ギャップ分析器装置および方法
【課題】ターボ機械内のギャップを測定するように構成された方法およびギャップ分析器装置を提供する。
【解決手段】ギャップ分析器装置は、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、所定の値を有する電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、プローブからターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびディスプレイに接続された共通ポートと、ギャップ分析器装置をスイッチオンおよびオフするために、プロセッサユニットと電池の間に電気的に接続されたスイッチとを含む。
【解決手段】ギャップ分析器装置は、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、所定の値を有する電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、プローブからターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびディスプレイに接続された共通ポートと、ギャップ分析器装置をスイッチオンおよびオフするために、プロセッサユニットと電池の間に電気的に接続されたスイッチとを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題の実施形態は、一般に方法およびシステムに関し、より詳細にはギャップを測定するための機構および技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接センサは、センサと目標の間のギャップ（間隔）を測定することができる装置である。近接センサは、たとえば機械における振動を測定するために、様々なターボ機械に組み込むことができる。ターボ機械、たとえばコンプレッサ、エキスパンダ、ガスタービン、ポンプなどは、ケーシングに対して回転する軸を有することが知られている。様々な要因により軸の回転は完全ではなく、軸にねじり振動が現れ得る。ねじり振動は、制御されない場合、軸を損傷し、または軸の寿命を短縮するおそれがある。
【０００３】
したがってターボ機械の操作者は、軸に現れ得るこれらのねじり振動を監視することに関心がある。これらの振動を監視する１つの方法は、軸の近くに近接センサを配置することである。このようなセンサは、センサと軸の間に遮られていない経路がある場合、軸のねじり振動を測定することができる。図１は、ケーシング１４に対して回転する軸１２を有するターボ機械１０の概略図である。近接センサ１６は、軸１２の回転を監視するためにケーシングに固定される。
【０００４】
図２は、センサ１６をより詳細に示す。プローブ１８（たとえばＢｅｎｔｌｅｙ Ｎｅｖａｄａプローブ）は、プロキシミタ２０に取り付けることができる。プロキシミタ２０はインターフェースとすることができ、２つまたは３つの入力／出力ポートを含むことができる。当業者ならプロキシミタ２０は、様々な回路を含み得ることが理解されよう。従来、プロキシミタ２０は、入力ポート２２と、入力端および出力端として用いられる共通ポート２４と、出力ポート２６とを有する。電源ユニット２８は、２４Ｖ直流（ｄｃ）電圧を供給するために入力ポート２２および共通ポート２４に接続される。電源ユニット２８は、２２０Ｖ交流（ａｃ）源（図示せず）に接続することができる。入力２４Ｖｄｃ電圧に基づいてプローブ１８は、たとえば軸の回転によるそれ自体のインピーダンスの変化を測定する。
【０００５】
共通ポート２４および出力ポート２６に接続されたマルチメータ３０は、プローブのインピーダンスの変化を測定し、その変化を、軸とプローブ１８の間の距離に相当する距離に変換するように構成される。このようにしてターボ機械の操作者は、軸に現れ得る振動を監視することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしこのような手法は時間がかかり、操作者を（２２０Ｖ源からの）大電流に曝し、結果として安全性の問題および生産中断時間を生じ得る。さらにこのような手法は、多くの他の機能を有するマルチメータ３０を用いる。それにより機械の操作者は、マルチメータにギャップを表示させるために複雑な設定を覚えておく必要がある。したがって上述の問題および欠点を回避するシステムおよび方法を実現することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一例示的実施形態によれば、ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置が提供される。ギャップ分析器装置は、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、充電式電池に電気的に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、プローブからターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、入力ポートに電気的に接続され、信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、プロセッサユニットに接続され、測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびディスプレイに接続された共通ポートと、ギャップ分析器装置をスイッチオンおよびオフするために、プロセッサユニットと電池の間に電気的に接続されたスイッチとを含む。
【０００８】
他の例示的実施形態によれば、ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置が提供される。ギャップ分析器装置は、ケーシングと、ケーシングの内側に形成され、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、ケーシングの内側に設けられ、充電式電池に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、ケーシングの内側に設けられ、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、ケーシングに取り付けられ、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、ケーシングに取り付けられ、プローブからターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、ケーシングの内側に設けられ、入力ポートに接続され、信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、ケーシングに取り付けられ、プロセッサユニットに接続され、測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、ケーシングに取り付けられ、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびプロセッサユニットに接続された共通ポートと、出力ポートを充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、充電式電池を試験するために充電式電池を処理ユニットに電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチとを含む。
【０００９】
他の例示的実施形態によれば、ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置が提供される。ギャップ分析器装置は、ケーシングと、充電式電池に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を出力するように構成された出力ポートと、ターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、入力ポートに接続され、信号に関連する電圧を計算するように構成されたプロセッサユニットと、プロセッサユニットに接続され、計算された電圧のみを表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびプロセッサユニットに接続された共通ポートと、出力ポートを充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、充電式電池を試験するために充電式電池をプロセッサに電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチと、ケーシングの外側に設けられ、交換電池が放電されたときに点灯するように構成された第１の視覚表示器と、ケーシングの外側に設けられ、交換電池が充電されたときに点灯するように構成された第２の視覚表示器とを含む。
【００１０】
他の例示的実施形態によれば、ギャップ分析器装置を用いてターボ機械内のギャップを測定する方法が提供される。この方法は、第１のスイッチを押してギャップ分析器装置をターンオンするステップと、第２のスイッチを押して、光表示器が充電式電池が使用可能状態であることを示すかどうかを判定するステップと、ギャップ分析器装置の出力ポートおよび入力ポートをプローブに接触させるステップと、電圧をプローブに送り、プローブからギャップを示す信号を受け取るために、ギャップ分析器装置上の第３のスイッチを押すステップと、ギャップ分析器装置のディスプレイにギャップに関連する電圧を表示するステップとを含む。
【００１１】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、１つまたは複数の実施形態を示し、記述と共にそれらの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ターボ機械の一部の概略図である。
【図２】プローブに接続された電源、およびターボ機械のギャップを測定するためのプロキシミタの概略図である。
【図３】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の概略図である。
【図４】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の構造の概略図である。
【図５】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の構成要素の概略図である。
【図６】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の概観図である。
【図７】一例示的実施形態によるギャップを測定する方法のフローチャートである。
【図８】一例示的実施形態によるギャップ分析装置を用いる方法を示すフローチャートである。
【図９】一例示的実施形態によるもう１つのギャップ分析器装置の構成要素の概略図である。
【図１０】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の概観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の例示的実施形態の説明は、添付の図面を参照する。異なる図面内の同じ参照番号は、同じまたは同様な要素を特定する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。代わりに、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。以下の実施形態は、話を簡単にするために、回転軸を有する機械の用語および構造に関して論じられる。しかし次に論じられる実施形態は、それらのシステムに限定されず、近接センサを必要とする他のシステムに応用することができる。
【００１４】
本明細書の全体にわたり、「１つの実施形態」または「一実施形態」への言及は、一実施形態に関連して述べる特定の特徴、構造、または特性が、開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって本明細書の全体にわたる様々な部分での「１つの実施形態での」または「一実施形態での」という語句が現れるのは、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適当な形で組み合わせることができる。
【００１５】
一例示的実施形態によれば、ギャップ分析器装置は、ギャップを測定するための既存の装置よりも少ない構成要素を含む。１つの応用例ではギャップ分析器装置は、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、充電式電池に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を出力するように構成された出力ポートと、ターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、入力ポートに接続され、信号に関連する電圧を計算するように構成されたプロセッサユニットと、プロセッサユニットに接続され、計算された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびプロセッサユニットに接続された共通ポートとのみを含む。
【００１６】
この例示的実施形態によれば、他の実質的な構成要素はギャップ分析器装置に含まれない。さらに他の実施形態では、ギャップ分析器装置は、ギャップを示す電圧のみを測定するように構成される。他の例示的実施形態ではギャップ分析器装置は、ギャップすなわちギャップの長さを示す電圧のみを表示し、他の量は表示しないように構成される。例示的実施形態は、使いやすく製造しやすいギャップ分析器装置を説明することに留意されたい。したがって、従来のギャップ分析装置は理解、使用、および製作が難しいことが分かっているのでギャップ分析器装置にさらなる機能を追加することは望ましくない。たとえば新規なギャップ分析器装置は、周波数測定回路、または基準磁気ストリップ回路、ＰＣＭＣＩＡデータバッファなどを含まない。非常に複雑で、使用が煩雑なデータ収集器および分析器装置の例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７８９，０３０号に述べられているように、複数の量を検出するように構成される。
【００１７】
一例示的実施形態による新規なギャップ分析器装置４０は、図３に示される。図２と同じプローブ１８およびプロキシミタ２０が図３に示されることに留意されたい。しかし、電源ユニット２８はない。新規なギャップ分析器装置４０は、電源として、およびプロキシミタ２０から受け取るデータの分析器として動作する。
【００１８】
図４には、一例示的実施形態によるギャップ分析器装置５０の概略図が示される。ギャップ分析器装置５０は、電圧増倍器ユニット５２、電圧安定化ユニット５４、プロセッサユニット５６、およびディスプレイ５８を含む。ギャップ分析器装置５０はまた、出力ポート６０、共通ポート６２、および入力ポート６４を含むことができる。本質的には上記の構成要素のみが、この例示的実施形態によるギャップ分析器装置５０の構成要素である。したがって新規なギャップ分析器装置の構造は簡単であり、後述するように装置の使用も簡単であることが分かる。他の例示的実施形態によればギャップ分析器装置は、較正ユニット６６を含むことができる。
【００１９】
電圧増倍器ユニット５２は、充電式電池６８に接続することができる。充電式電池６８は、ギャップ分析器装置５０内のハウジングによって収容することができる。充電式電池６８は、９Ｖ直流電圧を供給することができる。ギャップ分析器装置５０は、電池６８に残っているエネルギーの量を試験するための回路７０を含むことができる。もう１つの電池７２は、プロセッサ５６および／またはディスプレイ５８に接続することができる。それによりプロセッサ５６および／またはディスプレイ５８には、ギャップ分析器装置５０内の他のユニットとは独立に電力供給することができる。
【００２０】
一例示的実施形態によればギャップ分析器装置５０は図４に示される構成要素のみを含み、プロセッサ５６はプローブ１８（図３を参照）とターボ機械の軸１２（図１を参照）の間のギャップに関連する電圧のみを計算するように構成される。
【００２１】
図５に示される例示的実施形態によれば、ギャップ分析器装置５０の構造がより詳しく示される。９Ｖの充電式電池６８は、スイッチ８０を通じて電圧増倍器ユニット５２に接続される。電圧増倍器ユニット５２は、トランス、たとえば電圧トランスを含むことができる。トランスは、入力電圧を所定の電圧、たとえば３０Ｖｄｃに変化させることができる。他の応用例では所定の電圧は、９Ｖと３０Ｖの間の任意の値をとることができる。電圧増倍器ユニット５２の１つの出力端子は接地８２に接続され、もう１つの出力端子はノード８４に接続される。
【００２２】
図４に関連して述べた電圧安定化ユニット５４は、ノード８４と出力ポート６０の間に接続された第１の電圧安定化デバイス５４ａを含むことができる。電圧安定化ユニット５４はまた、第２および第３の電圧安定化デバイス５４ｂおよび５４ｃを含むことができる。電圧安定化デバイスの例は７８Ｌ０５、７８２４であり、これらの素子は電圧入力が一定でないときにも安定な電圧出力を供給することが知られている。第２および第３の電圧安定化ユニット５４ｂおよび５４ｃは、スイッチ８６とマイクロプロセッサ８８の間に接続される。第２および第３の電圧安定化ユニットは、スイッチ８６が閉じられたときにのみ活動化され、これらは充電式電池を試験するように、たとえば図４のブロック７０によって表される機能を達成するように働く。
【００２３】
図５には、マイクロプロセッサ８８に接続された様々な抵抗器およびダイオードが示される。たとえばプロセッサ８８には、光ダイオードまたは等価なデバイスが接続され、これらの素子は、電池の電圧の最適なレベル（たとえば緑のＬＥＤ）、および電圧の不十分なレベル（たとえば赤のＬＥＤ）を示すように構成される。１つの応用例では、最適レベルおよび不十分なレベルの両方を示すために単一のデバイスを用いることができる。図５のダイオードとマイクロプロセッサの間の抵抗器は、それぞれのダイオードの活動化を調節することができる。接地と増倍器５２の間の電圧を安定化するために、ノード８４と接地の間にコンデンサ９０を接続することができる。
【００２４】
プロセッサ５６は、スイッチ９２を通じて電池７２に接続される。プロセッサ５６はまた、共通ポート６２および入力ポート６４に接続される。入力ポート６４はプローブ１８に接続され、プローブとターボ機械の軸との間のギャップを示す信号を受け取るように構成される。受け取った信号に基づいてプロセッサ５６はギャップに関連する電圧を測定し、ディスプレイ５８に命令を送って、測定された電圧たとえば図５では１９．９９を表示する。１つの応用例ではプロセッサ５６は、この測定のみを行い、他の動作は行わないように構成（配線）される。他の応用例ではプロセッサは、ギャップ間隔を測定し、ディスプレイ５８にこの間隔を表示するように命令する。
【００２５】
図５に示されるすべての要素は、単一のケーシング９６内に設けることができる。したがってギャップ分析装置５０は、充電式電池６８用のハウジング９８と、電池７２用のハウジング１００とを含むことができる。ギャップ分析装置５０全体は、可搬型とすることができる。ギャップ分析装置５０は、図６に示されるようなデザインをもつことができる。ディスプレイ５８は、ケーシング９６に取り付けられる。ポート６０および６４は、ケーシング９６の上部または側面に設けることができる。１つの応用例ではポート６０は出力ポートおよび共通ポートを含み、ポート６４は入力ポートおよび共通ポートを含む。スイッチ９２（装置をスイッチオンまたはオフする）は、スイッチ８４（電池試験スイッチ）との間に２つのＬＥＤ表示器１１０および１１２を挟むように配置することができる。たとえばＬＥＤ表示器１１０は、充電式電池６８が装着されていないときに赤くなり、ＬＥＤ表示器１１２は、電池が最適状態のときに緑になるようにすることができる。充電式電池６８の充電状態を示すために、より少ないまたは多いＬＥＤを用いることができる。スイッチ８０は、出力ポート６０への電圧信号の送出を活動化するために、ケーシング９６の側面に配置することができる。任意選択で、電池６８および７２の１つまたは両方を充電するために、ケーシング９６上に電力ポート１１４を配置することができる。１つの応用例では電力ポート１１４は、出力ポート６０に電圧を供給するために、およびギャップ分析器装置５０の内部の様々なユニットに電力供給するために用いることができる。
【００２６】
次に、ギャップ分析装置５０の使用について図７に関連して述べる。任意選択のステップ７００では、操作者は、スイッチ８６を閉じて充電式電池６８を試験する。このステップは必須ではないが、このステップを実行することによりギャップの測定が正確であることが確実になる。ステップ７０２では、ギャップ出力分析器５０は、適当なリード線によりプロキシミタ２０に接続される（図３を参照）。ステップ７０４では、スイッチ８０は閉じられて充電式電池６８を電圧増倍器ユニット５２に接続する。電圧信号は出力ポート６０に送られ、次いでプローブ１８に送られる。
【００２７】
プローブ１８がギャップの測定を実行した後に、信号が入力ポート６４およびプロセッサ５６に供給される。それによりステップ７０６では、プロセッサ５６において電圧が測定され、この電圧は測定されたギャップに相当する。ステップ７０８では、ディスプレイ５８は、プロセッサ５６からの命令を受けて、測定された電圧を表示する。したがってギャップ分析器装置５０の操作者は、装置を用いるための設定を記憶する必要はなく、既存の装置のように複数のボタンを押す必要はなく、２つの異なる装置（電力源およびマルチメータ）を取り扱う必要はなく、また結果として傷害を生じ得る高電圧（２２０Ｖ）を含む電力源を用いて仕事をする必要もない。
【００２８】
図８には一例示的実施形態により、ギャップ分析器装置を用いてターボ機械内のギャップを測定する方法が示される。この方法は、第１のスイッチを押してギャップ分析器装置をターンオンするステップ８００と、第２のスイッチを押して、光表示器が充電式電池が使用可能状態であることを示すかどうかを判定するステップ８０２と、ギャップ分析器装置の出力ポートおよび入力ポートをプローブに接触させるステップ８０４と、プローブに電圧を送り、ギャップを示す信号を受け取るために、ギャップ分析器装置上の第３のスイッチを押すステップ８０６と、ギャップに関連する電圧をギャップ分析器装置のディスプレイに表示するステップ８０８とを含む。１つの応用例では、この方法は上記のステップのみを含む。
【００２９】
図９に示される他の例示的実施形態によれば、ギャップ分析器１２０は、図５の実施形態に示されるような２つの代わりに、１つの電池１２２を有することができる。電池１２２は、プローブに送られる信号を発生するため、マイクロプロセッサ１２４および様々な関連する電子回路に給電するため、およびディスプレイ１２６を活動化するために用いられる。電池１２２は、たとえば１２Ｖ出力を有するＤＣ電池である。この電池は、任意選択の充電ポート１２８に接続することができ、スイッチ８０を通じてギャップ分析器１２０の電子回路に接続することができる。スイッチ８０は、ギャップ分析器装置１２０をスイッチオンおよびオフするように構成される。この点に関して、スイッチ８０がギャップ分析器装置をターンオンした後は、装置のユーザはただ装置をプローブに接続しさえすればよく、装置は自動的にギャップの値を読み取り、たとえばさらにボタンを押す必要はないことに留意されたい。電池１２２と電圧安定化デバイス５４ｄの間には、整流器１３０およびダイオード１３２を設けることができる。
【００３０】
電池１２２からの電圧は、保護のためおよび他の望ましい機能を行うための関連する電子回路を有するマイクロプロセッサ１２４に供給される。たとえば回路１３４は、時間を生じるためのデジタルクロックとすることができ、スイッチ１３６は、ディスプレイ１２６に付随する照明システム１３８を活動化することができる。電圧増倍器ユニット５２は図５のものと同様でよく、もう１つの電圧安定化デバイス５４ｅは図５のデバイス５４ａと同様でよい。電子回路を、たとえば２００ｍＡより大きな電流から保護するために、入力端６４にヒューズ１４２を設けることができる。
【００３１】
図９に示される実施形態は、マイクロプロセッサ１２４によって制御される充電表示器と一体化されたディスプレイ１２６を有することができる。言い換えれば、ディスプレイ１２６は、ギャップ分析器のケーシング上に表示器を有する代わりに、一定の領域内に電池の記号と、電池に残っているエネルギーの量とを示すことができる。さらに、図９に示された電気回路図を用いるギャップ分析器は、出力ポート６０、共通ポート６２、および入力ポート６４を収容する単一の物理コネクタ１４６（図１０を参照）を有するように設計することができる。したがってこの例示的実施形態によれば、２つの電池の代わりに単一の電池が用いられ、３つすべてのポート用に単一のコネクタが用いられ、ディスプレイはマイクロプロセッサによって制御される一体化された充電表示器を有し、ディスプレイを照明するためのスイッチがある。
【００３２】
図１０は、ギャップ分析器１２０の外観を示す。ケーシング１４４は、ディスプレイ１２６およびコネクタ１４６を保持することに留意されたい。コネクタ１４６は、ポート６０、６２、および６４を含むことができる。ハウジング１４８は、装置の電池１２２のみを保持するように構成される。ディスプレイ１２６は、電池１２２の状態を示すための専用の領域１５０をもつことができる。図６に示される実施形態と同様なオン／オフスイッチ８０は、ケーシング１４４上に配置することができる。しかし電池を試験するためのスイッチ８４は、マイクロプロセッサ１２４がこの試験を自動的に行うことができるので、存在しないことに留意されたい。またＬＥＤ１１０および１１２は、それらの役割をディスプレイ１２６の領域１５０が行うので、存在しないことに留意されたい。
【００３３】
開示された例示的実施形態は、ターボ機械内のギャップを簡単な形で測定するためのシステムおよび方法を提供する。この説明は、本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。これに反して例示的実施形態は、代替形態、変更形態、および等価物を包含するものであり、これらは添付の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲に含まれる。さらに例示的実施形態の詳細な説明では、特許請求された本発明の包括的な理解をもたらすために数多くの特定の詳細が述べられた。しかし当業者には、このような特定の詳細なしで、様々な実施形態を実施し得ることが理解されよう。
【００３４】
ここにある例示的実施形態の特徴および要素は特定の組合せでの実施形態にて説明したが、それぞれの特徴および要素は、実施形態の他の特徴および要素なしで単独で用いることができ、または本明細書に開示された他の特徴および要素を用いてまたは用いずに様々な組合せにて用いることができる。
【００３５】
この文書による説明は、任意の装置またはシステムを製造および使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含み、当業者が本主題を実施することを可能にするように、開示された主題の実施例を用いている。本主題の特許性のある範囲は、特許請求の範囲で定義され、当業者が思い付く他の実施例を含み得る。このような他の実施例は、特許請求の範囲に包含されるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１０ ターボ機械
１２ 軸
１４ ケーシング
１６ 近接センサ
１８ プローブ
２０ プロキシミタ
２２ 入力ポート
２４ 共通ポート
２６ 出力ポート
２８ 電源ユニット
３０ マルチメータ
４０ ギャップ分析器装置
５０ ギャップ分析器装置
５２ 電圧増倍器ユニット
５４ 電圧安定化ユニット
５４ａ 電圧安定化ユニット
５４ｂ 電圧安定化ユニット
５４ｃ 電圧安定化ユニット
５４ｄ 電圧安定化ユニット
５４ｅ 電圧安定化ユニット
５６ プロセッサユニット
５８ ディスプレイ
６０ 出力ポート
６２ 共通ポート
６４ 入力ポート
６６ 較正ユニット
６８ 充電式電池
７０ 回路
７２ 電池
８０ スイッチ
８２ 接地
８４ ノード
８６ スイッチ
８８ マイクロプロセッサ
９０ コンデンサ
９２ スイッチ
９６ ケーシング
９８ ハウジング
１００ ハウジング
１１０ ＬＥＤ表示器
１１２ ＬＥＤ表示器
１１４ 電力ポート
１２０ ギャップ分析器
１２２ 電池
１２４ マイクロプロセッサ
１２６ ディスプレイ
１２８ 充電ポート
１３０ 整流器
１３２ ダイオード
１３４ 回路
１３６ スイッチ
１３８ 照明システム
１４２ ヒューズ
１４４ ケーシング
１４６ コネクタ
１４８ ハウジング
１５０ 専用領域
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示される主題の実施形態は、一般に方法およびシステムに関し、より詳細にはギャップを測定するための機構および技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近接センサは、センサと目標の間のギャップ（間隔）を測定することができる装置である。近接センサは、たとえば機械における振動を測定するために、様々なターボ機械に組み込むことができる。ターボ機械、たとえばコンプレッサ、エキスパンダ、ガスタービン、ポンプなどは、ケーシングに対して回転する軸を有することが知られている。様々な要因により軸の回転は完全ではなく、軸にねじり振動が現れ得る。ねじり振動は、制御されない場合、軸を損傷し、または軸の寿命を短縮するおそれがある。
【０００３】
したがってターボ機械の操作者は、軸に現れ得るこれらのねじり振動を監視することに関心がある。これらの振動を監視する１つの方法は、軸の近くに近接センサを配置することである。このようなセンサは、センサと軸の間に遮られていない経路がある場合、軸のねじり振動を測定することができる。図１は、ケーシング１４に対して回転する軸１２を有するターボ機械１０の概略図である。近接センサ１６は、軸１２の回転を監視するためにケーシングに固定される。
【０００４】
図２は、センサ１６をより詳細に示す。プローブ１８（たとえばＢｅｎｔｌｅｙ Ｎｅｖａｄａプローブ）は、プロキシミタ２０に取り付けることができる。プロキシミタ２０はインターフェースとすることができ、２つまたは３つの入力／出力ポートを含むことができる。当業者ならプロキシミタ２０は、様々な回路を含み得ることが理解されよう。従来、プロキシミタ２０は、入力ポート２２と、入力端および出力端として用いられる共通ポート２４と、出力ポート２６とを有する。電源ユニット２８は、２４Ｖ直流（ｄｃ）電圧を供給するために入力ポート２２および共通ポート２４に接続される。電源ユニット２８は、２２０Ｖ交流（ａｃ）源（図示せず）に接続することができる。入力２４Ｖｄｃ電圧に基づいてプローブ１８は、たとえば軸の回転によるそれ自体のインピーダンスの変化を測定する。
【０００５】
共通ポート２４および出力ポート２６に接続されたマルチメータ３０は、プローブのインピーダンスの変化を測定し、その変化を、軸とプローブ１８の間の距離に相当する距離に変換するように構成される。このようにしてターボ機械の操作者は、軸に現れ得る振動を監視することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしこのような手法は時間がかかり、操作者を（２２０Ｖ源からの）大電流に曝し、結果として安全性の問題および生産中断時間を生じ得る。さらにこのような手法は、多くの他の機能を有するマルチメータ３０を用いる。それにより機械の操作者は、マルチメータにギャップを表示させるために複雑な設定を覚えておく必要がある。したがって上述の問題および欠点を回避するシステムおよび方法を実現することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一例示的実施形態によれば、ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置が提供される。ギャップ分析器装置は、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、充電式電池に電気的に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、プローブからターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、入力ポートに電気的に接続され、信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、プロセッサユニットに接続され、測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびディスプレイに接続された共通ポートと、ギャップ分析器装置をスイッチオンおよびオフするために、プロセッサユニットと電池の間に電気的に接続されたスイッチとを含む。
【０００８】
他の例示的実施形態によれば、ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置が提供される。ギャップ分析器装置は、ケーシングと、ケーシングの内側に形成され、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、ケーシングの内側に設けられ、充電式電池に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、ケーシングの内側に設けられ、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、ケーシングに取り付けられ、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、ケーシングに取り付けられ、プローブからターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、ケーシングの内側に設けられ、入力ポートに接続され、信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、ケーシングに取り付けられ、プロセッサユニットに接続され、測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、ケーシングに取り付けられ、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびプロセッサユニットに接続された共通ポートと、出力ポートを充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、充電式電池を試験するために充電式電池を処理ユニットに電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチとを含む。
【０００９】
他の例示的実施形態によれば、ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置が提供される。ギャップ分析器装置は、ケーシングと、充電式電池に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を出力するように構成された出力ポートと、ターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、入力ポートに接続され、信号に関連する電圧を計算するように構成されたプロセッサユニットと、プロセッサユニットに接続され、計算された電圧のみを表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびプロセッサユニットに接続された共通ポートと、出力ポートを充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、充電式電池を試験するために充電式電池をプロセッサに電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチと、ケーシングの外側に設けられ、交換電池が放電されたときに点灯するように構成された第１の視覚表示器と、ケーシングの外側に設けられ、交換電池が充電されたときに点灯するように構成された第２の視覚表示器とを含む。
【００１０】
他の例示的実施形態によれば、ギャップ分析器装置を用いてターボ機械内のギャップを測定する方法が提供される。この方法は、第１のスイッチを押してギャップ分析器装置をターンオンするステップと、第２のスイッチを押して、光表示器が充電式電池が使用可能状態であることを示すかどうかを判定するステップと、ギャップ分析器装置の出力ポートおよび入力ポートをプローブに接触させるステップと、電圧をプローブに送り、プローブからギャップを示す信号を受け取るために、ギャップ分析器装置上の第３のスイッチを押すステップと、ギャップ分析器装置のディスプレイにギャップに関連する電圧を表示するステップとを含む。
【００１１】
本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する添付の図面は、１つまたは複数の実施形態を示し、記述と共にそれらの実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ターボ機械の一部の概略図である。
【図２】プローブに接続された電源、およびターボ機械のギャップを測定するためのプロキシミタの概略図である。
【図３】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の概略図である。
【図４】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の構造の概略図である。
【図５】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の構成要素の概略図である。
【図６】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の概観図である。
【図７】一例示的実施形態によるギャップを測定する方法のフローチャートである。
【図８】一例示的実施形態によるギャップ分析装置を用いる方法を示すフローチャートである。
【図９】一例示的実施形態によるもう１つのギャップ分析器装置の構成要素の概略図である。
【図１０】一例示的実施形態によるギャップ分析器装置の概観図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下の例示的実施形態の説明は、添付の図面を参照する。異なる図面内の同じ参照番号は、同じまたは同様な要素を特定する。以下の詳細な説明は、本発明を限定するものではない。代わりに、本発明の範囲は添付の特許請求の範囲によって定義される。以下の実施形態は、話を簡単にするために、回転軸を有する機械の用語および構造に関して論じられる。しかし次に論じられる実施形態は、それらのシステムに限定されず、近接センサを必要とする他のシステムに応用することができる。
【００１４】
本明細書の全体にわたり、「１つの実施形態」または「一実施形態」への言及は、一実施形態に関連して述べる特定の特徴、構造、または特性が、開示される主題の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって本明細書の全体にわたる様々な部分での「１つの実施形態での」または「一実施形態での」という語句が現れるのは、必ずしも同じ実施形態を指すものではない。さらに特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態において任意の適当な形で組み合わせることができる。
【００１５】
一例示的実施形態によれば、ギャップ分析器装置は、ギャップを測定するための既存の装置よりも少ない構成要素を含む。１つの応用例ではギャップ分析器装置は、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、充電式電池に接続され、充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、電圧増倍器ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、電圧安定化ユニットに接続され、所定の値を有する電圧を出力するように構成された出力ポートと、ターボ機械のギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、入力ポートに接続され、信号に関連する電圧を計算するように構成されたプロセッサユニットと、プロセッサユニットに接続され、計算された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、電圧安定化ユニット、電圧増倍器ユニット、およびプロセッサユニットに接続された共通ポートとのみを含む。
【００１６】
この例示的実施形態によれば、他の実質的な構成要素はギャップ分析器装置に含まれない。さらに他の実施形態では、ギャップ分析器装置は、ギャップを示す電圧のみを測定するように構成される。他の例示的実施形態ではギャップ分析器装置は、ギャップすなわちギャップの長さを示す電圧のみを表示し、他の量は表示しないように構成される。例示的実施形態は、使いやすく製造しやすいギャップ分析器装置を説明することに留意されたい。したがって、従来のギャップ分析装置は理解、使用、および製作が難しいことが分かっているのでギャップ分析器装置にさらなる機能を追加することは望ましくない。たとえば新規なギャップ分析器装置は、周波数測定回路、または基準磁気ストリップ回路、ＰＣＭＣＩＡデータバッファなどを含まない。非常に複雑で、使用が煩雑なデータ収集器および分析器装置の例は、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７８９，０３０号に述べられているように、複数の量を検出するように構成される。
【００１７】
一例示的実施形態による新規なギャップ分析器装置４０は、図３に示される。図２と同じプローブ１８およびプロキシミタ２０が図３に示されることに留意されたい。しかし、電源ユニット２８はない。新規なギャップ分析器装置４０は、電源として、およびプロキシミタ２０から受け取るデータの分析器として動作する。
【００１８】
図４には、一例示的実施形態によるギャップ分析器装置５０の概略図が示される。ギャップ分析器装置５０は、電圧増倍器ユニット５２、電圧安定化ユニット５４、プロセッサユニット５６、およびディスプレイ５８を含む。ギャップ分析器装置５０はまた、出力ポート６０、共通ポート６２、および入力ポート６４を含むことができる。本質的には上記の構成要素のみが、この例示的実施形態によるギャップ分析器装置５０の構成要素である。したがって新規なギャップ分析器装置の構造は簡単であり、後述するように装置の使用も簡単であることが分かる。他の例示的実施形態によればギャップ分析器装置は、較正ユニット６６を含むことができる。
【００１９】
電圧増倍器ユニット５２は、充電式電池６８に接続することができる。充電式電池６８は、ギャップ分析器装置５０内のハウジングによって収容することができる。充電式電池６８は、９Ｖ直流電圧を供給することができる。ギャップ分析器装置５０は、電池６８に残っているエネルギーの量を試験するための回路７０を含むことができる。もう１つの電池７２は、プロセッサ５６および／またはディスプレイ５８に接続することができる。それによりプロセッサ５６および／またはディスプレイ５８には、ギャップ分析器装置５０内の他のユニットとは独立に電力供給することができる。
【００２０】
一例示的実施形態によればギャップ分析器装置５０は図４に示される構成要素のみを含み、プロセッサ５６はプローブ１８（図３を参照）とターボ機械の軸１２（図１を参照）の間のギャップに関連する電圧のみを計算するように構成される。
【００２１】
図５に示される例示的実施形態によれば、ギャップ分析器装置５０の構造がより詳しく示される。９Ｖの充電式電池６８は、スイッチ８０を通じて電圧増倍器ユニット５２に接続される。電圧増倍器ユニット５２は、トランス、たとえば電圧トランスを含むことができる。トランスは、入力電圧を所定の電圧、たとえば３０Ｖｄｃに変化させることができる。他の応用例では所定の電圧は、９Ｖと３０Ｖの間の任意の値をとることができる。電圧増倍器ユニット５２の１つの出力端子は接地８２に接続され、もう１つの出力端子はノード８４に接続される。
【００２２】
図４に関連して述べた電圧安定化ユニット５４は、ノード８４と出力ポート６０の間に接続された第１の電圧安定化デバイス５４ａを含むことができる。電圧安定化ユニット５４はまた、第２および第３の電圧安定化デバイス５４ｂおよび５４ｃを含むことができる。電圧安定化デバイスの例は７８Ｌ０５、７８２４であり、これらの素子は電圧入力が一定でないときにも安定な電圧出力を供給することが知られている。第２および第３の電圧安定化ユニット５４ｂおよび５４ｃは、スイッチ８６とマイクロプロセッサ８８の間に接続される。第２および第３の電圧安定化ユニットは、スイッチ８６が閉じられたときにのみ活動化され、これらは充電式電池を試験するように、たとえば図４のブロック７０によって表される機能を達成するように働く。
【００２３】
図５には、マイクロプロセッサ８８に接続された様々な抵抗器およびダイオードが示される。たとえばプロセッサ８８には、光ダイオードまたは等価なデバイスが接続され、これらの素子は、電池の電圧の最適なレベル（たとえば緑のＬＥＤ）、および電圧の不十分なレベル（たとえば赤のＬＥＤ）を示すように構成される。１つの応用例では、最適レベルおよび不十分なレベルの両方を示すために単一のデバイスを用いることができる。図５のダイオードとマイクロプロセッサの間の抵抗器は、それぞれのダイオードの活動化を調節することができる。接地と増倍器５２の間の電圧を安定化するために、ノード８４と接地の間にコンデンサ９０を接続することができる。
【００２４】
プロセッサ５６は、スイッチ９２を通じて電池７２に接続される。プロセッサ５６はまた、共通ポート６２および入力ポート６４に接続される。入力ポート６４はプローブ１８に接続され、プローブとターボ機械の軸との間のギャップを示す信号を受け取るように構成される。受け取った信号に基づいてプロセッサ５６はギャップに関連する電圧を測定し、ディスプレイ５８に命令を送って、測定された電圧たとえば図５では１９．９９を表示する。１つの応用例ではプロセッサ５６は、この測定のみを行い、他の動作は行わないように構成（配線）される。他の応用例ではプロセッサは、ギャップ間隔を測定し、ディスプレイ５８にこの間隔を表示するように命令する。
【００２５】
図５に示されるすべての要素は、単一のケーシング９６内に設けることができる。したがってギャップ分析装置５０は、充電式電池６８用のハウジング９８と、電池７２用のハウジング１００とを含むことができる。ギャップ分析装置５０全体は、可搬型とすることができる。ギャップ分析装置５０は、図６に示されるようなデザインをもつことができる。ディスプレイ５８は、ケーシング９６に取り付けられる。ポート６０および６４は、ケーシング９６の上部または側面に設けることができる。１つの応用例ではポート６０は出力ポートおよび共通ポートを含み、ポート６４は入力ポートおよび共通ポートを含む。スイッチ９２（装置をスイッチオンまたはオフする）は、スイッチ８４（電池試験スイッチ）との間に２つのＬＥＤ表示器１１０および１１２を挟むように配置することができる。たとえばＬＥＤ表示器１１０は、充電式電池６８が装着されていないときに赤くなり、ＬＥＤ表示器１１２は、電池が最適状態のときに緑になるようにすることができる。充電式電池６８の充電状態を示すために、より少ないまたは多いＬＥＤを用いることができる。スイッチ８０は、出力ポート６０への電圧信号の送出を活動化するために、ケーシング９６の側面に配置することができる。任意選択で、電池６８および７２の１つまたは両方を充電するために、ケーシング９６上に電力ポート１１４を配置することができる。１つの応用例では電力ポート１１４は、出力ポート６０に電圧を供給するために、およびギャップ分析器装置５０の内部の様々なユニットに電力供給するために用いることができる。
【００２６】
次に、ギャップ分析装置５０の使用について図７に関連して述べる。任意選択のステップ７００では、操作者は、スイッチ８６を閉じて充電式電池６８を試験する。このステップは必須ではないが、このステップを実行することによりギャップの測定が正確であることが確実になる。ステップ７０２では、ギャップ出力分析器５０は、適当なリード線によりプロキシミタ２０に接続される（図３を参照）。ステップ７０４では、スイッチ８０は閉じられて充電式電池６８を電圧増倍器ユニット５２に接続する。電圧信号は出力ポート６０に送られ、次いでプローブ１８に送られる。
【００２７】
プローブ１８がギャップの測定を実行した後に、信号が入力ポート６４およびプロセッサ５６に供給される。それによりステップ７０６では、プロセッサ５６において電圧が測定され、この電圧は測定されたギャップに相当する。ステップ７０８では、ディスプレイ５８は、プロセッサ５６からの命令を受けて、測定された電圧を表示する。したがってギャップ分析器装置５０の操作者は、装置を用いるための設定を記憶する必要はなく、既存の装置のように複数のボタンを押す必要はなく、２つの異なる装置（電力源およびマルチメータ）を取り扱う必要はなく、また結果として傷害を生じ得る高電圧（２２０Ｖ）を含む電力源を用いて仕事をする必要もない。
【００２８】
図８には一例示的実施形態により、ギャップ分析器装置を用いてターボ機械内のギャップを測定する方法が示される。この方法は、第１のスイッチを押してギャップ分析器装置をターンオンするステップ８００と、第２のスイッチを押して、光表示器が充電式電池が使用可能状態であることを示すかどうかを判定するステップ８０２と、ギャップ分析器装置の出力ポートおよび入力ポートをプローブに接触させるステップ８０４と、プローブに電圧を送り、ギャップを示す信号を受け取るために、ギャップ分析器装置上の第３のスイッチを押すステップ８０６と、ギャップに関連する電圧をギャップ分析器装置のディスプレイに表示するステップ８０８とを含む。１つの応用例では、この方法は上記のステップのみを含む。
【００２９】
図９に示される他の例示的実施形態によれば、ギャップ分析器１２０は、図５の実施形態に示されるような２つの代わりに、１つの電池１２２を有することができる。電池１２２は、プローブに送られる信号を発生するため、マイクロプロセッサ１２４および様々な関連する電子回路に給電するため、およびディスプレイ１２６を活動化するために用いられる。電池１２２は、たとえば１２Ｖ出力を有するＤＣ電池である。この電池は、任意選択の充電ポート１２８に接続することができ、スイッチ８０を通じてギャップ分析器１２０の電子回路に接続することができる。スイッチ８０は、ギャップ分析器装置１２０をスイッチオンおよびオフするように構成される。この点に関して、スイッチ８０がギャップ分析器装置をターンオンした後は、装置のユーザはただ装置をプローブに接続しさえすればよく、装置は自動的にギャップの値を読み取り、たとえばさらにボタンを押す必要はないことに留意されたい。電池１２２と電圧安定化デバイス５４ｄの間には、整流器１３０およびダイオード１３２を設けることができる。
【００３０】
電池１２２からの電圧は、保護のためおよび他の望ましい機能を行うための関連する電子回路を有するマイクロプロセッサ１２４に供給される。たとえば回路１３４は、時間を生じるためのデジタルクロックとすることができ、スイッチ１３６は、ディスプレイ１２６に付随する照明システム１３８を活動化することができる。電圧増倍器ユニット５２は図５のものと同様でよく、もう１つの電圧安定化デバイス５４ｅは図５のデバイス５４ａと同様でよい。電子回路を、たとえば２００ｍＡより大きな電流から保護するために、入力端６４にヒューズ１４２を設けることができる。
【００３１】
図９に示される実施形態は、マイクロプロセッサ１２４によって制御される充電表示器と一体化されたディスプレイ１２６を有することができる。言い換えれば、ディスプレイ１２６は、ギャップ分析器のケーシング上に表示器を有する代わりに、一定の領域内に電池の記号と、電池に残っているエネルギーの量とを示すことができる。さらに、図９に示された電気回路図を用いるギャップ分析器は、出力ポート６０、共通ポート６２、および入力ポート６４を収容する単一の物理コネクタ１４６（図１０を参照）を有するように設計することができる。したがってこの例示的実施形態によれば、２つの電池の代わりに単一の電池が用いられ、３つすべてのポート用に単一のコネクタが用いられ、ディスプレイはマイクロプロセッサによって制御される一体化された充電表示器を有し、ディスプレイを照明するためのスイッチがある。
【００３２】
図１０は、ギャップ分析器１２０の外観を示す。ケーシング１４４は、ディスプレイ１２６およびコネクタ１４６を保持することに留意されたい。コネクタ１４６は、ポート６０、６２、および６４を含むことができる。ハウジング１４８は、装置の電池１２２のみを保持するように構成される。ディスプレイ１２６は、電池１２２の状態を示すための専用の領域１５０をもつことができる。図６に示される実施形態と同様なオン／オフスイッチ８０は、ケーシング１４４上に配置することができる。しかし電池を試験するためのスイッチ８４は、マイクロプロセッサ１２４がこの試験を自動的に行うことができるので、存在しないことに留意されたい。またＬＥＤ１１０および１１２は、それらの役割をディスプレイ１２６の領域１５０が行うので、存在しないことに留意されたい。
【００３３】
開示された例示的実施形態は、ターボ機械内のギャップを簡単な形で測定するためのシステムおよび方法を提供する。この説明は、本発明を限定するものではないことが理解されるべきである。これに反して例示的実施形態は、代替形態、変更形態、および等価物を包含するものであり、これらは添付の特許請求の範囲で定義される本発明の趣旨および範囲に含まれる。さらに例示的実施形態の詳細な説明では、特許請求された本発明の包括的な理解をもたらすために数多くの特定の詳細が述べられた。しかし当業者には、このような特定の詳細なしで、様々な実施形態を実施し得ることが理解されよう。
【００３４】
ここにある例示的実施形態の特徴および要素は特定の組合せでの実施形態にて説明したが、それぞれの特徴および要素は、実施形態の他の特徴および要素なしで単独で用いることができ、または本明細書に開示された他の特徴および要素を用いてまたは用いずに様々な組合せにて用いることができる。
【００３５】
この文書による説明は、任意の装置またはシステムを製造および使用し、任意の組み込まれた方法を実施することを含み、当業者が本主題を実施することを可能にするように、開示された主題の実施例を用いている。本主題の特許性のある範囲は、特許請求の範囲で定義され、当業者が思い付く他の実施例を含み得る。このような他の実施例は、特許請求の範囲に包含されるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１０ ターボ機械
１２ 軸
１４ ケーシング
１６ 近接センサ
１８ プローブ
２０ プロキシミタ
２２ 入力ポート
２４ 共通ポート
２６ 出力ポート
２８ 電源ユニット
３０ マルチメータ
４０ ギャップ分析器装置
５０ ギャップ分析器装置
５２ 電圧増倍器ユニット
５４ 電圧安定化ユニット
５４ａ 電圧安定化ユニット
５４ｂ 電圧安定化ユニット
５４ｃ 電圧安定化ユニット
５４ｄ 電圧安定化ユニット
５４ｅ 電圧安定化ユニット
５６ プロセッサユニット
５８ ディスプレイ
６０ 出力ポート
６２ 共通ポート
６４ 入力ポート
６６ 較正ユニット
６８ 充電式電池
７０ 回路
７２ 電池
８０ スイッチ
８２ 接地
８４ ノード
８６ スイッチ
８８ マイクロプロセッサ
９０ コンデンサ
９２ スイッチ
９６ ケーシング
９８ ハウジング
１００ ハウジング
１１０ ＬＥＤ表示器
１１２ ＬＥＤ表示器
１１４ 電力ポート
１２０ ギャップ分析器
１２２ 電池
１２４ マイクロプロセッサ
１２６ ディスプレイ
１２８ 充電ポート
１３０ 整流器
１３２ ダイオード
１３４ 回路
１３６ スイッチ
１３８ 照明システム
１４２ ヒューズ
１４４ ケーシング
１４６ コネクタ
１４８ ハウジング
１５０ 専用領域
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置であって、
充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、
前記充電式電池に電気的に接続され、前記充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、
前記電圧増倍器ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、
前記電圧安定化ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、
前記プローブから前記ターボ機械の前記ギャップを示す信号を受け取るように構成され入力ポートと、
前記入力ポートに電気的に接続され、前記信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、
前記プロセッサユニットに接続され、前記測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、
前記電圧安定化ユニット、前記電圧増倍器ユニット、および前記ディスプレイに接続された共通ポートと、
前記ギャップ分析器装置をスイッチオンおよびオフするために、前記プロセッサユニットと前記電池の間に電気的に接続されたスイッチと
から本質的に構成されるギャップ分析器装置。
【請求項２】
ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置であって、
ケーシングと、
前記ケーシングの内側に形成され、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、
前記ケーシングの内側に設けられ、前記充電式電池に接続され、前記充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、
前記ケーシングの内側に設けられ、前記電圧増倍器ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記電圧安定化ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記プローブから前記ターボ機械の前記ギャップを示す信号を受け取るように構成され入力ポートと、
前記ケーシングの内側に設けられ、前記入力ポートに接続され、前記信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記プロセッサユニットに接続され、前記測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記電圧安定化ユニット、前記電圧増倍器ユニット、および前記プロセッサユニットに接続された共通ポートと、
前記出力ポートを前記充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、
前記ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、
前記充電式電池を試験するために前記充電式電池を前記処理ユニットに電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチと
からなるギャップ分析器装置。
【請求項３】
前記充電式電池の前記電圧が９Ｖの直流である、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項４】
前記電圧増倍器ユニットの前記電圧の前記所定の値が、２４Ｖと３０Ｖの間の直流である、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項５】
前記電圧増倍器ユニットが電圧トランスを含む、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項６】
前記安定化ユニットが、
前記電圧増倍器ユニットと前記出力ポートの間に設けられた第１の安定器と、
マイクロプロセッサと、
前記電圧増倍器ユニットと前記マイクロプロセッサの間に設けられた第２の安定器と
を備える、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項７】
前記ディスプレイに接続され、前記ディスプレイに直流電圧を供給するように構成された電池
をさらに備える、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項８】
前記プロセッサユニットが、前記ギャップすなわち前記ギャップの長さに相当する電圧のみを計算し、他の量は計算しないように構成された、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項９】
ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置であって、
ケーシングと、
充電式電池に接続され、前記充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、
前記電圧増倍器ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、
前記電圧安定化ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を出力するように構成された出力ポートと、
前記ターボ機械の前記ギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、
前記入力ポートに接続され、前記信号に関連する電圧を計算するように構成されたプロセッサユニットと、
前記プロセッサユニットに接続され、前記計算された電圧のみを表示するように構成されたディスプレイと、
前記電圧安定化ユニット、前記電圧増倍器ユニット、および前記プロセッサユニットに接続された共通ポートと、
前記出力ポートを前記充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、
前記ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、
前記充電式電池を試験するために前記充電式電池をプロセッサに電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチと、
前記ケーシングの外側に設けられ、前記交換電池が放電されたときに点灯するように構成された第１の視覚表示器と、
前記ケーシングの外側に設けられ、前記交換電池が充電されたときに点灯するように構成された第２の視覚表示器と
からなるギャップ分析器装置。
【請求項１０】
ギャップ分析器装置を用いてターボ機械内のギャップを測定する方法であって、
第１のスイッチを押して前記ギャップ分析器装置をターンオンするステップと、
第２のスイッチを押して、光表示器が充電式電池が使用可能状態であることを示すかどうかを判定するステップと、
前記ギャップ分析器装置の出力ポートおよび入力ポートをプローブに接触させるステップと、
電圧を前記プローブに送り、前記プローブから前記ギャップを示す信号を受け取るために、前記ギャップ分析器装置上の第３のスイッチを押すステップと、
前記ギャップ分析器装置のディスプレイに前記ギャップに関連する電圧を表示するステップと
からなる方法。
【請求項１】
ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置であって、
充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、
前記充電式電池に電気的に接続され、前記充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、
前記電圧増倍器ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、
前記電圧安定化ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、
前記プローブから前記ターボ機械の前記ギャップを示す信号を受け取るように構成され入力ポートと、
前記入力ポートに電気的に接続され、前記信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、
前記プロセッサユニットに接続され、前記測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、
前記電圧安定化ユニット、前記電圧増倍器ユニット、および前記ディスプレイに接続された共通ポートと、
前記ギャップ分析器装置をスイッチオンおよびオフするために、前記プロセッサユニットと前記電池の間に電気的に接続されたスイッチと
から本質的に構成されるギャップ分析器装置。
【請求項２】
ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置であって、
ケーシングと、
前記ケーシングの内側に形成され、充電式電池を収容するように構成されたハウジングと、
前記ケーシングの内側に設けられ、前記充電式電池に接続され、前記充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、
前記ケーシングの内側に設けられ、前記電圧増倍器ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記電圧安定化ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧をプローブに出力するように構成された出力ポートと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記プローブから前記ターボ機械の前記ギャップを示す信号を受け取るように構成され入力ポートと、
前記ケーシングの内側に設けられ、前記入力ポートに接続され、前記信号に関連する電圧を測定するように構成されたプロセッサユニットと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記プロセッサユニットに接続され、前記測定された電圧を表示するように構成されたディスプレイと、
前記ケーシングに取り付けられ、前記電圧安定化ユニット、前記電圧増倍器ユニット、および前記プロセッサユニットに接続された共通ポートと、
前記出力ポートを前記充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、
前記ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、
前記充電式電池を試験するために前記充電式電池を前記処理ユニットに電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチと
からなるギャップ分析器装置。
【請求項３】
前記充電式電池の前記電圧が９Ｖの直流である、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項４】
前記電圧増倍器ユニットの前記電圧の前記所定の値が、２４Ｖと３０Ｖの間の直流である、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項５】
前記電圧増倍器ユニットが電圧トランスを含む、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項６】
前記安定化ユニットが、
前記電圧増倍器ユニットと前記出力ポートの間に設けられた第１の安定器と、
マイクロプロセッサと、
前記電圧増倍器ユニットと前記マイクロプロセッサの間に設けられた第２の安定器と
を備える、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項７】
前記ディスプレイに接続され、前記ディスプレイに直流電圧を供給するように構成された電池
をさらに備える、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項８】
前記プロセッサユニットが、前記ギャップすなわち前記ギャップの長さに相当する電圧のみを計算し、他の量は計算しないように構成された、請求項２記載のギャップ分析器装置。
【請求項９】
ターボ機械内のギャップを測定するように構成されたギャップ分析器装置であって、
ケーシングと、
充電式電池に接続され、前記充電式電池の電圧を所定の値まで増加させるように構成された電圧増倍器ユニットと、
前記電圧増倍器ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を安定化するように構成された電圧安定化ユニットと、
前記電圧安定化ユニットに接続され、前記所定の値を有する前記電圧を出力するように構成された出力ポートと、
前記ターボ機械の前記ギャップを示す信号を受け取るように構成された入力ポートと、
前記入力ポートに接続され、前記信号に関連する電圧を計算するように構成されたプロセッサユニットと、
前記プロセッサユニットに接続され、前記計算された電圧のみを表示するように構成されたディスプレイと、
前記電圧安定化ユニット、前記電圧増倍器ユニット、および前記プロセッサユニットに接続された共通ポートと、
前記出力ポートを前記充電式電池に電気的に接続し、ユーザによって直接押されるように構成された第１のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第１のスイッチと、
前記ディスプレイをもう１つの電池に電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第２のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第２のスイッチと、
前記充電式電池を試験するために前記充電式電池をプロセッサに電気的に接続し、前記ユーザによって直接押されるように構成された第３のスイッチであって、前記ケーシングの外側に設けられた第３のスイッチと、
前記ケーシングの外側に設けられ、前記交換電池が放電されたときに点灯するように構成された第１の視覚表示器と、
前記ケーシングの外側に設けられ、前記交換電池が充電されたときに点灯するように構成された第２の視覚表示器と
からなるギャップ分析器装置。
【請求項１０】
ギャップ分析器装置を用いてターボ機械内のギャップを測定する方法であって、
第１のスイッチを押して前記ギャップ分析器装置をターンオンするステップと、
第２のスイッチを押して、光表示器が充電式電池が使用可能状態であることを示すかどうかを判定するステップと、
前記ギャップ分析器装置の出力ポートおよび入力ポートをプローブに接触させるステップと、
電圧を前記プローブに送り、前記プローブから前記ギャップを示す信号を受け取るために、前記ギャップ分析器装置上の第３のスイッチを押すステップと、
前記ギャップ分析器装置のディスプレイに前記ギャップに関連する電圧を表示するステップと
からなる方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２８０７（Ｐ２０１２−２８０７Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１１５２８８（Ｐ２０１１−１１５２８８）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１５２８８（Ｐ２０１１−１１５２８８）
【出願日】平成２３年５月２４日（２０１１．５．２４）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【Ｆターム（参考）】
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