传感器探头以及组装该传感器探头的方法技术

本发明专利技术涉及传感器探头以及组装该传感器探头的方法。提供一种使用在传感器组件(110)中的传感器探头(202)。该传感器探头包括配置为从至少一个微波信号产生至少一个向前传播的电磁场(224)以及配置为产生至少一个向后传播的电磁场(228)的发射器(206)，耦合到发射器的数据导管(204)以及基本上周向绕着数据导管(204)延伸的接地导体(323)，所述接地导体配置为大幅降低在传感器组件内的电磁辐射。

【技术实现步骤摘要】

本文描述的实施例总体上涉及电カ系统，并且，更特别地，涉及用于ー种使用在传感器组件中的。
技术介绍
至少某些已知的发电系统包括随着时间会变得损坏或磨损的至少ー个元件。例如，至少某些已知的发电系统包括如涡轮机的机器，其包括随时间会磨损的元件，如轴承、齿轮和/或转子叶片。采用磨损元件的持续运行会引起对其他元件的附加损坏或导致元件或系统的永久失效。为了检测机器中的元件损坏，采用监测系统来监测至少某些已知机器的运行。至少某些已知的监测系统使用传感器组件来測量机器元件的振动和/或相对位置，传感器组件可包括接近度传感器和/或使用微波发射器的传感器探头。更具体地，在至少某些已知的传感器探头中，发射器用于从至少ー个微波信号产生至少ー个向前传播的电磁场。当机器元件与向前传播的电磁场相互作用时，可以测量和/或监测机器元件。更具体地，通过元件与向前传播的电磁场之间的相互作用会给发射器引起加载(loading)。在这样的系统中，传感器探头通过数据导管耦合到信号处理装置，其基于对发射器引起的加载产生接近度测量。尽管这样的传感器组件通常能够提供相当精确的接近度測量，然而连接传感器组件的各种元件的导管会发射较小数量的电磁辐射。例如，发射器产生至少ー个向后传播的电磁场。这样，电磁辐射被从发射器发射，且因此，作为流经组件的额外电流的结果，传感器组件发射电磁辐射。当在发射器、数据导管、以及信号处理装置之间的阻抗水平变化时，在这些元件之间会产生和流经至少ー个共模电流。此外,在元件的阻抗水平的方面变化产生传送到导管的电磁电位，引起导管辐射电磁波。在传感器组件中发射这样的电磁辐射导致大幅降低了在传感器组件内的能量，其导致降低了由发射器产生的信号強度。降低的信号強度不利地限制了传感器组件的精度。
技术实现思路
在一个实施例中，提供ー种使用在传感器组件中的传感器探头的组装方法。该方法包括提供了发射器，该发射器配置为从至少ー个微波信号产生至少ー个向前传播的电磁场以及产生至少ー个向后传播的电磁场。数据导管耦合到发射器。此外，提供了基本上周向绕着数据导管延伸的接地导体。该接地导体配置为大幅降低在传感器组件内的电磁辐射。在另ー个实施例中，提供ー种使用在传感器组件中的传感器探头。该传感器探头包括发射器，该发射器配置为从至少ー个微波信号产生至少ー个向前传播的电磁场。发射器还配置为产生至少ー个向后传播的电磁场。传感器探头包括耦合到发射器的数据导管。此外，传感器探头包括基本上周向绕着数据导管延伸的接地导体。该接地导体配置为大幅降低在传感器组件中的电磁辐射。在又另ー个实施例中，还提供一种传感器组件。该传感器组件包括至少ー个传感器探头，该传感器探头包括发射器，该发射器配置为从至少ー个微波信号产生至少ー个向前传播的电磁场。发射器还配置为产生至少ー个向后传播的电磁场。传感器探头包括耦合到发射器的数据导管。此外，传感器探头包括基本上周向绕着数据导管延伸的接地导体。该接地导体配置为大幅降低在传感器组件中的电磁辐射。此外，该传感器组件包括耦合到传感器探头的信号处理装置。该信号处理装置配置为基于对发射器引起的加载产生接近度测量。附图说明图I为示例性电カ系统的框图。图2为可以与在图I中所示的电カ系统一起 使用的示例性传感器组件的框图。图3为可以与在图2中所示并且沿着区域3截取的传感器组件一起使用的示例性传感器探头的截面图。图4为组装在图3中所示的传感器探头的示例性方法的流程图。具体实施例方式本文描述的示例性装置和方法克服了与使用在监测系统和/或元件中的已知传感器组件相关的至少某些缺点。特别是，本文描述的实施例提供了包括传感器探头的传感器组件，其有助于大幅降低在传感器组件内的电磁辐射以便保持信号強度。传感器探头包括基本上周向绕着耦合到发射器的数据导管延伸的接地导体。通过发射器产生的至少ー个向后传播的电磁场在接地导体上反射从而与由发射器产生的向前传播的电磁场相互作用。在向前和向后传播的电磁场之间的该相互作用大幅降低在传感器组件内的电磁辐射。此夕卜，接地导体还将额外电流，例如由发射器和/或数据导管产生的共模电流，引导到地，从而有助于降低在传感器组件内的电磁辐射。图I示出示例性电カ系统100，其包括机器102。在该示例性实施例中，机器102可以是，但不被限制为仅是，风轮机、水电轮机、燃气轮机或压缩机。可替代地，机器102可以是使用在电カ系统中的任意其他机器。在该示例性实施例中，机器102使耦合到负载106，例如发电机上的马区动轴104旋转。在该示例性实施例中，驱动轴104至少部分通过容纳在机器102和/或负载106中的一个或多个轴承(未示出)支撑。可替代地或附加地，轴承可容纳在独立的支撑结构108中，例如齿轮箱，或容纳在能使电カ系统100如本文描述的工作的任意其他结构或元件中。在该示例性实施例中，电カ系统100包括至少ー个传感器组件110，其测量和/或监测机器102、驱动轴104、负载106和/或电カ系统100的任意其他元件的至少ー个运行条件。更特别地，在该示例性实施例中，传感器组件110是接近度传感器组件110，其定位于紧密靠近驱动轴104的位置，用来測量和/或监测驱动轴104和传感器组件110之间限定的距离(图I中未示出)。可替代地，传感器组件110可以是用于测量和/或监测机器102的任意其他參数以及使得系统100如本文所述那样工作的任意类型的传感器组件。在该示例性实施例中，传感器组件110使用微波信号来测量电カ系统100的元件相对于传感器组件110的接近度。当在本文中使用时，术语“微波”是指接收和/或发送具有在约300兆赫(MHz)和约300千兆赫(GHz)之间的ー个或多个频率的信号的元件或信号。可替代地，传感器组件110可測量和/或监测电カ系统100的任意其他元件，和/或可以是任意其他的能够使电カ系统100如本文描述那样工作的传感器或换能器组件。此外，在该示例性实施例中，每个传感器组件110定位于电カ系统100内的任意位置。此外，在该示例性实施例中，至少ー个传感器组件110耦合到诊断系统112，用来处理和/或分析由传感器组件Iio产生的ー个或多个信号。在运行期间，在该示例性实施例中，机器102的运行可引起电カ系统100的ー个或多个元件，例如驱动轴104，改变相对于至少ー个传感器组件110的相对位置。例如，振动可引起到元件上/或元件可随着电カ系统100中的操作温度变化而膨胀或收缩。在该示例性实施例中，传感器组件110測量和/或监测接近度，例如静态的和/或振动接近度，和/或元件相对每个传感器组件110的相对位置，且发送代表元件的测得接近度和/或位置的信号(下文称为“接近度測量信号”)到诊断系统112，用于处理和/或分析 。图2是可与电カ系统100(如图I所示)一起使用的典型传感器组件110的原理图。在该示例性实施例中，传感器组件Iio包括信号处理装置200和通过数据或信号导管204耦合到信号处理装置200的传感器探头202。此外，在该示例性实施例中，探头202包括耦合到和/或定位在探头壳体208中的发射器206。更具体地，在该示例性实施例中，探头202是包括微波发射器206的微波传感器探头202。这样，在该示例性实施例中，发射器206具有在微波频率范围中的至少ー个谐振频率。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·谢克曼，李瑢宰，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：