[发明专利]用于监测涡轮机转子叶片的装置和方法

权利要求书

1.一种用于从面对正在经过的转子叶片（3）的叶片梢（6）的位置对涡轮机（1）的转子叶片（3）的工作状态进行监测的监测装置，所述监测装置包括用于产生电磁波的波源（15）以及用于将所述电磁波导向所述叶片梢（6）的波导（11，32，41），其特征在于，在一谐振器（10，25，30，40）中包括所述波导（11，32，41），所述谐振器在所述波导（11，32，41）上限定了至少一个离散的电磁波谐振频率，所述谐振器在其前端部（8）处包括孔口，电磁波的一部分能量能穿过所述孔口朝所述叶片梢（6）发射，并且所述监测装置还包括频率调节单元（18）和检测单元（19），所述频率调节单元被构造为：在各瞬时工况下将电磁波的频率设定为所述谐振器（10，25，30，40）的谐振频率；所述检测单元被构造为：将朝所述叶片梢（6）发射的电磁波的至少一个检测参数与从所述叶片梢（6）反射的电磁波的相应的检测参数进行比较。

2.根据权利要求1所述的监测装置，其特征在于，所述频率调节单元（18）被构造为使电磁波频率在至少一个预定的频率范围内变化并基于该频率变化确定所述谐振频率。

3.根据权利要求2所述的监测装置，其特征在于，所述谐振器（10，25，30，40）被构造为：对于预期的工作温度范围内的所有温度，所述谐振器对于所述频率范围的至少一个频率发生谐振。

4.根据权利要求3所述的监测装置，其特征在于，所述工作温度范围包括一至少600K的温度值，所述温度值更优选地为900K，所述温度值最优选地为1300K。

5.根据权利要求1-4之一所述的监测装置，其特征在于，所述谐振器（10，25，30，40）包括至少耐900K温度的材料，所述材料更优选地至少耐1300K温度。

6.根据权利要求1-5之一所述的监测装置，其特征在于，所述检测单元（19）配置有逻辑部分，从而将对检测参数进行的所述比较与所述谐振器（10，25，30，40）和所述叶片梢（6）之间的径向间隙（R）相关联。

7.根据权利要求1-6之一所述的监测装置，其特征在于，所述检测单元（19）配置有逻辑部分，从而将对检测参数进行的所述比较与一时间差（T）相关联，所述时间差是一个转子叶片（3）或两个不同的转子叶片（3）先后经过的时间之间的时间差。

8.根据权利要求1-7之一所述的监测装置，其特征在于，所述谐振器（10，25，30，40）的侧壁由中空管（11，32）形成，从而构成了所述波导。

9.根据权利要求1-7之一所述的监测装置，其特征在于，所述波导由同轴地延伸穿过所述谐振器（10，25，30，40）的中心导体（41）构成。

10.根据权利要求1-9之一所述的监测装置，其特征在于，所述检测参数包括电磁波的相位。

11.根据权利要求1-10之一所述的监测装置，其特征在于，所述检测参数包括电磁波的振幅。

12.根据权利要求1-11之一所述的监测装置，其特征在于，所述孔口被保护盖（12）遮盖。

13.根据权利要求1-12之一所述的监测装置，其特征在于，所述波源（15）与激励探针（14，28，31，43，36-39，46-51）相连，所述激励探针延伸到所述谐振器（10，25，30，40）的谐振腔（13）内。

14.根据权利要求1-13之一所述的监测装置，其特征在于，所述谐振器（10，25，30，40）的谐振腔（13）填充有电介质材料（27）。

15.一种涡轮机，其特征在于所述涡轮机包括权利要求1-14之一所述的监测装置。

16.根据权利要求15所述的涡轮机，其特征在于，所述谐振器（10，25，30，40）设置为使得：对于预期的工作温度范围内的所有温度，所述前端部（8）和正在经过的叶片梢（6）之间的径向间隙（R）最多为与电磁波频率相对应的波长的四分之三，所述径向间隙更优选地最多为该波长的一半。

17.一种从面对正在经过的转子叶片（3）的叶片梢（6）的位置对涡轮机（1）的转子叶片的工作状态进行监测的监测方法，其中由波源（15）产生电磁波并将该电磁波导向叶片梢（6），其特征在于，在所述谐振器（10，25，30，40）中产生所述电磁波，所述谐振器限定了至少一个离散的电磁波谐振频率，其中在各瞬时工况下将电磁波的频率设定为所述谐振器（10，25，30，40）的谐振频率，并使电磁波的一部分能量从谐振器朝向叶片梢（6）发射，并且将导向叶片梢（6）的电磁波的至少一个检测参数与从叶片梢（6）反射的电磁波的相应的检测参数进行比较。