用于使用声干涉测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法
【专利摘要】公开了测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法。该方法(400)能够包含：将第一声信号(230)朝向涡轮机中的气路引导；将第二声信号(240)朝向涡轮机中的气路引导；在下游气路位置处接收第一声信号(230)和第二声信号(240)；组合第一声信号(230)和第二声信号(240)以创建所组合的声信号(260)，其中第一声信号(230)的一部分抵偿第二声信号(240)的一部分；以及至少部分基于所组合的声信号(260)来确定气路的温度。
【专利说明】
用于使用声干涉测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法
技术领域
[0001]本公开的实施例一般涉及燃气涡轮机，并且更具体地涉及用于使用声干涉测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法。
【背景技术】
[0002]涡轮机引擎的控制和健康管理能够取决于在整个引擎中准确地测量温度。准确并且可靠的温度测量可用于评估各个引擎组件的性能和健康状态。通常用于测量温度的一些工具可包含传感器和热电偶。然而，由于气体温度达到大大高于2000° F，这些组件暴露在极端苛刻的条件下，使它们易受老化和故障。
【发明内容】
[0003]通过本公开的某些实施例可解决上述需要和/或问题的一些或全部。某些实施例可包含用于使用声干涉测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法。根据本公开的一个实施例，提供了一种方法。该方法可包含:将第一声信号朝向涡轮机中的气路引导;将第二声信号朝向涡轮机中的气路引导；在下游气路位置处接收第一声信号和第二声信号;组合第一声信号和第二声信号以创建所组合的声信号，其中第一声信号的一部分抵偿第二声信号的一部分;并且基于所组合的声信号确定气路的温度。
[0004]根据本公开的另一个实施例，提供了一种系统。该系统可包含耦合到控制器的测量装置。该测量装置可包含:输出声信号的声源;将声信号分离成第一声信号和第二声信号的波分离器;将第一声信号朝向燃气涡轮机中的气路引导的载波波导;将第二声信号朝向燃气涡轮机中的气路引导的干涉波导，其中干涉波导比载波波导长；以及组合第一声信号和第二声信号以创建所组合的声信号的波加法器，其中第一声信号的一部分抵偿第二声信号的一部分。该系统可进一步包含至少一个存储器，其可操作的以存储计算机可运行指令，其中该至少一个控制器能够对该至少一个存储器进行访问并且运行计算机可运行指令以生成输入信号并且基于所组合的声信号确定气路的温度。
[0005]在又一个实施例中，能够提供一种存储计算机可运行指令的一个或多个计算机可读媒体。该计算机可运行指令，当由控制器运行时，能够将控制器配置成:经由载波波导，将第一声信号朝向涡轮机中的气路引导;经由干涉波导，将第二声信号朝向涡轮机中的气路引导;通过波加法器，在下游气路位置处接收第一声信号和第二声信号;通过波加法器，组合第一声信号和第二声信号以创建所组合的声信号，其中第一声信号的一部分抵偿第二声信号的一部分；以及基于所组合的声信号，通过控制器确定气路的温度。
[0006]从结合下面附图所进行的下面的描述，本公开的其他实施例、特征和方面将变得显而易见。
[0007]本申请提供了一组技术方案，如下:
[0008]1.—种用于测量诸如燃气涡轮机中的温度的方法，所述方法包括:
[0009]将第一声信号朝向涡轮机中的气路引导；
[0010]将第二声信号朝向所述涡轮机中的所述气路引导；
[0011 ]在下游气路位置处接收所述第一声信号和所述第二声信号；
[0012]组合所述第一声信号和所述第二声信号以创建所组合的声信号，其中所述第一声信号的一部分抵偿所述第二声信号的一部分；以及
[0013]至少部分基于所述所组合的声信号来确定所述气路的温度。
[0014]2.根据技术方案I所述的方法，其中将第一声信号和第二声信号朝向涡轮机中的气路引导包括:
[0015]向声源传输输入信号；
[0016]经由所述声源，至少部分基于所述输入信号来生成声信号；
[0017]经由输入波导从所述声源向波分离器传递所述声信号；
[0018]经由所述波分离器，将所述声信号分离成所述第一声信号和所述第二声信号；
[0019]经由载波波导引导所述第一声信号；以及
[0020]经由干涉波导引导所述第二声信号，其中所述干涉波导比所述载波波导长。
[0021]3.根据技术方案2所述的方法，其中所述声信号包括声谱。
[0022]4.根据技术方案2所述的方法，其中控制器耦合到所述声源，并且其中所述控制器配置成生成所述输入信号。
[0023]5.根据技术方案2所述的方法，其中所述声源包括下列的至少一个:(i)喇叭、(ii)电磁线圈空气阀、(iii)汽笛、(iv)振动器驱动隔膜或者(V)空气扬声器。
[0024]6.根据技术方案I所述的方法，其中所述气路的所述温度包括下列的至少一个:
(i)燃气涡轮机的排气温度、(ii)燃气涡轮机的热气路内的温度或(iii)燃气涡轮机的实际点火温度或希望测量的任何其他温度。
[0025]7.根据技术方案I所述的方法，其中组合所述第一声信号和所述第二声信号以创建所组合的声信号包括:
[0026]经由波加法器组合所述第一声信号和所述第二声信号；
[0027]经由输出波导将所述所组合的声信号从所述波加法器引导到扩音器，其中所述扩音器耦合到数模转换器；
[0028]经由所述扩音器，基于所述所组合的声信号来生成电波；
[0029]经由所述扩音器，基于所述电波来生成模拟信号；以及
[0030]经由所述数模转换器，将所述模拟信号转换为数字信号。
[0031]8.根据技术方案7所述的方法，其中经由控制器至少部分基于所述所组合的声信号来确定所述气路的温度包括:
[0032]经由所述控制器，识别所述数字信号中的信号最小值，所述信号最小值对应于由所述第二声信号的一部分所抵偿的所述第一声信号(230)的所述部分；
[0033]经由所述控制器，选择与所述信号最小值相关联的频率，其中所述频率与温度相关联；以及
[0034]经由所述控制器，至少部分基于所述所选择的频率来确定所述气路的所述温度。
[0035]9.根据技术方案I所述的方法，其中所述气路的所述温度是跨所述载波波导的平均温度。
[0036]10.根据技术方案I所述的方法，其中所述载波波导和所述干涉波导设置在波分离器和波加法器之间，并且其中所述干涉波导比所述载波波导长以在所述第一声信号和所述第二声信号之间创建周相移动。
[0037]11.—种燃气涡轮机温度测量(或希望测量的任何其他的温度)系统，包括:
[0038]测量装置，包括:
[0039]声源，配置成输出声信号；
[0040]波分离器，配置成将所述声信号分离成第一声信号和第二声信号；
[0041]载波波导，配置成将所述第一声信号朝向燃气涡轮机中的气路引导；
[0042]干涉波导，配置成将所述第二声信号朝向所述燃气涡轮机中的所述气路引导，其中所述干涉波导比所述载波波导长；
[0043]波加法器，配置成组合所述第一声信号和所述第二声信号以创建所组合的声信号，其中所述第一声信号的一部分抵偿所述第二声信号的一部分；
[0044]至少一个存储器，可操作的以存储计算机可运行指令；以及
[0045]至少一个控制器，配置成对所述至少一个存储器进行访问并且运行所述计算机可运行指令以:
[0046]生成输入信号；以及
[0047]至少部分基于所述所组合的声信号来确定所述气路的温度。
[0048]12.根据技术方案11所述的系统，其中所述声信号包括声谱。
[0049]13.根据技术方案11所述的系统，其中所述声源包括下列的至少一个:(i)喇叭、
(ii)电磁线圈空气阀、(iii)汽笛、(iv)振动器驱动隔膜或者(V)空气扬声器。
[0050]14.根据技术方案11所述的系统，其中所述气路的所述温度包括下列的至少一个:(i)燃气涡轮机的排气温度、(ii)燃气涡轮机的热气路内的温度或(iii)燃气涡轮机的实际点火温度或希望测量的任何其他温度。
[0051]15.根据技术方案11所述的系统，其中所述至少一个控制器耦合到所述声源并且进一步配置成向所述声源传输所述输入信号。
[0052]16.根据技术方案11所述的系统，进一步包括扩音器，所述扩音器配置成:
[0053]基于测量所述所组合的声信号来生成电波；以及
[0054]基于所述电波来生成模拟信号。
[0055]17.根据技术方案16所述的系统，进一步包括数模转换器以将所述模拟信号转换为数字信号。
[0056]18.根据技术方案17所述的系统，其中所述至少一个控制器进一步配置成:
[0057]识别所述数字信号中的信号最小值，其中所述信号最小值对应于由所述第二声信号的一部分所抵偿的所述第一声信号的所述部分；
[0058]选择与所述信号最小值相关联的频率，其中所述频率与温度相关联；以及
[0059]至少部分基于所述所选择的频率来确定所述气路的所述温度。
[0060]19.根据技术方案11所述的系统，其中所述载波波导和所述干涉波导设置在波分离器和波加法器之间，并且其中所述干涉波导比所述载波波导长以在所述第一声信号和所述第二声信号之间创建周相移动。
[0061 ] 20.一种非暂时计算机可读媒介，所述非暂时计算机可读媒介包括计算机可读指令，可操作的以:
[0062]经由至少一个载波波导，将第一声信号朝向涡轮机中的气路引导；
[0063]经由至少一个干涉波导，将第二声信号朝向所述涡轮机中的所述气路引导；
[0064]经由至少一个波加法器，在下游气路位置处接收所述第一声信号和所述第二声信号；
[0065]经由所述至少一个波加法器，组合所述第一声信号和所述第二声信号以创建所组合的声信号，其中所述第一声信号的一部分抵偿所述第二声信号的一部分；以及
[0066]经由至少一个控制器，至少部分基于所述所组合的声信号来确定所述气路的温度。
[0067]本申请提供了另一组技术方案，如下:
[0068]1.—种用于测量诸如燃气涡轮机中的温度的方法(400)，所述方法包括:
[0069]将第一声信号(230)朝向涡轮机中的气路引导；
[0070]将第二声信号(240)朝向所述涡轮机中的所述气路引导；
[0071]在下游气路位置处接收所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240);
[0072]组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)以创建所组合的声信号(260)，其中所述第一声信号(230)的一部分抵偿所述第二声信号(240)的一部分；以及
[0073]至少部分基于所述所组合的声信号(260)来确定所述气路的温度。
[0074]2.根据技术方案I所述的方法，其中将第一声信号(230)和第二声信号(240)朝向涡轮机中的气路引导包括:
[0075]向声源(120)传输输入信号；
[0076]经由所述声源(120)，至少部分基于所述输入信号来生成声信号(200);
[0077]经由输入波导(130)从所述声源(120)向波分离器(220)传递所述声信号(200);
[0078]经由所述波分离器(220)，将所述声信号(200)分离成所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)；
[0079]经由载波波导(140)引导所述第一声信号(230);以及
[0080]经由干涉波导(145)引导所述第二声信号(240)，其中所述干涉波导(145)比所述载波波导(140)长。
[0081 ] 3.根据技术方案2所述的方法，其中所述声信号(200)包括声谱。
[0082]4.根据技术方案2所述的方法，其中控制器(510)耦合到所述声源(120)，并且其中所述控制器(510)配置成生成所述输入信号。
[0083]5.根据技术方案2所述的方法，其中所述声源(120)包括下列的至少一个:(i)喇口八、(ii)电磁线圈空气阀、(iii)汽笛、(iv)振动器驱动隔膜或者(V)空气扬声器。
[0084]6.根据技术方案I所述的方法，其中所述气路的所述温度包括下列的至少一个:(i)燃气涡轮机的排气温度、(ii)燃气涡轮机的热气路内的温度或(iii)燃气涡轮机的实际点火温度或希望测量的任何其他温度。
[0085]7.根据技术方案I所述的方法，其中组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)以创建所组合的声信号(260)包括:
[0086]经由波加法器(250)组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)；
[0087]经由输出波导(155)将所述所组合的声信号(260)从所述波加法器(250)引导到扩音器(160)，其中所述扩音器(160)耦合到数模转换器(165);
[0088]经由所述扩音器(160)，基于所述所组合的声信号(260)来生成电波；
[0089]经由所述扩音器(160)，基于所述电波来生成模拟信号(200);以及
[0090]经由所述数模转换器(165)，将所述模拟信号(200)转换为数字信号。
[0091]8.根据技术方案7所述的方法，其中经由控制器(510)至少部分基于所述所组合的声信号(260)来确定所述气路的温度包括:
[0092]经由所述控制器(510)，识别所述数字信号中的信号最小值，所述信号最小值对应于由所述第二声信号(240)的一部分所抵偿的所述第一声信号(230)的所述部分；
[0093]经由所述控制器(510)，选择与所述信号最小值相关联的频率，其中所述频率与温度相关联;以及
[0094]经由所述控制器(510)，至少部分基于所述所选择的频率来确定所述气路的所述温度。
[0095]9.根据技术方案I所述的方法，其中所述气路的所述温度是跨所述载波波导(140)的平均温度。
[0096]10.根据技术方案I所述的方法，其中所述载波波导(140)和所述干涉波导(145)设置在波分离器(220)和波加法器(250)之间，并且其中所述干涉波导(145)比所述载波波导(140)长以在所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)之间创建周相移动。
[0097]11.—种燃气涡轮机温度测量(或希望测量的任何其他的温度)系统(500)，包括:
[0098]测量装置(115)，包括:
[0099]声源(120)，配置成输出声信号(200);
[0?00]波分离器(I35)，配置成将所述声信号(200)分离成第一声信号(230)和第二声信号(240)；
[0101]载波波导(140)，配置成将所述第一声信号(230)朝向燃气涡轮机中的气路引导；
[0102]干涉波导(145)，配置成将所述第二声信号(240)朝向所述燃气涡轮机中的所述气路引导，其中所述干涉波导(145)比所述载波波导(140)长；
[0103]波加法器(150)，配置成组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)以创建所组合的声信号(260)，其中所述第一声信号(230)的一部分抵偿所述第二声信号(240)的一部分；
[0104]至少一个存储器(520)，可操作的以存储计算机可运行指令；以及
[0105]至少一个控制器(110)，配置成对所述至少一个存储器(520)进行访问并且运行所述计算机可运行指令以:
[0106]生成输入信号；以及
[0107]至少部分基于所述所组合的声信号(260)来确定所述气路的温度。
[0108]12.根据技术方案11所述的系统，其中所述声信号(200)包括声谱。
[0109]13.根据技术方案11所述的系统，其中所述声源(120)包括下列的至少一个:(i)喇口八、(ii)电磁线圈空气阀、(iii)汽笛、(iv)振动器驱动隔膜或者(V)空气扬声器。
[0110]14.根据技术方案11所述的系统，其中所述气路的所述温度包括下列的至少一个:
(i)燃气涡轮机的排气温度、(ii)燃气涡轮机的热气路内的温度或(iii)燃气涡轮机的实际点火温度或希望测量的任何其他温度。
[0111]15.根据技术方案11所述的系统，其中所述至少一个控制器(110)耦合到所述声源(120)并且进一步配置成向所述声源(120)传输所述输入信号。
[0112]16.根据技术方案11所述的系统，进一步包括扩音器(160)，所述扩音器(160)配置成:
[0113]基于测量所述所组合的声信号(260)来生成电波；以及
[0114]基于所述电波来生成模拟信号。
[0115]17.根据技术方案16所述的系统，进一步包括数模转换器(165)以将所述模拟信号转换为数字信号。
[0116]18.根据技术方案17所述的系统，其中所述至少一个控制器(110)进一步配置成:
[0117]识别所述数字信号中的信号最小值，其中所述信号最小值对应于由所述第二声信号(240)的一部分所抵偿的所述第一声信号(230)的所述部分；
[0118]选择与所述信号最小值相关联的频率，其中所述频率与温度相关联；以及
[0119]至少部分基于所述所选择的频率来确定所述气路的所述温度。
[0120]19.根据技术方案11所述的系统，其中所述载波波导(140)和所述干涉波导(145)设置在波分离器(220)和波加法器(250)之间，并且其中所述干涉波导(145)比所述载波波导(140)长以在所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)之间创建周相移动。
[0121]20.一种非暂时计算机可读媒介，所述非暂时计算机可读媒介包括计算机可读指令，可操作的以:
[0122]经由至少一个载波波导(140)，将第一声信号(230)朝向涡轮机中的气路引导；
[0123]经由至少一个干涉波导(145)，将第二声信号(240)朝向所述涡轮机中的所述气路弓I导；
[0124]经由至少一个波加法器(150)，在下游气路位置处接收所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)；
[0125]经由所述至少一个波加法器(150)，组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)以创建所组合的声信号(260)，其中所述第一声信号(230)的一部分抵偿所述第二声信号(240)的一部分；以及
[0126]经由至少一个控制器(110)，至少部分基于所述所组合的声信号(260)来确定所述气路的温度。
【附图说明】
[0127]因此，已经概括地描述了本公开，现在将参考附图，其不一定按比例绘制，并且其中:
[0128]图1是根据实施例图示其中能够实现用于测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法的示例环境的框图。
[0129]图2根据示例实施例图示可用来测量燃气涡轮机中的温度的声信号。
[0130]图3根据示例实施例图示作为频率的函数的温度的曲线图。
[0131]图4是根据示例实施例图示用于使用声干涉测量燃气涡轮机中的温度的方法的流程图。
[0132]图5是根据示例实施例图示用于确定燃气涡轮机中的温度的示例系统的框图。
【具体实施方式】
[0133]现在将在下文参考附图更充分地描述本公开的说明性实施例，其中示出本公开的一些但不是全部的实施例。实际上，本公开可以以许多不同的形式实施并且应当不解释为限制于本文所阐述的实施例；而是，提供这些实施例，使得本公开将满足可适用的法律要求。相似的数字在全文中指相似的元件。
[0134]本文所描述的某些实施例涉及用于使用声干涉测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法。某些实施例可允许在测量燃气涡轮机中的极端温度中增加的准确性。例如，如将在本文中更详细描述的，声信号可被引导向高温的区域，例如燃气涡轮机的热气路。然后声信号被分离成两个同一的信号，第一声信号和第二声信号。然后，第一声信号和第二声信号可各自通过在不同长度的波导上的热气路来单独传输。然后可在下游气路位置处接收第一和第二声信号。然而，因为一个波导比另一个波导长，所以它使声信号的一个花费更长时间以到达下游气路位置，由此当它们到达下游气路位置时，在信号之间创建周相移动。结果，当重新组合信号以创建所组合的声信号时，第一声信号的一部分可抵偿第二声信号的一部分。所组合的声信号可被处理，以便识别对应于信号最小值的频率。基于所识别的频率，可使用将频率关联到温度的关系来确定沿热气路的平均温度。
[0135]与本文的某些实施例相关联的一个或多个技术效果可包含，但不限于，在测量燃气涡轮机中高温的增加的准确性。通过准确测量燃气涡轮机中的温度，除了许可对燃烧系统内的组件更好的管理之外，还可实现燃气涡轮机的点火温度的改进的控制。下面提供与用于测量燃气涡轮机中的温度的系统和方法相关的各个示例实施例的详细描述。
[0136]图1描绘示例系统100，其促进测量燃气涡轮机中的温度。根据本公开的示例实施例，系统100可包含配置成生成输入信号的控制器110，该输入信号可代表希望的声波。系统可进一步包含测量装置115，其又可包含声源120、输入波导130以及波分离器135。声源120可以是可操作的以接收由控制器110所生成的输入信号并且产生声音的声信号的装置。例如声源120可以是喇叭、电磁线圈(solenoid)空气阀、汽笛、振动器驱动隔膜或者空气扬声器。声信号然后可通过输入波导130从声源传输到波分离器135。如图1中所示，波分离器135可位于高温的区域170，比如，例如，燃气涡轮机引擎或燃烧室(furnace)。在接收声信号时，波分离器135可以可操作的以将声信号分离成两个同一的信号，第一声信号和第二声信号。
[0137]继续参考图1，测量装置115可进一步包含载波波导140、干涉波导145以及波加法器150，其也可位于高温的区域170内。如图1中所示，波分离器135可经由载波波导140和干涉波导145耦合到波加法器150，其中载波波导140和干涉波导145具有已知的长度。在某些实施例中，波分离器135可位于区域170的一端上并且波加法器150可以以对应于载波波导140的长度的已知的距离位于区域170的相对端。在某些实施例中，第一声信号然后可经由载波波导140从波分离器135引导到波加法器150。类似地，第二声信号可经由干涉波导145从波分离器135引导到波加法器150。波加法器150，其可位于下游气路位置处，可配置成组合第一和第二声信号以创建所组合的声信号。
[0138]在某些实施例中，载波波导140和干涉波导145可具有不同的长度。在第一和第二声信号之间渡越时间中的差别可创建干涉图案，其可被估计，以便确定沿着波分离器135和波加法器150之间的载波波导140的长度的平均温度。例如，在一个实施例中，干涉波导145的长度可比载波波导140的长度长。结果，它使第二声信号比第一声信号花费更长的时间以从波分离器135传播到波加法器150。这创建了干涉图案，使得当第一和第二声信号由波加法器150组合时，第一声信号的一部分抵偿第二声信号的一部分。在某些实施例中，所组合的声信号可被进一步处理以识别对应于信号最小值的频率，其可使用已知的声热动和声关系与区域171内气体的温度相互关联。
[0139]仍然参考图1，所组合的声信号可在高温的区域170外传输，其中其可被处理以便识别对应于信号最小值的频率。为了这样做，测量装置115可进一步包含输出波导155、扩音器160和数模转换器165。所组合的声信号可经由输出波导155从波加法器150引导到扩音器160。扩音器160可以可操作的以基于所组合声信号来生成电波。扩音器160可耦合到数模转换器165的输入。电波可从扩音器160传输到数模转换器165，其可以可操作的以基于电波来生成模拟信号。另外，数模转换器165然后可对模拟信号取样以便获得适于由控制器110确定信号的频率内容的数据。
[0140]继续参考图1，控制器110可从数模转换器165接收模拟信号和相关联的数据。此后，控制器110可配置成运行温度确定模块，其采用快速傅立叶变换(FFT)技术以确定模拟信号的频率内容以便识别对应于信号最小值的特定频率。部分基于所识别的频率，温度确定模块可以可操作的以使用温度频率分布来确定燃气涡轮机中的温度。在某些实施例中，所确定的温度可由控制器115使用以帮助燃气涡轮机的管理。
[0141 ]如所希望的，本公开的实施例可包含具有比图1中所图示的更多或更少的组件的系统100。另外，在本公开的各个实施例中，系统100的某些组件可被组合。图1的系统100仅作为示例来提供。
[0142]现在参考图2，示出的是声信号200，当声信号从声源例如图1中的声信号120传输到波分离器220时。如图1中所示，在某些实施例中，声信号200可具有输入频谱，其是频率的特定带宽。
[0143]仍然参考图2，还示出的是第一声信号230和第二声信号240，当第一声信号230和第二声信号240从波分离器220传输到波加法器250时。在某些实施例中，第一声信号230和第二声信号240可在不同长度的波导上从波分离器220传输到波加法器250，这在它们到达波加法器250时，在第一声信号230和第二声信号240之间创建周相移动。如能够在图2中看至IJ，当它们以特定的频率到达波加法器250时，在第一声信号230和第二声信号240之间可创建180度周相移动。因此，当第一声信号230和第二声信号240由波加法器250组合以创建所组合的声信号260时，第一声信号230的一部分抵偿第二声信号240的一部分。结果，所组合的声信号260可具有带有被抵偿特定频率的输出频谱。这个频率与燃气涡轮机中的温度，比如，例如，排气温度、热气路内温度、实际点火温度等等，相互关联。
[0144]现在参考图3，示出的是按照示例实施例图示示例温度频率分布的曲线图300。如图3中所示，曲线图300可包含对应于以华氏度为单位的温度的X轴310和对应于以赫兹为单位的频率的y轴320。
[0145]继续参考图3，在某些实施例中，控制器，例如图1中的控制器110，可以可操作的以识别对应于所组合的声信号中的信号最小值的特定频率。基于所识别的频率，控制器可进一步可操作的以访问曲线图300以便使用将频率关联到温度的关系来确定燃气涡轮机中的温度。例如，如果对应于信号最小值的频率是大约778赫兹，则控制器可确定沿着燃气涡轮机的热气路的平均温度是大约752° F。
[0146]现在参考图4，示出的是根据示例实施例的用于使用声干涉测量燃气涡轮机中高温的示例方法400的流程图。方法400可与各种系统，例如图1中所图示的使用控制器110和测量装置115的系统100，联合利用。
[0147]方法可在块410处开始。在块410处，可将第一声信号朝向涡轮机中的气路引导。类似地，在块420处，可将第二声信号朝向涡轮机中的气路引导。在某些实施例中，第一和第二声信号可从传输到波分离器，例如图1中的波分离器135，的声信号创建，该波分离器是可操作的以将声信号分离成第一和第二声信号。
[0148]接下来，在块430处，方法400可包含在下游气路位置处接收第一声信号和第二声信号。波加法器，例如图1中的波加法器150，可位于下游气路位置处，并且可操作的以接收第一和第二声信号。在某些实施例中，第一声信号可经由载波波导，例如图1中的载波波导140，从波分离器引导到波加法器。类似地，第二声信号可经由干涉波导，例如图1中的干涉波导145，从波分离器引导到波加法器，其中干涉波导比载波波导长以便在它们再次组合时在两个信号之间创建干涉图案。
[0149]接下来，在块440处，方法400可包含组合第一声信号和第二声信号以创建所组合的声信号，其中第一声信号的一部分抵偿第二生信号的一部分。
[0150]接下来，在块450处，方法400可包含基于所组合的声信号来确定气路的温度。在某些实施例中，气路的温度可由控制器，例如图1的控制器110确定。控制器可以可操作的以处理所组合的声信号以便识别对应于其中第一声信号的一部分抵偿第二声信号的一部分的频率。基于所识别的频率，控制器可使用温度频率分布来确定燃气涡轮机中的温度。
[0151 ]图4的方法400可以可选地在块450之后结束。
[0152]现在参考图5，在可操作的以确定燃气涡轮机中的温度的一个示例系统300中描绘框图。
[0153]在某些实施例中，系统500可包含信号生成模块530，其与控制器510相关联。信号生成模块530可以可操作的以生成一个或多个输入信号，其可代表希望的声波。在一个实施例中，输入信号可由控制器510传输到与测量装置相关联的声源，例如图1中的测量装置115的声源120。声源可以可操作的以基于输入信号来生成包括声谱的声信号。
[0154]另外，系统500可包含温度确定模块540，其与控制器510相关联。温度确定模块530可以可操作的以基于所组合的声信号来确定燃气涡轮机中的温度。在一个实施例中，温度确定模块540可接收适于确定来自测量装置，例如图1中的测量装置115，的所组合的声信号的频率内容的数据。在另外的实施例中，温度确定模块540可以可操作的以采用快速傅立叶变换(FFT)技术以确定所组合的声信号的频率内容以便识别对应于信号最小值的特定频率。部分基于所识别的频率，温度确定模块540可以可操作的以使用温度频率分布来确定燃气涡轮机中的温度。
[0155]控制器510可包含任何数量的适合计算机处理组件，其，除了别的以外，确定燃气涡轮机中的温度。可合并到控制器510中的适合的处理装置的示例包含，但不限于，个人计算机、平板计算机、可佩戴计算机、个人数字助理、移动电话、专用电路、微控制器、小型计算机、其他计算装置等等。同样地，控制器510可包含促进计算机可读指令的运行的任何数量的处理器560。通过运行计算机可读指令，控制器510可包含或形成专用计算机或特定机器，其促进入口过滤器管理的处理。
[0156]除了一个或多个处理器560之外，控制器510还可包含一个或多个存储器装置520，和/或一个或多个通信和/或网络接口 580。一个或多个存储器520可包含任何适合的存储器装置，例如高速缓冲存储器、只读存储器装置、随机存取存储器、磁存储装置等等。一个或多个存储器520可存储过滤或脉动数据、可运行指令和/或可由控制器510所利用的各种程序模块，例如，信号生成模块530、温度确定模块540以及操作系统(“0/S” ) 550。一个或多个存储器520可包含促进控制器510的操作的任何适合的数据和应用。在某些实施例中，一个或多个存储器520可进一步可操作的以存储与所组合的声信号相关联的数据。0/S 550可包含可运行指令和/或程序模块，其促进和/或控制控制器510的一般操作。
[0157]另外，0/S550可促进由一个或多个处理器560的其他软件程序和/或程序模块，例如信号生成模块530和温度确定模块540，的运行。信号生成模块530和温度确定模块540可以是具有配置成允许与控制器510外的目标通信的对应的硬件能力的适合的软件模块。例如，信号生成模块530和温度确定模块540可经由网络接口 580和网络与测量装置，例如图1中的测量装置115，通信。
[0158]如所希望的，本公开的实施例可包含具有比图5中所图示的更多或更少的组件的系统500。另外，在本公开的各个实施例中，系统500的某些组件可被组合。图5的系统500仅作为示例来提供。
[0159]根据示例实施例参考系统、方法、设备和计算机程序产品的框图。将理解，框图的块的至少一些以及框图中块的组合可至少部分由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可装载在通用计算机、专用计算机、专用的基于硬件的计算机或其他可编程数据处理设备上以产生机器，使得在计算机或其他可编程数据处理设备上运行的指令创建用于实现所讨论的框图的块的至少一些或框图中块的组合的功能性的部件。
[0160]这些计算机程序指令还可存储在计算机可读存储器中，其能够引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定的方式运行，使得存储在计算机可读存储器中的指令产生包含指令部件的制造商品，该指令部件实现一个块或多个块中指定的功能。计算机程序指令还可装载在计算机或其他可编程数据处理设备上以使将在该计算机或其他可编程设备上执行的一系列操作步骤以产生计算机实现过程，使得在计算机或其他可编程设备上运行的指令为实现在一个块或多个块中指定的功能提供步骤。
[0161]本文所描述的系统的一个或多个组件和方法的一个或多个元素可通过在计算机的操作系统上运行的应用程序来实现。它们也可使用其他计算机系统配置，包含手提装置、多处理器系统、基于微处理器或可编程消费性电子设备、小型计算机、主机计算机等等，来实施。
[0162]应用程序，其是本文所描述的系统和方法的组成部分，可包含实现某些抽象数据类型并且执行某些任务或动作的例行程序、程序、组成部分、数据结构等等。在分布式计算环境中，应用程序(整体或部分)可位于本地存储器中或其他存储装置中。作为替代地或备选地，应用程序(整体或部分)可位于远程存储器中或存储装置中以允许其中任务由通过通信网络所链接的远程处理设置执行的情况。
[0163]得益于前述描述和相关联的附图所提出的教导，将想起与这些描述相关的、本文所阐述的示例描述的许多修改或其他实施例。因此，将领会，本公开可以以许多形式实施并且应不限于上面所描述的示例实施例。
[0164]因此，要理解，本公开不限定于所公开的特定实施例，并且修改和其他实施例意图包含在所附权利要求书的范围内。虽然本文采用了特定的术语，但是它们仅以一般的并且描述的意义使用并且不用于限制的目的。
[0165]图1
[0166]100-示例系统
[0167]110-控制器
[0168]115-测量装置
[0169]120-声源
[0170]130-输入波导
[0171]135-波分离器
[0172]140-载波波导
[0173]145-干涉波导
[0174]150-波加法器
[0175]155-输出波导
[0176]160-扩音器
[0177]165-数模转换器
[0178]170-区域
[0179]图2
[0180]200-声信号
[0181]220-波分离器
[0182]230-第一声信号
[0183]240-第二声信号
[0184]250-波加法器[ΟΙ85]260-所组合的声信号
[0186]图3
[0187]300-曲线图
[0188]310-x轴
[0189]320-y轴
[0190]图4
[0191]400-示例方法
[0192]410-块
[0193]420-块
[0194]430-块
[0195]440-块
[0196]450-块
[0197]图5
[0198]500-系统
[0199]510-控制器
[0200]520-存储器
[0201]530-信号生成模块
[0202]540-温度确定模块
[0203]550-0/S
[0204]560-一个或多个处理器
[0205]580-网络接口
【主权项】
1.一种用于测量诸如燃气涡轮机中的温度的方法(400)，所述方法包括: 将第一声信号(230)朝向涡轮机中的气路引导； 将第二声信号(240)朝向所述涡轮机中的所述气路引导； 在下游气路位置处接收所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240); 组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)以创建所组合的声信号(260)，其中所述第一声信号(230)的一部分抵偿所述第二声信号(240)的一部分；以及 至少部分基于所述所组合的声信号(260)来确定所述气路的温度。2.根据权利要求1所述的方法，其中将第一声信号(230)和第二声信号(240)朝向涡轮机中的气路引导包括: 向声源(120)传输输入信号； 经由所述声源(120)，至少部分基于所述输入信号来生成声信号(200); 经由输入波导(130)从所述声源(120)向波分离器(220)传递所述声信号(200); 经由所述波分离器(220)，将所述声信号(200)分离成所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240); 经由载波波导(140)引导所述第一声信号(230);以及 经由干涉波导(145)引导所述第二声信号(240)，其中所述干涉波导(145)比所述载波波导(140)长。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述声信号(200)包括声谱。4.根据权利要求2所述的方法，其中控制器(510)耦合到所述声源(120)，并且其中所述控制器(510)配置成生成所述输入信号。5.根据权利要求2所述的方法，其中所述声源(120)包括下列的至少一个:(i)喇叭、(ii)电磁线圈空气阀、(iii)汽笛、(iv)振动器驱动隔膜或者(V)空气扬声器。6.根据权利要求1所述的方法，其中所述气路的所述温度包括下列的至少一个:(i)燃气涡轮机的排气温度、(ii)燃气涡轮机的热气路内的温度或(iii)燃气涡轮机的实际点火温度或希望测量的任何其他温度。7.根据权利要求1所述的方法，其中组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)以创建所组合的声信号(260)包括: 经由波加法器(250)组合所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240); 经由输出波导(155)将所述所组合的声信号(260)从所述波加法器(250)引导到扩音器(160)，其中所述扩音器(160)耦合到数模转换器(165); 经由所述扩音器(160)，基于所述所组合的声信号(260)来生成电波； 经由所述扩音器(160)，基于所述电波来生成模拟信号(200);以及 经由所述数模转换器(165)，将所述模拟信号(200)转换为数字信号。8.根据权利要求7所述的方法，其中经由控制器(510)至少部分基于所述所组合的声信号(260)来确定所述气路的温度包括: 经由所述控制器(510)，识别所述数字信号中的信号最小值，所述信号最小值对应于由所述第二声信号(240)的一部分所抵偿的所述第一声信号(230)的所述部分； 经由所述控制器(510)，选择与所述信号最小值相关联的频率，其中所述频率与温度相关联；以及 经由所述控制器(510)，至少部分基于所述所选择的频率来确定所述气路的所述温度。9.根据权利要求1所述的方法，其中所述气路的所述温度是跨所述载波波导(140)的平均温度。10.根据权利要求1所述的方法，其中所述载波波导(140)和所述干涉波导(145)设置在波分离器(220)和波加法器(250)之间，并且其中所述干涉波导(145)比所述载波波导(140)长以在所述第一声信号(230)和所述第二声信号(240)之间创建周相移动。
【文档编号】G01K11/22GK106017723SQ201610292112
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年2月2日
【发明人】E·P·格利森, 韩飞
【申请人】通用电气公司