專利名稱：惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)和檢測方法
惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)和檢測方法
背景技術：
本發(fā)明一般涉及傳感器系統(tǒng)，更具體來說涉及用于測量惡劣環(huán)境中物體的工作參 數(shù)的傳感器系統(tǒng)。旋轉機器中的移動物體(例如，飛機發(fā)動機中的葉片或壓縮器中的葉片)可能會 在惡劣環(huán)境中工作期間承受應力。甚至機器的固定物體(例如，燃燒室內襯、噴嘴或葉冠) 可能由于在例如熱氣體通道或零下溫度條件中的極端工作條件而承受應力或應變。物體中 產生的此類應力或應變可能損壞機器。精確地測量物體的工作參數(shù)(例如溫度和應變)對 于校正或防止機器中可能發(fā)生的任何損壞是必不可少的。測量機器中的工作參數(shù)的一種方 法是，使用連線的傳感器，這需要使用滑環(huán)在旋轉機器的固定部分與旋轉組件之間進行連 線。但是，連線式方法可能是復雜、昂貴且不可靠(部分是因為長期工作中機器的高溫)，由 于連線的電子特征可能限制連線的傳感器可以精確地工作所在的溫度范圍。由于上面提到的連線的傳感器的局限性，所以機器的工作參數(shù)測量只能在機器的 測試期間進行。但是，期望監(jiān)視機器整個使用壽命中的工作參數(shù)以便確?？煽康墓ぷ??？?以將現(xiàn)場中采取的工作參數(shù)測量與控制參數(shù)關聯(lián)以優(yōu)化機器的現(xiàn)場工作?？梢允褂瞄L時間 上的工作參數(shù)測量中觀察到的變化來評估機器的物體或組件的健康，從而能夠實現(xiàn)適合的 維護安排。因此，在本領域中需要一種惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)，其在寬溫度范圍和條件上是精 確的且可以用于機器的使用壽命中使用。還期望，此惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)以無線方式在其 中常規(guī)電子元件非常不可靠的500F以上的高溫下工作。

發(fā)明內容
根據本發(fā)明的實施例，提供一種用于測量惡劣環(huán)境中物體的多個工作參數(shù)的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)包括配置成收發(fā)能量信號的第一能量收發(fā)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包括耦合到第一能 量收發(fā)器系統(tǒng)的收發(fā)的調制對象(transceived modulant)。該系統(tǒng)還包括至少部分地設置 在物體上且能夠被第一能量收發(fā)器系統(tǒng)查詢的第二能量收發(fā)器系統(tǒng)。第二能量收發(fā)器系統(tǒng) 還包括傳感系統(tǒng)。該系統(tǒng)還包括耦合到第一能量收發(fā)器系統(tǒng)的處理器。該處理器配置成基 于收發(fā)的調制對象來測量惡劣環(huán)境中物體的多個工作參數(shù)。根據本發(fā)明的另一個示范實施例，提供一種用于測量惡劣環(huán)境中物體的多個工作 參數(shù)的方法。該方法包括經由第一能量收發(fā)器系統(tǒng)收發(fā)能量信號。該方法還包括經由與第 二能量收發(fā)器系統(tǒng)的無線耦合調制位于第一能量收發(fā)器中的收發(fā)的調制對象，其中該第二 能量收發(fā)器系統(tǒng)至少部分地設置在物體上。而且，該方法還包括通過處理器基于收發(fā)的調 制對象計算惡劣環(huán)境中物體的一個或多個工作參數(shù)。


當參考附圖閱讀下文的詳細描述時，將更好地理解本發(fā)明的這些和其他特征、方 面和優(yōu)點，在所有這些附圖中相似符號表示相似的部件，其中圖1是如渦輪發(fā)動機的旋轉機器的橫截面，并圖示與該旋轉機器耦合的無線惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的實施例。圖2是表示根據本發(fā)明實施例的惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的示意圖。圖3示出惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的另一個實施例。圖4是表示根據本發(fā)明實施例構造的惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的示意圖。圖5是表示根據本發(fā)明實施例的第二能量收發(fā)器系統(tǒng)的示意圖。圖6是用于測量惡劣環(huán)境中物體的工作參數(shù)的方法的流程圖。
具體實施例方式正如下文詳細論述的，本發(fā)明的實施例面向一種惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)和用于測量 惡劣環(huán)境中物體的工作參數(shù)的方法。正如本文所使用的，術語“惡劣環(huán)境”是指燃氣渦輪環(huán) 境。例如，在“惡劣環(huán)境”中，溫度從大約800° F到2500° F之間變化。當介紹本發(fā)明的多種實施例的單元時，冠詞“一” “一個”、“該”和“所述”應表示有 一個或多個該單元。術語“包括”、“包含”和“具有”應是內含性的，并且意思是除了列出的 單元外，可能有附加的單元。工作參數(shù)的任何示例不排除公開的實施例的其他參數(shù)。圖1是如渦輪發(fā)動機的旋轉機器10的橫截面，并圖示與該旋轉機器10耦合的 惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的實施例。應該注意，雖然圖示的示例針對渦輪發(fā)動機(turbine engine)應用，但是本發(fā)明可更廣泛地應用于以無線方式測量任何旋轉機器的組件的工作 參數(shù)，其非限制性示例包括風力渦輪機和電動機。而且，本發(fā)明還可以應用于機器的固定組 件，例如，暴露于如熱氣體通道或零下溫度條件的極端工作條件下的燃燒室內襯、噴嘴或葉 冠。渦輪發(fā)動機10的橫截面部分地圖解分別設置在葉冠12和葉片16上的惡劣環(huán)境傳感 器系統(tǒng)的至少兩個部件。雖然示出一個葉片16，但是發(fā)動機10可以包括圍繞軸14旋轉的 多個葉片。圖1所示的惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的部件是設置在葉冠上的第一能量接口單元18 和設置在渦輪發(fā)動機10的旋轉葉片16上的第二能量接口單元20。在一個實施例中，兩個 能量接口單元可以是安置在發(fā)動機10上用于感測能量信號的天線。在非限制示例中，能量 信號可以包含電磁波。能量信號表示旋轉機器中惡劣環(huán)境參數(shù)，例如，旋轉機器的移動物體 的工作參數(shù)。命令接口單元的非限制性示例可以包括線圈，例如電感線圈、天線結構、絕緣 體上的金屬或陶瓷基板上拉制的導體。而且，查詢通道22連接第一能量接口單元18和第二能量接口單元20。查詢信道 22是接口單元之間用于感測的信號的無線通信路徑。因此，第二接口單元20經由查詢通道 22將葉片的多種工作條件(例如高溫、壓力或應變)傳送到第一接口單元18。工作參數(shù)的 非限制性示例可以包括溫度、應變、壓力、間隙(clearance)和位移(displacement)。圖2示出表示惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)24的示意圖，惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)24包括通 過查詢通道28耦合的第一能量收發(fā)器系統(tǒng)26和第二能量收發(fā)器系統(tǒng)27。第一能量收發(fā)器 系統(tǒng)26優(yōu)選地設為與旋轉機器的固定部件相鄰或設在其上。另一方面，優(yōu)選地將第二能量 收發(fā)器系統(tǒng)27安裝在旋轉機器的移動物體上。但是，可以將第二能量收發(fā)器系統(tǒng)27安裝 在機器的固定部件上，其中固定部件往往暴露于如熱氣體通道或零下溫度條件的極端條件 下。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)27持續(xù)地感測物體的多個工作參數(shù)和經由查詢通道28收發(fā)信息。 由此，第二能量收發(fā)器系統(tǒng)27布置成持續(xù)地被第一能量收發(fā)器系統(tǒng)26查詢。在一個實施 例中，查詢通道28是磁通道。在一些實施例中，查詢通道28可以是例如近場的磁耦合、互相電感耦合或遠場電場耦合。圖3圖示根據本發(fā)明的一個實施例的惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)30的無線耦合的傳感 器電路。如圖所示，傳感器系統(tǒng)30包括第一能量收發(fā)器系統(tǒng)31，其包括傳感器電路34中的 第一接口單元32、處理器36和能量源38。如天線的第一接口單元32經由查詢通道44發(fā) 送能量信號和從第二能量收發(fā)器系統(tǒng)33接收能量信號。在一個實施例中，電路34的能量 源38可以是如電池的電壓源。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)33還包括另一個傳感器電路41中的第二接口單元40和傳 感器組件42，其中傳感器電路41可以是設置在如渦輪發(fā)動機的葉片的移動物體上的無源 電路。在一個實施例中，傳感器組件42可以包括設置在移動物體上用于感測工作條件的具 有介電單元的電容器。移動物體可以承受高溫、壓力或應變，從而導致介電單元的介電常量 中的變化。這改變了電容器的電容并進一步導致電路41的阻抗的改變。電路41的阻抗的 調制實質上調制了第一能量接口單元32與第二能量接口單元40之間的查詢通道44。調制 的查詢通道44進一步導 致第一收發(fā)器系統(tǒng)31的傳感器電路34的阻抗中的改變。由處理 器36測量和計算電路34中的阻抗的此調制，以確定機器的該物體的工作條件。應該注意，本發(fā)明的實施例不限于用于執(zhí)行本發(fā)明的處理任務的任何特定處理 器。與本文所使用的術語一樣，術語“處理器”應表示能夠執(zhí)行本發(fā)明任務所需的計算或運 算的任何機器。術語“處理器”應表示能夠接受結構化輸入并能夠根據預設的規(guī)則處理該 輸入以產生輸出的任何機器。還應該注意，正如本領域技術人員將會理解的，如本文所使用 的短語“配置成”意味著處理器配備有用于執(zhí)行本發(fā)明的任務的硬件和軟件的組合。圖4是表示惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)50的示意圖，其圖示本發(fā)明的不同單元之間的功 能關系。系統(tǒng)50包括用于能量信號的傳送和接收的第一能量收發(fā)器系統(tǒng)52。第一能量收 發(fā)器系統(tǒng)52可以包括具有共用電路的發(fā)射器和接收器的組合。第一能量收發(fā)器系統(tǒng)52的 電路的阻抗中的任何調制由收發(fā)的調制對象54來表示。由此，收發(fā)的調制對象54響應于 能量信號中的調制。如圖所示，系統(tǒng)50包括位于惡劣環(huán)境58中且設置在暴露于惡劣環(huán)境 58中的物體上的第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56感測位于惡劣環(huán)境58 中的物體的多個工作參數(shù)。在一個實施例中，第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56可以包括具有共用電路的發(fā)射器和接 收器的組合。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56還可以包括傳感器電路和諧振電路。第二能量收發(fā)器 系統(tǒng)56的諧振電路的阻抗中的任何調制由傳感調制對象(sensing modulant)62來表示。 第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56還包括能量接口單元64。傳感通道66還連接傳感調制對象62和 能量接口單元64。傳感通道66是用于在傳感調制對象62與能量接口單元64之間傳送和 接收感測的信息的無線通信通道。接口單元64可以是傳感器電路或諧振電路中的天線，并 提供與第一能量收發(fā)器52和第二能量收發(fā)器56的共用接口。這樣能夠將信息從惡劣環(huán)境 中的物體傳送到第一能量收發(fā)器系統(tǒng)52。圖4的示意圖中還圖示查詢通道60，其中查詢通道60是第一能量收發(fā)器系統(tǒng)52 與第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56之間的無線通信路徑。如本文論述的，收發(fā)的調制對象54相應 地隨查詢信號而改變。在特定實施例中，收發(fā)的調制對象54隨著傳感調制對象62而改變。 查詢信號承載惡劣環(huán)境58中的物體的多個工作參數(shù)的信息。對于查詢通道60包括磁耦合 的實施例，第一能量收發(fā)器系統(tǒng)54與第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56之間的耦合的有效耦合常數(shù)(k)與查詢通道60的磁場⑶的變化速率相關，例如k d/dt(B)。通過傳感調制對象62 調制查詢通道60，其中傳感調制對象62設置在物體上。惡劣環(huán)境中的工作參數(shù)可能導致物 體中的變形(例如，葉片可能拉伸)，從而調制傳感調制對象62并導致查詢通道60的進一 步調制。因此，查詢通道的調制(d(B)/dt)是傳感調制對象62的位移的函數(shù)。因為物體的 工作參數(shù)實質性地是傳感調制對象62的調制的函數(shù)，所以可以作為第一能量收發(fā)器系統(tǒng) 52與第二能量收發(fā)器系統(tǒng)56之間的耦合常數(shù)(k)的函數(shù)來確定這些工作參數(shù)。這是一種 既不使用有源電子裝置也不使用任何Ρ/η結的無源方法。而且，耦合到第一能量收發(fā)器系統(tǒng)52的處理器68處理該查詢信號。處理器58配 置成基于收發(fā)的調制對象54來確定惡劣環(huán)境58中的物體的多個工作參數(shù)。而且，在一個 實施例中，耦合到第一能量收發(fā)器系統(tǒng)52的能量源70可以是電壓源。圖5示出設置在旋轉機器的物體上的第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80的示意圖表示。如 圖所示，第二能量收發(fā)器系統(tǒng)82的傳感系統(tǒng)82形成傳感器電路，并且除了接口單元86 (如 介電材料)外還包括傳感器84。在非限制性示例中，傳感器84可以是具有設置在物體上 的介電材料的電容器。在一個實施例中，第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80可以部分地設置在移動物 體上，其中傳感器84可以設置在移動物體上，例如飛機發(fā)動機的葉片或燃氣渦輪的葉片桶 (bucket)上。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80的其余特征可以設置在物體的不移動部分上。不移 動部分可以在惡劣環(huán)境的外部。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80還包括參考數(shù)字94表示的諧振電 路，其包括傳感器接口單元90。在一個實施例中，傳感器接口單元90是與諧振電路94中的 電感器并聯(lián)的電容器。諧振電路94的阻抗中的任何改變由傳感調制對象92表示。由此， 傳感器84的輸出經由傳感器接口單元90連接到傳感調制對象92。如圖4所示連接多種傳 感器單元的通道表示第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80中能量信號傳輸和接收的多種路徑。在一個實施例中，傳感器84可以從包括電容器、電感器、納米級NEMS裝置、微 觀級MEMS裝置和中尺度級直寫裝置的組中選擇。直寫裝置是直接印刷的裝置，并且包 括電路鍍層，該鍍層還可以包括導體、電阻器、電容器或天線。在一些實施例中，接口單 元86可以包括響應溫度、應變或可能導致原子結構的重新排列的晶體變形而改變磁導率 (permeability)的材料。接口單元86的實施例還可以包括選為調制電感電路的高磁導率材料或選為調制 電容器電路的電容的相對較高磁導率材料。磁導率材料的非限制性示例可以包括鎳(Ni)、 鐵(Fe)、鈷(Co)、錳(Mn)、鉻(Cr)、銅(Cu)和金(Au)。在一些實施例中，接口單元86可以 具有相對于空氣而言的相對較高磁導率，從而允許使用相對較小的電容器。而且，接口單元 86是可以選為具有高居里點的工作參數(shù)響應材料。本發(fā)明傳感器系統(tǒng)由此可以在高達約 1200°C的溫度下產生精確的結果。在另一個實施例中，接口單元86包括設置在惡劣環(huán)境中 的物體上的介電單元。該介電單元還可以選自氧化物群。氧化物群的非限制性示例可以包 括玻璃、硼硅酸鹽玻璃、氧化鋯、氧化鋁、壓電體、鐵電體和氧化鎂。該介電單元的介電常數(shù) 直接隨著物體的惡劣工作參數(shù)88變化。物體的惡劣工作參數(shù)88的非限制性示例包括溫度、 應變、壓力、間隙和位移。在一個非限制性示例中，傳感器84可以包括設置在渦輪葉片的阻熱涂層上的高 介電材料的電容器。高介電材料的非限制性示例可以包括硅酸鉿、硅酸鋯、二氧化鉿、氧化 鋁、氧化鎂和二氧化鋯。該介電材料的介電常數(shù)可以直接隨著渦輪葉片的溫度或應變而變化。介電常數(shù)中的任何變化直接體現(xiàn)為傳感器電路的傳感器電容的變化。這引起諧振電路 的阻抗中的調制。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80還包括能量接口單元96。在一個實施例中，能量接口單元 96是用于經由查詢通道98將能量信號收發(fā)器到(圖3的)第一能量收發(fā)器系統(tǒng)52的收發(fā) 器天線。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80還包括補償組件100。在一個實施例中，補償組件100是 僅隨噪聲參數(shù)102而不隨第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80的傳感系統(tǒng)82感測的工作參數(shù)88而變 化的調制對象。噪聲參數(shù)102可以包括溫度變化和發(fā)射功率變化。傳感系統(tǒng)82可能易受 諸如功率、空隙(gap)和噪聲參數(shù)102等變化的影響。補償組件100由此配置成確定因噪 聲參數(shù)102所致的誤差。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80基本根據補償組件100確定的誤差來調 整能量信號，然后進一步收發(fā)這些能量信號。因此，補償組件100確保惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng) 進行正確的工作參數(shù)測量。而且，第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80包括能量轉換單元104。在一個實施例中，此能量轉 換單元104將接收的能量轉換到能夠由傳感調制對象92和傳感接口單元90發(fā)射和影響的 形式。在另一個實施例中，第二能量收發(fā)器系統(tǒng)80可以包括能量變換器。該能量變換器可 以布置成將諧振電路94(該電路包括傳感系統(tǒng)82中的能量接口 96和傳感器組件)的工作 頻率范圍移位到更適合的范圍，并放大第一能量接口單元32 (如圖3所述)處檢測到的最 終頻率移位。圖6示出用于測量惡劣環(huán)境中物體的工作參數(shù)的方法200的實施例。該方法200 包括經由第一能量收發(fā)器系統(tǒng)收發(fā)器能量信號，如框202所示。在框204中，該方法200包 括經由與第二能量收發(fā)器系統(tǒng)的無線耦合調制位于第一能量收發(fā)器系統(tǒng)中的收發(fā)的調制 對象，其中該第二能量收發(fā)器系統(tǒng)至少部分地設置在物體上。而且，在框206中，該方法200 包括通過處理器基于收發(fā)的調制對象計算惡劣環(huán)境中物體的一個或多個工作參數(shù)。在一些實施例中，在惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的電感實施例中，該調制單元可以包括 高磁導率材料，或在電容實施例中可以包括高電容率(permittivity)材料?？梢栽趷毫迎h(huán) 境傳感器的實施例中使用的高導磁率材料的一些示例包括但不限于，鐵合金、鎳合金、鐵鎳 合金、鉻或其他鐵磁合金。高電容率材料的示例可以包括但限于，氧化物、陶瓷、氧化鋁、硅 酸鋇以及常規(guī)電容器陶瓷材料，如NPO和X7R或LiNbO315可以基于惡劣環(huán)境的組件和正在測 量的機器參數(shù)來選擇適合的材料，因為不同的材料可能對工作參數(shù)具有不同的磁響應。惡 劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)的實施例可以用于檢測包括旋轉組件或固定組件的任何機器中的多種 工作參數(shù)，其中任何機器包括但不限于壓縮機或飛機發(fā)動機中的渦輪機、如燃氣或蒸汽渦 輪機的能量發(fā)生渦輪機或發(fā)電機。有利地，惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)提供對旋轉機器的固定物體以及移動物體的多種工 作參數(shù)的測量。此所獲信息幫助確定機器的整體健康和可靠性。而且，惡劣環(huán)境傳感器系 統(tǒng)有效地構成在惡劣環(huán)境中工作的機器的儀表測量的組成部分。這樣實現(xiàn)以增強的精度、 靈敏度和專一性從機器測量工作參數(shù)數(shù)據。惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)應用于機器的儀表測量中 成功地促成維護時間和成本上的縮減。雖然本公開是參考示范實施例來描述的，但是本領域技術人員將理解，在不背離 本公開范圍的前提下可以進行多種更改以及以等效物替換其單元。此外，在不背離本公開 的基本范圍的前提下，可以進行多種修改以調整特定情況或材料以適應本公開的教導。因此，本公開不應局限于作為實現(xiàn)本公開設想的最佳實施方式來公開的特定實施例，而是本 開關將包含落在所附權利要求的范圍內的所有實施例。 本文撰寫的描述使用示例來公開本發(fā)明，包括最佳實施方式，并且還使得本領域 技術人員能夠實施和使用本發(fā)明。本發(fā)明的可專利范圍由權利要求限定，并且可以包括本 領域技術人員可設想到的其他示例。如果此類其他示例具有并未與權利要求的字面語言不 同的結構元素或如果它們包括與權利要求的字面語言無實質性不同的等效結構元素，它們 理應在權利要求的范圍內。單元列表
10旋轉機器
12葉冠
14軸
16葉片
18第一能量接口單元
20第二能量接口單元
22查詢通道
24惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)
26第一能量收發(fā)器系統(tǒng)
27第二能量收發(fā)器系統(tǒng)
28查詢通道
30惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)
32第一接口單元
33第二能量收發(fā)器系統(tǒng)
34傳感器電路
36處理器
38能量源
40第二接口單元
41另一個傳感器電路
42傳感器部件
44調制的查詢通道
50惡劣環(huán)境傳感器系統(tǒng)
52第一能量收發(fā)器系統(tǒng)
54收發(fā)的調制對象
56第二能量收發(fā)器系統(tǒng)
58惡劣環(huán)境
60查詢通道
62傳感調制對象
64能量接口單元
66傳感通道
68處理器
70能量源80第二能量收發(fā)器系統(tǒng)82傳感系統(tǒng) 84傳感器86接口單元90傳感器接口單元92傳感調制對象94諧振電路96能量接口單元100補償部件102噪聲參數(shù)104能量轉換單元200用于測量惡劣環(huán)境中物體的工作參數(shù)的方法202經由第一能量收發(fā)器系統(tǒng)收發(fā)能量信號的方法步驟204經由與第二能量收發(fā)器系統(tǒng)的無線耦合調制位于第一能量收發(fā)器系統(tǒng)中 的收發(fā)的調制對象的方法步驟，其中第二能量收發(fā)器系統(tǒng)至少部分地設置在物體上206 通過處理器基于收發(fā)的調制對象計算惡劣環(huán)境中物體的一個或多個工作 參數(shù)的方法步驟。
權利要求
一種用于測量惡劣環(huán)境(58、88)中物體的多個工作參數(shù)的系統(tǒng)(30、50)，所述系統(tǒng)(30、50)包括配置成收發(fā)能量信號的第一能量收發(fā)器系統(tǒng)(31、52)；耦合到所述第一收發(fā)器系統(tǒng)(31、52)的收發(fā)的調制對象(54)；至少部分地設置在所述物體上且能夠被所述第一收發(fā)器系統(tǒng)(31、52)查詢的第二能量收發(fā)器系統(tǒng)(33、56、80)，其中所述第二收發(fā)器系統(tǒng)(33、56、80)包括傳感系統(tǒng)(82)；以及耦合到所述第一收發(fā)器系統(tǒng)(31、52)的處理器(36)，所述處理器(36、68)配置成基于所述收發(fā)的調制對象(54)來確定所述惡劣環(huán)境(58、88)中所述物體的所述多個工作參數(shù)。
2.如權利要求1所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述傳感系統(tǒng)(82)包括接口單元(86)和 傳感器(84)。
3.如權利要求2所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述接口單元(86)包括介電單元。
4.如權利要求2所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述傳感器(84)包括電容器、電感器、納米 級NEMS裝置、微觀級MEMS裝置、中尺度級直接印刷的裝置。
5.如權利要求1所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述第二能量收發(fā)器系統(tǒng)(33、56、80)還包 括傳感器電路。
6.如權利要求1所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述第二能量收發(fā)器系統(tǒng)(33、56、80)還包 括傳感器接口單元(90)、傳感調制對象(92)、能量轉換部件(104)、能量變換器、補償部件 (100)和能量接口單元(96)。
7.如權利要求6所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述傳感器接口單元(90)包括與電感器并 聯(lián)的電容器以形成諧振電路。
8.如權利要求7所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述第二能量收發(fā)器系統(tǒng)(33、56、80)的所 述傳感調制對象(92)是所述諧振電路中的阻抗。
9.如權利要求1所述的系統(tǒng)(30、50)，其中所述傳感系統(tǒng)(82)包括工作參數(shù)響應材 料，所述工作參數(shù)響應材料包括高磁導率材料、高介電材料、高居里點材料、高電容率材料。
10.一種測量惡劣環(huán)境(58、88)中物體的工作參數(shù)的方法(200)，包括經由第一能量收發(fā)器系統(tǒng)收發(fā)(202)電磁信號；經由與第二能量收發(fā)器系統(tǒng)的無線耦合調制(204)位于所述第一能量收發(fā)器系統(tǒng)中 的收發(fā)的調制對象，其中所述第二能量收發(fā)器系統(tǒng)至少部分地設置在所述物體上；以及通過處理器基于所述收發(fā)的調制對象計算(206)所述惡劣環(huán)境中所述物體的一個或 多個工作參數(shù)。
全文摘要
提供一種用于測量惡劣環(huán)境(58、88)中物體的多個工作參數(shù)的系統(tǒng)(30、50)。該系統(tǒng)(30、50)包括第一能量收發(fā)器系統(tǒng)(31、52)，配置成收發(fā)能量信號。該系統(tǒng)(30、50)還包括耦合到第一能量收發(fā)器系統(tǒng)(31、52)的收發(fā)的調制對象。該系統(tǒng)(30、50)還包括至少部分地設置在物體上且能夠被第一能量收發(fā)器系統(tǒng)查詢(31、52)的第二能量收發(fā)器系統(tǒng)(33、56)。第二能量收發(fā)器系統(tǒng)(33、56、80)還包括傳感系統(tǒng)(82)。該系統(tǒng)還包括耦合到第一能量收發(fā)器系統(tǒng)(31、52)的處理器(36)。處理器(36)配置成基于收發(fā)的調制對象(54)來確定惡劣環(huán)境(58、88)中物體的多個工作參數(shù)。
文檔編號G01D21/02GK101986126SQ20101024647
公開日2011年3月16日 申請日期2010年7月28日 優(yōu)先權日2009年7月28日
發(fā)明者C·U·哈德維科, E·伯克坎 申請人:通用電氣公司