專利名稱：用于測(cè)量渦輪葉片振動(dòng)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體而言涉及燃?xì)鉁u輪，且更特定而言涉及用于測(cè)量渦輪葉片振動(dòng)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
燃?xì)鉁u輪通常包含繞轉(zhuǎn)子周圍布置的多個(gè)渦輪葉片。在燃?xì)鉁u輪操作期間，在相關(guān)聯(lián)渦輪燃燒室中產(chǎn)生的膨脹氣體在葉片上賦予力以轉(zhuǎn)動(dòng)該轉(zhuǎn)子。所造成的旋轉(zhuǎn)能又可經(jīng)由附連到轉(zhuǎn)子的發(fā)電機(jī)而轉(zhuǎn)變成電力。某些渦輪包含多行獨(dú)立式葉片，其并不與相鄰葉片接觸或者由相鄰葉片支承，且這些獨(dú)立式葉片可由于過(guò)度振動(dòng)而損壞，過(guò)度振動(dòng)是由于動(dòng)態(tài)條件造成，諸如流動(dòng)引致振動(dòng)、燃燒動(dòng)態(tài)和噴嘴作用。因此需要監(jiān)視葉片振動(dòng)從而可避免渦輪故障。用于測(cè)量葉片振動(dòng)的常規(guī)方法包括使用附連到葉片的應(yīng)變計(jì)。但是，這樣的監(jiān)視方法通常很復(fù)雜且昂貴，這歸因于在固定構(gòu)件與旋轉(zhuǎn)構(gòu)件之間的電連接。用于在操作期間測(cè)量葉片振動(dòng)響應(yīng)的其它常規(guī)方法包括安裝到葉片護(hù)罩的電容探針、磁性探針或光學(xué)探針，其用于在葉片頂端經(jīng)過(guò)探針時(shí)測(cè)量它們。但是，這些葉片頂端測(cè)量技術(shù)中的許多技術(shù)具有有限效用，因?yàn)樗鼈儾⒉恢苯訙y(cè)量在葉片邊緣的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和其它振動(dòng)。雖已嘗試了用于測(cè)量渦輪葉片的振動(dòng)響應(yīng)的其它方法，但渦輪內(nèi)的不利環(huán)境可成為困難挑戰(zhàn)。在渦輪燃燒室內(nèi)的相對(duì)較高的溫度通常達(dá)到或超過(guò)1200華氏度(649攝氏度)，這高于許多傳感器材料的熔點(diǎn)。而且，燃燒副產(chǎn)物和廢氣可污染傳感器構(gòu)件。舉例而言，鏡面放置于一行渦輪葉片尾緣附近的光學(xué)探針端部以垂直于渦輪葉片尾緣表面導(dǎo)向激光。由渦輪葉片反射的光然后由相同鏡面重導(dǎo)向回到檢測(cè)器，檢測(cè)器可駐留在渦輪的不利環(huán)境外部。在此情況下，鏡面能以相對(duì)于豎直方向或水平方向成銳角將激光導(dǎo)向到廢氣框架(exhaust frame)內(nèi)，而光路徑可由鏡面修改使得其垂直地入射到尾葉片邊緣表面上。從尾葉片邊緣反射的光然后可由鏡面沿著光路徑重導(dǎo)向到檢測(cè)器。這種辦法的一個(gè)問(wèn)題在于渦輪廢氣可包含未燃盡燃料、殘留燃燒化學(xué)種類和可造成光學(xué)探針或鏡面隨時(shí)間變臟的其它碎屑，由此減弱了確定葉片振動(dòng)響應(yīng)所需的信號(hào)。由于有限的可接近性，在此配置中，清潔光學(xué)元件和鏡面可較為困難。因此，仍存在對(duì)于測(cè)量渦輪葉片振動(dòng)響應(yīng)的改進(jìn)的系統(tǒng)和方法的需要。

發(fā)明內(nèi)容
可由本發(fā)明的某些實(shí)施例來(lái)解決上述需要中的某些或所有需要。本發(fā)明的某些實(shí)施例可包括用于測(cè)量渦輪葉片振動(dòng)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的其它實(shí)施例可包括用于在渦輪操作期間測(cè)量渦輪葉片振動(dòng)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另外的實(shí)施例可包括可清潔的渦輪葉片尾緣光學(xué)探針。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施例，提供一種用于測(cè)量多個(gè)渦輪葉片的振動(dòng)響應(yīng)的方法。 該方法可包括安裝光學(xué)探針，該光學(xué)探針包括至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面，其中該至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面相對(duì)于多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的尾緣在約+15度或約-15度內(nèi)基本上平行，將光導(dǎo)向多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的尾緣表面，從多個(gè)渦輪葉片中的這至少一個(gè)接收反射光，以及，至少部分地基于反射光確定多個(gè)渦輪葉片中的這至少一個(gè)的相對(duì)位置。根據(jù)另一實(shí)例實(shí)施例，提供一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)。該燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)可包括壓縮機(jī)、 燃燒室、多個(gè)渦輪葉片和光學(xué)探針，該光學(xué)探針包括至少一個(gè)光學(xué)探針針尖表面。該光學(xué)探針可通過(guò)操作將光導(dǎo)向至多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的尾緣表面，且進(jìn)一步通過(guò)操作以接收從多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的尾緣表面反射的光，其中該至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面基本上平行于多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的尾緣表面。根據(jù)另一實(shí)例實(shí)施例，提供一種用于在渦輪操作期間測(cè)量多個(gè)渦輪葉片的振動(dòng)響應(yīng)的設(shè)備。該設(shè)備可包括光學(xué)探針。該光學(xué)探針可包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的探針針尖光學(xué)表面，探針針尖光學(xué)表面基本上平行于多個(gè)渦輪葉片的至少一個(gè)的尾緣表面定位。光學(xué)探針還可包括至少一個(gè)波導(dǎo)內(nèi)孔，其包括至少一個(gè)傳輸光學(xué)纖維和至少一個(gè)接收光學(xué)纖維； 至少一個(gè)空氣內(nèi)孔，其被配置成傳輸增壓空氣通過(guò)光學(xué)探針；以及，針尖，其包括至少一個(gè)針尖空氣內(nèi)孔，針尖空氣內(nèi)孔與至少一個(gè)空氣內(nèi)孔連通且被配置成冷卻光學(xué)纖維和從一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的探針針尖光學(xué)表面凈化碎屑。本發(fā)明的其它實(shí)施例和方面在本文中詳細(xì)地描述，且被認(rèn)為是所要求保護(hù)的發(fā)明的一部分。可參考下文的發(fā)明詳述、附圖和所附權(quán)利要求來(lái)了解其它實(shí)施例和方面。


現(xiàn)將參考所附圖表，其未必按照比例繪制，且其中
圖1是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說(shuō)明性燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)的方塊圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說(shuō)明性光學(xué)探針的透視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的說(shuō)明性光學(xué)探針的側(cè)視截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的示范性方法的流程圖。
部件列表
100燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)
102壓縮機(jī)
104燃燒室
106渦輪葉片
108轉(zhuǎn)子
110廢氣框架
112擴(kuò)散器
114光學(xué)探針
118套筒
122銳角
124探針的第--端
126探針的第二二端
1 縱向軸線
130轉(zhuǎn)子軸線
132葉片尾緣表面法線200探針針尖組件202 主管204 接箍206 針尖208固定螺釘孔口(可選的)210空氣孔212光學(xué)表面301波導(dǎo)和空氣內(nèi)孔302光學(xué)纖維管304傳輸纖維306接收纖維308空氣內(nèi)孔310纖維端部與針尖空隙312 壓配接口314螺紋固定螺釘內(nèi)孔(可選的)316彎曲半徑318光學(xué)纖維和管內(nèi)孔320光學(xué)纖維和管的第一端322針尖的第一端324針尖的第二端3 接箍針尖內(nèi)孔327針尖主體空氣內(nèi)孔3 針尖端部空氣內(nèi)孔330針尖軸線332針尖出口孔口
具體實(shí)施例方式將參看附圖在下文中更全面地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中示出了本發(fā)明的實(shí)施例。但本發(fā)明可以許多不同形式實(shí)施且不應(yīng)被認(rèn)為限于本文所述的實(shí)施例；而是，提供這些實(shí)施例使得本公開(kāi)內(nèi)容全面且完整，且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員全面?zhèn)鬟_(dá)本發(fā)明的范圍。相似的附圖標(biāo)記在全文中指代相似元件。如在本文全文中所用的用語(yǔ)“示范性”被定義為表示“實(shí)例”。本發(fā)明的某些實(shí)施例能在渦輪操作期間測(cè)量渦輪葉片振動(dòng)。根據(jù)本發(fā)明的某些示范性實(shí)施例，光學(xué)探針可用于確定渦輪葉片尾緣的一部分何時(shí)經(jīng)過(guò)光學(xué)探針的針尖。光學(xué)探針可利用強(qiáng)制空氣來(lái)從探針光學(xué)表面凈化污物和燃燒污染物，同時(shí)冷卻探針內(nèi)的光學(xué)構(gòu)件。本發(fā)明的某些實(shí)施例還允許在燃?xì)鉁u輪的操作循環(huán)之間清潔探針。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，激光可從激光源通過(guò)傳輸光學(xué)纖維而傳輸?shù)浇?jīng)過(guò)的渦輪葉片的尾緣。根據(jù)示范性實(shí)施例，傳輸光學(xué)纖維可為單模光學(xué)纖維。自每個(gè)渦輪葉片的反射激光可由接收光學(xué)纖維接收。接收光學(xué)纖維(例如)可為多模光學(xué)纖維。所接收的光可穿過(guò)該接收光學(xué)纖維到光學(xué)檢測(cè)器用于轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，電信號(hào)可由處理器數(shù)字化以確定每個(gè)經(jīng)過(guò)渦輪葉片的到達(dá)時(shí)間。根據(jù)示范性實(shí)施例，然后可處理定時(shí)數(shù)據(jù)以計(jì)算每個(gè)渦輪葉片的振動(dòng)響應(yīng)。為了克服與清潔光學(xué)探針的光學(xué)表面相關(guān)聯(lián)的問(wèn)題，提供一種探針針尖。根據(jù)示范性實(shí)施例，直徑約0. 125英寸(3. 175mm)的光學(xué)元件可靠近探針針尖彎曲約45度且延伸到盡可能靠近探針針尖，但仍受到探針針尖保護(hù)。在示范性實(shí)施例中，光學(xué)元件可從探針針尖端部凹入約1微米至1mm。檢修孔可設(shè)于渦輪框架內(nèi)以允許人使用小型工具在完成每次循環(huán)后對(duì)光學(xué)器件進(jìn)行清潔。由于尾緣探針的大部分經(jīng)受廢氣和接近1，200° F(649攝氏度)的溫度，光學(xué)元件必須能在整個(gè)測(cè)試循環(huán)期間承受熱長(zhǎng)的時(shí)段。因此，根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可供應(yīng)高壓冷卻空氣以流經(jīng)該主體且從探針針尖出來(lái)以冷卻整個(gè)探針。根據(jù)示范性實(shí)施例，高壓冷卻空氣可從約每平方英寸150磅(psi) (1. 03MPa)增壓到約250psi (1. 72MPa)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，探針針尖可包括多個(gè)空氣凈化孔使得在針尖的流動(dòng)被堵住以在操作期間最大化對(duì)光學(xué)元件表面的凈化和清潔。利用凈化與手動(dòng)清潔的組合，光學(xué)元件可保持清潔和可操作的。本發(fā)明的另一方面在于光學(xué)探針使得能在渦輪葉片的邊緣進(jìn)行振動(dòng)測(cè)量，而常規(guī)葉片針尖探針并不提供到葉片邊緣的接近。而且，本發(fā)明的另一方面在于其提供探測(cè)光相對(duì)于葉片邊緣表面的接近法線入射和反射，從而提供高光學(xué)效率。現(xiàn)將參看附圖來(lái)描述根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)例用于便于測(cè)量渦輪葉片、用于冷卻光學(xué)探針和用于清潔該探針的光學(xué)表面的各種系統(tǒng)構(gòu)件。圖1示出示范性燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)100。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，燃?xì)鉁u輪系統(tǒng) 100可包括壓縮機(jī)102、燃燒室104和附連到轉(zhuǎn)子108的多個(gè)渦輪葉片106。壓縮空氣和氣體可從壓縮機(jī)102導(dǎo)向至燃燒室104，在燃燒室104中，其可被點(diǎn)燃。所得燃燒氣體可迫使成角度渦輪葉片106經(jīng)過(guò)以使轉(zhuǎn)子108繞轉(zhuǎn)子軸線130旋轉(zhuǎn)。在經(jīng)過(guò)渦輪葉片106之后， 廢氣可經(jīng)由廢氣框架110和擴(kuò)散器112導(dǎo)向至廢氣端口。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，光學(xué)探針114可以銳角122突伸穿過(guò)廢氣框架110 和擴(kuò)散器112中適當(dāng)大小的孔。各種套筒118可便于將光學(xué)探針114安裝到廢氣框架和/ 或擴(kuò)散器112上。光學(xué)探針114可具有第一端124、第二端1 和縱向軸線128。光學(xué)探針 114的縱向軸線1 可相對(duì)于擴(kuò)散器112和/或廢氣框架110成銳角122的角度以便于在沿著渦輪葉片106的長(zhǎng)度所需位置探測(cè)渦輪葉片106的尾緣。在示范性實(shí)施例中，光學(xué)探針114的第一端IM可位于距渦輪葉片106的尾緣約2至3厘米處。在其它示范性實(shí)施例中，光學(xué)探針114的第一端1 可位于距渦輪葉片106的尾緣約1厘米至約10厘米范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，光學(xué)探針114的第一端1 可進(jìn)一步成角度以基本上垂直于葉片132的尾緣表面的角度傳輸光至渦輪葉片106。光學(xué)探針114的第一端IM 也可接收從渦輪葉片106反射的光。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，光學(xué)探針的第二端1 可通過(guò)操作以接受增壓空氣來(lái)冷卻光學(xué)探針114。增壓冷卻空氣可從光學(xué)探針114的第一端124出來(lái)使得從第一端出來(lái)的冷卻空氣凈化或清潔光學(xué)探針114的光學(xué)表面。
圖2是如圖1所示且根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，對(duì)應(yīng)于光學(xué)探針114的第一端 124的探針針尖組件200的透視圖。探針針尖組件200可包括主管202、接箍204、針尖206、 可選的固定螺釘孔口 208、空氣孔210和光學(xué)表面212。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，針尖 206可相對(duì)于光學(xué)探針114的縱向軸線1 成角度。接箍204可提供成角度的接合表面和孔口用于將針尖206附連到主管202上。固定螺釘可進(jìn)入接箍204中的固定螺釘孔口 208 以將針尖206固定到接箍204上。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，光學(xué)表面212可被多個(gè)空氣孔210包圍。圖3描繪了穿過(guò)由圖2中的截面線3'所限定的截面的探針針尖組件200的示范性截面圖。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，探針針尖組件200可包括波導(dǎo)和空氣內(nèi)孔301，波導(dǎo)和空氣內(nèi)孔301可在主管202的整個(gè)長(zhǎng)度上限定。光學(xué)纖維管302可插入到波導(dǎo)和空氣內(nèi)孔301內(nèi)，且光學(xué)纖維管可延伸穿過(guò)從第二端1 到第一端124的光學(xué)探針114的長(zhǎng)度。 根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，傳輸光學(xué)纖維304和接收光學(xué)纖維306可插入到光學(xué)纖維管 302 內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，光學(xué)纖維和管320的第一端可略微凹入于第一端針尖322內(nèi)以提供約1微米至約1毫米的纖維端部與針尖空隙310以保護(hù)傳輸光學(xué)纖維304 和接收光學(xué)纖維306的端部。纖維端部與針尖空隙310也可允許清潔傳輸光學(xué)纖維304與接收光學(xué)纖維306的端部的光學(xué)表面212而無(wú)損光學(xué)纖維304、306。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，波導(dǎo)與空氣內(nèi)孔301還可限定空氣內(nèi)孔308，空氣內(nèi)孔308允許凈化空氣從光學(xué)探針114的第一端IM傳遞到第二端126。凈化空氣可用于冷卻光學(xué)纖維304、306和從光學(xué)表面212凈化廢氣和燃燒碎屑的雙重目的。根據(jù)示范性實(shí)施例，空氣內(nèi)孔308可繼續(xù)穿過(guò)接箍204，且空氣內(nèi)孔308可與針尖主體空氣內(nèi)孔327連通。 針尖主體空氣內(nèi)孔327可與多個(gè)針尖端部空氣內(nèi)孔3 連通。多個(gè)針尖端部空氣內(nèi)孔3 可限定在針尖324的第二端的空氣孔210，且多個(gè)針尖端部空氣內(nèi)孔3 可朝向針尖軸線 330成約30度至約60度的角以將空氣導(dǎo)向至針尖出口孔口 332。圖3描繪了根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的探針組件針尖200的額外特點(diǎn)。舉例而言，光學(xué)纖維管302、傳輸纖維304和接收纖維306可經(jīng)歷彎曲半徑316以進(jìn)入光學(xué)纖維與管內(nèi)孔318內(nèi)的成角度的針尖206。彎曲半徑316可足夠大使得光學(xué)纖維304、306并不遭受明顯彎曲損失。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，接箍204可以一定角度壓配或焊接到主管 202上，以便于渦輪葉片的接近法線光入射。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，探針針尖組件200可有利地通過(guò)以下步驟而組裝 將光學(xué)纖維304、306和光學(xué)纖維管件302穿過(guò)主管202插入到光學(xué)探針的第一端124，之后將針尖206插入到接箍針尖內(nèi)孔326內(nèi)。光學(xué)纖維304、306和光學(xué)纖維管件302然后可謹(jǐn)慎地螺紋接合到光學(xué)纖維和管內(nèi)孔318內(nèi)，且可通過(guò)在光學(xué)纖維與管320的第一端或附近限定逐漸更窄的光學(xué)纖維與管內(nèi)孔318而控制纖維端部與針尖空隙310。一旦光學(xué)纖維 304、306和光學(xué)纖維管件302適當(dāng)?shù)夭迦氲焦鈱W(xué)纖維和管內(nèi)孔318內(nèi)，針尖206可插入到接箍針尖內(nèi)孔內(nèi)以在壓配接口 312做出貼合的裝配。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可通過(guò)將固定螺釘插入到可選的固定螺釘孔口 208 內(nèi)而將針尖206固定到接箍204。固定螺釘可被螺紋接合且螺紋可與螺紋固定螺釘內(nèi)孔314 配合。通過(guò)擰緊固定螺釘，針尖206可被固定到接箍204上。
根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，光學(xué)探針114可包括針尖出口孔口 332，針尖出口孔口 332與光學(xué)纖維和管內(nèi)孔318連通。針尖出口孔口 318可允許光從傳輸纖維304出來(lái)， 從渦輪葉片106反射且由接收纖維304接收。根據(jù)示范性實(shí)施例，渦輪葉片106可選擇性地被涂刷(例如)Rockide 涂層，氧化鋁基材料或其它合適涂層以增強(qiáng)渦輪葉片106的
反射率。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，傳輸纖維304可為單模纖維，且耦合到傳輸纖維304 內(nèi)的光可包括在近紅外或可見(jiàn)范圍的波長(zhǎng)。舉例而言，激光二極管可用于將光耦合到傳輸纖維304內(nèi)，且激光二極管可產(chǎn)生波長(zhǎng)范圍約650nm至約850nm的光。根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，接收光學(xué)纖維306可包括多模纖維，其具有大的有效數(shù)值孔徑用于接受反射光。在本發(fā)明的其它示范性實(shí)施例中，多個(gè)接收光學(xué)纖維306可用于增強(qiáng)所反射光的信號(hào)強(qiáng)度。 在其它示范性實(shí)施例中，小型透鏡(例如，漸變折射率(GRIN)透鏡)可裝配于傳輸光學(xué)纖維304和/或接收光學(xué)纖維306的端部以幫助聚焦由傳輸纖維305所傳輸?shù)墓夂?或增加該接收光學(xué)纖維306的接受角?，F(xiàn)將參考圖4的流程圖來(lái)描述用于確定渦輪葉片106的相對(duì)位置和振動(dòng)響應(yīng)的示范性方法400。該方法400始于方塊402。在方塊404中且根據(jù)本發(fā)明的示范性實(shí)施例，可安裝光學(xué)探針。光學(xué)探針可包括至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面，其中至少一個(gè)探針針尖表面相對(duì)于多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的尾緣表面在約+15至約-15度內(nèi)基本上平行。在方塊 406中且根據(jù)示范性實(shí)施例，將光導(dǎo)向至多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的尾緣表面。在方塊408 中且根據(jù)示范性實(shí)施例，可從多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)接收反射光。在方塊410中且根據(jù)示范性實(shí)施例，至少部分地基于反射光來(lái)確定多個(gè)渦輪葉片中至少一個(gè)的相對(duì)位置。該方法400止于方塊412。因此，本發(fā)明的示范性實(shí)施例可提供形成基于從渦輪葉片106的反射光來(lái)確定多個(gè)渦輪葉片106中至少一個(gè)的相對(duì)位置的某些系統(tǒng)和方法的技術(shù)效果。本發(fā)明的示范性實(shí)施例可提供另外的技術(shù)效果提供用于確定渦輪葉片106的振動(dòng)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的示范性實(shí)施例可提供另外的技術(shù)效果提供用于在渦輪操作期間冷卻光學(xué)纖維與構(gòu)件的系統(tǒng)和方法，以保持構(gòu)件免于被熱損壞，且同時(shí)從探針光學(xué)表面凈化碎屑。本發(fā)明的示范性實(shí)施例可提供另外的技術(shù)效果提供用于清潔探針光學(xué)表面的系統(tǒng)和方法。根據(jù)需要，本發(fā)明的實(shí)施例可包括具有圖1、圖2和圖3所示的或多或少的構(gòu)件的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)100和探針針尖組件200。雖然結(jié)合目前被認(rèn)為是最實(shí)用且多樣的實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)了解本發(fā)明并不限于所公開(kāi)的實(shí)施例，而是本發(fā)明預(yù)期涵蓋包括于所附權(quán)利要求的范疇內(nèi)的各種修改和等效布置。盡管在本文中采用了特定用語(yǔ)，但它們只是以一般且描述性的意義使用且并不用于限制目的。本書面描述使用實(shí)例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，包括最佳實(shí)施方式，且也能使本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)踐本發(fā)明，包括做出和使用任何裝置或系統(tǒng)和執(zhí)行任何合并的方法。專利保護(hù)范圍由權(quán)利要求限定，且可包括本領(lǐng)域技術(shù)人員想到的其它實(shí)例。如果其它實(shí)例具有與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言并無(wú)不同的結(jié)構(gòu)元件或者如果其它實(shí)例包括與權(quán)利要求的字面語(yǔ)言并無(wú)實(shí)質(zhì)不同的等效結(jié)構(gòu)元件，那么其它實(shí)例預(yù)期在權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于測(cè)量多個(gè)渦輪葉片(106)的振動(dòng)響應(yīng)的方法，所述方法的特征在于 安裝光學(xué)探針(114)，所述光學(xué)探針(114)具有至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面012)，其中，所述至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面(212)相對(duì)于所述多個(gè)渦輪葉片(106)中至少一個(gè)的尾緣表面在約+15度至約-15度內(nèi)基本上平行；將光導(dǎo)向所述多個(gè)渦輪葉片(106)中至少一個(gè)的尾緣表面； 從所述多個(gè)渦輪葉片(106)中的所述至少一個(gè)接收反射光；以及至少部分地基于所述反射光來(lái)確定所述多個(gè)渦輪葉片(106)中的所述至少一個(gè)的相對(duì)位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，傳輸壓縮空氣通過(guò)所述光學(xué)探針(114)的相關(guān)聯(lián)的針尖006)，以便冷卻相關(guān)聯(lián)的光學(xué)纖維(304，306)且從所述至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面(21 凈化碎屑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)向所述尾緣表面施加耐熱反射性材料來(lái)增強(qiáng)所述多個(gè)渦輪葉片(106)中的所述至少一個(gè)的尾緣表面的光學(xué)反射率。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)探針(114)還包括至少一個(gè)波導(dǎo)內(nèi)孔(301)，所述至少一個(gè)波導(dǎo)內(nèi)孔(301)在所述光學(xué)探針(114)中從所述第一端(124) 延伸到所述第二端(126)，所述波導(dǎo)內(nèi)孔(301)被配置成接收光學(xué)纖維管(302)，且所述光學(xué)纖維管(30 可通過(guò)操作以接納傳輸光學(xué)纖維(304)和接收光學(xué)纖維(306)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述光學(xué)探針(114)還包括 接箍004)，其以銳角(122)定位到光學(xué)探針的第一端(124)；穿過(guò)波導(dǎo)內(nèi)孔(301)和針尖Q06)的光學(xué)纖維和管孔口(318)安裝的多個(gè)光學(xué)纖維 (304，306)和管(302)；并且所述針尖(206)安裝到所述接箍(204)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，通過(guò)加熱所述接箍(204)以便鄰近所述接箍00)壓配針尖(206)而將所述針尖(206)安裝到所述接箍(204)上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，穿過(guò)波導(dǎo)內(nèi)孔(301)和針尖(206)的光學(xué)纖維和管孔口(318)安裝的所述多個(gè)光學(xué)纖維(304，306)和管(30 包括插入至距離針尖 (206)的第一端(32 約1微米至約1毫米的多個(gè)光學(xué)纖維(304，306)和管(302)。
8.一種燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于 壓縮機(jī)(102)；燃燒室(104)；多個(gè)渦輪葉片(106)；以及光學(xué)探針(114)，所述光學(xué)探針(114)具有至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面012)，所述光學(xué)探針(114)可通過(guò)操作將光導(dǎo)向所述多個(gè)渦輪葉片(106)中至少一個(gè)的尾緣表面，且所述光學(xué)探針可進(jìn)一步通過(guò)操作以接收從所述多個(gè)渦輪葉片(106)中至少一個(gè)的尾緣表面反射的光，所述至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面(212)基本上平行于所述多個(gè)渦輪葉片(106) 中的所述至少一個(gè)的尾緣表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，空氣內(nèi)孔(308)延伸穿過(guò)所述光學(xué)探針(114)且與針尖空氣內(nèi)孔(328)和一個(gè)或多個(gè)空氣孔(210)連通，以便冷卻光學(xué)纖維(304，306)且從所述至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面(21 凈化碎屑。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)，其特征在于，所述一個(gè)或多個(gè)空氣孔(210) 以約30度至約60度朝向所述針尖軸線(330)成角度。
全文摘要
本發(fā)明的某些實(shí)施例可包括用于測(cè)量渦輪葉片振動(dòng)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施例，提供一種用于測(cè)量多個(gè)渦輪葉片(106)的振動(dòng)響應(yīng)的方法。該方法可包括安裝光學(xué)探針(114)，該光學(xué)探針具有至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面(212)，其中該至少一個(gè)探針針尖光學(xué)表面(212)相對(duì)于多個(gè)渦輪葉片(106)中至少一個(gè)的尾緣表面在約+15或約-15度內(nèi)基本上平行，將光導(dǎo)向多個(gè)渦輪葉片(106)中至少一個(gè)的尾緣表面，從多個(gè)渦輪葉片(106)中的該至少一個(gè)接收反射光，并且至少部分地基于該反射光來(lái)確定多個(gè)葉片(106)中的該至少一個(gè)的相對(duì)位置。
文檔編號(hào)G01H9/00GK102183291SQ20111000992
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月5日
發(fā)明者H·戴維斯, M·鮑爾, P·P-L·蘇 申請(qǐng)人:通用電氣公司