本发明专利技术涉及一种用于确定流体机械的至少一个工作叶片（１４）与围绕所述至少一个工作叶片（１４）的壁（１１１）之间距离（Δｘ）的装置，它包括波导管（４０），波导管用于导引不同频率的电磁波（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）和通过至少一个面朝工作叶片（１４）的波导管口（４１）朝工作叶片（１４）方向发送至少一种频率的电磁波（３１ａ）；还包括至少一个用于将不同频率的电磁波（３１ａ、３１ｂ）供入波导管（４０）内的装置（５１）以及至少一个用于接收所供入波导管（４０）内的电磁波（３１）被反射的份额（３２ａ、３２ｂ）的装置（５２）。此装置还有数据分析器（６０），用于评估所供入的电磁波（３１ａ、３１ｂ）被接收反射的份额（３２ａ、３２ｂ）。数据分析器（６０）包括用于比较所供入的电磁波（３１ａ、３１ｂ）的各自相位与所供入的电磁波（３１ａ、３１ｂ）相应地被反射的份额（３２ａ、３２ｂ）的相位的装置（６１），其中，借助数据分析器可以对每种频率确定一个相位比较值，并根据比较相位比较值可以确定所述距离（Δｘ）。在这里，波导管（４０）设有密封件（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ），密封件设计为可传送至少一种频率的电磁波（３１ａ、３２ａ），以及沿电磁波（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）导引方向具有两个相对置的表面（７１ａ、７２ａ）。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种确定流体机械至少一个工作叶片与围绕所述至少一个 工作叶片的壁之间距离的装置以及 一 种方法的应用。
技术介绍
由DE 197 05 769A1可知一种用于监测透平才几径向和轴向间隙相应的 装置，以及该装置相应的应用。流体机械，例如蒸汽或燃气轮机，在工业上用作热力机械，将储存在 气流中的能量转化成机械能，尤其转化为旋转运动。为了保证可靠地运行 此类流体机械，力求尤其在运行期间并因而当安装在流体机械内的叶轮旋 转时，能连续监测叶轮的工作叶片。在这里，准确遵守工作叶片叶尖，亦 即工作叶片沿径向最外面的边缘，离围绕工作叶片的壁的距离(径向间隙) 非常重要。出自于安全的原因不允许低于一个最小径向间隙；然而径向间 隙过大将导致不希望的低效率。除了径向间隙外，尤其对于带盖带的叶栅 加内衬的叶轮，离壁件的轴向距离至关重要。因为这些参数通过不同的动 力学影响因素而改变，所以力求能在运行期间连续监测径向间隙和轴向间 隙。径向间隙的大小可例如借助电容式探头监测，它定位在叶尖附近，不 与之接触。然而可惜这些探头的精度、位置分辨率和使用寿命有限。在DE 197 05 769A1中提供了 一种监测流体机械径向和轴向间隙的装 置。在这里使用一个微波雷达系统，它包括发送及接收单元，具有固定频 率的微波从这里发出，通过波导管，对准流体机械的叶轮。在这里波导管 穿过围绕叶轮的机匣并固定在那里。波导管的出口设在叶轮的工作叶片顶 端上方非常靠近的地方，从而可以确定发送的微波的反射、叶片顶端离波 导管端的距离，并因而确定离围绕工作叶片的壁距离是多少。所述的确定 借助反射的微波的相位分析实现。通过确定发送与反射的微波之间的相位 差，完成距离的确定。在机匣内部叶轮的区域内，尤其对于燃气轮机，在其运行时可存在极端条件。在以约100m/s的速度和在16bar范围内的气压下流动时，在燃气 轮机中正好产生约1200。C的温度。这种极端条件可至少在一定程度上穿过 波导管作用在与波导管连接的发送和接收单元上，从而造成其损坏。
技术实现思路
现在本专利技术要解决的技术问题是，提供一种相应的装置和装置的应用， 其中保护与波导管连接的装置，防止流体机械运行时存在的极端条件造成 损坏。为解决上述技术问题提供一种与独立权利要求1特征相应的装置。因此，所述用于确定流体机械的至少一个工作叶片与围绕所述至少一个工作叶片的壁之间距离的装置，该装置包括下列部分，即-波导管，其用于导引不同频率的电磁波和通过至少一个面朝工作叶片的波导管口朝工作叶片方向发送至少一种频率的电磁波，-至少一个用于将不同频率的电磁波供入波导管内的装置，-至少一个用于接收所供入波导管内的电磁波被反射的份额的装置，以及-用于评估所供入的电磁波被接收反射的份额的数据分析器，该数据 分析器包括用于比较所供入的电；兹波的各自相位与所供入的电磁波相应地 被反射的份额的相位的装置，其中，借助数据分析器可以对每种频率确定 一个相位比较值，并根据比较相位比较值可以确定所述距离，应设计为，-波导管设有密封件，-该密封件设计为可传送至少一种频率的电磁波，以及-该密封件沿电磁波的导引方向具有两个相对置的面。因此波导管借助于密封件而相对于在流体机械运行时存在极端条件的工作叶片区域密封。因此可以借助电磁波进行距离测量，电磁波借助波导管通过流体机械的壁被导入工作叶片区内，与此同时在工作叶片区中的极端条件不穿过波导管作用。由从属于权利要求1的那些权利要求可知本专利技术装置的有利的扩展设计。在这里，按照权利要求1的实施形式可以与相关从属权利要求之一的 特征或优选地也可以与多项从属权利要求的特征组合。据此，本专利技术的装 置附加地还有下列特征-例如密封件可布设在波导管口的区域内。由此保证最大可能地保护 波导管和与波导管连接的装置，例如数据分析器。-有利地，所述两个面中至少一个可设计为凸的，在这种情况下所述 至少一种频率的电磁波可聚焦地发射到工作叶片上。由此也可以尤其沿侧 向分辨工作叶片的叶尖，从而可以确定工作叶片叶尖型面。-两个面中至少一个也可以设计为凹的，在这种情况下所述至少一种 频率的电磁波可以朝工作叶片的方向分射地发射。采取这种设计措施尤其 也可以沿侧向分辨工作叶片的叶尖。在这种情况下，在数据分析器内评估散射在工作叶片叶尖上的电》兹波时采用已知的SAR方法(SAR: Synthetic △perture区ader )。-与之相反也可以优选，密封件的两个相对置的面设计为平面以及互 相平行，在这种情况下密封件设计为可反射至少第一种频率的电磁波以及 可传送至少第二种频率的电磁波。在这里密封件通过其相对置的平行地隔 开距离的表面，构成一个有频率选择特性的谐振器。取决于两个表面之间 的距离，仅具有特定波长(在这里两个面的间距是半波长的整数倍)的电 磁波通过密封件传送。反之，具有处于其间的波长的电磁波被密封件反射。 若在评估时相互比较所供入的电磁波被密封件反射的份额与通过密封件传 送并在工作叶片上反射的份额的相位比较值，则可以确定工作叶片与流体 机械的围绕工作叶片的壁之间经温度补偿的距离值。在这里通过计算补偿 波导管因温度引起的膨胀。-可优选，密封件具有在6至20范围内，尤其9至15的介电常数s。 因此在密封件上花费少量技术性费用，可以借助密封件影响电磁波在波导 管内的射线轨迹。若密封件设计为谐振器，则除此之外保证密封件表面(亦 即谐振器表面)有足够高的反射率。-在这方面可优选，密封件由陶乾，尤其Ab03制成。由此保证密封件 非常良好的耐热热性。-可优选，所述电》兹波是尤其在70GHz至150GHz频率范围内的毫米 波。因为在这些频率时的波长约为4毫米和更短，因此可以使用非常紧凑6的波导管，它们的横截面尺寸典型地可以在要导引的波长的数量级内选择。 此外本专利技术还涉及一种按照本专利技术用于确定设计为燃气轮机的流体机 械的至少一个工作叶片与围绕所述至少一个工作叶片的壁之间距离的装置 的应用。-在这里波导管可有利地布设在所述壁的一个冷却通道内。由此，为 了安装本专利技术的装置，可以利用为冷却已经布设在壁内的许多冷却通道之附图说明下面借助附图详细说明所述装置的优选的、但绝不仅限于此的实施例。 为了看得清楚，附图未按尺寸比例设计以及示意性地表示出了某些特征。 其中图1表示现有技术的燃气轮机的局部剖切透视图； 图2表示图1中燃气轮机的一个工作叶片；图3示意性示除了按照本专利技术具有设计为谐振器的密封件的装置； 图4示意性示出了按照本专利技术具有一个设计为带凸面的透镜的密封件 的装置；以及图5示意性示出了按照本专利技术具有一个设计为带凹面的透镜的密封件 的装置。在图1至图4中互相对应的部分采用相同的附图标记。 具体实施例方式图1表示现有技术的燃气轮机10,它设计用于约1200。C的高燃气进口 温度。在有内壁111的机匣11内，燃气轮机IO有一根可旋转地支承的转子 轴12。在转子轴上的工作叶片14设在流动通道13中。图2详细表示一个这种工作叶片14处于拆卸后的状态。工作叶片14 所谓工作叶片叶尖141的上端，在已装入的状态面朝燃气轮机机匣11的内 壁111。图3示意性示出了按照本专利技术的装置的第一种实施例。为了简化起见 只示意地表示出了部分工作叶片14。用箭头142示意表本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定流体机械（１０）的至少一个工作叶片（１４）与围绕所述至少一个工作叶片（１４）的壁（１１１）之间距离（Δｘ）的装置，该装置包括下列部分，即 －波导管（４０），用于导引不同频率的电磁波（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）和通过至 少一个面朝工作叶片（１４）的波导管口（４１）朝工作叶片（１４）方向发送至少一种频率的电磁波（３１ａ）， －至少一个用于将不同频率的电磁波（３１ａ、３１ｂ）供入波导管（４０）内的装置（５１）， －至少一个用于接收所供入波导管（４０ ）内的电磁波（３１）被反射的份额（３２ａ、３２ｂ）的装置（５２）， 以及 －数据分析器（６０），其用于评估所供入的电磁波（３１ａ、３１ｂ）被接收反射的份额（３２ａ、３２ｂ），该数据分析器包括用于比较所供入的电磁波（３１ａ、３１ｂ ）的各自相位与所供入的电磁波（３１ａ、３１ｂ）相应地被反射的份额（３２ａ、３２ｂ）的相位的装置（６１），其中，借助数据分析器可以对每种频率确定一个相位比较值，并根据比较相位比较值可以确定所述距离（Δｘ）， 其特征为： －波导管（ ４０）设有密封件（７０ａ、７０ｂ、７０ｃ）， －该密封件设计为可传送至少一种频率的电磁波（３１ａ、３２ａ），以及 －该密封件沿电磁波（３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ）导引方向具有两个相对置的表面（７１ａ、７１ｂ、７１ｃ、７２ａ、 ７２ｂ、７２ｃ）。...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：托马斯博塞尔曼，迈克尔威尔希，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]
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