用于检查相对于可磨损风扇壳体的风扇叶片尖端间隙的系统和方法与流程

和“110b”可以指示功能可能相同，但可能位于模拟区域中的不同点的两个不同的输入装置)。
9.图1是根据本公开的实施例的基于计算机的叶片尖端间隙系统的框图。
10.图2示出了根据本公开的实施例的固定到风扇旋转锥体的叶片尖端间隙系统。
11.图3示出了根据本公开的实施例的固定到风扇盘的叶片尖端间隙系统的侧视图，示出了检查方法。
12.图4示出了根据本公开的实施例的固定到风扇的旋转锥体的叶片尖端间隙系统的侧视图。
13.图5a、5b、5c、5d和5e描绘了根据本公开的实施例的用于检查风扇叶片尖端间隙的支架的多个视图。
14.图6a和图6b示出了根据本公开的实施例的用于检查叶片尖端间隙的旋转锥体安装支架。
15.图7描绘了根据本公开的实施例的用于在第一位置处利用激光传感器检查叶片尖端间隙的支架的头部。
16.图8描绘了根据本公开的实施例的用于在第二位置处利用激光传感器检查叶片尖端间隙的支架的头部。
17.图9描绘了根据本公开的实施例的用于利用扫描激光传感器检查叶片尖端间隙的支架的头部。
18.图10描绘了根据本公开的实施例的用于检查叶片尖端间隙的方法的流程图。
19.下面参考附图描述本公开的进一步实施例、特征和优点，以及本公开的各种实施例的操作。
具体实施方式
20.虽然本文描述的实施例是针对特定应用的说明性实施例，但应当理解本公开不限于此。获得本文提供的教导的本领域技术人员将认识到在其范围内的附加修改、应用和实施例以及本公开将具有重要实用性的附加领域。
21.本文描述的实施例在说明书中被称为“一个实施例”、“实施例”、“示例实施例”等。这些引用表明所描述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但每个实施例不一定包括每个所描述的特征、结构或特性。此外，当结合实施例描述特定特征、结构或特性时，应当理解，结合其他实施例(无论是否明确描述)来影响这种特征、结构或特性在本领域技术人员的认知范围内。
22.为了清楚地描述用于检查风扇叶片间隙的当前系统和方法，将使用某些术语来指代和描述本公开范围内的相关机器部件。在可能的范围内，将以与术语的公认含义一致的方式使用和采用通用行业术语。除非另有说明，否则此类术语应给予与本技术的上下文和所附权利要求的范围一致的广义解释。本领域的普通技术人员将理解，通常可以使用几个不同或重叠的术语来指代特定部件。在本文中被描述为单个部分的东西可以包括多个部件并且在另一上下文中被称为由多个部件组成。或者，本文描述为包括多个部件的东西在别处可称为单个部分。
23.此外，几个描述性术语可以在本文中定期使用，如下所述。如本文所用，“下游”和“上游”是指示相对于流体(例如通过涡轮发动机的工作流体)流动的方向的术语。术语“下游”对应于流体的流动方向，并且术语“上游”是指与流动相反的方向(即，流体从其流动的方向)。在没有任何进一步的具体说明的情况下，术语“前”和“后”是指相对位置，其中“前”用于描述定位成朝向发动机的前(或压缩机)端的部件或表面，“后”用于描述定位成朝向发动机的后(或涡轮)端的部件。另外，术语“前导”和“尾随”可以被使用和/或理解为在描述中分别类似于术语“前”和“后”。“前导”可用于描述例如流体最初在其上方流动的风扇叶片的表面，而“尾随”可用于描述流体最终在其上方流动的风扇叶片的表面。
24.通常需要描述处于不同径向、轴向和/或周向位置的部分。例如，如图2所示，“a”轴线表示轴向取向。如本文所用，术语“轴向”和/或“轴向地”是指物体沿轴线a的相对位置/方向，轴线a基本上平行于涡轮系统(特别是转子区段)的旋转轴线。如本文进一步使用的，术语“径向”和/或“径向地”是指物体沿轴线“r”的相对位置或方向，轴线“r”基本上垂直于轴线a并且仅在一个位置处与轴线a相交。最后，术语“周向”是指围绕轴线a(例如，轴线“c”)的移动或位置。术语“周向”可以指围绕任何合适形状(例如，多边形)的中心延伸的维度并且不限于围绕圆形形状的中心延伸的维度。
25.本公开大体涉及具有压缩机壳体和涡轮壳的燃气涡轮，并且更具体地，涉及用于检查相对于与风扇转子有关的风扇外壳的内径(“id”)的风扇叶片间隙的系统和方法。当燃气涡轮不工作时(例如，在检查或维护期间)，这样的测量在制造期间和停机期间可能是必要的。除非具体上下文另有规定，否则本文对“壳体”或“该壳体”的任何引用都应理解为包括风扇壳体或风扇壳。壳体可以是单壁壳体。除非具体上下文另有规定，否则本文对“旋转叶片”的引用应被理解为是指风扇叶片。
26.如本文所用，术语“涡轮”是指使用任何类型燃料的任何类型的涡轮发动机，例如涡轮喷气发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮风扇发动机、涡轮轴发动机。虽然附图针对用于飞行器中的涡轮的使用，但是本公开不限于飞机涡轮，并且同样适用于任何类型的涡轮发动机。
27.下面参考图1-10讨论系统和方法的各种实施例。然而，本领域技术人员将容易理解，本文关于这些图给出的详细描述仅用于解释目的而不应被解释为限制。
28.图1在实施例中示出了基于计算机的叶片尖端间隙系统100。如图1所示，基于计算机的叶片尖端间隙系统100可包括系统控制台110，系统控制台110包括总线112和/或构造为在系统控制台110的各个部件(例如处理器122和存储器114)之间通信信息的其他通信机构。此外，通信装置120可以通过对要经由有线或无线通信连接或网络(例如因特网)从处理器122发送到另一个装置的数据进行编码，以及对经由处理器122的通信连接从另一个系统(例如，具有对风扇145进行测量的测斜仪142的激光测量系统140)接收的数据进行解码来实现处理器122和其他装置之间的连接。
29.在另一个示例中，通信装置120可以包括被构造为提供无线网络通信的网络接口卡。可以使用各种无线通信技术，包括红外线、无线电、wi-fi和/或蜂窝通信。或者，通信装置120可以被构造为提供有线网络连接，例如以太网连接。
30.在实施例中，系统控制台110可以包括处理器122和通过有线或无线网络或任何其他通信介质与激光测量系统140通信的其他部件。系统控制台110可以包括使用户或技术人员能够进行交互的用户接口。系统控制台110可以包括使软件应用能够与硬件装置交互的
装置驱动器。在系统控制台110的示例实施例中，可以包括触摸屏并且还可以包括装置驱动器，以识别用户输入手势并将其翻译成能够被应用使用的命令或信号。输入装置接口可以与系统控制台110的触摸屏装置驱动器交互以接收用户触摸屏手势。
31.处理器122可以包括一个或多个通用或专用处理器，以进行系统控制台110的计算和控制功能。处理器122可以包括单个集成电路(例如微处理装置)或可以包括协同工作以实现处理器122的功能的多个集成电路装置和/或电路板。此外，处理器122可以执行计算机程序，例如存储在存储器114内的操作系统115、数据输入模块116和应用118。
32.系统控制台110可以包括用于存储信息和指令以供处理器122执行的存储器114。存储器114可以包含用于检索、呈现、修改和存储数据的各种部件。例如，存储器114可以存储在由处理器122执行时提供功能的软件模块。这些模块可以包括为系统控制台110提供操作系统功能的操作系统115。这些模块可以包括操作系统115、被构造为经由用户接口提供数据输入和本文公开的所有其他功能的数据输入模块116、以及其他附加功能模块(例如应用118)。
33.非暂时性存储器114可以包括可由处理器122访问的各种计算机可读介质。例如，存储器114可以包括随机存取存储器(“ram”)、动态ram(“dram”)、静态ram(“sram”)、只读存储器(“rom”)、闪存、高速缓冲存储器的任何组合，和/或任何其他类型的非暂时性计算机可读介质。
34.系统控制台110还可以包括键盘126和光标控制装置128(例如计算机鼠标)，以使用户能够与系统控制台110交互。系统控制台110还可以包括联接到总线112的数据库117，以为数据输入模块116和应用118提供集中存储，并存储例如服务点数据、以及用于显示日期输入的ui小部件的数据、客户数据等。系统控制台110可以是任何类型的计算机、控制器或计算装置，无论是独立的还是作为具有或不具有附加外部部件的电子装置内的部件。数据库117可以将数据存储在逻辑上相关的记录或文件的集成集合中。数据库117可以是操作数据库、分析数据库、课程数据库、数据仓库、分布式数据库、最终用户数据库、外部数据库、导航数据库、内存数据库、面向文档的数据库、实时数据库、关系数据库、面向对象的数据库或本领域已知的任何其他数据库。此外，任何或所有数据库可以是加密数据库。
35.尽管示为单个系统，但是系统控制台110的功能可以实施为分布式系统。例如，存储器114和处理器122可以分布在共同构成系统控制台110的多个不同计算机上。系统控制台110可以定位成远离基于计算机的叶片尖端间隙系统100的其余部分，其可以用作处理器、服务器、网络服务器或其他计算装置。此外，可以不包括系统控制台110的一个或多个部件。例如，对于作为用户或消费者装置的功能，系统控制台110可以是智能手机或包括处理器、存储器和显示器的其他无线装置，并且包括图1中未示出的附加部件，例如天线、收发器，或任何其他合适的无线装置部件。
36.图2示出了根据本公开的实施例的叶片尖端间隙检查系统200。叶片尖端间隙检查系统200包括围绕风扇转子组件215(也称为风扇转子)设置的风扇壳体210(也称为风扇容纳壳体组件)，风扇转子组件215包括多个风扇叶片220，其中风扇转子组件215可以围绕如轴线260所示的轴线a旋转。风扇壳体210的内部可以衬有风扇壳体可磨损表面240。在一些风扇定子模块中，风扇转子组件215可以包括安装的旋转锥体250。旋转锥体是流线型整流罩，其可以安装在毂上或如图2所示安装在涡轮发动机的中心处。旋转锥体减少了空气动力
学阻力并使通过风扇叶片220进入进气口的气流更加高效。
37.叶片尖端间隙检查系统200还示出了安装到旋转锥体250的支架230。支架230包括安装的测斜仪236，其在图2中示出为安装在旋转锥体250附近，但可以安装在沿支架230的任何位置。测斜仪236的功能是确定支架230在风扇壳体210内的角度位置。支架230还可以包括激光测量头单元235(本文也称为激光模块)和放大器232。
38.激光测量头单元235被设计成发射指向风扇壳体210内部的激光束，风扇壳体210可以包括或可以不包括风扇壳体可磨损表面240。投射的激光束然后从风扇壳体210(也称为风扇)的内表面反射，并被激光测量头单元235接收。在接收反射的激光束时，激光测量头单元可以限定激光束行进的路径长度，从而确定激光测量头单元235与风扇壳体210或风扇壳体可磨损表面240之间的距离。通常，激光测量头单元235与风扇壳体210或风扇壳体可磨损表面240之间的距离的理想范围在0.252英寸和0.400英寸之间。
39.在实施例中，由于通过将一个或多个螺栓固定到旋转锥体250来将支架230固定到风扇转子组件215，所以当风扇转子组件215旋转时，激光测量头单元235可以确定周向围绕风扇壳体210的多个点处的激光测量头单元235与风扇壳体210之间的距离。在实施例中，风扇转子组件215的旋转可以手动完成。在另一个实施例中，风扇转子组件215的旋转可以通过风扇转子组件215内或外部的某些类型的机械或电气辅助来完成。注意与图2不同，支架230位于两个相邻风扇叶片之间。
40.在实施例中，来自激光测量头单元235的距离测量值可以包括可传递到放大器232的模拟信号。来自放大器232的信号然后可以经由有线或无线方式传输到计算装置，例如系统控制台110。图2中的放大器被示出为安装在支架230上，但可以位于任何地方。此外，模拟信号可以在沿其路径的任何地方或在系统控制台110处使用模数转换器进行转换，然后数字距离数据可由系统控制台110处理。
41.图3示出了根据本公开的实施例的叶片尖端间隙检查系统300的侧视图。叶片尖端间隙检查系统300包括风扇壳体310、一个或多个风扇叶片320和固定到转子组件350的支架330。在实施例中，支架330使用一个或多个安装紧固件355固定到转子组件350。在另一个实施例中，可以使用本领域普通技术人员已知的其他粘合方式来代替安装紧固件355。这种紧固方式可以包括真空、粘合剂、磁体或将两个或更多个物体临时固定在一起的任何其他已知方法。
42.叶片尖端间隙检查系统300示出为安装在转子组件350上，其中没有旋转锥体。因此，支架330可以直接固定到转子组件350。然而，具有激光测量头单元335的支架330的操作可以以与图2中描述的相同方式操作，例如，可以在转子组件350绕轴线a 360旋转时获得距离测量值和周向位置测量值。
43.图4示出了根据本公开的实施例的叶片尖端间隙检查系统400的侧视图。叶片尖端间隙检查系统400包括围绕转子组件设置的风扇壳体410，转子组件包括可以围绕轴线a(如轴线460所示)旋转的多个风扇叶片420。风扇壳体410的内部可以衬有可磨损层440。在一些风扇中，如图4所示，支架430固定到旋转锥体450。叶片尖端间隙检查系统400还示出了在安装头455处固定到旋转锥体450的支架430。
44.在一些实施例中，安装头455可以包括系留紧固件，其中紧固件被保持在安装头455中，从而消除了在将支架430附接到旋转锥体450以进行测试和测量时紧固件松动的可
能性。
45.支架430还可以包括安装的测斜仪436、旋钮434、放大器432。旋钮434也可以是任何类型的手柄，其中旋钮434可以用于辅助转动转子组件以测量围绕壳体410的各个周向点。
46.图4还示出了间隙442，其是激光测量头单元435与风扇壳体410的内表面之间的间隙。在实施例中，每个风扇叶片420的长度是已知的，例如，每个是测量的。另外，支架430的尺寸是已知的。此外，支架可以由轻质材料(例如管状铝)制成。在实施例中，支架430的重量小于13磅。然而，支架430可以由任何数量的高强度材料或复合材料构成，由此支架在风扇壳体410内以任何旋转角度的偏转是可忽略的，即在尖端间隙的3％以内。因此，通过获得间隙442测量值，可以确定间隙445测量值，即由测斜仪436确定的任何角度位置处的特定风扇叶片420的边缘与风扇壳体410的内部之间的间隙。
47.此外，激光测量头单元435可以位于沿支架430的顶部的各个位置，如位置437所示，其中激光测量头单元将测量间隙447，间隙447是风扇叶片420的边缘的另一个位置处或风扇叶片420的轴向后方的激光测量头单元435与风扇壳体410的内部之间的间隙。在实施例中，在位置437处测量的风扇壳体410的区域可以在风扇壳体410的可磨损层区域的轴向后方。
48.图5a-5e示出了根据本公开的至少一个实施例的叶片尖端间隙检查系统500的五个详细视图。图5a示出了包括安装头555的支架530，其中安装头555可以固定到转子组件。特别地，安装头555示出了用于安装到转子组件的旋转锥体的构造。
49.图5a还示出了附接到支架530的偏置支架538的激光测量头单元535。还示出了测斜仪536、旋钮534和放大器532，其功能先前已被讨论并结合到此处。图5a还示出了可用于从激光测量头单元535导向电缆的电缆引导件575的使用，该电缆可包含去往和来自激光测量头单元535的功率和数据。
50.图5b示出了包括测斜仪536、旋钮534和放大器532的支架530的详细视图。图5b还示出了安装头555的详细视图。
51.图5c示出了支架530的下部的详细视图，示出了安装头555，其中安装头555包含可用于将支架530附接到转子组件的两个系留紧固件580。
52.图5d示出了支架530的上部的详细视图，示出了电缆引导件575、偏置支架538和激光测量头单元535。
53.图5e示出了支架530的上部的详细侧视立体图，示出了电缆引导件575、偏置支架538和激光测量头单元535。图5e还示出了定位孔546和定位孔548。定位孔546和548可用于将激光测量头单元定位在沿偏置支架538的其他位置，以测量转子组件的内表面上的不同间隙区域。图5e还示出了在实施例中附接到激光测量头单元535的电缆537。在实施例中，激光测量头单元535还可以包括不需要电缆(诸如电缆537)的无线激光单元。
54.图6a和图6b示出了根据本公开的实施例的叶片尖端间隙检查系统600的两个视图。图6a示出了固定到旋转锥体650的支架630，其中支架630还包括在两个风扇叶片620之间延伸并且已经固定到其激光测量头单元635的支架臂638。激光测量头单元635确定其与可磨损层640之间的距离，其中支架630可以手动旋转完整的360度，从而允许测量风扇叶片620的端部与可磨损层640之间的间隙。
55.图6a还示出了根据实施例的旋转锥体650的可能安装方法。请注意，这是两种类型的紧固件(例如螺栓)，在旋转锥体上示出。径向紧固件670径向定向并且可以将旋转锥体650附接到下面的转子。另外，轴向紧固件676在轴向方向上定向并且还可以将旋转锥体650紧固到转子。安装头655可以包含轴向定向并且可以将支架630固定到旋转锥体650的一个或多个系留紧固件680。在实施例中，将支架630固定到旋转锥体650可以通过移除两个轴向紧固件螺栓，然后用两个系留紧固件680将支架630固定到旋转锥体650来实现。在另一个实施例中，支架630可以具有在径向方向上定向的一个或多个系留紧固件680，在这种情况下，可从旋转锥体650移除一个或多个径向紧固件，然后使用一个或多个系留径向紧固件将支架630固定到旋转锥体650。
56.图6b示出了支架630，支架630还可以包括在两个风扇叶片620之间延伸并且已经固定到其激光测量头单元635的支架臂638。图6b中还示出了来自激光测量头单元635的激光束645照射在可磨损层640上。另外，图6b示出了通过电缆引导件675导向的电缆637。
57.图7示出了根据本公开的实施例的在第一位置处具有激光传感器的叶片尖端间隙系统700。叶片尖端间隙系统700可包括固定到支架臂730和支架720的激光测量头单元735。在实施例中，激光测量头单元735连接到电源并且可以经由电缆737传输和/或接收数据并产生激光745，激光745用于确定激光测量头单元735与风扇壳体的内部分(例如可磨损层740)之间的距离。激光测量头单元735也可以使用选择器螺钉738手动调整，以移动到沿支架臂730的其他位置，例如，第二位置746和第三位置748。位置746和748只是说明性的并且可以位于沿支架臂730的任何位置并包括任何数量的位置。
58.图8示出了根据本公开的实施例的在第二位置处具有激光传感器的叶片尖端间隙系统800。叶片尖端间隙系统800可包括固定到支架臂730和支架720的激光测量头单元735。在实施例中，激光测量头单元835连接到电源并且可以经由电缆837传输和/或接收数据并产生激光795，激光795用于确定激光测量头单元835与风扇壳体的内部分(例如可磨损层840)之间的距离。激光测量头单元835也可以使用选择器螺钉838手动调整，以移动到沿支架臂830的其他位置，例如，第一位置844和第三位置848。位置844和848只是说明性的并且可以位于沿支架臂830的任何位置并包括任何数量的位置。
59.图9示出了根据本公开的实施例的具有扫描激光传感器的叶片尖端间隙系统900。叶片尖端间隙系统900可包括固定到支架臂930和支架920的激光测量头单元935。在实施例中，激光测量头单元935连接到电源并且可以经由电缆937传输和/或接收数据并产生扫描激光945，扫描激光945用于确定激光测量头单元935与风扇壳体的内部分(例如多个径向位置处的可磨损层940)之间的距离。不是将激光测量头单元935移动到如图7和8所示的沿支架臂930的不同位置，激光测量头单元935可以配备有能够径向扫描沿风扇壳体的内表面的各种点的扫描激光器。
60.图10示出了根据本公开的实施例的用于确定风扇壳体中的叶片尖端间隙的方法1000的示例性实施例。方法1000开始于步骤1005，将支架安装到风扇转子上，或者在某些情况下安装到风扇旋转转子上，其中支架位于连接到风扇转子的相邻风扇叶片之间。进一步地，支架包括固定到支架的激光模块和测斜仪。测斜仪设计用于测量带有附接激光模块的支架的周向位置。例如，如在图2-9中所讨论的，或者具体地在图2中所讨论的，其中支架230附接到旋转锥体250并且包括激光测量头单元235和测斜仪236。如果风扇不具有旋转锥体，
则如图3所示和讨论的，支架330可以附接到转子组件350，其中支架330可围绕轴线“a”360旋转。
61.支架可以安装在两个相邻风扇叶片之间，而在一些检查情况下，可能需要移除旋转锥体和风扇叶片中的至少一个以进行叶片尖端间隙检查。移除风扇叶片会引起几个问题。这样的移除需要时间，可能需要数小时。此外，移除风扇叶片会破坏风扇定子模块的平衡，因为每个叶片可能重约50磅。由于缺少叶片，整个风扇叶片组件变得不稳定并且不容易用手旋转。由于带有附接激光模块和测斜仪的支架可能仅重12或13磅，因此可由单人轻松管理。此外，当移除旋转锥体时，存在对旋转锥体和/或转子的风险或损坏，并且必须跟踪和记述移除的安装硬件。
62.如图6中所讨论的，将支架630附接到旋转锥体650可以通过从旋转锥体650移除两个轴向紧固件并使用支架630内的系留紧固件螺栓附接支架630来实现。使用旋转锥体650上现有的轴向紧固件位置来附接支架630可以最小化或以其他方式减少与检查相关联的劳动和复杂性，并且通常可以在大约30分钟内完成，而如果必须移除风扇叶片则需要4-5小时完成。
63.步骤1010可以包括旋转具有附接激光模块的风扇转子，其中激光模块包括激光传感器。如步骤1005中所述，由于不需要移除风扇叶片，风扇转子保持平衡，因此可以手动转动转子。或者，如图2中所讨论的，可以采用某种类型的机械或电气辅助来旋转转子。旋转转子也会旋转该支架以及附接激光模块和测斜仪，从而允许围绕风扇壳体的整个内周获得距离测量值和角度数据。
64.步骤1015可以包括在风扇转子旋转时从激光传感器朝向风扇壳体投射激光束。激光束也可以朝向风扇壳体的内径投射。如图6所示，激光测量头单元635生成激光束并将其朝向风扇壳体的内壳投射，如激光束645所示。此外，如图2-6中所讨论的，风扇壳体的内壳可以包含可磨损层，例如可磨损层440或640。
65.步骤1020可以包括通过激光传感器接收从风扇外壳的内径反射的激光束，从而针对围绕风扇壳体周向设置的多个点限定指示激光模块与风扇壳体或壳之间的距离的路径长度，例如图2-6中所示。此外，如图4所示，激光测量头单元435可以生成指向风扇壳体410的内周的激光束。在这样的实施例中，激光束然后可以被反射回激光测量头单元435。然后，使用本领域普通技术人员熟知的电路，可以确定激光测量头单元435与风扇壳体410之间的距离，如间隙442所示。而且，如图4所示，支架430的尺寸已知，因此支架430不需要与风扇叶片420的长度相同。在实施例中，检查包括首先测量每个风扇叶片的长度，然后使用具有激光测量头单元435和测斜仪436的支架430，可以确定转子的360度扫描中的所有位置的间隙442。或者替代地，可以仅选择选定点来测量，例如，在12点钟、3点钟、6点钟和9点钟的测斜仪点。
66.步骤1025可以包括通过测斜仪确定激光模块的周向位置。如前所述，测斜仪是用于测量倾斜或侧倾角度的众所周知的装置。因此，测斜仪(例如测斜仪236、436和536)可用于确定支架(例如支架230、330、430、530、630、730、830和930)相对于风扇壳体的周向位置。因此，当激光模块与风扇壳体之间的距离被确定时，也就知道在周向上的何处确定测量值。
67.步骤1030可以包括通过激光模块将多个点中的每一个的距离测量值和周向位置传输到计算装置。一个激光模块确定距离测量值(例如针对间隙442)，该信息无论是模拟形
式还是数字形式都可以发送到计算装置，例如图1中的系统控制台110。在实施例中，距离测量值可以是发送到系统控制台110的模拟信号，其中在系统控制台110内或外部，使用模数转换器(“adc”)转换模拟信号，其中数据可以由系统控制台110上的数据端口接收。在不损害将数据传输到系统控制台110的有线方法的情况下，数据也可以无线地或通过因特网或云服务发送。除了发送距离测量值之外，还可以发送来自测斜仪的角度数据，其中特定测斜仪数据点与对应的激光测量数据相关联。
68.步骤1035可以包括通过计算装置处理多个点中的每一个的距离测量值和周向位置。当计算装置(例如系统控制台110)接收距离和角度数据时，计算装置可以处理该数据并将这样的数据存储在数据库(例如数据库117)中，以供以后分析和可能的校正动作。
69.步骤1040可以包括通过计算装置确定风扇叶片与风扇壳体或风扇壳体的风扇可磨损内径之间的间隙距离。如所讨论的，每个风扇叶片的长度测量值可以在步骤1005中安装支架之前获取，其中这样的数据可以被输入到计算装置。计算装置然后可以基于输入数据确定每个风扇叶片与风扇壳体或壳之间的间隙距离。此外，如在步骤1035中提到的，一旦确定间隙距离，就可以启动校正动作。此类校正动作可以包括更换、修理或返工一个或多个部件。这种校正动作也可能仅包括符号(例如数据库中的条目)，以供将来采取动作。
70.说明书和摘要部分可以阐述发明人所设想的本公开的一个或多个示例性实施例但不是所有示例性实施例，因此，不旨在以任何方式限制本公开和所附权利要求。
71.上文已经借助说明指定功能及其关系的实施方式的功能构建块描述了本公开的实施例。为了描述的方便，这些功能构建块的边界在本文被任意限定。只要可以适当地进行指定功能及其关系，就可以限定替代边界。
72.具体实施例的前述描述将如此充分地揭示本公开的一般性质，在不脱离本公开的一般概念的情况下，其他人可以通过应用本领域技术范围内的知识容易地修改和/或适应此类具体实施例的各种应用，而无需过度实验。因此，基于本文呈现的教导和指导，此类改编和修改旨在落入所公开实施例的等同物的含义和范围内。应当理解，本文的用语或术语是为了描述而非限制的目的，使得本说明书的术语或用语将由本领域技术人员根据教导和指导来解释。
73.本公开的广度和范围不应受任何上述示例性实施例的限制。
74.已经呈现了本公开的示例性实施例。本公开不限于这些示例。这些示例在本文中出于说明而非限制的目的而呈现。基于本文包含的教导，对于相关领域的技术人员来说替代方案(包括本文所述那些的等同物、扩展、变化、偏离等)将是显而易见的。这样的替代方案落入本公开的范围和精神内。
75.本文包含的公开内容包括，例如，示例1是一种用于确定风扇壳体相对于风扇转子的风扇叶片间隙的系统，所述系统包括支架，所述支架附接到所述风扇转子并且被构造为将激光模块保持在连接到所述风扇转子的相邻风扇叶片之间。所述支架进一步被构造为保持测斜仪，其中所述测斜仪被构造为测量所述激光模块的周向位置。所述激光模块包括激光传感器，所述激光传感器被构造为当所述风扇转子旋转时朝向所述风扇壳体发射激光束，以接收来自所述风扇壳体的反射激光束，从而针对围绕所述风扇壳体周向设置的多个点限定指示所述激光模块与所述风扇壳体之间的距离的路径长度。所述激光模块进一步被构造为针对所述多个点将距离测量值传输到计算装置，并且所述测斜仪被构造为将周向位
置测量值传输到所述计算装置。所述计算装置被构造为处理所述距离测量值和所述周向位置测量值，以确定在所述周向位置处风扇叶片与所述风扇壳体之间的间隙距离，其中基于所确定的距离超过阈值来启动校正动作。
76.示例2是根据任何前述条项所述的系统，其中，所述支架还可以进一步被构造为允许所述激光模块沿所述风扇转子的旋转轴线位于所述支架上的第二位置处。示例3是根据任何前述条项所述的系统，其中，所述支架还可以使用粘合剂、磁体或真空附接到所述风扇转子。示例4是根据任何前述条项所述的系统，其中，所述风扇转子还可以进一步包括旋转锥体，并且其中所述支架在所述旋转锥体处附接到所述风扇转子。示例5是根据任何前述条项所述的系统，其中，在所述旋转锥体处将所述支架附接到所述风扇转子可以包括移除一个或多个轴向定位的现有旋转锥体紧固件。示例6是根据任何前述条项所述的系统，其中，所述激光模块可以包括扫描激光器，所述扫描激光器被构造为沿所述风扇转子的旋转轴线朝向所述风扇壳体发射多个激光束，从而针对围绕所述风扇壳体周向和轴向设置的所述多个点限定指示所述激光模块和所述风扇壳体之间的所述距离的所述路径长度。示例7是根据任何前述条项所述的系统，其中，所述激光模块可以被构造为将所述距离测量值无线传输到所述计算装置。示例8是根据任何前述条项所述的系统，其中，所述系统可以进一步包括放大器和模数转换器(adc)，其中所述放大器被构造为从所述激光传感器接收信号并输出表示测量距离的模拟值。示例9是根据任何前述条项所述的系统，其中，如果所述风扇叶片与所述风扇壳体之间的所述距离被确定为在0.252英寸和0.400英寸之间，则所述间隙距离可以被分类为理想的。
77.本文包含的公开内容可以包括一种方法，例如，检查风扇壳相对于风扇转子的风扇叶片间隙的示例10，所述方法包括旋转所述风扇转子，其中支架在连接到所述风扇转子的相邻风扇叶片之间附接到所述风扇转子，其中所述支架包括激光模块和被构造为测量所述激光模块的周向位置的测斜仪，并且其中所述激光模块包括激光传感器。所述方法包括当所述风扇转子旋转时，从所述激光传感器朝向所述风扇壳体投射激光束。所述方法可以包括通过所述激光传感器接收来自所述风扇壳体的反射激光束，从而针对围绕所述风扇壳体周向设置的多个点限定指示所述激光模块与所述风扇壳体之间的距离的路径长度，并且通过所述测斜仪确定所述激光模块的所述周向位置。所述方法还可以包括通过所述激光模块将所述多个点中的每一个的距离测量值和周向位置数据传输到计算装置；通过所述计算装置处理所述多个点中的每一个的所述距离测量值和所述周向位置数据；通过所述计算装置确定风扇叶片与所述风扇壳体之间的间隙距离；以及基于所确定的间隙距离超过阈值，启动校正动作。
78.示例11是根据任何前述条项所述的方法，其中，所述方法可以进一步包括将所述激光模块沿所述风扇转子的旋转轴线重新定位到所述支架上的第二位置。示例12是根据任何前述条项所述的方法，其中，所述支架使用粘合剂、磁体或真空附接到所述风扇转子。示例13是根据任何前述条项所述的方法，其中，所述支架附接到具有旋转锥体的所述风扇转子。示例14是根据任何前述条项所述的方法，所述支架附接到所述风扇转子并且包括移除一个或多个轴向定位的现有旋转锥体紧固件。示例15是根据任何前述条项所述的方法，其中，所述旋转、所述投射、所述接收和所述传输由单个人在大约30分钟内完成。示例16是根据任何前述条项所述的方法，其中，将所述支架附接到包括旋转锥体的所述风扇转子，并且
将所述支架附接到所述风扇转子可以不需要从所述风扇转子移除所述旋转锥体。示例17是根据任何前述条项所述的方法，进一步包括如果所述风扇叶片与所述风扇壳体之间的所述距离被确定为在0.252英寸和0.400英寸之间，则将所述间隙距离分类为理想的。
79.示例18是一种包括指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述指令在执行时使机器至少旋转所述风扇转子，其中支架在连接到所述风扇转子的相邻风扇叶片之间附接到所述风扇转子，其中所述支架包括激光模块和被构造为用所述激光模块测量所述激光模块的周向位置的测斜仪，并且其中所述激光模块包括激光传感器。所述指令包括使所述机器至少：当所述风扇转子旋转时，从所述激光传感器朝向所述风扇壳体投射激光束；通过所述激光传感器接收来自所述风扇壳体的反射激光束，从而针对围绕所述风扇壳体周向设置的多个点限定指示所述激光模块与所述风扇壳体之间的距离的路径长度；通过所述测斜仪确定所述激光模块的所述周向位置；通过所述激光模块将所述多个点中的每一个的距离测量值和周向位置数据传输到计算装置；通过所述计算装置处理所述多个点中的每一个的所述距离测量值和所述周向位置数据；通过所述计算装置确定风扇叶片与所述风扇壳体之间的间隙距离；以及基于所确定的间隙距离超过阈值，启动校正动作。
80.示例19是根据任何前述条项所述的方法，其中，所述非暂时性计算机可读存储介质进一步包括在执行时使所述机器至少将所述激光模块沿所述风扇转子的旋转轴线重新定位到所述支架上的第二位置的指令。示例20是根据任何前述条项所述的方法，其中，所述支架使用粘合剂、磁体或真空附接到所述风扇转子。

技术特征：
1.一种用于确定风扇壳体相对于风扇转子的风扇叶片间隙的系统，其特征在于，所述系统包括：支架，所述支架附接到所述风扇转子并且被构造为将激光模块保持在连接到所述风扇转子的相邻风扇叶片之间；所述支架进一步被构造为保持测斜仪，其中所述测斜仪被构造为测量所述激光模块的周向位置；所述激光模块包括激光传感器，所述激光传感器被构造为当所述风扇转子旋转时朝向所述风扇壳体发射激光束，以接收来自所述风扇壳体的反射激光束，从而针对围绕所述风扇壳体周向设置的多个点限定指示所述激光模块与所述风扇壳体之间的距离的路径长度；所述激光模块进一步被构造为针对所述多个点将距离测量值传输到计算装置；所述测斜仪被构造为将周向位置测量值传输到所述计算装置；并且所述计算装置被构造为处理所述距离测量值和所述周向位置测量值，以确定在所述周向位置处风扇叶片与所述风扇壳体之间的间隙距离，其中基于所确定的距离超过阈值来启动校正动作。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述支架进一步被构造为允许所述激光模块沿所述风扇转子的旋转轴线位于所述支架上的第二位置处。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述支架使用粘合剂、磁体或真空附接到所述风扇转子。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述风扇转子进一步包括旋转锥体，并且其中所述支架在所述旋转锥体处附接到所述风扇转子。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，其中，在所述旋转锥体处将所述支架附接到所述风扇转子包括移除一个或多个轴向定位的现有旋转锥体紧固件。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述激光模块包括扫描激光器，所述扫描激光器被构造为沿所述风扇转子的旋转轴线朝向所述风扇壳体发射多个激光束，从而针对围绕所述风扇壳体周向和轴向设置的所述多个点限定指示所述激光模块和所述风扇壳体之间的所述距离的所述路径长度。7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，所述激光模块被构造为将所述距离测量值无线传输到所述计算装置。8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括放大器和模数转换器(adc)，其中所述放大器被构造为从所述激光传感器接收信号并输出表示测量距离的模拟值。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，其中，如果所述风扇叶片与所述风扇壳体之间的所述距离被确定为在0.252英寸和0.400英寸之间，则所述间隙距离被分类为理想的。10.一种检查风扇壳体相对于风扇转子的风扇叶片间隙的方法，其特征在于，所述方法包括：旋转所述风扇转子，其中支架在连接到所述风扇转子的相邻风扇叶片之间附接到所述风扇转子，其中所述支架包括激光模块和被构造为测量所述激光模块的周向位置的测斜仪，并且其中所述激光模块包括激光传感器；当所述风扇转子旋转时，从所述激光传感器朝向所述风扇壳体投射激光束；
通过所述激光传感器接收来自所述风扇壳体的反射激光束，从而针对围绕所述风扇壳体周向设置的多个点限定指示所述激光模块与所述风扇壳体之间的距离的路径长度；通过所述测斜仪确定所述激光模块的所述周向位置；并且通过所述激光模块将所述多个点中的每一个的距离测量值和周向位置数据传输到计算装置；通过所述计算装置处理所述多个点中的每一个的所述距离测量值和所述周向位置数据；通过所述计算装置确定风扇叶片与所述风扇壳体之间的间隙距离；以及基于所确定的间隙距离超过阈值，启动校正动作。

技术总结
呈现了一种用于检查风扇定子模块中的风扇叶片间隙的系统和方法。该方法包括旋转风扇转子组件，风扇转子组件包括位于连接到风扇转子组件的相邻风扇叶片之间的附接支架。支架包括激光模块和被构造为测量激光模块的周向位置的测斜仪。该方法还包括将激光束从激光模块投射到风扇壳体，以在围绕风扇壳体的多个周向点处确定激光模块与风扇壳体之间的距离测量值。通过计算装置处理距离测量值和周向位置数据以确定风扇叶片与风扇壳体之间的间隙距离。据以确定风扇叶片与风扇壳体之间的间隙距离。据以确定风扇叶片与风扇壳体之间的间隙距离。


技术研发人员：苏布拉曼亚
受保护的技术使用者：通用电气公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/8/14