本文描述的本發(fā)明其他實(shí)施例一起被結(jié)合到監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)中，這通過添加聲音發(fā)射器或聲音收發(fā)器來實(shí)現(xiàn)，所述聲音發(fā)射器或聲音收發(fā)器與至少一個(gè)配對(duì)熱聲傳感器或者多個(gè)熱聲傳感器同視線的方式發(fā)射聲波。聲音傳播飛渡時(shí)間由控制器來測(cè)量，并且與沿視線的路徑溫度相關(guān)聯(lián)。主動(dòng)路徑溫度可由控制器來處理，以確定燃燒器整體溫度?？邕^燃燒器氣體路徑的聲音傳播路徑用作絕對(duì)溫度測(cè)量。在一些實(shí)施例中，燃燒器聲波測(cè)溫系統(tǒng)被用于利用主導(dǎo)模式方法來標(biāo)定被動(dòng)整體溫度測(cè)量。因此，在基于聲音頻率的整體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)被結(jié)合到共用控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中時(shí)，由聲波測(cè)溫方法確定的主動(dòng)路徑溫度可被用作用于標(biāo)定并支持所述整體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的第二或基準(zhǔn)溫度讀數(shù)。
[0018]在一些實(shí)施例中，集成監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的所有監(jiān)測(cè)功能可利用共享的一對(duì)熱聲傳感器或更大陣列的熱聲傳感器來執(zhí)行，所述熱聲傳感器用作燃燒動(dòng)態(tài)熱聲振動(dòng)/波接收器和聲音發(fā)射器。在這種集成基于熱聲壓力的傳感器和監(jiān)測(cè)/控制系統(tǒng)中，該控制器與燃燒熱聲屬性的性能相關(guān)聯(lián)，以便通過小波或傅里葉分析技術(shù)來識(shí)別燃燒異常；利用主導(dǎo)模式頻率分析技術(shù)來確定燃燒器內(nèi)的整體溫度特征以及利用聲音傳播和聲波測(cè)溫的飛渡時(shí)間分析技術(shù)來確定燃燒器內(nèi)的絕對(duì)主動(dòng)路徑溫度。
[0019]具有多功能傳感器的該監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的實(shí)施例這樣操作:評(píng)估用于燃燒異常的動(dòng)態(tài)壓力傳感器數(shù)據(jù)，并且同時(shí)還實(shí)時(shí)地連續(xù)地監(jiān)測(cè)精確燃燒氣體溫度。一旦該監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)檢測(cè)到存在故障異常，則其結(jié)合監(jiān)測(cè)燃燒器氣體溫度來評(píng)估該故障，以分類或確定故障類型。該系統(tǒng)分類各種類型的形成燃燒異常，并且具有能力來預(yù)測(cè)點(diǎn)火、熄火、逆燃。該系統(tǒng)實(shí)施例還監(jiān)測(cè)燃燒器籃的振動(dòng)響應(yīng)和諧振(低、中等和高頻率動(dòng)態(tài)特征)。如上所述，通過監(jiān)測(cè)/控制系統(tǒng)的實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的精確實(shí)時(shí)、連續(xù)主動(dòng)絕對(duì)路徑溫度監(jiān)測(cè)和/或整體平均溫度監(jiān)測(cè)可用于優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)控制和性能。本發(fā)明的該系統(tǒng)的實(shí)施例在任何類型的公知燃燒器結(jié)構(gòu)(不論是罐、罐環(huán)形或環(huán)形結(jié)構(gòu))中被實(shí)施，以在發(fā)動(dòng)機(jī)操作期間控制并調(diào)節(jié)燃?xì)鉁u輪燃燒控制過程。
[0020]本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于監(jiān)測(cè)并分類燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器中的燃燒異常的方法，所述方法包括:在燃?xì)鉁u輪燃燒器中布置至少兩個(gè)熱聲傳感器，所述熱聲傳感器能夠產(chǎn)生表明所述燃燒器中的燃燒熱聲振蕩的相應(yīng)傳感器輸出信號(hào)，以及將所述傳感器聯(lián)接到控制器，所述控制器能夠?qū)⑺鰝鞲衅鬏敵鲂盘?hào)與燃燒狀況相關(guān)聯(lián)。利用所述熱聲傳感器來產(chǎn)生動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)。利用所述控制器來執(zhí)行所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的小波或傅里葉頻譜分析，以確定是否已經(jīng)出現(xiàn)燃燒異常。在本實(shí)施例的方法中，利用所述熱聲傳感器通過執(zhí)行下述操作中的一者或多者來監(jiān)測(cè)所述燃燒器內(nèi)的溫度:所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的整體溫度頻率分析；或通過聲音測(cè)溫進(jìn)行的所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的主動(dòng)路徑溫度監(jiān)測(cè)?；谒鲂〔ɑ蚋道锶~頻譜分析和監(jiān)測(cè)到的溫度利用所述控制器來分類所述異常。
[0021]本發(fā)明的其他實(shí)施例涉及用于檢測(cè)并分類燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒器中的燃燒異常的系統(tǒng)。所述系統(tǒng)包括:在燃?xì)鉁u輪燃燒器中取向的至少兩個(gè)熱聲傳感器，所述傳感器能夠產(chǎn)生表明所述燃燒器中的燃燒熱聲振蕩的相應(yīng)傳感器輸出信號(hào)；聯(lián)接到所述傳感器的控制器，所述控制器能夠?qū)鞲衅鬏敵鲂盘?hào)與燃燒狀況關(guān)聯(lián)。所述控制器通過下述操作來執(zhí)行這種關(guān)聯(lián):從所述熱聲傳感器接收動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)；執(zhí)行所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的小波或傅里葉頻譜分析，以確定是否已經(jīng)出現(xiàn)燃燒異常。所述控制器還利用所述熱聲傳感器通過執(zhí)行下述操作中的一者或多者來監(jiān)測(cè)所述燃燒器內(nèi)的溫度:所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的整體溫度頻率分析；或通過聲音測(cè)溫進(jìn)行的所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的主動(dòng)路徑溫度監(jiān)測(cè)。所述控制器基于所述小波或傅里葉頻譜分析和監(jiān)測(cè)到的溫度來分類所述異常。
[0022]本發(fā)明的附加實(shí)施例涉及燃?xì)鉁u輪設(shè)備，所述燃?xì)鉁u輪設(shè)備包括:壓縮器部段；燃燒器部段，所述燃燒器部段包括多個(gè)燃燒器，每個(gè)燃燒器具有用于調(diào)節(jié)燃料/空氣混合物的噴射器系統(tǒng)；渦輪部段；以及用于檢測(cè)并分類燃燒異常的系統(tǒng)。所述燃燒異常檢測(cè)系統(tǒng)包括在燃?xì)鉁u輪燃燒器中取向的至少兩個(gè)熱聲傳感器。所述傳感器能夠產(chǎn)生表明所述燃燒器中的燃燒熱聲振蕩的相應(yīng)傳感器輸出信號(hào)。控制器聯(lián)接到所述傳感器，所述控制器能夠通過從所述熱聲傳感器接收動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)將傳感器輸出信號(hào)與燃燒狀況相關(guān)聯(lián)。然后，所述控制器執(zhí)行所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的小波或傅里葉頻譜分析，以確定是否已經(jīng)出現(xiàn)燃燒異常。所述控制器利用所述熱聲傳感器通過執(zhí)行下述操作中的一者或多者來監(jiān)測(cè)所述燃燒器內(nèi)的溫度:所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的整體溫度頻率分析；或通過聲音測(cè)溫進(jìn)行的所述動(dòng)態(tài)傳感器輸出信號(hào)的主動(dòng)路徑溫度監(jiān)測(cè)。所述控制器基于所述小波或傅里葉頻譜分析和監(jiān)測(cè)到的溫度來分類所述異常。
[0023]本發(fā)明的相應(yīng)目的和特征可由本領(lǐng)域技術(shù)人員結(jié)合地或分開地以任何組合或子組合的方式來應(yīng)用。
【附圖說明】
[0024]通過結(jié)合附圖來考慮下述詳細(xì)說明將容易地理解本發(fā)明的教導(dǎo)，在附圖中:
圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的透視截面圖，示出了用于確定燃燒器主動(dòng)溫度和/或燃燒異常以及這些異常的分類的系統(tǒng)的實(shí)施；
圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的燃?xì)鉁u輪燃燒器的截面圖，所述燃?xì)鉁u輪燃燒器包括用于確定燃燒器主動(dòng)溫度和/或燃燒異常以及這些異常的分類的系統(tǒng)的實(shí)施例；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的方面的用于確定燃燒器主動(dòng)溫度和/或燃燒異常以及這些異常的分類的系統(tǒng)的另一實(shí)施例的截面圖；
圖4是在用于確定燃燒器主動(dòng)溫度和/或燃燒異常以及這些異常的分類的系統(tǒng)中實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的控制器的實(shí)施例的框圖；以及圖5是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的示出用于確定燃燒器主動(dòng)溫度和/或燃燒異常以及這些異常的分類的方法的實(shí)施例的實(shí)施的流程圖。
[0025]為了有助于理解，使用了相同的附圖標(biāo)記，以在可能的情況下指代對(duì)于附圖共用的相同元件。
【具體實(shí)施方式】
[0026]在閱讀下述說明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員將清楚地認(rèn)識(shí)到，本發(fā)明的教導(dǎo)可容易地用于燃燒監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)中，所述燃燒監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)可識(shí)別并分類燃燒異常并且還主動(dòng)地控制發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒器內(nèi)的燃?xì)鉁u輪燃燒過程。所述方法和系統(tǒng)的一些實(shí)施例包括一個(gè)或多個(gè)熱聲動(dòng)態(tài)壓力傳感器，其在燃燒器內(nèi)選擇性地取向或陣列。熱聲傳感器測(cè)量在燃燒過程中所產(chǎn)生的燃燒器的振動(dòng)響應(yīng)。傳感器輸出被用于監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)控制器中，以利用小波或傅里葉分析技術(shù)來識(shí)別異常。在一些實(shí)施例中，還使用主導(dǎo)模式聲音頻率分析技術(shù)來監(jiān)測(cè)整體溫度。
[0027]在一些實(shí)施例中，基于聲波測(cè)溫的主動(dòng)溫度監(jiān)測(cè)單獨(dú)地或與本文描述的本發(fā)明的其他實(shí)施例一起被并入該監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)中，這通過添加聲學(xué)發(fā)射器或聲學(xué)接收器來實(shí)現(xiàn)，所述聲學(xué)發(fā)射器或聲學(xué)接收器以與至少一個(gè)或多個(gè)熱聲傳感器同視線的方式發(fā)射聲波。聲音傳播飛渡時(shí)間由控制器來測(cè)量并且與沿視線的路徑溫度相關(guān)聯(lián)。在一些實(shí)施例中，主動(dòng)路徑溫度由控制器處理以確定燃燒器整體溫度?？邕^燃燒器氣體路徑的聲音傳播路徑用作絕對(duì)溫度測(cè)量，并且可被用于利用主導(dǎo)模式方法來標(biāo)定被動(dòng)整體溫度測(cè)量。因此，當(dāng)其被結(jié)合到常規(guī)控制和監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中時(shí)，由聲波測(cè)溫方法確定的主動(dòng)路徑溫度可用作用于標(biāo)定并支持基于聲音頻率的整體溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的第二溫度讀數(shù)。
[0028]可利用熱聲傳感器的共享陣列來執(zhí)行集成監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能，所述熱聲傳感器用作燃燒動(dòng)態(tài)熱聲振動(dòng)/波接收器和聲音發(fā)射器兩者。在這種實(shí)施例中，至少一個(gè)傳感器執(zhí)行發(fā)射器功能，并且至少一個(gè)傳感器執(zhí)行接收器功能。優(yōu)選地，至少兩個(gè)或更多個(gè)接收傳感器被用于陣列中。在這種集成基于熱聲壓力的傳感器和監(jiān)測(cè)/控制系統(tǒng)實(shí)施例中，所述控制器將熱聲傳感器輸出與燃燒屬性相關(guān)聯(lián)，以便:通過小波或傅里葉分析技術(shù)來識(shí)別燃燒異常；利用主導(dǎo)模式頻率分析技術(shù)來確定燃燒器內(nèi)的整體溫度特征，以及利用傳輸和飛渡時(shí)間熱聲分析技術(shù)