(57)【要約】  一つ以上のステージの回転しているブレードを有するガスタービンエンジン内またはそれとの関係でマイクロ波センサーを使用することによって規定される複雑な信号環境から起きてくるクラッターの影響を削減するための効果的な方法論。ブレード測定のピーク信号の正確な検出は、マイクロ波センサーによって得ることができる。
2009539110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンエンジンの筐体内の回転しているブレードのブレード測定を完了する方法であって、
タービンエンジンの筐体内のアンテナを介してマイクロ波エネルギーを送信し、
ブレードと筐体によって反射されたマイクロ波エネルギーに関連する同相および直角位相データを収集し、
同相および直角位相データ上で複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）を行って、正の周波数成分と負の周波数成分を生成し、
負の周波数成分から正の周波数成分を分離し、
正の周波数成分と負の周波数成分の各々の上で逆ＦＦＴを行って、接近および後退速度成分に関連する複素時間ドメインデータを生成し、
複素時間ドメインデータを振幅と位相の値に変換し、振幅値は接近および後退振幅値からなり、位相値は接近および後退位相値からなり、
振幅値の所定の閾値との各交差を同定して、アンテナに最も近いブレードの一つの位置に関連するブレード領域を規定し、
ブレード領域について、ゼロ点速度を接近位相値の一つが後退位相値の一つと等しい点として同定し、ゼロ点速度はアンテナの直下のブレードの位置を表し、
ゼロ点速度をインデックスとして使ってブレードデータを処理する、
ステップからなる方法。
【請求項２】
ブレードの他の一つについて上記のステップの各々を繰り返すことから更になる、請求項１の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］出願人は、先に出願された仮特許出願である「高調波および速度フィルタリングに基づくピーク摘み取り」と題され、２００６年６月１日に出願された、米国仮特許出願第６０／８１０，１０５号への３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１１９の下での優先権を主張する。この仮特許出願によって開示された主題はここに引用によって本出願内に完全に組み込まれる。
【０００２】
本発明はマイクロ波センサーに関し、より特定にはタービンブレードまたは同様の形状の物体の測定のためのマイクロ波センサーでのピーク検出に関する。
【背景技術】
【０００３】
ブレードの端とタービン筐体の間の距離である、ブレード先端間隙のような、ガスタービンエンジン内のある物理的パラメータの測定のために、マイクロ波技術が知られている。ガスタービンエンジンは、温度測定のための最も熱い環境のいくつかを提供する。ガス経路温度は２０００°Ｆを超えることができ、それはほとんどの金属の融点を越えている。
【０００４】
アンテナは典型的には、周囲温度環境内で電磁エネルギーを送信、受信するのに、携帯電話、ラジオ、グローバルポジショニング受信機、レーダーシステムのような種々の装置との関係で使用される。マイクロ波センサーは、ガスタービンエンジンの望ましい測定環境内でのマイクロ波信号の伝播をサポートする一つ以上のアンテナを含むこともできる。電磁波として、マイクロ波信号は典型的には、エネルギーがアンテナから更に離れて伝播するにつれて分散してより大きなエリアをカバーする。アンテナの帯域幅特性は典型的には、送信パワーがオン軸の３ｄＢ下である角度、またはボアサイトパワーとして測定される。ガスタービンエンジン測定のためのマイクロ波センサーと共に使われるアンテナは、９０度かそれより大きい帯域幅を持つことができる。
【０００５】
タービンエンジンは典型的には、回転ディスクに取り付けられたブレードの組からなる様々な内部ステージを有する。マイクロ波センサーは、穴を通してまたはエンジンケースの内部に取り付けられて搭載することができ、エンジン動作中にアンテナの傍で回転しているブレードの上にアンテナがそのビームを投射することを可能とする。ブレードは、典型的には各ブレードとセンサーの間に０．１から１インチの範囲の分離をもって、筐体内のセンサーの位置の近くで回転する。ブレード先端間隙または到着時間のような、正確な測定のためには、ブレードの先端エリアのみからエネルギーを受け取ることが望ましい。マイクロ波はしかし、１インチよりはるかに遠い距離を進み、ブレード先端を過ぎてブレードのエッジまたはエンジンの他の部分まで進むマイクロ波信号の送信に結果としてなる。このため、マイクロ波センサーによって受信される結果として得られた信号はしばしば、慣例的にクラッターと呼ばれる、関心のあるターゲットではない他の物体からの反射を含んでいる。
【０００６】
クラッターを除去するための従来技術は、（ｉ）レンジゲーティング、または（ｉｉ）クラッター統計をモデリングし、干渉信号の影響を除去する減算技術を適用すること、を含む。しばしば、クラッターは関心のあるターゲットに近く、数インチ離れているかそれ以下である。例えば、典型的なタービンエンジン測定シナリオのためには、レンジゲーティングの帯域幅は数ＧＨｚ以上であって、これはコストとアンテナ設計の困難性のために非実用的である。マイクロ波センサーを使ったタービンブレードの測定は１度未満の位相の正確さを要求するので、クラッター減算技術は、典型的なタービンエンジン測定のためには不十分である。現在のクラッター除去技術はこの位相の正確さの要求に対処することができない。このため、ガスタービンエンジンの動作環境については、マイクロ波センサー測定からクラッターを除去する他の方法が望ましい。
【０００７】
ガスタービンエンジンのブレード測定のために使われる典型的なマイクロ波センサーの出力波形は、マイクロ波信号の複雑なタービンブレードジオメトリとの相互作用の結果として複雑な特徴を有する。先端間隙または到着時間測定のために出力波形上の単一の点の同定は、複雑な信号特徴の結果として困難であり得る。多項式曲線適合のような典型的なピーク検出方法は、リアルタイムでのブレードの測定のためには計算的に苛酷すぎる。最も高い戻り信号をもったブレード上の単一の点を見つける方法は、通常動作中にブレードが捩れたり寸法的に変化したりするために、可変な結果を提示し得る。それにも拘らず、ほとんどのブレード先端測定応用については、エンジンブレードのための良く定義された、繰り返し可能な点が望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
前述したものに鑑みて、干渉するクラッター信号の影響を最小化することでブレード先端のための繰り返し可能な点に基づいたブレード測定を達成するようにマイクロ波センサーの使用を適応することの必要が当該技術にはある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、ガスタービンエンジンと共にマイクロ波センサーを使用することを象徴する複雑な信号環境から起きてくるクラッターの影響を削減するための効果的な方法論を提供すると共に、マイクロ波センサーによって得られるブレード測定のピーク信号の正確な検出を達成する。
【００１０】
革新的なブレード測定プロセスとの関係で、ガスタービンエンジンまたは他の同様の機械内に位置するアンテナに取り付けられたマイクロ波センサーによってコヒーレント信号が出力される。ガスタービンエンジンは、エンジンの筐体によって形成された、閉じ込められた動作環境内に一つ以上のステージの回転しているブレードを含む。アンテナは典型的には、しばしば０．１インチから１インチより多くない間隙でもって、ブレード先端に近接して置かれる。コヒーレントマイクロ波信号はディジタル形式に変換され、ディジタル化された信号上で複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が行われる。ＦＦＴ計算の出力はそれから、アンテナに向かうブレードの動きを表す速度とアンテナから離れるブレードの動きを表す速度からなる成分に分けられる。これらの個別の成分は逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）によって処理されて、成分を周波数ドメインから時間ドメインに変換する。結果として得られる複素時間ドメイン信号は、接近および後退速度成分を表す。
【００１１】
複素時間ドメイン信号は、接近および後退速度に関連する振幅および位相成分に変換される。振幅成分はセンサーのアンテナによって受信された反射エネルギーの量を表し、位相成分は反射している物体への距離を表す。成分データ中にブレードが存在するかどうかを決めるのに、振幅成分の信号強度が予め規定された閾値と比較されて、いつブレードがマイクロ波センサーのアンテナの下を通過しているかを検出する。
【００１２】
ブレード領域を検出すると、接近および後退速度に関連する位相成分が比較されて、２つの値が等しい点を決定する。この点は、ゼロ速度点--電磁気的視点から、ブレードがアンテナの直下である点、と考えられる。ゼロ速度点において、位相測定は、ブレードデータの処理のためのインデックスとして使用するために記される。ブレードのための全ての測定は、速度がフィルタされたデータまたは元のコヒーレントデータのための適当なデータインデックスにおいて取ることができる。このプロセスは、タービンエンジンのためのブレードの回転中に次のブレードについて繰り返すことができる。
【００１３】
本発明の他のシステム、方法、特徴および利点は、以下の図面と詳細な記載の精査によって当業者には明らかであるかまたは明らかになる。全てのそのような追加のシステム、方法、特徴および利点は、この記載内に含まれ、本発明の範囲内であり、添付されている請求項によって保護されるものであることが意図されている。
【００１４】
発明の多くの側面は以下の図面を参照することによってより良く理解できる。図面中の部品は必ずしも実物大ではなく、代わりに本発明の例示的実施形態の原理を明確に説明することに強調が置かれている。しかも、図面において、参照符号は対応する部分をいくつかの図を通して示す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従った、マイクロ波センサーの例示的設置の切開図とアンテナに戻される干渉するクラッター信号の表現である。
【図２ａ】図２ａは、本発明の一実施形態に従った、関心のあるブレード（中央ブレード）がセンサーのアンテナに対して接近速度を持って動く、マイクロ波センサーによって測定されているタービンエンジンブレードの表現である。
【図２ｂ】図２ｂは、本発明の一実施形態に従った、関心のあるブレード（中央ブレード）がセンサーのアンテナに対してゼロ速度点に置かれている、マイクロ波センサーによって測定されているタービンエンジンブレードの表現である。
【図２ｃ】図２ｃは、本発明の一実施形態に従った、関心のあるブレード（中央ブレード）がセンサーのアンテナに対して後退速度を持って動く、マイクロ波センサーによって測定されているタービンエンジンブレードの表現である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態に従った、それがアンテナの傍を通過するに時の単一のブレードについてのブレード速度対時間のグラフィック表現である。
【図４】図４は、本発明の例示的実施形態に従った、ブレード先端測定のためのプロセスを描いたフローチャート図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態に従った、接近（正の）および後退（負の）周波数を示す受信コヒーレントマイクロ波センサーデータについてのＦＦＴ振幅出力の描写である。
【図６】図６は、本発明の一実施形態に従った、ブレードエリアを選択し、ブレード測定のためのゼロ速度点を選ぶための方法論を示す例示的グラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ここで、発明の実施形態が示されている図１−６を参照して、これ以降に本発明の例示的実施形態をより十分に記載する。図１は、本発明の一実施形態に従った、マイクロ波センサーの例示的設置の切開図とアンテナに戻される干渉するクラッター信号の表現である。図２ａは、本発明の一実施形態に従った、関心のあるブレード（中央ブレード）がセンサーのアンテナに対して接近速度を持って動く、マイクロ波センサーによって測定されているブレードの表現である。図２ｂは、本発明の一実施形態に従った、関心のあるブレード（中央ブレード）がセンサーのアンテナに対してゼロ速度点に置かれている、マイクロ波センサーによって測定されているブレードの表現である。図２ｃは、本発明の一実施形態に従った、関心のあるブレード（中央ブレード）がセンサーのアンテナに対して後退速度を持って動く、マイクロ波センサーによって測定されているブレードの表現である。図３は、本発明の一実施形態に従った、それがアンテナの傍を通過する時の単一のブレードについてのブレード速度対時間のグラフィック表現である。図４は、本発明の例示的実施形態に従った、ブレード先端測定のためのプロセスのフローチャート図である。図５は、本発明の一実施形態に従った、接近（正の）および後退（負の）周波数を示す受信コヒーレントマイクロ波センサーデータについてのＦＦＴ振幅出力である。図６は、本発明の一実施形態に従った、ブレードエリアを選択し、ブレード測定のためのゼロ速度点を選ぶための方法論を示す例示的グラフである。
【００１７】
この発明は、多くの異なる形で実施することができ、ここで説明する実施形態に限定されるとは理解されるべきではない。むしろ、この開示が行届いていて完全であり、当業者に発明の範囲を十分に伝えるように、これらの実施形態は提供されている。しかも、ここで与えられる全ての代表的な「例」は、非限定的で本発明の例示的実施形態によってサポートされる他のものの中にあることが意図されている。
【００１８】
図１は、筐体内で回転している、ブレード１２１のような、関心のある特定のブレードを測定するための、タービンエンジン１１５の筐体内に設置された、例示的マイクロ波アンテナ１０５を示す。ブレード１２１は、それのどちらかの側にブレード１２０とブレード１２２を有する。アンテナ１０５は、同軸ケーブルまたは導波管１１０を介してセンサーエレクトロニクス１４０に接続されている。アンテナ１０５は、典型的には少なくとも６００°Ｆの温度にある、タービンエンジン１１５の動作環境内で生き残ることができるアンテナからなり、ブレードによって反射されることになるマイクロ波信号を送信する。その好ましい実施形態では、アンテナは、インコネルのような高温合金から作られた金属ハウジングをもったセラミック基板上に作られたマイクロストリップパッチアンテナである。アンテナ１０５とセンサーエレクトロニクス１４０の組合せは、典型的にはマイクロ波センサーと呼ばれる。
【００１９】
例示的実施形態のために、センサーエレクトロニクス１４０は、マイクロ波トランシーバー１４５、信号調整およびアナログ−ディジタル変換器１５０、信号プロセッサ１５５という３つの主なサブコンポーネントからなる。マイクロ波トランシーバー１４５は、タービンエンジンの筐体内での送信のためのアンテナへマイクロ波エネルギーを送信し、回転するブレードから反射されて返るエネルギーを受信する。好ましい実施形態では、トランシーバーの受信機コンポーネントは、標準的ゼロ−ＩＦホモダイン構成として実装される。スーパーホモダイン、パルスドップラー、またはディジタルＩ／Ｑ受信機のような他の種類の受信機が、ここで議論するブレード測定のために使われても良い。受信機は、受信信号の振幅と位相の両方を測定することが可能であり、つまり受信機はコヒーレントデザインを特徴として持つ。好ましいゼロ−ＩＦホモダイン構成では、同相チャネルと直角位相チャネルという２つのチャネルが、受信機からのベースバンド出力として利用可能である。
【００２０】
信号調整およびアナログ−ディジタル変換器モジュール１５０は典型的には、アナログ−ディジタル変換ステージの前にノイズを除去するローパスフィルタリングと、アナログ−ディジタル変換器のダイナミックレンジを最適化する増幅およびＤＣオフセット調節からなる。好ましい実施形態では、ローパスフィルタのための典型的なローパスカットオフ周波数は、数ＭＨｚでエンジンの最大ブレード先端速度によって５０ＭＨｚまでに設定される。信号調整機能は、トランシーバー１４５によって出力されるアナログの同相および直角位相チャネル信号を処理する。これを受けて、アナログ−ディジタル変換器は、ローパスカットオフ周波数の少なくとも２倍の速度でこれらの信号をディジタル形式に変換する。これは、測定システム全体内で熱ノイズが最小化されることを確かなものとする。ディジタル信号は、信号プロセッサ１５５によって処理される。信号プロセッサ１５５は、PowerPC４０５プロセッサのようなマイクロプロセッサ、またはTexas Instrument TMS320c6414プロセッサのようなディジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）によって実装することができる。一旦ディジタル信号が処理されて測定が行われたら、ブレード情報は出力表示または外部データ収集装置１６０に送られる。データは、ＲＳ−２３２、ＭＯＤＢＵＳ、ＴＣＰ／ＩＰまたはその他の同様のディジタル通信プロトコルを介してディジタル形態でデータ収集装置１６０に出力されても良い。代替的に、データは、他のシステムによる記録のための０−２０ｍＡまたは電圧出力のようなアナログ信号として出力することができる。
【００２１】
図１はまた、アンテナ１０５から放射されるマイクロ波エネルギー１２５が、望ましいブレード先端からではなく、ブレード１２１の側面からはね返る条件を描いている。このシナリオでは、送信エネルギー１２５はブレード１２１の側面に当って反射１３５に結果としてなり、これはそれを受けて反射１３０がアンテナ１０５まで戻る前にブレード１２２に当る。ブレード先端ではなくブレード側面からの信号反射を表す反射をアンテナ１０５が受信するとき、一次測定で干渉を引き起こすことができる。ガスタービンエンジンの動作環境のための代表的な測定技術は、ここに引用によって完全に組み込まれる米国特許第６，４８９，９１７号に開示されている。
【００２２】
図２ａは、関心のあるブレードがセンサーのアンテナに向けて正の速度を持っている条件における、マイクロ波センサーによって測定されているブレードの表現である。ブレード１２１は測定されるべきブレードであり、ブレード１２２はアンテナ１０５を丁度通過したところで、ブレード１２０は測定されるべき次のブレードである。図２ａのシナリオでは、関心のあるブレードであるブレード１２１はアンテナ１０５に接近している。ブレード１２１はアンテナに向けて正の速度を有し、一方ブレード１２２はそれが既にアンテナ１０５の傍を通過したので負の速度を有する。アンテナ１０５のボアサイトはブレード１２１と１２２の間にあるので、アンテナによって受信される反射エネルギーのほとんどは、これら２つのブレードの側面から導き出される。
【００２３】
図２ｂは、関心のあるブレードがセンサーのアンテナに対してゼロ速度を持っている、マイクロ波センサーによって測定されているブレードの表現である。ブレード１２２はそれがアンテナ１０５から更に離れるように動いているので負の速度を有し、ブレード１２０は正の速度を有する。アンテナ１０５に戻る反射エネルギーのほとんどは、ブレード１２１のブレード先端からのものである。ブレード１２１はアンテナ１０５の丁度下に置かれているので、ブレードはゼロ速度を有する--それはアンテナに向かってもアンテナから離れるようにも動いていない。
【００２４】
図２ｃは、関心のあるブレードがセンサーのアンテナに対して負の速度を持っている、マイクロ波センサーによって測定されているブレードの表現である。ブレード１２２はそれがアンテナ１０５から更に離れるように動いているので負の速度を有し、ブレード１２０は正の速度を有する。このシーケンスの回転しているブレードについては、しかしながら、ブレード１２０はここではアンテナ１０５から離れるように動いており、負の速度を有する。
【００２５】
図３は、マイクロ波センサーのアンテナに対するブレード速度のグラフィック表現である。グラフ３００は、時間をｘ−軸上に、速度をｙ−軸上に表す。正の速度はアンテナ１０５に接近しているブレードによって表される一方、負の速度はアンテナから離れていっているブレードによって表される。実際の速度は、半径方向速度にブレードとアンテナ１０５の間の角度のコサインを掛けることによって計算することができる。グラフ３００に示されるように、アンテナ１０５に接近している間ブレードはその最大正速度３０５からスタートする。ブレードがアンテナ１０５の位置に近づくにつれて、ゼロ速度３１５に達する点まで速度は減少する。ブレードがアンテナ１０５から離れていき始めるにつれて、速度は負になり、最終的に最大負速度３１０に達する。
【００２６】
図４は、ブレード先端測定のための例示的プロセス４００を示す論理的フローチャート図である。一般的に、プロセス４００は、信号ピークを検出し、クラッターのような無関係な信号をフィルタし、関心のあるブレードのどちらかの側の各ブレードによって作り出された信号アーチファクトの除去をサポートする速度成分を同定することができる。プロセス４００は、信号プロセッサ１５５上で動作するソフトウェアまたはファームウェアに実装することができる。
【００２７】
第一のステップ４０５のために、信号プロセッサ１５５は、モジュール１５０のアナログ−ディジタル変換器からコヒーレント同相および直角位相データを収集する。次のステップ４１０では、同相および直角位相信号成分について複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が計算される。標準的ＦＦＴアルゴリズムを高速化するのに必要とされるように、成分データを２乗まで０でパディングすることができることは、当業者には理解されるであろう。加えて、標準的ＦＦＴ窓付け関数を使って副ローブ特性を削減することができる。複素ＦＦＴの出力は、正と負の周波数空間の両方に情報を生み出す。正の周波数はアンテナ１０５に接近しているブレードの周波数内容を表し、負の周波数はアンテナ１０５から離れていっているブレードの周波数内容を表す。
【００２８】
ステップ４１５では、正と負の周波数成分が分離される。これは、ＦＦＴデータアレイの２つのコピーを作り、スペクトルの半分または他の半分に０を追加することによって達成することができる。例えば、もし正の周波数が逆にされたのであれば、スペクトルの負の周波数部分に相当するデータ値の全てが０にセットされ、その逆もしかりである。
【００２９】
ステップ４２０において、分離された正の周波数と負の周波数成分上で逆高速フーリエ変換（ＩＦＦＴ）が行われる。但し、もしステップ４１０中に窓付け関数が行われていれば、ＩＦＦＴ出力データについて窓は反転されるべきである。最終出力は、一つが接近しているブレードの内容を表し、一つが後退しているブレードの内容を表す、時間ドメインデータの２つの複素セットからなる。
【００３０】
ステップ４２５において、時間ドメインデータセットは振幅と位相の値に変換される。これは、当業者には周知の標準的直交−極変換を使って達成することができる。
【００３１】
ステップ４３０では、戻された信号強度（ステップ４２５からの振幅値）が予め規定された閾値と交差するエリアを同定することによって、ブレードが存在する時間ドメインデータのエリアを同定することができる。これを受けて、ブレードに相当するデータのセクションがステップ４３５に渡され、そこで正と負の位相が等しい位置によって測定点が同定される。ゼロ速度点は、２つのデータセットの間のベクトル減算を完了して、最小点を決定することによって選択することができる。実用においては、２つの位相が互いに交差する点を検出するのに位相データを使うことができる。この位相データに基づく技術は、追加のノイズ拒絶を達成できる。時間ドメインデータのインデックスは、接近位相が後退位相に等しいゼロ速度点によって規定される。
【００３２】
ゼロ速度インデックスはブレード処理モジュール（図示せず）に渡され、そこではステップ４４０で、当業者に知られているような従来のブレード処理アルゴリズムをブレードデータ上で実行することができる。典型的な処理は、信号位相からブレード先端間隙を、またはインデックスから到着時間を計算することと、システムのサンプルレートを知ることを含むであろう。
【００３３】
図５は、プロセス４００のステップ４１０で出力されるブレードデータのような、ブレードデータから導き出された代表的なフーリエ変換結果を示す。ブレードはセンサーのアンテナの前に来てそれから離れていくのでブレードの時間ドメインデータはしばしば中断された信号のように見えるため、スペクトルは多数の高調波を持つ傾向がある。正の周波数の高調波５１５、５２０、５２５と負の周波数の高調波５３０、５３５、５４０をグラフ５００上に見ることができる。グラフ５００の右手側の全ての正の周波数内容５１０はアンテナ１０５に接近しているブレードの時間ドメインデータからのものである。グラフ５００の左手側の全ての負の周波数内容５０５はアンテナ１０５から後退しているブレードの時間ドメインデータからのものである。
【００３４】
図６は、ブレードの存在を検出し（ステップ４３０）、ゼロ速度点を規定する（ステップ４３５）ための例示的方法論を示す。グラフ６３０はブレード振幅対時間のプロットを示す。ブレードがセンサーのアンテナを通過する毎に、振幅は最大値まで上昇し、それからブレードが離れていくにつれて再び減少し始める。但し、ブレードの複雑なジオメトリのだめに、最大振幅位置は必ずしもゼロ速度点ではない。
【００３５】
ブレード信号６３５の振幅が、点６５０において、予め規定された閾値と交差するとき、ブレードが存在する。ブレード信号の振幅が、点６５５において、閾値より下に落ちるとき、ブレードは存在しないと考えられる。結果は、サーチ領域６４０またはブレード領域と呼ばれる、点６５０と６５５の間のブレードが存在する時間のエリアである。一旦サーチ領域が規定されると、同じ時間のエリアがブレード位相プロット６０５において検査される。ブレード位相プロット上で検査する時間のエリアは点６６０と６６５の間に記されている。このグラフは、接近している時間ドメイン信号６２０の位相と、後退している時間ドメイン信号６１５の位相という、２つの分かれたプロットを示す。接近している時間ドメイン信号は、＋ｐｉから−ｐｉ（またはどのように位相が定義されているかによっては０から２ｐｉ）の間で位相ラップが起こるときを除いて、単調に減少する軌跡に沿っていく。後退している時間ドメイン信号は、＋ｐｉから−ｐｉ（またはどのように位相が定義されているかによっては０から２ｐｉ）の間で位相ラップが起こるときを除いて、単調に増加する軌跡に沿っていく。各ブレードについて、接近および後退位相値が交差する単一の点６２０がある。これが、ブレード先端データのようなブレードデータ処理のために使われるゼロ速度点として規定される。図６のチャートに示される処理タスクをサポートするのに、当業者に知られている標準的交差検出方法を使うことができる。
【００３６】
まとめると、本発明の一側面は、タービンエンジンの筐体内で回転しているブレードのためのブレード測定を完了する方法を提供する。マイクロ波センサーに結合されたアンテナは、タービンエンジンの筐体内のアンテナを介してマイクロ波エネルギーを出力する。同相および直角位相データがマイクロ波センサーの受信機によって収集され、データはブレードと筐体によって反射されたマイクロ波エネルギーに少なくとも部分的に関連する。複素高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が同相（Ｉ）および直角位相（Ｑ）データ上で行われて、正の周波数成分と負の周波数成分を生成する。正の周波数成分が負の周波数成分から分離される。これを受けて、逆ＦＦＴが正の周波数成分と負の周波数成分の各々の上で行われて、接近および後退速度成分に関連する複素時間ドメインデータを生成する。複素時間ドメインデータは振幅および位相値に変換され、振幅値は接近および後退振幅値からなり、位相値は接近および後退位相値からなる。アンテナに最も近いブレードの一つの位置に関連するブレード領域が、振幅値の所定の閾値との交差の対によって規定される。ゼロ点速度が、接近位相値の一つが後退位相値の一つと等しい点として規定される。ブレード領域の文脈では、ゼロ点速度はアンテナの直下のブレード、即ち関心のあるブレード、の位置を表す。
【００３７】
関心のあるブレードのブレードデータは、ゼロ点速度をインデックスとして使って処理することができる。ブレードデータは、検出されたブレードピークの位相、振幅、時間を含む、同相および直角位相成分データから生成することができるパラメータによって表される。例えば、位相は距離またはブレード先端間隙に変換することができる。振幅は（同相および直角位相データの２乗の和の平方根として計算される）ブレードによって反射されて返るエネルギーの量に比例する。到着時間は、ピークが起こったサンプルを記し、サンプルレートを知って最後のピークとの間の時間を計算することによって計算することができる。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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