專利名稱：關于渦輪葉片監(jiān)測的方法、系統(tǒng)和/或設備的制作方法
技術領域：
本申請主要涉及用于改善渦輪發(fā)動機的效率和/或工作的方法、系統(tǒng)和/或設備， 如本文所使用的渦輪發(fā)動機除非另外明確指出，則意在包括所有類型的渦輪或旋轉(zhuǎn)式發(fā)動 機，包括燃氣渦輪發(fā)動機、航空發(fā)動機、蒸汽渦輪發(fā)動機等。更具體而言，但并非以限制的方 式，本申請涉及關于改善渦輪葉片診斷的方法、系統(tǒng)和/或設備，包括使用RFID技術來發(fā)送 可在診斷應用中使用的狀態(tài)信息。
背景摶術
燃氣渦輪發(fā)動機通常包括壓縮機、燃燒器和渦輪。壓縮機和渦輪通常包括沿軸向 疊置成多級的成排葉片。各級均包括固定的沿周向間隔開的一排定子葉片，以及圍繞中心 軸線或軸旋轉(zhuǎn)的一排轉(zhuǎn)子葉片。在工作中，壓縮機轉(zhuǎn)子葉片通常圍繞軸旋轉(zhuǎn)，且與定子葉片 一致起作用來壓縮空氣流。所供送的壓縮空氣然后在燃燒器中用來燃燒供送的燃料。然后， 由燃燒所產(chǎn)生的熱膨脹氣流(即，工作流體)膨脹穿過發(fā)動機的渦輪段。穿過渦輪的工作 流體流引起轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子葉片連接到中心軸上，使得轉(zhuǎn)子葉片的旋轉(zhuǎn)使軸旋轉(zhuǎn)。以此方式，包含在燃料中的能量轉(zhuǎn)換成旋轉(zhuǎn)軸的機械能，該機械能例如可用來使 壓縮機的轉(zhuǎn)子葉片旋轉(zhuǎn)，以便產(chǎn)生燃燒所需的供送的壓縮空氣，以及可用來使發(fā)電機的線 圈旋轉(zhuǎn)，以便生成電力。在工作期間，由于熱氣體通路的極端溫度、工作流體的速度和發(fā)動 機的旋轉(zhuǎn)速度，故如本文所述的渦輪葉片，其大體上包括旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子葉片和固定的沿周向 間隔開的定子葉片，由于極端的機械負載和熱負載而變得有極高的應力。在給定的這些情況下，對于壓縮機和渦輪轉(zhuǎn)子葉片的健全情況(health)而言，重 要的是進行密切地監(jiān)測。如本領域的普通技術人員將認識到的，葉片故障可對渦輪發(fā)動機 造成災難性和代價高昂的破壞。一般而言，如果準確地采集和監(jiān)測到葉片上的一些高應力 區(qū)域中關于應變水平和/或裂紋形成/擴展的數(shù)據(jù)，就可預測到且因此避免一些此類的葉 片故障。然而，這些數(shù)據(jù)通常不可能采集到或由于代價高昂而妨礙了采集，且當通過常規(guī)方 式采集時，數(shù)據(jù)是不可靠的。例如，尖端定時(tip timing)是測量葉片振動頻率的常規(guī)方 法。普遍認為，裂紋的存在改變了葉片的工作振動頻率，且因此可用于發(fā)出葉片受損的警 告。然而，已經(jīng)證實在許多應用場合中該方法的結(jié)果是不可靠的。當然，另一種方法是關閉 渦輪發(fā)動機并目視檢查葉片。然而，此類檢查并不提供關于工作期間所產(chǎn)生的應力的信息， 同樣傾向于是不可靠的，且由于所需的勞動量和需要關閉發(fā)動機這兩者而代價十分高昂。 結(jié)果，仍然需要關于改善渦輪葉片的監(jiān)測和診斷的方法、系統(tǒng)和/或設備，且具體而言是在 渦輪工作的同時監(jiān)測和獲取轉(zhuǎn)子葉片健全情況的精確方式。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本申請描述了一種監(jiān)測渦輪發(fā)動機的轉(zhuǎn)子葉片的方法，該渦輪發(fā)動機包括 安裝到轉(zhuǎn)子軸上的多個葉片。根據(jù)一些實施例，該方法包括a)將包括天線的RFID標簽固 定到轉(zhuǎn)子葉片中的至少一者上；b)將RFID讀取器固定在工作中與RFID標簽鄰近的渦輪發(fā)動機上的靜止表面上；以及C)在渦輪發(fā)動機工作期間，利用RFID讀取器來監(jiān)測RFID標簽。在一些實施例中，利用RFID讀取器監(jiān)測RFID標簽有選擇地包括下列中的至少一者i)檢測RFID標簽是否工作，以及ii)當RFID標簽固定于其上的轉(zhuǎn)子葉片經(jīng)過RFID讀 取器時，利用RFID讀取器從RFID標簽讀取數(shù)據(jù)。在一些實施例中，該方法還包括d)在工作期間利用可變信息有選擇地對RFID標 簽編程。監(jiān)測RFID標簽的工作包括RFID讀取器讀取經(jīng)編程的RFID標簽的可變信息。在一些實施例中，該方法還包括e)在讀取經(jīng)編程的可變信息之后，利用其它可 變信息對RFID標簽重新編程。利用其它可變信息對RFID標簽重新編程至少部分地由連接 到RFID標簽上的傳感器完成。在一些實施例中，RFID標簽還利用不受按照(d)和(e)的后續(xù)編程和重新編程影 響的不可變信息進行編程。在一些實施例中，RFID標簽定位和固定到轉(zhuǎn)子葉片上，以便預計形成在RFID標簽 所定位和固定的轉(zhuǎn)子葉片區(qū)域中的裂紋的形成和/或擴展會使RFID標簽失效，使得RFID 讀取器不能讀取RFID標簽。在一些實施例中，RFID標簽定位和固定到轉(zhuǎn)子葉片上，使得預計形成在RFID標簽 所定位和固定的轉(zhuǎn)子葉片區(qū)域中的裂紋的形成和/或擴展會延長RFID標簽，使得一旦延長 到期望水平時，天線斷裂。在一些實施例中，RFID標簽定位和固定到轉(zhuǎn)子葉片上，使得天線的至少一部分大 致垂直于預計形成在RFID標簽所定位和固定的轉(zhuǎn)子葉片區(qū)域中的裂紋的方向。在一些實施例中，轉(zhuǎn)子葉片包括壓縮機轉(zhuǎn)子葉片；而RFID標簽包括被動RFID標 簽。在一些實施例中，傳感器包括應變儀、運動傳感器和加速計中的一者中的至少一個。通過研讀對優(yōu)選實施例的如下詳細描述，同時結(jié)合附圖和所附權利要求，本申請 的這些及其它特征將變得明顯。


通過仔細研究本發(fā)明示例性實施例的以下更為詳細的描述，并結(jié)合附圖，可更為 完全地理解和懂得本發(fā)明的這些及其它目的和優(yōu)點，在附圖中圖1為本申請的實施例可使用的示例性燃氣渦輪發(fā)動機的簡圖；圖2為本申請的實施例可使用的燃氣渦輪發(fā)動機的壓縮機的截面視圖；圖3為本申請的實施例可使用的燃氣渦輪發(fā)動機中的渦輪的截面視圖；以及圖4為示出根據(jù)本申請的示例性實施例的RFID標簽的放置和讀取器/接收器的 相對位置的示例性壓縮機轉(zhuǎn)子葉片的簡圖。零件清單100燃氣渦輪發(fā)動機106壓縮機110 渦輪112燃燒器120壓縮機轉(zhuǎn)子葉片122壓縮機定子葉片126渦輪轉(zhuǎn)子葉片128渦輪定子 葉片152翼型部154根部156前緣158后緣159葉片尖端160RFID標簽162天線166接收 器或讀取器168應變儀170加速計/運動傳感器
具體實施例方式射頻識別(“RFID“)標記是一些領域中的公知識別方法。具體而言，常規(guī)RFID 系統(tǒng)的讀取器在由所連接的電子驅(qū)動電路激勵時產(chǎn)生和發(fā)射特定頻率的電磁詢問場。RFID標簽或裝置通常包括具有RF電路、邏輯電路和存儲器的半導體芯片，以及天線。該裝置響 應于編碼的射頻(RF)信號而起作用。如果裝置位于詢問場內(nèi)達足夠的時間，則RFID嵌入 物將變?yōu)槭艿酱賱樱l(fā)送由讀取器或單獨的接收天線所接收的獨特編碼的信號。RF載波 信號通過解調(diào)來恢復保存在RFID裝置中的信息。各種RFID結(jié)構、電路和編程協(xié)議是本領 域中所公知的。美國專禾U No. 5，682，143 (Brady等人)和美國專利No. 5，444，223 (Blama) 中描述了一些實例，這兩個專利均通過引用并入本文中。盡管RFID裝置或標簽還不如其它識別方式普遍，但RFID裝置正在各種應用場合 中逐步普及。這些包括鐵路廂車和牽引拖掛車識別方案，用于公共汽車和地鐵的車票卡、動 物識別、雇員和安全證件，以及自動公路收費系統(tǒng)。 在例如快速通道(EZ Pass)的自動公路 收費系統(tǒng)中，駕駛員將RFID裝置安裝在車輛前方的擋風玻璃上。利用諸如賬戶狀態(tài)、車輛 信息等的駕駛員信息來對RFID裝置預先編程。當車輛通過收費站時，在收費室處的基站發(fā) 射機(base transmitter)發(fā)射由RFID裝置進行反射的信號。如果駕駛員的賬戶良好，則 綠燈啟動；指示駕駛員自由通過收費站。電子RFID裝置為市售的，且其本身并不體現(xiàn)本發(fā)明。早期研發(fā)出的RFID系統(tǒng)使 用相對較大的包裝，這限制了可使用它們的產(chǎn)品。最近，RFID裝置已經(jīng)制作得較小，以便它 們?nèi)菀椎亟Y(jié)合到標簽和標記中，故它們的使用更為廣泛。此類電子裝置的特征在于，它們是 較薄、較平且大致為柔性的裝置。如本領域的普通技術人員將認識到的，RFID標簽可具有"主動"或"被動"的特 征。主動RFID標簽使用內(nèi)部電池來對其電路提供動力。主動標簽還使用其電池將無線電 波傳播給讀取器。主動標簽通常以850至950MHz的高頻傳播，這可從100英尺或更遠以外 讀取。被動RFID標簽完全依賴讀取器作為其電源。這些標簽可在遠至20英尺來讀取，且 它們具有較低的生產(chǎn)成本。一般而言，兩者中的任一標簽均以相同的方式工作1)數(shù)據(jù)儲 存在RFID標簽的微型芯片內(nèi)等待讀取；2)標簽的天線從RFID讀取器的天線接收電磁能； 3)使用其內(nèi)部電池的能量(在主動標簽的情況下)，或使用從讀取器的電磁場獲取的能量 (在被動標簽的情況下)，標簽將無線電波發(fā)送回讀取器；以及4)讀取器拾取標簽的無線電 波，且將頻率轉(zhuǎn)譯為有意義的數(shù)據(jù)。本申請的發(fā)明提出了將RFID發(fā)射應答器技術結(jié)合到諸如燃氣輪機、蒸汽輪機或 航空發(fā)動機的渦輪發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)葉片中，使得有可能在不對輸入設置在葉片上的發(fā)射應答 器的能量作出任何要求的情況下，將數(shù)據(jù)從旋轉(zhuǎn)的葉片無線地傳輸至旋轉(zhuǎn)葉片附近的靜止 位置，如包繞的渦輪殼體上的位置?，F(xiàn)參看附圖，圖1示出了燃氣渦輪發(fā)動機100的簡圖。通常，燃氣渦輪發(fā)動機通 過從加壓的熱氣流中汲取能量來工作，該熱氣流通過壓縮空氣流中的燃料的燃燒產(chǎn)生。如 圖1中所示，燃氣渦輪發(fā)動機100可構造成具有軸流式壓縮機106，其通過共同的軸或轉(zhuǎn)子 機械地聯(lián)接到下游的渦輪段或渦輪110以及位于壓縮機106與渦輪110之間的燃燒器112 上。注意，如下發(fā)明可用于所有類型的渦輪發(fā)動機，包括燃氣渦輪發(fā)動機、蒸汽渦輪發(fā)動機、 航空發(fā)動機等。在下文中，將參照燃氣渦輪發(fā)動機來描述本發(fā)明。此描述僅為示例性的，且 并非意圖以任何方式進行限制。圖2示出了可用于燃氣渦輪發(fā)動機的示例性多級式軸流壓縮機118的視圖。如圖 所示，壓縮機118可包括多個級。各級均可包括一排壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120，隨后的是一排壓縮機定子葉片122。因此，第一級可包括圍繞中心軸旋轉(zhuǎn)的一排壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120，隨后 的是在工作期間保持靜止的一排壓縮機定子葉片122。壓縮機定子葉片122通常沿周向彼 此間隔開，且圍繞旋轉(zhuǎn)軸線固定。壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120沿周向間隔開，且附接到軸上，以便 當軸在工作期間旋轉(zhuǎn)時，壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120圍繞其旋轉(zhuǎn)。如本領域的普通技術人員將認 識到的，壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120構造成使得當圍繞軸回轉(zhuǎn)時，它們將動能給子流過壓縮機118 的空氣或工作流體。壓縮機118可具有除圖2中所示的級之外的一些其它級。附加的級均 可包括多個沿周向間隔開的壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120，隨后的是多個沿周向間隔開的壓縮機定 子葉片122。圖3示出了可用于燃氣渦輪發(fā)動機的示例性渦輪段或渦輪124的局部視圖。渦輪 124也可包括多個級。示出了三個示例性級，但渦輪124中可存在更多或更少的級。第一級 包括在工作期間圍繞軸旋轉(zhuǎn)的多個渦輪輪葉或渦輪轉(zhuǎn)子葉片126，以及在工作期間保持靜 止的多個噴嘴或渦輪定子葉片128。渦輪定子葉片128通常沿周向彼此間隔開，且圍繞旋 轉(zhuǎn)軸線固定。渦輪轉(zhuǎn)子葉片126可安裝在渦輪葉輪(未示出)上以便圍繞軸(未示出)旋 轉(zhuǎn)。還示出了渦輪124的第二級。第二級同樣包括多個沿周向間隔開的渦輪定子葉片128， 隨后的是多個沿周向間隔開的渦輪轉(zhuǎn)子葉片126，其也安裝在渦輪葉輪上以便旋轉(zhuǎn)。示出了 第三級，且其同樣包括多個渦輪定子葉片128和渦輪轉(zhuǎn)子葉片126。將會認識到的是，渦輪 定子葉片128和渦輪轉(zhuǎn)子葉片126位于渦輪124的熱氣體通路中。熱氣體穿過熱氣體通路 的流向由箭頭指示。如本領域的普通技術人員將認識到的，渦輪124可具有圖3中所示的 級以外的一些其它級。各附加的級均可包括一排渦輪定子葉片128，隨后的是一排渦輪轉(zhuǎn)子 葉片126。注意，如本文所用，在沒有更多特殊性的情況下，提及"轉(zhuǎn)子葉片"是指有關壓縮 機118或渦輪124的旋轉(zhuǎn)葉片，其包括壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120和渦輪轉(zhuǎn)子葉片126兩者。在沒有 更多特殊性的情況下，提及"定子葉片"是指有關壓縮機118或渦輪124的靜止葉片，其包括 壓氣機定子葉片122和渦輪定子葉片128兩者。用語"葉片"在本文中將用于指示任一類型 的葉片。因此，在沒有更多特殊性的情況下，用語"葉片"包括所有類型的渦輪發(fā)動機葉片， 包括壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120、壓縮機定子葉片122、渦輪轉(zhuǎn)子葉片126，以及渦輪定子葉片128。在使用中，軸流式壓縮機118內(nèi)的壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120的旋轉(zhuǎn)可壓縮空氣流。在 燃燒器112中，當壓縮空氣與燃料相混合且被點燃時，可釋放能量。由燃燒器112所產(chǎn)生的 熱氣流然后可引導到渦輪轉(zhuǎn)子葉片126上，這可引起渦輪轉(zhuǎn)子葉片126圍繞軸旋轉(zhuǎn)，從而將 熱氣流中的能量轉(zhuǎn)變成旋轉(zhuǎn)葉片的機械能，且由于轉(zhuǎn)子葉片之間的連接是通過軸，故還轉(zhuǎn) 變成旋轉(zhuǎn)軸的機械能。軸的機械能然后可用于驅(qū)動壓縮機轉(zhuǎn)子葉片120旋轉(zhuǎn)，以便產(chǎn)生需 要供給的壓縮空氣，以及例如還驅(qū)動發(fā)電機來發(fā)電。如上文所述，對于壓縮機和渦輪轉(zhuǎn)子葉片的健全情況而言，重要的是密切地進行 監(jiān)測，這是因為其中一個葉片的故障便會對渦輪發(fā)動機造成災難性的破壞。如果準確地采 集和監(jiān)測到葉片上的一些高應力區(qū)域中關于應變水平和/或裂紋形成/擴展的數(shù)據(jù)，便可 預測到且因此避免葉片故障。然而，這些數(shù)據(jù)通常不可能采集到或由于代價高昂而妨礙了 采集，且當通過常規(guī)方式采集時，而數(shù)據(jù)卻不可靠。結(jié)果，仍然需要關于改善渦輪葉片的監(jiān) 測和診斷的方法、系統(tǒng)和/或設備，且具體而言是在渦輪工作的同時監(jiān)測和獲取轉(zhuǎn)子葉片 健全情況的精確方式。
舉例來說，圖4示意性地示出了壓縮機轉(zhuǎn)子葉片150。如本領域的普通技術人員將認 識到的，壓縮機轉(zhuǎn)子葉片150大體上包括翼型部152，該翼型部152從大致與其形成為一體的根 部154沿徑向延伸。翼型部152大體上包括凹入的壓力側(cè)壁或壓力側(cè)，以及沿周向或橫向地相 對的凸起的吸入側(cè)壁或吸入側(cè)。壓力側(cè)壁和吸入側(cè)壁兩者均在前緣156與后緣158之間沿軸 向延伸。壓力側(cè)壁和吸入側(cè)壁還在根部154與徑向外側(cè)的葉片尖端159之間沿徑向方向延伸。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，RFID標簽或多個標簽160可按常規(guī)方式連結(jié)到轉(zhuǎn)子 葉片150上的一個或多個位置上。如圖4中所示(但未按比例繪制)，標簽160可施加到 1)位于徑向內(nèi)側(cè)位置處(即根部154附近)的翼 型部152的前緣156 ；2)翼型部152吸入 側(cè)的大致中部區(qū)域；以及/或者3)位于前緣156附近的翼型部152吸入側(cè)的徑向外緣附 近。這些優(yōu)選的位置是示例性的，因為在轉(zhuǎn)子葉片150上存在多個位置，在此監(jiān)測可由這些 標簽所采集的信息(即，裂紋形成和擴展、葉片尖端偏轉(zhuǎn)、應變水平等)可能是有利的。如 本文所述，標簽160可包括常規(guī)天線162或用于接收和傳輸數(shù)據(jù)的其它常規(guī)器件。在一些情況中，如美國專利No. 7，40，054所描述的，RFID裝置可層疊在外部片材 或?qū)又g，以便保護電子器件免受壓縮機內(nèi)的狀態(tài)，該專利通過引用而整體并入本文中。在 壓縮機內(nèi)，RFID標簽160可應用于級中的各個轉(zhuǎn)子葉片上，以便可監(jiān)測每一個轉(zhuǎn)子葉片。在 其它實施例中，僅可監(jiān)測選取的葉片來代表特定級內(nèi)的葉片的總體健全情況。用于RFID系統(tǒng)的接收器或讀取器166可適合地以一定距離提供在壓縮機內(nèi)，以便 其能讀取安裝在旋轉(zhuǎn)葉片上的標簽。讀取器166可按常規(guī)方式安裝到壓縮機的任何內(nèi)部非 旋轉(zhuǎn)表面上，如殼體(未示出)的內(nèi)表面上的位置。如上文所述，讀取器166產(chǎn)生和發(fā)射如 上文所述的電磁詢問場。優(yōu)選的是，各標簽160獨特地識別相關的轉(zhuǎn)子葉片150，以便例如 設置在殼體內(nèi)表面上的讀取器166在工作期間每當需要或期望時便檢測和記錄在該轉(zhuǎn)子 葉片150經(jīng)過時的各相應的標簽160和任何相關的信息。在一個示例性實施例中，標簽160和相關天線162可安置在一定位置中，且定向成 使得預計形成的任何裂紋將形成為使得裂紋致使標簽160失效。該實施例的實例為圖4中 的標簽160，其安置在徑向內(nèi)側(cè)位置處的翼型部152的前緣156附近。如圖所示，該實施例 的標簽160/天線162可定位成使得由葉片特定區(qū)域中形成的正常裂紋所預計的延伸將撕 破RFID標簽160的天線162，或使其斷裂或失效。在使其不起作用的情況下，當轉(zhuǎn)子葉片經(jīng) 過時，標簽160將不會由讀取器166檢測到。同樣，缺少來自于失效的標簽160的信號或檢 測來自于下一轉(zhuǎn)子葉片的連續(xù)標簽信號向相關操作系統(tǒng)(未示出)提供指示特定轉(zhuǎn)子葉片 已形成裂紋，且還可適合用于觸發(fā)錯誤或缺陷信號，在一些情況下，該錯誤或缺陷信號可引 起采取適合的修復動作。因此，可記錄哪一轉(zhuǎn)子葉片或哪些轉(zhuǎn)子葉片可能受損，以及損壞的 時間，這可用于安排維護、關閉渦輪或任何其它適合的響應。如本領域的普通技術人員將認識到的，操作系統(tǒng)可包括任何適合的大功率固態(tài)開 關裝置。操作系統(tǒng)可為計算機；然而，這僅是在本申請范圍內(nèi)的適合的大功率控制系統(tǒng)的 實例。例如，而非以限制的方式，操作系統(tǒng)可包括硅可控整流器(SCR)、晶閘管、MOS控制的 晶閘管(MCT)和絕緣柵雙極晶體管中的至少一種。操作系統(tǒng)還可實現(xiàn)為單一特殊用途的 集成電路如ASIC，其具有用于總體系統(tǒng)級控制的主處理器或中央處理器區(qū)段，以及用于在 中央處理器區(qū)段的控制下執(zhí)行各種不同特定組合、功能和其它處理的單獨區(qū)段。本領域的 技術人員將認識到，操作系統(tǒng)還可實施采用多種單獨的專用或可編程的集成電子電路或裝置，或其它的電子電路或裝置，如包括分立元件電路的硬接線電子或邏輯電路，或可編程邏 輯裝置如PLD、PAL、PLA等。操作系統(tǒng)還可實施采用適當編程的通用計算機，如微處理器或 微控制器，或單獨的或結(jié)合一個或多個外部數(shù)據(jù)和信號處理裝置的其它處理器裝置，如CPU 或MPU。一般而言，其上的有限狀態(tài)機能夠?qū)嵤┥鲜鲞壿嫷娜魏窝b置或類似裝置均可用作操 作系統(tǒng)。如圖所示，分布式處理架構對于最大的數(shù)據(jù)/信號處理能力和速度是優(yōu)選的。
一些RFID標簽簡單地構造成用以指示承載射頻識別裝置(RFID裝置)的特定對象 何時經(jīng)過讀取器/接收器的檢測區(qū)域。其它的RFID裝置利用不可變信息進行編程，這些不 可變信息可由讀取器/接收器讀取，且提供附加信息(即，識別與其相關的對象和信息，而非 僅識別其存在)。還有的其它RFID系統(tǒng)適于包括一些只讀(預先編程的)信息和一些可重 寫信息和/或可具有有選擇地輸入其中的(可變)信息。因此，提供在渦輪發(fā)動機的壓縮機 或渦輪的轉(zhuǎn)子葉片上的RFID標簽可如上文所述構造成有選擇地損壞，或多個復雜電子設備 可提供為用以檢測和記錄其它信息。因此，RFID標簽可利用該可變?nèi)~片信息有選擇地進行編 程，而讀取器可讀取所傳輸?shù)目勺冃畔?，且根?jù)需要進行反應。在讀取可變信息之后，RFID標 簽優(yōu)選為周期性地利用其它可變信息來重新編程。因此，設置在殼體上的讀取器可提供為簡 單地對工作的RFID標簽的存在進行檢測，或還可包括讀取器用以從標簽無線地下載信息。RFID標簽160在使用期間利用可變信息重新編程的一個此類實施例包括常規(guī)應變 儀168，其測量位于轉(zhuǎn)子葉片150特定位置處的應變水平，該特定位置在圖4中由定位在翼型 部152吸入側(cè)的大致中部區(qū)域中的標簽160和天線162表示。在此情況下，按常規(guī)方式，應變 儀168將聯(lián)接到RFID標簽160上，且將以期望的間隔利用可變信息來對標簽160重新編程， 該可變信息指示應變儀168的當前水平或讀數(shù)。該信息然后可傳遞給讀取器166，在該處，其 然后可由操作系統(tǒng)(未示出)記錄和相應地作用。例如，當應變儀168的讀數(shù)超過一定水平 時，應變讀數(shù)可由應變儀168檢測/記錄，編程輸入到標簽160中，且傳輸至讀取器166/操作 系統(tǒng)，在該處，可產(chǎn)生期望的警報或警告訊息。此類實施例可包括在美國專利No. 7，360，996 中所描述的復雜電子設備和壓電纖維等，該專利的全部公開內(nèi)容均通過應用并入本文中。RFID標簽160在使用期間利用可變信息重新編程的另一實施例包括結(jié)合的常規(guī) 加速計/運動傳感器170，其當結(jié)合在一起時驗證了在該轉(zhuǎn)子葉片150特定位置處的葉片尖 端偏轉(zhuǎn)的測量結(jié)果。該特定的示例性實施例在圖4中由定位在前緣156附近的翼型部152 吸入側(cè)的徑向外緣附近的標簽160和天線162表示。在此情況下，按常規(guī)方式，結(jié)合的常規(guī) 加速計/運動傳感器170將聯(lián)接到RFID標簽160上，且將以期望的間隔利用可變信息使標 簽160重新編程，該可變信息指示在該位置處的葉片尖端偏轉(zhuǎn)。該信息然后可從標簽160 傳遞至讀取器166，在該處，其然后可由操作系統(tǒng)(未示出)進行記錄且相應地作用。例如， 當葉片尖端偏轉(zhuǎn)讀數(shù)超過一定水平時，讀數(shù)可由結(jié)合的常規(guī)加速計/運動傳感器170進行 檢測/記錄，經(jīng)編程輸入到標簽160中，且傳輸至讀取器166/操作系統(tǒng)，在該處，可產(chǎn)生期 望的警報或警告訊息。此類實施例可包括上文描述和結(jié)合的復雜電子設備和壓電纖維等。 其它類型的傳感器也可與RFID標簽相聯(lián)。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例的上述描述，本領域的技術人員可構思出改進方案、變 化以及修改。本領域技術人員能力內(nèi)的這些改進方案、變化和修改認為由所附權利要求涵 蓋。此外，應當明白的是，上文僅涉及本申請所描述的實施例，并且在不脫離由權利要求及 其等同方案所限定的本申請的精神和范圍的情況下，可作出許多變化和修改。
權利要求
一種監(jiān)測渦輪發(fā)動機(100)的轉(zhuǎn)子葉片(120，126)的方法，所述渦輪發(fā)動機(100)包括安裝到轉(zhuǎn)子軸上的多個葉片(120，126)，所述方法包括a)將包括天線(162)的RFID標簽(160)固定到所述轉(zhuǎn)子葉片(120，126)中的至少一者上；b)將RFID讀取器(166)固定在工作中與所述RFID標簽(160)鄰近的所述渦輪發(fā)動機上的靜止表面上；以及c)在所述渦輪發(fā)動機的工作期間，利用所述RFID讀取器(166)來監(jiān)測所述RFID標簽(160)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述RFID讀取器(166)來監(jiān)測所述 RFID標簽(160)有選擇地包括下列中的至少一者i)檢測所述RFID標簽(160)是否工作， 以及ii)當所述RFID標簽(160)固定于其上的所述轉(zhuǎn)子葉片(120，126)經(jīng)過所述RFID讀 取器(166)時，利用所述RFID讀取器(166)從所述RFID標簽(160)讀取數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括d)在工作期間利用可變 信息使所述RFID標簽(160)有選擇地進行編程；其中，監(jiān)測所述RFID標簽(160)的工作包括所述RFID讀取器(166)讀取所述RFID標 簽(160)的經(jīng)編程的可變信息。
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法還包括e)在讀取所述經(jīng)編程的 可變信息之后，利用其它可變信息使所述RFID標簽(160)重新編程；其中，利用其它可變信息使所述RFID標簽(160)重新編程至少部分地由連接到所述 RFID標簽(160)上的傳感器完成。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述RFID標簽(160)還利用不受按照(d) 和(e)的后續(xù)編程和重新編程影響的不可變信息來預先編程。
6.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述RFID標簽(160)定位和固定到所述 轉(zhuǎn)子葉片(120，126)上，使得預計形成在所述RFID標簽(160)定位和固定于其上的所述轉(zhuǎn) 子葉片(120，126)區(qū)域中的裂紋的形成和/或擴展使所述RFID標簽(160)損壞，使得所述 RFID標簽(160)相對于所述RFID讀取器(166)不可讀取。
7.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述RFID標簽(160)定位和固定到所述 轉(zhuǎn)子葉片(120，126)上，使得預計形成在所述RFID標簽(160)定位和固定于其上的所述轉(zhuǎn) 子葉片(120，126)區(qū)域中的裂紋的形成和/或擴展使所述RFID標簽(160)伸長，使得一旦 伸長到期望的水平時，所述天線(162)斷裂。
8.根據(jù)權利要求7所述的方法，其特征在于，所述RFID標簽(160)定位和固定到所 述轉(zhuǎn)子葉片(120，126)上，使得所述天線(162)的至少一部分大致垂直于預計形成在所述 RFID標簽(160)定位和固定于其上的所述轉(zhuǎn)子葉片(120，126)區(qū)域中的所述裂紋的方向。
9.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子葉片(120，126)包括壓縮機轉(zhuǎn)子葉片(120)；以及所述RFID標簽(160)包括被動RFID標簽(160)。
10.根據(jù)權利要求4所述的方法，其特征在于，所述傳感器包括應變儀(168)、運動傳感 器(170)和加速計(170)中的一者中的至少一個。
全文摘要
本發(fā)明涉及關于渦輪葉片監(jiān)測的方法、系統(tǒng)和/或設備。具體而言，一種監(jiān)測包括安裝到轉(zhuǎn)子軸上的多個葉片(120，126)的渦輪發(fā)動機的轉(zhuǎn)子葉片(120，126)的方法，包括a)將包括天線(162)的RFID標簽(160)固定到轉(zhuǎn)子葉片(120，126)中的至少一者上；b)將RFID讀取器(166)固定在工作中與RFID標簽(160)鄰近的渦輪發(fā)動機上的靜止表面上；以及c)在渦輪發(fā)動機工作期間，利用RFID讀取器(166)來監(jiān)測RFID標簽(160)。
文檔編號F04D29/30GK101832296SQ201010143668
公開日2010年9月15日 申請日期2010年3月1日 優(yōu)先權日2009年2月27日
發(fā)明者D·李 申請人:通用電氣公司