接器沿徑向向外延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)(12)，其特征在于，所述感應(yīng)線圈(84)包括具有大致矩形截面形狀的大致平直的桿條(90)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于旋轉(zhuǎn)裝置的傳感器組件和制造方法。文中描述了一種傳感器(40)組件。該傳感器組件包括殼體(56)和近程傳感器(42)，其中，殼體包括在殼體內(nèi)限定空腔(74)的內(nèi)表面(72)，而近程傳感器定位在該空腔內(nèi)。近程傳感器包括第一連接器(80)、第二連接器(82)和在第一連接器與第二連接器之間延伸的大致平坦感應(yīng)線圈(84)。該感應(yīng)線圈從第一連接器向外延伸，使得第二連接器從第一連接器沿徑向向外延伸。
文檔編號F02C9/00GK102927999SQ201210279960
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者呂卓民, L.A.坎貝爾 申請人:通用電氣公司