用于轴向地间隔开滑环组件的传导环的设备及方法技术

一种用于确定滑环组件(100)的传导环(110)之间的轴向间距的设备(100)包括生成入射信号的信号发生器(102)、沿轴(108)轴向地间隔开的多个传导环(110)，其中多个传导环(110)包括以第一轴向距离(120)轴向地间隔开的第一传导环(110a)和第二传导环(110b)。轴(108)和多个传导环(110)浸入在液体浴(106)中或者包围在环氧树脂(111)中。第一绞合线对(124)电子地联接于信号发生器(102)和第一传导环(110a)和第二传导环(110b)的输入部(126,132)。第二绞合线对(134)在一端处电子地联接于第一传导环(110a)和第二传导环(110b)的输出部(136,140)。还公开了一种用于确定滑环组件(100)的传导环(110)之间的轴向间距的方法(200)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备及方法。
技术介绍
涡轮机如风轮机、燃气涡轮、蒸汽涡轮、泵、风扇、发电机、马达和其它形式的商业装备经常包括轴、叶片和其它旋转构件。本领域中已知将一个或更多个传感器安装在旋转构件上以测量那些构件的各种特征，以便控制、监测和/或加强旋转构件的操作。例如，测量旋转构件的温度、速度、应力、应变、振动和/或其它特征的传感器可允许异常的早先检测、调整修理或维护计划，和/或加强操作的其它动作。各种接触型滑环系统在本领域中已知用于将来自旋转构件的模拟传感器数据传输至定子构件，用于进一步分析和/或用于传输功率往返于滑环组件的可旋转部分。常规地，来自传感器的模拟信号经由传输线(即，线)发送至滑环组件的独立传导环。传导环沿滑环组件的可旋转中心开孔或轴部分同心地定位。静止接触臂或刷提供信号路径，用于将信号从传导环发送至静止装置，如，控制器、数据处理器等。对应的同心传导环大体上形成有可包括凹槽、槽口和/或适于滑动接触的大体上平或弓形的表面的截面形状。为了适应涡轮机的测试和操作的不断提高的数据要求，通常必要的是将来自传感器的高频信号如数字化模拟信号经由传导环传输至静止装置。然而，横跨传导环的最大传输速率可由各种因素限制。一个潜在限制因素在于由来自电阻抗中断的反射引起的波形失真。阻抗中断可每当不同形式的传输线和构件互连并且具有不同浪涌阻抗时遍及滑环组件发生。例如，在传导环处的高频信号损失和/或降级可随由来自阻抗失配的多个反射引起的信号频率增大。阻抗失配的最高发生率中的一些通常在传输线如来自传感器的绞合线对在传导环和/或在滑环组件的刷-传导环对接部和/或在连接器对接部处连接的情况下发生。典型地，阻抗失配可通过增大或减小传送高频信号的传导环的接触表面区域(即，宽度)来缓解。然而，该方法可由于沿滑环组件的轴部分的中心开孔提供的有限轴向空间而限制允许的沿中心轴的给定轴向长度的传导环的数量。结果，特别是在其中滑环组件的总体轴向长度在争论中的情况中，可使用的数字传输的数量可为有限的。因此，用于确定提供横跨滑环组件的恒定或大致恒定的阻抗的滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备及方法将是有用的。
技术实现思路
本专利技术的方面和优点在以下描述中在下面阐明，或者可从描述为明显的，或者可通过实践本专利技术学习。本专利技术的一个实施例为一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的设备。设备包括生成入射信号的信号发生器、生成入射信号的信号发生器、具有多个同心地对准的传导环的轴，该多个同心地对准的传导环沿轴轴向地间隔开，其中多个传导环包括以与第二传导环的第一轴向距离轴向地间隔开的第一传导环。轴和多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中。第一绞合线对在一端处电子地联接于信号发生器，并且在第二端处电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部。第二绞合线对在一端处电子地联接于第一传导环和第二传导环的输出部。本专利技术的另一个实施例为一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的方法。该方法包括将经由信号发生器的第一入射信号经由电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部的第一绞合线对和电子地联接于第一和第二传导环的输出部的第二绞合线对传输横跨多个传导环中的第一传导环和第二传导环。第一传导环和第二传导环以第一轴向距离沿轴轴向地间隔开。多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中。该方法还包括在信号发生器处对第一入射信号的信号反射进行监测，其中信号反射指示穿过第一绞合线对、穿过第一或第二传导环或穿过第二线对中的至少一个的阻抗变化。该方法可使用以不同轴向距离轴向地间隔开的多个传导环中的其它成对传导环重复，直到实现期望的信号反射值。在一方面，技术方案1. 一种用于确定滑环之间的轴向间距用于阻抗匹配穿过滑环组件的高频信号的设备，所述设备包括：生成入射信号的信号发生器；轴，其具有沿所述轴轴向地间隔开的多个同心对准的传导环，其中所述多个传导环包括与第二传导环以第一轴向距离轴向地间隔开的第一传导环，其中所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中；第一绞合线对，其在一端处电子地联接于所述信号发生器，并且在第二端处电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输入部，第二绞合线对，其在一端处电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输出部。技术方案2. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述信号发生器构造成对所述入射信号的信号反射进行监测。技术方案3. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述信号发生器为时域反射计。技术方案4. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中，其中所述液体包括橄榄油。技术方案5. 根据技术方案4所述的设备，其特征在于，所述液体在125摄氏度下具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数的介电常数。技术方案6. 根据技术方案4所述的设备，其特征在于，所述液体具有等于玻璃增强环氧树脂的介电常数。技术方案7. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述液体或所述环氧树脂具有等于FR4 PCB材料的介电常数。技术方案8. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对具有大致相同的恒定阻抗。技术方案9. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对具有125ohm的恒定阻抗。技术方案10. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对和所述第二绞合线对为34AWG125-ohm绞合线对。技术方案11. 根据技术方案1所述的设备，其特征在于，所述第一绞合线对经由CAT5e网络线缆电子地联接于所述信号发生器，其中所述信号发生器使用所述CAT5e网络线缆的已知阻抗校准。技术方案12. 一种用于确定滑环组件的传导环之间的轴向间距的方法，包括：将经由信号发生器的第一入射信号经由电子地联接于第一传导环和第二传导环的输入部的第一绞合线对和电子地联接于所述第一传导环和所述第二传导环的输出部的第二绞合线对传输横跨多个传导环中的第一传导环和第二传导环，其中所述第一传导环和所述第二传导环以第一轴向距离沿轴轴向地间隔开，其中所述轴和所述多个传导环浸入在液体的浴中或者包围在环氧树脂中；以及在所述信号发生器处对所述第一入射信号的信号反射进行监测，其中信号反射指示穿过所述第一绞合线对、横跨所述第一或第二传导环或穿过所述第二线对中的至少一个的阻抗变化。技术方案13. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，如果检测到所述第一入射信号的信号反射，则所述方法还包括：将经由所述信号发生器的第二入射信号经由电子地联接于第三和第四传导环的输入部的第三绞合线对和电子地联接于所述第三和第四传导环的输出部的第四绞合线对传输横跨所述多个传导环中的第三传导环和第四传导环，其中所述第三传导环和所述第四传导环以第二轴向距离轴向地间隔开；以及在所述信号发生器处对所述第二入射信号的信号反射进行监测；并且其中如果检测到所述第一入射信号和所述第二入射信号的信号反射，则所述方法还包括比较来自所述第一和第二入射信号的信号反射值，以及基于所述最低信号反射值来选择期望的轴向间距。技术方案14. 根据技术方案12所述的方法，其特征在于，所述轴和所述多个传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定滑环之间的轴向间距用于阻抗匹配穿过滑环组件(10)的高频信号的设备(100)，所述设备(100)包括：生成入射信号的信号发生器(102)；轴(108)，其具有沿所述轴(108)轴向地间隔开的多个同心对准的传导环(110)，其中所述多个传导环(110)包括与第二传导环(110b)以第一轴向距离(120)轴向地间隔开的第一传导环(110a)，其中所述轴(108)和所述多个传导环(110)浸入在液体(106)的浴中或者包围在环氧树脂(111)中；第一绞合线对(124)，其在一端处电子地联接于所述信号发生器(102)，并且在第二端处电子地联接于所述第一传导环(110a)和所述第二传导环(110b)的输入部(126,130)，第二绞合线对(134)，其在一端处电子地联接于所述第一传导环(110a)和所述第二传导环(110b)的输出部(136,140)。

【技术特征摘要】
2015.03.10 US 14/6432421.一种用于确定滑环之间的轴向间距用于阻抗匹配穿过滑环组件(10)的高频信号的设备(100)，所述设备(100)包括：生成入射信号的信号发生器(102)；轴(108)，其具有沿所述轴(108)轴向地间隔开的多个同心对准的传导环(110)，其中所述多个传导环(110)包括与第二传导环(110b)以第一轴向距离(120)轴向地间隔开的第一传导环(110a)，其中所述轴(108)和所述多个传导环(110)浸入在液体(106)的浴中或者包围在环氧树脂(111)中；第一绞合线对(124)，其在一端处电子地联接于所述信号发生器(102)，并且在第二端处电子地联接于所述第一传导环(110a)和所述第二传导环(110b)的输入部(126,130)，第二绞合线对(134)，其在一端处电子地联接于所述第一传导环(110a)和所述第二传导环(110b)的输出部(136,140)。2.根据权利要求1所述的设备(100)，其特征在于，所述信号发生器(102)构造成对所述入射信号的信号反射进行监测。3.根据权利要求1所述的设备(...

【专利技术属性】
技术研发人员：MJ阿斯诺瓦，KK施莱夫，DW肖，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国;US