(57)【要約】  回転部材の環境状態を監視するための監視システムは、回転部材に近接して配置された複数の固定リーダアンテナを含む。第１のセンサは、第１の回転部材に結合され、第２のセンサは、第２の回転部材に結合される。各センサは、環境状態データを生成するように構成される。キーフェーザは、第３の回転部材に結合され、キーフェーザデータを生成するように構成される。監視システムはまた、各固定リーダアンテナに通信可能に結合され、各固定リーダアンテナからの生データおよびキーフェーザからのデータに基づいて第１および第２の環境状態の測定値を決定するように構成されたデータインテグレータを含む。【選択図】図３
2019516072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転部材（１２４）に近接して配置された複数の固定リーダアンテナ（２１８）と、
第１のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第１のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第１のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第１の回転部材に結合され、少なくとも第１の環境状態データを生成するように構成され、前記第１のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、第１のセンサ（２１０）と、
第２のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第２のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第２のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第２の回転部材に結合され、少なくとも第２の環境状態データを生成するように構成され、前記第２のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、第２のセンサ（２１０）と、
前記複数の回転部材（１２４）の第３の回転部材に結合され、キーフェーザデータを生成するように構成されたキーフェーザ（２１５）であって、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、キーフェーザ（２１５）と、
を含む、
監視システム（２００）。
【請求項２】
前記各固定リーダアンテナ（２１８）に通信可能に結合されたデータインテグレータ（２０６）であって、前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、前記第１のセンサアンテナ（２１４）から受信した第１の環境状態データ、前記第２のセンサアンテナ（２１４）から受信した第２の環境状態データ、および前記キーフェーザ（２１５）から受信したキーフェーザデータに基づいて生データを生成するように構成され、前記データインテグレータ（２０６）が、前記各固定リーダアンテナ（２１８）から生成された前記生データに基づいて、前記第１の環境状態および前記第２の環境状態の測定値を決定するように構成される、データインテグレータ（２０６）、
をさらに含む、
請求項１記載の監視システム（２００）。
【請求項３】
前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する、
請求項１記載の監視システム（２００）。
【請求項４】
前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、データリーダ（２０４）を含み、受信した第１の環境状態データ、受信した第２の環境状態データ、および受信したキーフェーザデータに基づいて前記生データを生成する、
請求項１記載の監視システム（２００）。
【請求項５】
前記データインテグレータ（２０６）が、前記キーフェーザデータに基づいて、前記第１の環境状態が前記第１の回転部材（１２４）に関連し、前記第２の環境状態が前記第２の回転部材に関連すると判定するようにさらに構成される、
請求項４記載の監視システム（２００）。
【請求項６】
前記データインテグレータ（２０６）が、前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）の較正係数に基づいて、前記第１の環境状態および前記第２の環境状態の測定値を生成する、
請求項４記載の監視システム（２００）。
【請求項７】
前記第１の環境状態が、温度、振動および歪みの少なくとも１つを含み、前記第２の環境状態が、温度、振動、化学汚染、熱膨張および歪みの少なくとも１つを含む、
請求項１記載の監視システム（２００）。
【請求項８】
前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、ＳＡＷ応答に基づいて環境状態データを生成するように構成されたオールクォーツパッケージ（ＡＱＰ）表面弾性波（ＳＡＷ）共振器を含む、
請求項１記載の監視システム（２００）。
【請求項９】
前記第１のセンサアンテナ（２１４）が、第１のマイクロストリップカプラアンテナを含み、前記第２のセンサアンテナ（２１４）が、第２のマイクロストリップカプラアンテナを含む、
請求項１記載の監視システム（２００）。
【請求項１０】
前記第１のマイクロストリップカプラアンテナ（２１４）が、前記複数の回転部材（１２４）の第１の部材の最も半径方向外側の縁部に配置され、前記第２のマイクロストリップカプラアンテナが、前記複数の回転部材（１２４）の第２の部材の最も半径方向外側の縁部に配置される、
請求項９記載の監視システム（２００）。
【請求項１１】
回転可能なシャフト（１１４）と、
前記回転可能なシャフト（１１４）に結合された複数の回転部材（１２４）と、
監視システム（２００）であって、
前記複数の回転部材（１２４）に近接して配置された複数の固定リーダアンテナ（２１８）と、
第１のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第１のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第１のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第１の回転部材に結合され、少なくとも第１の環境状態データを生成するように構成され、前記第１のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、第１のセンサ（２１０）と、
第２のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第２のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第２のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第２の回転部材に結合され、少なくとも第２の環境状態データを生成するように構成され、前記第２のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、第２のセンサ（２１０）と、
前記複数の回転部材（１２４）の第３の回転部材に結合され、キーフェーザデータを生成するように構成されたキーフェーザ（２１５）であって、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、キーフェーザ（２１５）と、
を含む、監視システム（２００）と、
を含む、回転機械（１００）。
【請求項１２】
前記監視システム（２００）が、前記各固定リーダアンテナ（２１８）に通信可能に結合されたデータインテグレータ（２０６）であって、前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、前記第１のセンサアンテナ（２１４）から受信した第１の環境状態データ、前記第２のセンサアンテナ（２１４）から受信した第２の環境状態データ、および前記キーフェーザ（２１５）から受信したキーフェーザデータに基づいて生データを生成するように構成され、前記データインテグレータ（２０６）が、前記各固定リーダアンテナ（２１８）から生成された前記生データに基づいて、前記第１の環境状態および前記第２の環境状態の測定値を決定するように構成される、データインテグレータ（２０６）、
をさらに含む、
請求項１１記載の回転機械（１００）。
【請求項１３】
前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する、
請求項１１記載の回転機械（１００）。
【請求項１４】
前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、データリーダ（２０４）を含み、受信した第１の環境状態データ、受信した第２の環境状態データ、および受信したキーフェーザデータに基づいて前記生データを生成する、
請求項１１記載の回転機械（１００）。
【請求項１５】
前記データインテグレータ（２０６）が、前記キーフェーザデータに基づいて、前記第１の環境状態が前記第１の回転部材に関連し、前記第２の環境状態が前記第２の回転部材に関連すると判定するようにさらに構成される、
請求項１４記載の回転機械（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示の分野は、一般にタービンエンジンに関し、より詳細には、ガスタービンエンジンの診断用途に使用され得る受動的な無線検知システムの使用を含むタービンバケット診断に関する。
【背景技術】
【０００２】
公知のガスタービンエンジンは、典型的には、一連の交互のステータバケット（すなわち、ブレード、部材）およびロータバケットをそれぞれ有する圧縮機およびタービンを含む。ガスタービンエンジンの運転中に、タービンバケットは、極端な温度、高速作動流体、高速空気流、高回転速度および振動などの過酷な環境状態に暴露され、高いストレスを受けるようになる。これらの状態を考慮すると、タービンロータのバケットの健全性を厳密に監視することが重要である。一般に、バケットの高ストレス領域における歪みレベルおよびクラック形成の正確な監視および十分に精密で正確なバケットデータ（例えば、温度、歪み、振動または他の機械的パラメータ）の収集を通して、バケットの破損を防止することができる。
【０００３】
従来のバケット監視システムは、圧縮機とタービンの両方の入口と出口の温度を測定することができ、いくつかの公知のシステムは、ガスタービンエンジンの内部構成要素の温度を測定する。いくつかの公知のシステムは、内部構成要素の温度を測定する熱電対センサを含む。しかしながら、公知の熱電対センサは、ガスタービンエンジンの内部の別個のポイントからのみデータを収集し、ガスタービンエンジンの適切な熱分析のための十分なデータを提供しない場合がある。あるいは、いくつかの公知のシステムは、ボアスコープを介してガスタービンエンジンの外部の位置から内部構成要素の温度を測定するために赤外線カメラを使用する。しかしながら、これらの公知のシステムは、内部構成要素について集めることができるデータ量も制限する。他の公知のシステムは、温度を測定するために光ファイバセンサを使用する。しかしながら、公知の光ファイバは、内部構成要素の温度を一貫して測定するのに十分な分解能を提供しない。例えば、振動を測定するために、先端タイミングはバケット振動周波数を測定する従来の方法である。一般に、クラックの存在は、バケットの動作振動周波数を変化させ、バケットが危険にさらされていることを示す。しかしながら、この方法の結果は、多くの用途で信頼性が低いと判明している。クラックを判定するための従来の高価で時間のかかる他の方法は、タービンエンジンを停止し、バケットを視覚的に検査することを含む。しかしながら、このタイプの検査は、運転中に発生するストレスに関する情報を提供せず、信頼性が低い傾向があり、労力がかかりエンジンを停止する必要があるために非常に高価である。さらに、多くの従来の監視システムは、（例えば、５０００ＲＰＭを超える）非常に高速回転の用途の際に故障し始める。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１４／００５２４１０号明細書
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、監視システムが提供される。監視システムは、複数の回転部材に近接して配置された複数の固定リーダアンテナと、第１のセンサアンテナと、第１のセンサアンテナに通信可能に結合された第１のセンサと、を含む。第１のセンサは、複数の回転部材の第１の回転部材に結合され、少なくとも第１の環境状態データを生成するように構成される。第１のセンサアンテナは、各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される。監視システムはまた、第２のセンサアンテナと、第２のセンサアンテナに通信可能に結合された第２のセンサと、を含む。第２のセンサは、複数の回転部材の第２の回転部材に結合され、少なくとも第２の環境状態データを生成するように構成される。第２のセンサアンテナは、各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される。さらに、第１のセンサおよび第２のセンサは、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する。
【０００６】
別の態様では、回転機械が提供される。回転機械は、回転可能なシャフトと、回転可能なシャフトに結合された複数の回転部材と、監視システムと、を含む。監視システムは、複数の回転部材に近接して配置された複数の固定リーダアンテナと、第１のセンサアンテナと、第１のセンサアンテナに通信可能に結合された第１のセンサと、を含む。第１のセンサは、複数の回転部材の第１の回転部材に結合され、少なくとも第１の環境状態データを生成するように構成される。第１のセンサアンテナは、各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される。監視システムはまた、第２のセンサアンテナと、第２のセンサアンテナに通信可能に結合された第２のセンサと、を含む。第２のセンサは、複数の回転部材の第２の回転部材に結合され、少なくとも第２の環境状態データを生成するように構成される。第２のセンサアンテナは、各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される。さらに、第１のセンサおよび第２のセンサは、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する。
【０００７】
さらなる態様では、複数の回転部材の環境状態を監視する方法が提供される。方法は、第１のセンサを用いて第１の環境状態データを生成するステップを含む。第１のセンサは、複数の回転部材の第１の回転部材に結合され、第１のセンサアンテナに通信可能に結合される。方法は、第２のセンサを用いて第２の環境状態データを生成するステップを含む。第２のセンサは、複数の回転部材の第２の回転部材に結合され、第２のセンサアンテナに通信可能に結合される。さらに、第１のセンサおよび第２のセンサは、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する。方法はまた、複数の固定リーダアンテナの各固定リーダアンテナにおいて、第１のセンサアンテナからの第１の環境状態データおよび第２のセンサアンテナからの第２の環境状態データを受信するステップを含む。方法はさらに、複数の固定リーダアンテナの各固定リーダアンテナにおいて、第１の環境状態データおよび第２の環境状態データに基づいて生データを生成するステップを含む。方法はまた、複数の固定リーダアンテナの各固定リーダアンテナから受信した生データに基づいて、第１の環境状態および第２の環境状態の測定値を決定するステップを含む。
【０００８】
本開示のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、以下の詳細な説明を、全体を通して同様の符号は同様の部分を表す添付の図面を参照して読むことにより、よりよく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的なターボ機械、すなわちガスタービンエンジンの概略図である。
【図２】回転アセンブリの例示的な単純化モデルの概略斜視図である
【図３】図１に示す回転アセンブリとともに使用することができる例示的な監視システムの概略図である。
【図４】図２に示す監視システムのバケットセンサアセンブリを含む、図１および図２に示す例示的な回転バケットの概略斜視図である。
【図５】図３に示す回転バケットの縁部に配置された例示的なセンサアンテナおよび固定リーダアンテナの概略斜視図である。
【図６】図２に示す監視システムの一部の概略図である。
【図７】図５に示すセンサアンテナとリーダアンテナとの間の２つの異なる例示的なギャップ距離に対するチャネル間絶縁ゲインのグラフ図である。
【図８】図３に示す異なる固定リーダからの例示的な信号読取値の表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
特に明記しない限り、本明細書において提供される図面は、本開示の実施形態の特徴を図示するものである。これらの特徴は、本開示の１つまたは複数の実施形態を含む多種多様なシステムで適用できると考えられる。したがって、本図面は、本明細書で開示する実施形態を実施するために必要とされる、当業者には公知の、従来の特徴をすべて含むことを意味しない。
【００１１】
以下の明細書および特許請求の範囲において、いくつかの用語に言及するが、それらは以下の意味を有すると規定する。
【００１２】
単数形「１つの（ａ、ａｎ）」、および「この（ｔｈｅ）」は、文脈が特に明確に指示しない限り、複数の言及を含む。
【００１３】
本明細書および特許請求の範囲の全体を通してここで使用されているような近似を表す文言は、それが関連する基本的な機能を変更することなく、許容範囲内で異なり得る、任意の定量的な表現の修飾に適用することができる。したがって、「およそ（ａｂｏｕｔ）」、「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」、および「実質的に（ｓｕｂｓｔａｎｔｉａｌｌｙ）」などの用語で修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくともいくつかの例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応することができる。ここで、ならびに本明細書および特許請求の範囲の全体を通して、範囲の限定は組み合わせおよび／または置き換えが可能であり、文脈および文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含されるすべての部分範囲を含む。
【００１４】
本明細書で用いられる「プロセッサ」および「コンピュータ」という用語および関連する用語、例えば「処理装置」、「コンピューティング装置」、および「コントローラ」は、従来技術においてコンピュータと呼ばれているそれらの集積回路に限定されず、広く、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理コントローラ（ＰＬＣ）、特定用途向け集積回路、およびその他のプログラム可能な回路を意味し、これらの用語は、本明細書において互換的に用いられる。本明細書に記載の実施形態では、メモリは、以下に限らないが、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などのコンピュータ可読媒体、およびフラッシュメモリなどのコンピュータ可読不揮発性媒体を含むことができる。あるいは、フロッピーディスク、コンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、光磁気ディスク（ＭＯＤ）、および／またはデジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）もまた、使用することができる。また、本明細書に記載の実施形態では、追加の入力チャネルは、以下に限定されないが、マウスおよびキーボードなどのオペレータインターフェースに関係するコンピュータ周辺機器であってもよい。あるいは、例えば、これに限定されないが、スキャナを含むことができる他のコンピュータ周辺装置も使用することができる。さらに、例示的な実施形態では、追加の出力チャネルは、これに限定されないが、オペレータインターフェースモニタを含むことができる。
【００１５】
さらに、本明細書で用いられる「ソフトウェア」および「ファームウェア」という用語は交換可能であり、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、クライアントおよびサーバによって実行するための、メモリに記憶された任意のコンピュータプログラムを含む。
【００１６】
本明細書で用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、コンピュータ可読命令、データ構造、プログラムモジュールおよびサブモジュール、あるいは任意の装置の他のデータなどの情報の短期的および長期的記憶のための、技術的な任意の方法で実施される、任意の有形のコンピュータに基づく装置を表すことを意図している。したがって、本明細書に記載の方法は、これらに限らないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含む、有形の非一時的コンピュータ可読媒体で具現化された実行可能命令として符号化することができる。このような命令は、プロセッサによって実行された場合に、本明細書に記載の方法の少なくとも一部をプロセッサに実行させる。さらに、本明細書に用いられる「非一時的コンピュータ可読媒体」という用語は、すべての有形のコンピュータ可読媒体を含み、これらは非一時的コンピュータ記憶装置を含むが、これに限定されるものではなく、揮発性および不揮発性媒体、ならびにファームウェア、物理および仮想記憶装置、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤなどの取り外し可能および取り外し不可能な媒体、ならびにネットワークもしくはインターネットなどの他の任意のデジタルソース、ならびにこれまでに開発されたデジタル手段を含むが、これらに限定されるものではなく、一時的な伝播する信号がその唯一の例外である。
【００１７】
さらにまた、本明細書で用いられる「リアルタイム」という用語は、関連する事象が発生する時、所定のデータを測定および収集する時、データを処理する時、ならびに事象および環境に対するシステム応答の時のうちの少なくとも１つを意味する。本明細書に記載の実施形態では、これらの動作および事象は、実質的に同時に起こる。
【００１８】
本明細書に記載の監視システムは、１つまたは複数の環境状態の測定を容易にする。例えば限定するものではないが、１つまたは複数の環境状態には、回転機械が動作している間の回転機械の回転バケット（すなわち、ブレード、部材）などの様々な構成要素の温度、振動、化学的汚染、熱膨張、および歪みが含まれる。例えば、本明細書に記載のシステムは、いくつかの回転バケットが、回転機械に近接する１つまたは複数の固定リーダアンテナおよび対応する固定リーダに対する測定環境状態データを容易にするように構成された、埋め込まれたまたは取り付けられたセンサおよび対応するセンサアンテナを含む、複数の回転バケットを含む。例えば限定するものではないが、１つまたは複数の固定リーダアンテナおよび対応する固定リーダは、無線（ＲＦ）アンテナおよびＲＦリーダを含む。さらに、１つまたは複数の回転バケットは、キーフェーザを含み得る。例えば限定するものではないが、キーフェーザは、キーフェーザデータを生成する他のすべてのセンサ共振周波数とは異なる固有の共振周波数信号であるビーコン信号を含み、他の対応する回転バケットに結合された他のセンサのそれぞれの位置の決定を容易にする。少なくとも１つの実施形態では、複数の固定リーダは、１つまたは複数の質問周波数で特定の移動回転バケットに問い合わせる。質問周波数に応答して、特定の回転バケットに結合されたセンサは、センサアンテナを使用して特定の応答周波数（すなわち、共振周波数）で環境状態データを生成および送信する。対応する固定リーダアンテナを使用する固定リーダのそれぞれは、各センサから環境データを受信し、受信した環境状態データおよびキーフェーザデータに基づいて生データを生成する。いくつかの実施形態では、データインテグレータは、各固定リーダによって生成された生データに基づいて環境状態の測定値を決定する。
【００１９】
本明細書に記載の一体型センサおよび関連する検知システムは、過酷な環境での動作中のより正確な測定入手を容易にする。具体的には、本明細書の検知システムは、実質的に同一の共振周波数で動作するセンサを組み込むことを含む合理化された設計を含む。実質的に同一の共振周波数で動作する複数のセンサを利用することによって、すべてが同じタイプである、すなわち実質的に同じ周波数で応答または共振周波数を受信する複数のリーダを利用することができる。同様または同じ構成要素が利用され得るため、この構成は、同様に、「スマート」バケットの製造に費やされる時間およびリソースを削減する。したがって、センサおよび構成要素のこのような統合は、設置およびコスト削減を容易にするために実質的に同様の構成要素を利用しながら、構成要素上の最も適切かつ所望の位置にセンサを配置することを容易にする。
【００２０】
図１は、回転機械１００、すなわちターボ機械、より具体的にはタービンエンジンの概略図である。例示的な実施形態では、タービンエンジンはガスタービンエンジンである。あるいは、タービンエンジンは、蒸気タービンエンジン、航空機エンジン、風力タービン、および圧縮機を含むが、これに限定されない任意の他のタービンエンジンおよび／または回転機械である。例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンシステム１０１は陸上ガスタービンである。あるいは、ガスタービンエンジンシステム１０１は、船舶ガスタービンおよび航空機エンジンを含むが、これに限定されない、本明細書に記載のシステム１０１の動作を可能にする任意のガスタービンエンジンを含む。例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンシステム１０１は、ガス温度測定システム１０２を含む。ガス温度測定システム１０２は、任意の他の設備において、例えば、限定するものではないが、電力および補助ボイラー、他のターボ機械、精錬プラントおよびソーラーコレクタを含むがこれらに限定されない化学処理プラントなどのガス温度測定を使用する任意の他の装置およびプロセスで使用することができる。
【００２１】
例示的な実施形態では、ガスタービンエンジンは、吸気セクション１０２と、吸気セクション１０２の下流に結合され、吸気セクション１０２と流体連通する圧縮機セクション１０４とを含む。圧縮機セクション１０４は、圧縮機ケーシング１０５内に封入される。燃焼器セクション１０６は、圧縮機セクション１０４の下流に結合され、圧縮機セクション１０４と流体連通し、タービンセクション１０８は、燃焼器セクション１０６の下流に結合され、燃焼器セクション１０６と流体連通する。タービンエンジンは、タービンケーシング１０９内に封入され、タービンセクション１０８の下流にある排気セクション１１０を含む。燃焼器ハウジング１１１は、燃焼器セクション１０６の周りを延び、圧縮機ケーシング１０５およびタービンケーシング１０９に結合される。さらに、例示的な実施形態では、タービンセクション１０８は、圧縮機ロータ、または圧縮機駆動シャフト１１４およびタービンロータ、または回転可能な駆動シャフト１１５を含むが、これらに限定されないロータアセンブリ１１２を介して圧縮機セクション１０４に結合される。
【００２２】
例示的な実施形態では、燃焼器セクション１０６は、複数の燃焼器アセンブリ、すなわち圧縮器セクション１０４とそれぞれ流体連通して結合された燃焼器１１６を含む。燃焼器セクション１０６は、少なくとも１つの燃料ノズルアセンブリ１１８も含む。各燃焼器１１６は、少なくとも１つの燃料ノズルアセンブリ１１８と流体連通する。さらに、例示的な実施形態では、タービンセクション１０８および圧縮機セクション１０４は、駆動シャフト１１４を介して負荷１２０に回転可能に結合される。例えば、負荷１２０は、発電機および／または機械的駆動アプリケーション、例えばポンプを含んでもよいが、これらに限定されない。あるいは、ガスタービンエンジンは、航空機エンジンであってもよい。例示的な実施形態では、圧縮機セクション１０４は、少なくとも１つの圧縮機ブレードアセンブリ１２２、すなわちブレード１２２および少なくとも１つの隣接する固定ベーンアセンブリ１２３を含む。
【００２３】
また、例示的な実施形態では、タービンセクション１０８は、少なくとも１つのタービンブレードアセンブリ、すなわちバケット１２４および少なくとも１つの隣接する固定ノズルアセンブリ１２５を含む。各圧縮機ブレードアセンブリ１２２および各タービンバケット１２４は、ロータアセンブリ１１２またはより具体的には、圧縮機駆動シャフト１１４および回転可能なタービン駆動シャフト１１５に結合される。
【００２４】
動作中、吸気セクション１０２は、空気１５０を圧縮器セクション１０４に向けて送る。圧縮機セクション１０４は、圧縮空気１５２を燃焼器セクション１０６に向けて排出する前に、入口空気１５０をより高い圧力および温度に圧縮する。圧縮空気１５２は、燃料ノズルアセンブリ１１８に送られ、燃料（図示せず）と混合され、各燃焼器１１６内で燃焼され、タービンセクション１０８に向かって下流に送られる燃焼ガス１５４を生成する。燃焼器１１６内で生成された燃焼ガス１５４は、タービンセクション１０８に向かって下流に送られる。タービンバケット１２４に衝突した後、熱エネルギーは、ロータアセンブリ１１２を駆動するために使用される機械的回転エネルギーに変換される。タービンセクション１０８は、駆動シャフト１１４および１１５を介して圧縮機セクション１０４および／または負荷１２０を駆動し、排気ガス１５６は、排気セクション１１０を通して周囲大気に排出される。
【００２５】
図２は、例えば、タービンエンジン、圧縮機、ガスタービン、モータ、または他の任意の回転式用途において利用され得る回転アセンブリ１６０の例示的な単純化モデルの概略斜視図である。例示的な実施形態では、回転可能なタービン駆動シャフト１１５は、複数の回転バケット１２４に結合される。回転バケット１２４は、空気、ガス、オイル、または限定されないが、温度、振動、トルク、化学的汚染、熱膨張、および歪みなどの厳しい環境状態にさらされる任意の他の適切な物質の流れを容易にすることができる。
【００２６】
図３は、（図２に示す）ロータアセンブリ１６０の（図１に示す）１つまたは複数の回転バケット１２４の環境状態を監視するために使用することができる例示的な監視システム２００の概略図である。監視システム２００は、バケットセンサアセンブリ２０８、（キーフェーザおよびキーフェーザアンテナを含む）キーフェーザバケットアセンブリ２１５、固定リーダアセンブリ２１６、および各固定リーダアセンブリ２１６に通信可能に結合されたデータインテグレータ２０６を含む。バケットセンサアセンブリ２０８はまた、限定されないが、例えば圧縮機ベーン、冷却開口部、タービンノズル、タービン排気部などの固定表面、および例えば陸上タービンバケット、航空機エンジンブレード、および圧縮機／ファンブレードなどの回転可能な表面などの、回転機械１００のガス経路内で動作する様々な構成要素に結合され得る。さらに、図３は、各バケットセンサアセンブリ２０８が隣接するバケットセンサアセンブリ２０８から等距離に位置することを示しているが、バケットセンサアセンブリ２０８は、各バケットセンサアセンブリ２０８が他のバケットセンサアセンブリ２０８の間に任意の量の間隔を置いて配置されるように不均一に分布されてもよい。限定するものではないが、例えば、４つのバケットセンサアセンブリ２０８のすべてを、ロータアセンブリ１６０の一方の側に互いに比較的近接して配置することができる。一般に、いくつかの実施形態では、１つまたは複数の固定リーダアセンブリ２１６は、各バケットセンサアセンブリ２０８およびキーフェーザバケットアセンブリ２１５からの応答信号を誘発するために、バケットセンサアセンブリ２０８およびキーフェーザバケットアセンブリ２１５に質問する、すなわち１つまたは複数の周波数で１つまたは複数の質問信号をバケットセンサアセンブリ２０８およびキーフェーザバケットアセンブリ２１５に送信する。次に、固定リーダアセンブリ２１６は、（図１に示す）回転機械１００が回転して（以下にさらに説明する）、生データをデータインテグレータ２０６に伝達すると、連続した複数のバケットセンサアセンブリ２０８およびキーフェーザバケットアセンブリ２１５から環境状態データの「ストリーム」を含む「生データ」を含むこれらの応答信号をそれぞれ受信する。いくつかの実施形態では、各バケットセンサアセンブリ２０８は、他の各バケットセンサアセンブリ２０８の共振周波数に等しい応答周波数、すなわち応答周波数で応答信号を伝播することができる。応答信号が送信された後、いくつかの実装では、固定リーダアセンブリ２１６は、情報または未較正生データをデータインテグレータ２０６に伝播する前に、受信した応答信号を未較正生データに処理することができる。重要なことには、データインテグレータ２０６は、空間的に配置された各固定リーダアセンブリ２０８からの生データまたは未較正生データと、キーフェーザアセンブリ２１５からのキーファーザデータ、すなわち位置決めデータを蓄積し、未較正生データに基づいて各センサの測定値を決定する。データインテグレータ２０６は、プロセスまたはマイクロコントローラによって実行されるソフトウェアモジュールによって実施されてもよい。あるいは、データインテグレータ２０６は、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）またはデータインテグレータ２０６を実装する他の適切な方法で完全に実装されてもよい。
【００２７】
図４は、連結接続部２１２によってセンサアンテナ２１４に通信可能に結合されたセンサ２１０を含むバケットセンサアセンブリ２０８を含む例示的な回転バケット１２４の概略斜視図３００である。いくつかの実施形態では、センサアンテナ２１４は、例えば、電源、（以下に説明する）受動センサ、矩形パッチアンテナ、円形パッチアンテナ、正方形パッチアンテナ、または折り返しダイポールなどの任意の形状のパッチアンテナを含む能動アンテナを含み得るが、これらに限定されない。さらに、センサアンテナ２１４は、例えば、図５および図６に示すように、近場カプラまたは遠場カプラを含み得るが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、センサ２１０は受動センサであり、すなわちオンボード電源を含まず、照明されるまで休止状態にある。センサ２１０は、センサアンテナ２１４が特定の周波数で質問信号を受信すると、センサアンテナ２１４が連結接続部２１２を介してセンサ２１０への信号エネルギーを容易にするように、受動センサアンテナ２１４で動作する。例えば、限定するものではないが、質問信号は、４００ＭＨｚであり得る。センサ２１０は、いくらかのＲＦエネルギーを吸収し、応答して環境状態データを生成する。センサ２１０は、任意の適切な検知方法または方式によって環境状態データを生成することができる。例えば、限定するものではないが、環境状態データは、温度、振動、化学的汚染、熱膨張、および歪みを含む。例えば、限定するものではないが、センサ２１０は、１つまたは複数の歪みゲージ、圧電基板を利用し得る１つまたは複数のオールクォーツパッケージ（ＡＱＰ）表面弾性波（ＳＡＷ）センサ、入力トランスデューサ、および／または出力トランスデューサを含み、回転バケット１２４を伝播する表面弾性波の変調により、環境状態、すなわち物理現象を検知することができる。センサ２１０は、回転バケット１２４から検出された弾性信号に基づいて環境状態データをエンコードする電気信号を変換することによって環境状態データを生成することができる。環境状態データを含むこの電気信号は、データインテグレータ２０６と通信可能に結合された１つまたは複数の固定リーダアンテナ２１８への無線伝播のために、連結接続部２１２に沿ってセンサアンテナ２１４に通信されてもよい。例えば、限定するものではないが、連結接続部２１２は、二重線ＲＦ端子を含む。あるいは、１つまたは複数のキーフェーザおよび／またはキーフェーザアンテナは、１つまたは複数のセンサアセンブリ２０８と結合されてもよい。例えば、限定するものではないが、図４に示すようなバケットセンサアセンブリ２０８は、センサ２１０、連結接続部２１２、センサアンテナ２１４、キーフェーザ（図示せず）、キーフェーザ連結接続部（図示せず）、およびキーフェーザアンテナ（図示せず）のうちの１つまたは複数を含み得る。さらに、いくつかの実施形態は、各回転アセンブリが同じ回転可能シャフト１１５に固定され、各回転アセンブリが同じ角度回転で回転する複数の回転アセンブリ１６０を含み得る。この実施形態では、キーフェーザデータは、別の回転アセンブリ１６０によって生成され、キーフェーザデータは、固定データリーダ２０４またはデータインテグレータ２０６に伝播される。この実施形態では、図３に示すような回転アセンブリ１６０は、キーフェーザデータが、キーフェーザを含み同じ回転可能な駆動シャフト１１５に固定された別の回転アセンブリから得られるので、キーフェーザバケットアセンブリ２１５を必要としない。
【００２８】
図４は、バケット１２４の縁部または端部に配置されたセンサアンテナ２１４を示しているが、いくつかの実施形態では、センサアンテナ２１４は、（センサ２１０と平行に）バケット１２４の面上に位置しており、配置されていてもよい。この実施形態では、バケット１２４の動作および空気力学に影響を与えないように、センサアンテナ２１４をバケット１２４に埋め込むことができる。例えば、本実施形態を限定するものではないが、センサアンテナ２１４は、パッチアンテナがバケットの表面上に著しく突出せず、バケット１２４の動作に影響を与えないような任意の形状のパッチアンテナを含むことができる。この実施形態では、（以下に説明する）固定リーダアンテナ２１８は、例えば限定するものではないが、タービンケーシング１０９に配置または固定することができる。
【００２９】
図５は、回転バケット１２４（図示せず）の縁部に位置する例示的なセンサアンテナ２１４および固定リーダアンテナ２１８の概略斜視図４００である。アンテナ２１４および２１８の両方は、タイミングおよび機能性に応じて、送信機および受信機の両方として機能することができる。いくつかの実施形態では、センサアンテナ２１４および固定リーダアンテナ２１８のそれぞれは、ＲＦエネルギーが、センサアンテナ２１４の面および固定リーダアンテナ２１８の面に直交して伝播するように、実質的に互いに平行な同一の「パッチ」アンテナである。固定リーダアンテナ２１８は、質問信号がセンサアンテナ２１４に伝播または送信されるＲＦ励起領域４０２を含み得る。あるいは、固定リーダアンテナ２１８および固定データリーダ２０４は、両方とも、センサからの複数の共振周波数応答を受信するために周波数帯域の「掃引」など複数の周波数で質問信号を送信することができる。さらに、固定リーダアンテナ２１８および固定データリーダ２０４は、例えば限定するものではないが、センサ２１０の各パスについて４０サンプルまでの環境状態データを受信することができ、特定の応答周波数（例えば限定するものではないが、４００ＭＨｚ）を中心とした狭い帯域幅（例えば限定するものではないが１−２ＭＨｚ）で信号を受信することができる。これらのサンプルレート、帯域幅周波数、および応答周波数は、任意の適切なサンプルレート、周波数帯域幅、および応答周波数で、それぞれ予め決定されるか、または動的に決定されてもよい。
【００３０】
センサアンテナ２１４および固定リーダアンテナ２１８は、異なる距離に配置して、２つのアンテナ間に様々なサイズのギャップ４０４を生成することができる。ギャップ４０４の幅は、センサ２１０のインピーダンス変動に基づいて、または十分なＲＦチャネル間絶縁を生成するように決定することができる。例えば、各固定リーダアンテナ２１８は、各センサが同一の共振周波数で動作しているにもかかわらず、２つのチャネル間の干渉が最小限に抑えられるように、隣接する固定アンテナ２１８から十分に離れたＲＦチャネルと位置合わせされ得る。好都合なことに、各固定データリーダ２０４は互いに十分に空間的に離れているので、各センサ２１０は最小限の干渉で同一の共振周波数で動作することができる。単一のリーダは、すべてが同一の共振周波数で動作する複数のセンサについて、これらのチャネルを分離することができない。
【００３１】
例えば限定するものではないが、図６は、同じ共振周波数で動作する２つのセンサ（図示せず）と空間的に離れた回転バケット１２４上に位置する両方のセンサ（図示せず）を利用することによって達成されるチャネル間絶縁を示す監視システム２００の一部の概略図である。各固定データリーダ２０４は、各バケットセンサアセンブリ２０８が各固定リーダ１０４を通過する際に、（固定リーダアンテナ２１８を介して）各バケットセンサアセンブリ２０８から環境状態データを受け取る。例えば限定するものではないが、回転アセンブリ１６０は、図６に示すように時計回りに回転する。各バケットセンサアセンブリ２０８の空間距離に加えて、センサアンテナ２１４と固定リーダアンテナ２１８との間のギャップ４０４の距離は、チャネル間絶縁ゲインレベルに付加的な影響を及ぼす。
【００３２】
図７は、２つの異なる例示的なギャップ４０４の距離（図５に示す）に対するチャネル間絶縁差のグラフ図である。図７は、−８０ｄＢ〜−５５ｄＢのデシベル（ｄＢ）でのチャネル間絶縁ゲインまたは電力の線形表現を規定するｙ軸を含むチャネル間絶縁グラフ６００を含む。グラフ６００は、４３０ＭＨｚから４４０ＭＨｚまでの周波数（ＭＨｚ）の線形表現を規定するｘ軸も含む。さらに、グラフ６００は、センサアンテナ２１４と固定リーダアンテナ２１８との間の２つの異なるギャップ距離４０４の変動に対する２つのチャネル間絶縁対周波数曲線を含む。一番上の曲線は、ギャップ距離４０４（図６に示されている）が約５ミリメートルであるときの異なる周波数でのチャネル間絶縁応答を表す５ｍｍギャップ曲線６０２である。一番下の曲線は、ギャップ距離４０４が約２ミリメートルであるときの異なる周波数でのチャネル間絶縁応答を表す２ｍｍギャップ曲線６０４である。図７に示すように、５ｍｍのギャップ距離（図５に示す）は、２ｍｍのギャップ距離４０４を表すプロットライン６０４よりも広い周波数範囲にわたって良好なチャネル間絶縁を維持する。
【００３３】
図３を参照すると、監視システム２００は、センサアンテナ２１４と固定リーダアンテナ２１８との間に十分なギャップを有する空間的に離れたセンサ２１０のために十分なチャネル間絶縁を維持するように構成されているので、キーフェーザ２１５によって送信されたキーフェーザデータは、各センサ２１０の順序の位置決めを容易にする。例えば限定するものではないが、キーフェーザは、キーフェーザデータを生成する他のすべてのセンサ共振周波数とは異なる固有の共振周波数信号であるビーコン信号を含み、他の回転バケットに結合された他の各センサの位置の決定を容易にする。例えば、図１に示すように、４つのセンサ２１０（例えば２つ、６つ、８つなど任意の数のセンサ２１０を使用することができる）はそれぞれ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とラベル付けされ、キーフェーザ２１５はＫｐとラベル付けされる。したがって、回転アセンブリが時計回りに回転すると、この例では、各固定リーダアセンブリ２１６は、異なるバケットセンサアセンブリ２０８から環境状態データを受信する。例えば、固定リーダアセンブリ＃１は、最初にセンサＳ１から信号を受信し、固定リーダアセンブリ＃２は、最初にセンサＳ２から信号を受信し、固定リーダアセンブリ＃３は、最初にセンサＳ３から信号を受信し、固定リーダアセンブリ＃４は、最初にセンサＳ４から信号を受信する。回転アセンブリが時計回りに回転した後、固定リーダアセンブリ＃１は、この第２の時間、すなわち回転アセンブリを後続の固定リーダアセンブリ２１６まで回転させるのに必要な時間に加えて第１の時間にセンサＫｐから信号を受信し、固定リーダアセンブリ＃２はセンサＳ１から信号を第２の時間に受信し、固定リーダアセンブリ＃３はセンサＳ２から信号を第２の時間に受信し、以下同様である。
【００３４】
図８は、図３に示された各固定リーダアセンブリ２１６による異なる固定リーダからの例示的な信号読取値の表である。図３に示すように、各センサ１２４からの受信信号のこれらのシーケンスは、データインテグレータ２０６に出力される。データインテグレータ２０６は、固定データリーダ２０４が処理を実行したかどうかに応じて、生データフォーマットまたは未較正フォーマットまたは非フィルタフォーマットで環境状態データを受信することができる。一実施形態では、データインテグレータ２０６は、各固定リーダアセンブリ２１６から受信した生データ入力内のキーフェーザデータの位置に基づいて各センサの位置を決定することができる。例えば、データインテグレータ２０６は、差し迫ったサンプリングセッションに使用することができるベースラインを生成するために、公知のキーフェーザ周波数、ノイズ等に基づいて初期に較正係数を調整することができる。ベースラインを決定し、入ってくる生データを較正し、キーフェーザデータの位置に基づいて各センサの位置を決定した後、データインテグレータ２０６は、各センサ２１０の環境状態測定値を決定し、測定データをユーザインターフェースおよび出力ファイルの１つまたは複数に出力する。
【００３５】
本明細書に記載の上記の監視システムは、１つまたは複数の環境状態の測定を容易にする。例えば限定するものではないが、１つまたは複数の環境状態には、回転アセンブリが動作している間の回転バケットなどの回転アセンブリの様々な構成要素の温度、振動、化学的汚染、熱膨張、および歪みが含まれる。例えば、本明細書に記載のシステムは、いくつかの回転バケットが、回転機械に近接する１つまたは複数の固定リーダアンテナおよび対応する固定リーダに対する測定環境状態データを容易にするように構成された、埋め込まれたまたは取り付けられたセンサおよび対応するセンサアンテナを含む、複数の回転バケットを含む。例えば限定するものではないが、１つまたは複数の固定リーダアンテナおよび対応する固定リーダは、無線（ＲＦ）アンテナおよびＲＦリーダを含む。さらに、１つまたは複数の回転バケットは、キーフェーザを含み得る。例えば限定するものではないが、キーフェーザは、キーフェーザデータを生成する他のすべてのセンサ共振周波数とは異なる固有の共振周波数信号であるビーコン信号を含み、他の回転バケットに結合された他の各センサの位置の決定を容易にする。少なくとも１つの実施形態では、複数の固定リーダは、１つまたは複数の質問周波数で特定の移動回転バケットに問い合わせることができる。質問周波数に応答して、特定の回転バケットに結合されたセンサは、センサアンテナを使用して特定の応答周波数（すなわち、共振周波数）で環境状態データを生成および送信する。対応する固定リーダアンテナを使用する固定リーダのそれぞれは、各センサから環境データを受信し、受信した環境状態データおよびキーフェーザデータに基づいて生データを生成する。いくつかの実施形態では、データインテグレータは、各固定リーダによって生成された生データに基づいて環境状態の測定値を決定する。
【００３６】
本明細書に記載の一体型センサおよび関連する検知システムは、過酷な環境での動作中のより正確な測定入手を容易にする。具体的には、本明細書の検知システムは、実質的に同一の共振周波数で動作するセンサを組み込むことを含む合理化された設計を含む。実質的に同一の共振周波数で動作する複数のセンサを利用することによって、すべてが同じタイプである、すなわち実質的に同じ周波数で応答または共振周波数を受信する複数のリーダを利用することができる。同様または同じ構成要素が利用され得るため、この構成は、同様に、「スマート」バケットの製造に費やされる時間およびリソースを削減する。したがって、センサおよび構成要素のこのような統合は、設置およびコスト削減を容易にするために実質的に同様の構成要素を利用しながら、構成要素上の最も適切かつ所望の位置にセンサを配置することを容易にする。
【００３７】
本明細書に記載の方法、システム、および装置の例示的な技術的効果は、（ａ）同一の共振周波数でセンサデータをそれぞれ伝播または処理するセンサおよび固定リーダを利用し、例えば限定するものではないが、温度、振動、熱膨張、歪み、回転構成要素内の化学汚染センサなどの、より正確に状態を測定する環境状態センサを統合し、（ｂ）複数の構成要素の環境状態をほぼ同時に測定することを可能にし、（ｃ）動作中およびほぼリアルタイムに、潜在的にメンテナンスの頻度を減少させ、回転アセンブリの耐用年数を改善する回転アセンブリの内部構成要素の検査を可能にする、ことのうちの少なくとも１つを含む。
【００３８】
監視システムの例示的な実施形態が、上で詳細に説明されている。監視システムおよびそのようなシステムおよび装置の製造または動作方法は、本明細書に記載の特定の実施形態に限定されず、むしろ、システムの構成要素および／または方法のステップは、本明細書に記載の他の構成要素および／またはステップとは別に独立して利用することができる。例えば、システム、装置、および方法は、回転部分または平行移動部分を含む他のタイプの機械と組み合わせて使用することもでき、本明細書に記載のマイクロ熱画像形成システムのみで実施することに限定されない。むしろ、例示的な実施形態は、同じ共振周波数を含む受動センサを使用することによって利益を得ることができる多くの他の用途、機器、およびシステムに関連して実施および利用することができる。
【００３９】
本開示の様々な実施形態の特定の特徴は、いくつかの図面には示され、他の図面には示されていないが、これは便宜上のものにすぎない。本開示の原理によれば、図面の任意の特徴は、任意の他の図面の任意の特徴と組み合わせて参照および請求され得る。
【００４０】
いくつかの実施形態は、１つまたは複数の電子装置またはコンピューティング装置の使用を含む。このような装置は、典型的には、汎用中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理ユニット（ＧＰＵ）、マイクロコントローラ、縮小命令セットコンピュータ（ＲＩＳＣ）プロセッサ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブル論理回路（ＰＬＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、デジタル信号処理（ＤＳＰ）装置などのプロセッサ、処理装置、もしくはコントローラ、および／または本明細書に記載の機能を実行することができる他の任意の回路もしくは処理装置を含む。本明細書に記載の方法は、これらに限らないが、記憶装置および／またはメモリ装置を含むコンピュータ可読媒体で具現化された実行可能命令として符号化することができる。このような命令は、処理装置によって実行された場合に、本明細書に記載の方法の少なくとも一部を処理装置に実行させる。上記の例は例示的なものにすぎず、したがって、プロセッサおよび処理装置という用語の定義および／または意味を決して限定するものではない。
【００４１】
本明細書は最良の形態を含む実施形態を開示するため、および、あらゆる装置またはシステムを製作し、ならびに使用し、およびあらゆる組込方法を実行することを含む任意の当業者が実施形態を実施することを可能にするための例を用いる。本開示の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。このような他の実施例が請求項の字義通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、それらが請求項の字義通りの文言と実質的な差異がない等価な構造要素を含む場合には、このような他の実施例は特許請求の範囲内であることを意図している。
【００４２】
最後に、代表的な実施態様を以下に示す。
［実施態様１］
複数の回転部材（１２４）に近接して配置された複数の固定リーダアンテナ（２１８）と、
第１のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第１のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第１のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第１の回転部材に結合され、少なくとも第１の環境状態データを生成するように構成され、前記第１のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、第１のセンサ（２１０）と、
第２のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第２のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第２のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第２の回転部材に結合され、少なくとも第２の環境状態データを生成するように構成され、前記第２のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成させる、第２のセンサ（２１０）と、
を含み、
前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する、
監視システム（２００）。
［実施態様２］
前記複数の回転部材（１２４）の第３の回転部材に結合され、キーフェーザデータを生成するように構成されたキーフェーザ（２１５）であって、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、キーフェーザ（２１５）、
をさらに含む、
実施態様１記載の監視システム（２００）。
［実施態様３］
前記複数の回転部材（１２４）の前記第１の回転部材に結合され、キーフェーザデータを生成するように構成されたキーフェーザ（２１５）であって、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、キーフェーザ（２１５）、
をさらに含む、
実施態様１記載の監視システム（２００）。
［実施態様４］
前記各固定リーダアンテナ（２１８）に通信可能に結合されたデータインテグレータ（２０６）であって、前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、前記第１のセンサアンテナ（２１４）から受信した第１の環境状態データ、前記第２のセンサアンテナ（２１４）から受信した第２の環境状態データ、および前記キーフェーザ（２１５）から受信したキーフェーザデータに基づいて第１の環境状態および第２の環境状態の測定値を生成するように構成される、データインテグレータ（２０６）、
をさらに含む、
実施態様２記載の監視システム（２００）。
［実施態様５］
前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、データリーダ（２０４）を含み、受信した第１の環境状態データ、受信した第２の環境状態データ、および受信したキーフェーザデータに基づいて生データを生成する、
実施態様２記載の監視システム（２００）。
［実施態様６］
前記データインテグレータ（２０６）が、前記キーフェーザデータに基づいて、前記第１の環境状態が前記第１の回転部材（１２４）に関連し、前記第２の環境状態が前記第２の回転部材に関連すると判定するようにさらに構成される、
実施態様５記載の監視システム（２００）。
［実施態様７］
前記データインテグレータ（２０６）が、前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）の較正係数に基づいて、前記第１の環境状態および前記第２の環境状態の測定値を生成する、
実施態様５記載の監視システム（２００）。
［実施態様８］
前記第１の環境状態が、温度、振動および歪みの少なくとも１つを含み、前記第２の環境状態が、温度、振動、化学汚染、熱膨張および歪みの少なくとも１つを含む、
実施態様１記載の監視システム（２００）。
［実施態様９］
前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、ＳＡＷ応答に基づいて環境状態データを生成するように構成されたオールクォーツパッケージ（ＡＱＰ）表面弾性波（ＳＡＷ）共振器を含む、
実施態様１記載の監視システム（２００）。
［実施態様１０］
前記第１のセンサアンテナ（２１４）が、第１のマイクロストリップカプラアンテナを含み、前記第２のセンサアンテナ（２１４）が、第２のマイクロストリップカプラアンテナを含む、
実施態様１記載の監視システム（２００）。
［実施態様１１］
前記第１のマイクロストリップカプラアンテナ（２１４）が、前記複数の回転部材（１２４）の第１の部材の最も半径方向外側の縁部に配置され、前記第２のマイクロストリップカプラアンテナが、前記複数の回転部材（１２４）の第２の部材の最も半径方向外側の縁部に配置される、
実施態様１０記載の監視システム（２００）。
［実施態様１２］
回転可能なシャフト（１１４）と、
前記回転可能なシャフト（１１４）に結合された複数の回転部材（１２４）と、
監視システム（２００）であって、
前記複数の回転部材（１２４）に近接して配置された複数の固定リーダアンテナ（２１８）と、
第１のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第１のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第１のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第１の回転部材に結合され、少なくとも第１の環境状態データを生成するように構成され、前記第１のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、第１のセンサ（２１０）と、
第２のセンサアンテナ（２１４）と、
前記第２のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合された第２のセンサ（２１０）であって、前記複数の回転部材（１２４）の第２の回転部材に結合され、少なくとも第２の環境状態データを生成するように構成され、前記第２のセンサアンテナ（２１４）が、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、第２のセンサ（２１０）と、
を含み、
前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する、監視システム（２００）と、
を含む、回転機械（１００）。
［実施態様１３］
前記監視システム（２００）が、前記複数の回転部材（１２４）の第３の回転部材に結合され、キーフェーザデータを生成するように構成されたキーフェーザ（２１５）であって、前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナに通信可能に結合するように構成される、キーフェーザ（２１５）、
をさらに含む、
実施態様１２記載の回転機械（１００）。
［実施態様１４］
前記監視システム（２００）が、前記各固定リーダアンテナ（２１８）に通信可能に結合されたデータインテグレータ（２０６）であって、前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、前記第１のセンサアンテナ（２１４）から受信した第１の環境状態データ、前記第２のセンサアンテナ（２１４）から受信した第２の環境状態データ、および前記キーフェーザ（２１５）から受信したキーフェーザデータに基づいて前記第１の環境状態および前記第２の環境状態の測定値を生成するように構成される、データインテグレータ（２０６）、
をさらに含む、
実施態様１３記載の回転機械（１００）。
［実施態様１５］
前記各固定リーダアンテナ（２１８）が、データリーダ（２０４）を含み、受信した第１の環境状態データ、受信した第２の環境状態データ、および受信したキーフェーザデータに基づいて生データを生成する、
実施態様１３記載の回転機械（１００）。
［実施態様１６］
前記データインテグレータ（２０６）が、前記キーフェーザデータに基づいて、前記第１の環境状態が前記第１の回転部材に関連し、前記第２の環境状態が前記第２の回転部材に関連すると判定するようにさらに構成される、
実施態様１５記載の回転機械（１００）。
［実施態様１７］
前記データインテグレータ（２０６）が、前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）の較正係数に基づいて、前記第１の環境状態および前記第２の環境状態の測定値を生成する、
実施態様１５記載の回転機械（１００）。
［実施態様１８］
前記第１の環境状態が、温度、振動および歪みの少なくとも１つを含み、前記第２の環境状態が、温度、振動、化学汚染、熱膨張および歪みの少なくとも１つを含む、
実施態様１２記載の回転機械（１００）。
［実施態様１９］
前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、ＳＡＷ応答に基づいて環境状態データを生成するように構成されたオールクォーツパッケージ（ＡＱＰ）表面弾性波（ＳＡＷ）共振器を含む、
実施態様１２記載の回転機械（１００）。
［実施態様２０］
前記第１のセンサアンテナ（２１４）が、第１のマイクロストリップカプラアンテナを含み、前記第２のセンサアンテナ（２１４）が、第２のマイクロストリップカプラアンテナを含む、
実施態様１２記載の回転機械（１００）。
［実施態様２１］
前記第１のマイクロストリップカプラアンテナが、前記複数の回転部材（１２４）の第１の部材の最も半径方向外側の縁部に配置され、前記第２のマイクロストリップカプラアンテナが、前記複数の回転部材（１２４）の第２の部材の最も半径方向外側の縁部に配置される、
実施態様２０記載の回転機械（１００）。
［実施態様２２］
複数の回転部材（１２４）の環境状態を監視する方法であって、
第１のセンサ（２１０）を用いて第１の環境状態データを生成するステップであって、前記第１のセンサ（２１０）が、複数の回転部材（１２４）の第１の回転部材に結合され、第１のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合される、ステップと、
第２のセンサ（２１０）を用いて第２の環境状態データを生成するステップであって、前記第２のセンサ（２１０）が、前記複数の回転部材（１２４）の第２の回転部材に結合され、第２のセンサアンテナ（２１４）に通信可能に結合され、前記第１のセンサ（２１０）および前記第２のセンサ（２１０）が、実質的に同一の共振周波数を利用して環境状態データを生成する、ステップと、
複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナにおいて、前記第１のセンサアンテナ（２１４）からの前記第１の環境状態データおよび前記第２のセンサアンテナ（２１４）からの前記第２の環境状態データを受信するステップと、
前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナにおいて、前記第１の環境状態データおよび前記第２の環境状態データに基づいて生データを生成するステップと、
前記複数の固定リーダアンテナ（２１８）の各固定リーダアンテナから受信した前記生データに基づいて、前記第１の環境状態および前記第２の環境状態の測定値を決定するステップと、
を含む、方法。
【符号の説明】
【００４３】
１００  回転機械
１０１  ガスタービンエンジンシステム
１０２  吸気セクション
１０４  圧縮セクション
１０５  圧縮機ケーシング
１０６  燃焼器セクション
１０８  タービンセクション
１０９  タービンケーシング
１１０  排気セクション
１１１  燃焼器ハウジング
１１２  ロータアセンブリ
１１４  駆動シャフト
１１５  駆動シャフト
１１６  燃焼器
１１８  燃料ノズルアセンブリ
１２０  負荷
１２２  ブレード
１２３  固定ベーンアセンブリ
１２４  タービンバケット
１２５  固定ノズルアセンブリ
１５０  チャネル空気
１５２  圧縮空気
１５４  燃焼ガス
１５６  排気ガス
１６０  回転アセンブリ
２００  監視システム
２０４  固定データリーダ
２０６  データインテグレータ
２０８  バケットセンサアセンブリ
２１０  センサ
２１０  センサ
２１２  連結接続部
２１４  センサアンテナ
２１５  キーフェーザアセンブリ
２１６  固定リーダアセンブリ
２１８  固定リーダアンテナ
３００  概略斜視図
４００  概略斜視図
４０２  ＲＦ励起領域
４０４  ギャップ
６００  グラフ
６０２  ギャップ曲線
６０４  ギャップ曲線
【図１】
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【図２】
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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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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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