用于测量温度的系统和方法技术方案

本文公开的系统和方法使用被配置为确定高温范围内的第一温度的多色高温计和被配置为确定低温范围内的第二温度的单色高温计。该系统使用从确定高温范围内的第一温度获得的信息来促进稍后确定低温范围内的第二温度。高温范围内的第一温度和低温范围内的第二温度用于监测和控制在不同时间发生的不同发动机操作。操作。操作。

【技术实现步骤摘要】
用于测量温度的系统和方法
[0001]关于联邦资助的研究或开发的声明
[0002]本专利技术是在美国政府的支持下完成的。美国政府可能对本专利技术拥有某些权利。


[0003]本公开涉及用于测量部件(诸如涡轮机或发动机的部件或气体)的温度的系统和方法。

技术介绍

[0004]至少一些已知的涡轮机，例如燃气涡轮发动机，包括引导高温流体通过燃气涡轮发动机的多个涡轮转子叶片。热气体路径中的这些涡轮转子叶片可能随着时间而磨损。例如，这些热气体路径部件可能表现出与应力相关的开裂，这种应力是由处于或高于预定参数的温度引起的。因此，许多已知的燃气涡轮发动机包括实时(即在测量时)提供操作温度数据的温度监测系统(例如，使用高温计或热电偶)。
[0005]此外，许多已知的燃气涡轮发动机监测作为调节操作的输入的温度数据，例如燃气涡轮发动机的燃烧率(firing rate)(即，在发动机中燃烧的燃料和空气的速率和/或比率)。在某些情况下，温度数据可用作发动机的某些保护性特征的输入。
[0006]在低发动机温度下，可监测温度以确定发动机在启动操作期间正在暖机。很难找到既能覆盖启动时的低温，又能覆盖巡航等操作时的高温的高温计。对于低温，热电偶可用于测量较低范围内的温度。但是，热电偶会增加系统的重量，并且可能需要多个热电偶。
[0007]因此，改进温度测量的系统和方法将在本领域中受到欢迎。
附图说明
[0008]在参考附图的说明书中阐述了针对本领域普通技术人员的本公开的完整且能够实现的公开，其中：
[0009]图1是根据本公开的示例性方面的包括热测量系统的燃气涡轮发动机的示意图。
[0010]图2是根据本公开的示例性方面的图1的热测量系统的示意图。
[0011]图3是根据本公开的示例性方面的不同波长带的光功率与温度的关系图。
[0012]图4是根据本公开的示例性方面的方法的图示。
具体实施方式
[0013]现在将详细参考本公开的当前实施例，其一个或多个示例在附图中示出。详细描述使用数字和字母标号来指代附图中的特征。附图和描述中的相似或类似的标号已用于指代本公开的相似或类似部分。
[0014]本文此处使用“示例性”一词来表示“用作示例、实例或说明”。本文描述为“示例性”的任何实施方式不一定被解释为优于或有利于其他实施方式。此外，除非另有明确说明，否则本文描述的所有实施例都应视为示例性的。
[0015]为了下文描述的目的，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶部”、“底部”、“横向”、“纵向”及其派生词与其在附图中定向的公开内容相关。然而，应当理解，除明确规定相反的情况外，本公开可以采用各种替代变型。还应理解，附图中示出的以及在以下说明书中描述的具体装置仅仅是本公开的示例性实施例。因此，与本文公开的实施例相关的特定尺寸和其他物理特性不应被视为限制性的。
[0016]如本文所用，术语“第一”、“第二”和“第三”可以互换使用以将一个部件与另一个部件区分开，并且不旨在表示各个部件的位置或重要性。
[0017]术语“前”和“后”是指燃气涡轮发动机或运载工具内的相对位置，并且是指燃气涡轮发动机或运载工具的正常操作姿态。例如，对于燃气涡轮发动机，前是指更靠近发动机入口的位置，而后是指更靠近发动机喷嘴或排气口的位置。
[0018]术语“上游”和“下游”指的是相对于流体路径中的流体流动的相对方向。例如，“上游”是指流体从其流动的方向，并且“下游”是指流体向其流动的方向。
[0019]术语“联接”、“固定”、“附接到”等指的是直接联接、固定或附接，以及通过一个或多个中间部件或特征间接联接、固定或附接，除非本文另有说明。
[0020]除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一”、“一种”和“该”包括复数引用。
[0021]在整个说明书和权利要求书中使用的近似语言被应用于修改可以允许变化而不会导致与其相关的基本功能发生改变的任何定量表示。因此，由诸如“约”、“近似”和“基本上”之类的一个或多个术语修饰的值不限于指定的精确值。在至少一些情况下，近似语言可以对应于用于测量该值的仪器的精度，或用于构造或制造部件和/或系统的方法或机器的精度。例如，近似语言可以指在1％、2％、4％、10％、15％或20％的余量内。这些近似余量可应用于单个值、定义数值范围的任一端点或两个端点，和/或端点之间范围的余量。
[0022]在此以及在整个说明书和权利要求书中，范围限制被组合和互换，除非上下文或语言另有说明，否则此类范围被标识并包括其中包含的所有子范围。例如，本文公开的所有范围都包括端点，并且端点可以相互独立地组合。
[0023]术语“涡轮机”或“涡轮机械”是指包括一个或多个压缩机、发热区段(例如，燃烧区段)和一个或多个涡轮的机器，它们一起产生扭矩输出。
[0024]术语“燃气涡轮发动机”是指具有涡轮机作为其动力源的全部或一部分的发动机。示例燃气涡轮发动机包括涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮喷气发动机、涡轮轴发动机等。
[0025]术语“燃烧区段”是指用于涡轮机的任何热添加系统。例如，术语燃烧区段可以指包括爆燃性燃烧组件、旋转爆震燃烧组件、脉冲爆震燃烧组件或其他适当的热添加组件中的一个或多个的区段。在某些示例性实施例中，燃烧区段可包括环形燃烧器、筒形燃烧器、管状燃烧器、驻涡燃烧器(TVC)或其他合适的燃烧系统，或它们的组合。
[0026]除非另有说明，否则术语“低”和“高”，或它们各自的比较程度(例如，更低、更高，在适用的情况下)，当与压缩机、涡轮、轴或线轴部件等一起使用时，各自指代发动机内的相对速度。例如，“低涡轮”或“低速涡轮”限定被配置为以低于发动机处的“高涡轮”或“高速涡轮”的转速(例如最大允许转速)操作的部件。
[0027]本文公开的系统和方法使用被配置为确定高温范围内的温度的多色高温计和被配置为确定低温范围内的温度的单色高温计。该系统使用从确定高温范围内的温度获得的
信息来促进稍后确定低温范围内的温度。
[0028]高温范围内的温度和低温范围内的温度被用于监测和控制在不同时间发生的不同发动机操作。例如，高温范围内的温度可以是调节操作的输入，例如燃气涡轮发动机的燃烧率、发动机中燃烧的燃料和空气的速率和/或比率等。低温范围内的温度可以是监测启动燃烧或瞬态行为的输入。
[0029]为高温范围配置的多色光学高温计可能在低温范围内缺少信号。低温范围使用单色高温计。尽管该系统不会同时测量高温范围和低温范围内的温度，但是从确定高温范围内的温度获得的信息可用于稍后确定低温范围内的温度。例如，由于多色高温计和单色高温计使用相同的透镜来接收从发动机热气体路径中物体发出的光或光子，因此积垢(fouling)(例如，衰减)和发射率信息可以通过确定高温范围内的温度来确定，并用于确定低温范围内的温度。
[0030]该系统的一个好处是单色高温计能够测量用于低温操作的低温范围内的温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热测量系统，其特征在于，包括：第一探测器，所述第一探测器被配置为测量与第一波长相关的辐照度的第一测量值；第二探测器，所述第二探测器被配置为测量与第二波长相关的辐照度的第二测量值；第三探测器，所述第三探测器被配置为测量与第三波长相关的辐照度的第三测量值；以及计算装置，所述计算装置被配置为：基于所述辐照度的第一测量值和所述辐照度的第二测量值之比，确定第一温度范围内的高目标温度；基于所述高目标温度以及所述辐照度的第一测量值和所述辐照度的第二测量值中的一个，确定校正因子的值；以及基于所述校正因子的所述值和所述辐照度的第三测量值，确定第二温度范围内的低目标温度，其中，所述第二温度范围低于所述第一温度范围。2.根据权利要求1所述的热测量系统，其特征在于，其中，所述第一温度范围为1200至2600华氏度，并且所述第二温度范围为500至1000华氏度。3.根据权利要求1所述的热测量系统，其特征在于，其中，所述热测量系统被配置为测量发动机的热气体路径中物体的温度。4.根据权利要求1所述的热测量系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：亚伦，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：