(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁場に対して、大きな電磁エネルギー量を放射するエミッタを有すセンサ組立体を提供する。【解決手段】マイクロ波エミッタ２０６は、エミッタ本体３００から半径方向外向きに延びる第１のアーム３１０を含む。第１のアーム３１０は、少なくとも部分的に非線形であり、かつ少なくとも１つのピーク３３４及び少なくとも１つのトラフ３３６を有する。本マイクロ波エミッタ２０６はまた、エミッタ本体３００から半径方向外向きに延びる第２のアーム３１２を含む。第２のアーム３１２は、少なくとも１つのピーク３３４及び少なくとも１つのトラフ３３６を有する。第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２は、少なくとも１つのマイクロ波信号を受信した時に電磁場を発生する。【選択図】図３
2012112945.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エミッタ本体（３００）を備えたマイクロ波センサ組立体（１１０）で使用するマイクロ波エミッタ（２０６）であって、
前記エミッタ本体に結合され、前記エミッタ本体から半径方向外向きに延び、少なくとも部分的に非線形であり、かつ少なくとも１つのピーク（３３４）及び少なくとも１つのトラフ（３３６）を有する第１のアーム（３１０）と、
前記エミッタ本体に結合され、前記エミッタ本体から半径方向外向きに延び、かつ少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する第２のアーム（３１２）と、を含み、
前記第１のアーム及び第２のアームが、少なくとも１つのマイクロ波信号を受信した時に電磁場を発生する、
マイクロ波エミッタ（２０６）。
【請求項２】
前記第１のアーム（３１０）及び第２のアーム（３１２）が各々、前記エミッタ本体（３００）の中心（３０６）から半径方向外向きに延びる螺旋形状を有する、請求項１記載のマイクロ波エミッタ（２０６）。
【請求項３】
前記第１のアーム（３１０）が、前記エミッタ本体（３００）の中心（３０６）から第１の方向に半径方向外向きに延びる螺旋形状を有し、また
前記第２のアーム（３１２）が、前記中心から前記第１の方向に半径方向外向きに延びる螺旋形状を有する、
請求項１記載のマイクロ波エミッタ（２０６）。
【請求項４】
前記第１のアーム（３１０）が、前記エミッタ本体（３００）の中心（３０６）の周りに前記第２のアーム（３１２）と交互配置される、請求項１記載のマイクロ波エミッタ（２０６）。
【請求項５】
前記第１のアーム（３１０）及び第２のアーム（３１２）が各々、前記エミッタ本体（３００）の中心（３０６）からジグザグパターンで半径方向外向きに延びる螺旋形状を有する、請求項１記載のマイクロ波エミッタ（２０６）。
【請求項６】
前記ジグザグパターンが、前記第１のアーム（３１０）及び第２のアーム（３１２）内に複数のピーク（３３４）を形成し、
前記第１のアームのピーク及び前記第２のアームのピークが、該第１のアーム及び第２のアームが前記中心（３０６）から外向きに延びるにつれて、その大きさが増大する、
請求項５記載のマイクロ波エミッタ（２０６）。
【請求項７】
前記第１のアーム（３１０）のピーク（３３４）が、前記中心（３０６）から延びる半径に関して前記第２のアーム（３１２）のピークと整列していない、請求項６記載のマイクロ波エミッタ（２０６）。
【請求項８】
マイクロ波センサ組立体（１１０）であって、
エミッタ本体（３００）と、
前記エミッタ本体に結合されたマイクロ波エミッタ（２０６）と、
前記マイクロ波エミッタに結合されて、該マイクロ波エミッタに少なくとも１つマイクロ波信号を送信しかつ該マイクロ波エミッタが受信した信号に基づいて近接度測定値を計算するようになった信号処理装置（２００）と、
を含み、前記マイクロ波エミッタが、
前記エミッタ本体から半径方向外向きに延び、少なくとも部分的に非線形であり、かつ少なくとも１つのピーク（３３４）及び少なくとも１つのトラフ（３３６）を有する第１のアーム（３１０）と、
前記エミッタ本体から半径方向外向きに延び、かつ少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する第２のアーム（３１２）と、を含み、
前記第１のアーム及び第２のアームが、前記少なくとも１つのマイクロ波信号を受信した時に電磁場を発生する、
マイクロ波センサ組立体（１１０）。
【請求項９】
前記マイクロ波エミッタ（２０６）を前記信号処理装置（２００）に結合した半剛性ケーブル（３６４）をさらに含み、
前記半剛性ケーブル（３６４）が、内側導体（３６０）及び外側導体（３６２）を含む、
請求項８記載のマイクロ波センサ組立体（１１０）。
【請求項１０】
前記内側導体（３６０）が、前記第１のアーム（３１０）に結合され、また
前記外側導体（３６２）が、前記第２のアーム（３１２）に結合される、
請求項９記載のマイクロ波センサ組立体（１１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、総括的にはパワーシステムに関し、より具体的には、センサ組立体及びセンサ組立体で使用するマイクロ波エミッタに関する。
【背景技術】
【０００２】
公知の機械は、運転時に振動及び／又はその他の異常挙動を示す可能性がある。１つ又はそれ以上のセンサを使用して、そのような挙動を測定しかつ／又は監視し、また例えば機械駆動シャフト内に見られる振動量、機械駆動シャフトの回転速度、並びに／或いは作動機械又はモータのあらゆるその他の作動特性を判定することができる。多くの場合、そのようなセンサは、複数のモニタを備えた機械監視システムに結合される。監視システムは、１つ又はそれ以上のセンサから信号を受信し、信号に対して少なくとも１つの処理ステップを実行しかつその修正信号を診断プラットフォームに送信して、診断プラットフォームにより使用者に測定値を表示する。
【０００３】
少なくとも一部の公知の機械は、渦電流センサを使用して、機械構成の振動及び／又は位置を測定する。しかしながら、公知の渦電流センサの使用は、そのようなセンサの検出範囲が渦電流検知素子の幅の約半分のみであるので、制限される可能性がある。他の公知の機械は、光センサを使用して、機械構成の振動及び／又は位置を測定する。しかしながら、公知の光センサは、汚染物質によって汚れた状態になりかつ不正確な測定値を提供し、従って、産業環境には好適でない可能性がある。さらに、公知の光センサは、液体媒体及び／又は粒子を含む媒体を通して機械構成要素の振動及び／又は位置を検出するのには好適でない可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第７，６０４，４１３号明細書
【発明の概要】
【０００５】
１つの実施形態では、エミッタ本体を備えたマイクロ波センサ組立体で使用するマイクロ波エミッタを提供し、本マイクロ波エミッタは、エミッタ本体から半径方向外向きに延びる第１のアームを含む。第１のアームは、少なくとも部分的に非線形であり、かつ少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する。本マイクロ波エミッタはまた、エミッタ本体から半径方向外向きに延びる第２のアームを含む。第２のアームは、少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する。第１のアーム及び第２のアームは、少なくとも１つのマイクロ波信号を受信した時に電磁場を発生する。
【０００６】
別の実施形態では、マイクロ波センサ組立体を提供し、本マイクロ波センサ組立体は、エミッタ本体と、エミッタ本体に結合されたマイクロ波エミッタとを含む。マイクロ波エミッタは、エミッタ本体から半径方向外向きに延びる第１のアームを含む。第１のアームは、少なくとも部分的に非線形であり、かつ少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する。マイクロ波エミッタはまた、エミッタ本体から半径方向外向きに延びる第２のアームを含む。第２のアームは、少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する。第１のアーム及び第２のアームは、少なくとも１つのマイクロ波信号を受信した時に電磁場を発生する。信号処理装置が、マイクロ波エミッタに結合されて、該マイクロ波エミッタに少なくとも１つマイクロ波信号を送信しかつ該マイクロ波エミッタが受信した信号に基づいて近接度測定値を計算するようになる。
【０００７】
さらに別の実施形態では、パワーシステムを提供し、本パワーシステムは、機械と、機械に対して配置されたマイクロ波プローブとを含む。マイクロ波プローブは、エミッタ本体と、エミッタ本体に結合されたマイクロ波エミッタとを含む。マイクロ波エミッタは、エミッタ本体から半径方向外向きに延びる第１のアームを含む。第１のアームは、少なくとも部分的に非線形であり、かつ少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する。マイクロ波エミッタはまた、エミッタ本体から半径方向外向きに延びる第２のアームを含む。第２のアームは、少なくとも１つのピーク及び少なくとも１つのトラフを有する。第１のアーム及び第２のアームは、少なくとも１つのマイクロ波信号を受信した時に電磁場を発生する。信号処理装置が、マイクロ波エミッタに結合されて、該マイクロ波エミッタに少なくとも１つマイクロ波信号を送信しかつ該マイクロ波エミッタが受信した信号に基づいて近接度測定値を計算するようになる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】例示的なパワーシステムのブロック図。
【図２】図１に示すパワーシステムで使用することができる例示的なセンサ組立体のブロック図。
【図３】図２に示すセンサ組立体で使用することができる例示的なマイクロ波エミッタの前面図。
【図４】図３に示すマイクロ波エミッタの拡大部分図。
【図５】図２に示すセンサ組立体で使用することができる例示的なエミッタ本体の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、機械１０２を含む例示的なパワーシステム１００を示している。この例示的な実施形態では、機械１０２は、それらのみに限定されないが、風力タービン、水力発電タービン、ガスタービン又は圧縮機とすることができる。それに代えて、機械１０２は、パワーシステムで使用されるあらゆるその他の機械とすることができる。この例示的な実施形態では、機械１０２は、発電機のような負荷１０６に結合された駆動シャフト１０４を回転させる。
【００１０】
この例示的な実施形態では、駆動シャフト１０４は、機械１０２内に及び／或いは負荷１０６内に収容された１つ又はそれ以上の軸受（図示せず）によって少なくとも部分的に支持される。それに代えて又はそれに加えて、軸受は、ギヤボックスのような別個の支持構造体１０８内に或いはパワーシステム１００を本明細書に説明するように機能させるのを可能にするあらゆるその他の構造体又は構成要素内に収容することができる。
【００１１】
この例示的な実施形態では、パワーシステム１００は、機械１０２の、駆動シャフト１０４の、負荷１０６の、及び／又はパワーシステム１００を本明細書に説明するように機能させるのを可能にあらゆるその他の構成要素の少なくとも１つの作動条件を測定しかつ／或いは監視する少なくとも１つのセンサ組立体１１０を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、センサ組立体１１０は、駆動シャフト１０４に近接近させて配置されて、該駆動シャフト１０４及びセンサ組立体１１０間に形成された距離（図１には図示せず）を測定しかつ／又は監視するようになった近接度センサ組立体１１０である。さらに、この例示的な実施形態では、センサ組立体１１０は、マイクロ波信号を使用して、パワーシステム１００の構成要素の該センサ組立体１１０に対する静的及び／又は振動近接度のような近接度を測定する。本明細書で使用する場合に、「マイクロ波」という用語は、約３００メガヘルツ（ＭＨｚ）〜約３００ギガヘルツ（ＧＨｚ）の１つ又はそれ以上の振動数を有する信号を受信しかつ／或いは送信する信号又は構成要素を意味する。それに代えて、センサ組立体１１０は、パワーシステム１００のあらゆるその他の構成要素を測定しかつ／又は監視することができ、また／或いはパワーシステム１００を本明細書に説明するように機能させるのを可能にするあらゆるその他のセンサ又はトランスデューサとすることができる。この例示的な実施形態では、各センサ組立体１１０は、パワーシステム１００内のあらゆる位置に配置される。さらに、この例示的な実施形態では、少なくとも１つのセンサ組立体１１０は、該センサ組立体１１０が発生した１つ又はそれ以上の信号を処理しかつ／又は分析するのに使用する診断システム１１２に結合される。
【００１２】
運転時に、この例示的な実施形態では、機械１０２の作動は、駆動シャフト１０４のようなパワーシステム１００の１つ又はそれ以上の構成要素を少なくとも１つのセンサ組立体１１０に対してその位置を変化させる。例えば、構成要素に対して振動が生じる可能性があり、また／或いは構成要素は、パワーシステム１００内の運転温度が変化するにつれて膨張又は収縮する可能性がある。この例示的な実施形態では、センサ組立体１１０は、各センサ組立体１１０に対する構成要素の近接度及び／又は位置を測定しかつ／或いは監視し、また構成要素の測定近接度及び／又は位置を表す信号（以下、「近接度測定信号」と呼ぶ）を処理及び／又は診断のために診断システム１１２に送信する。
【００１３】
図２は、パワーシステム１００（図１に示す）で使用することができる例示的なセンサ組立体１１０の概略図である。この例示的な実施形態では、センサ組立体１１０は、信号処理装置２００と、データ導管２０４を介して信号処理装置２００に結合されたプローブ２０２とを含む。さらに、この例示的な実施形態では、プローブ２０２は、プローブハウジング２０８に結合されかつ／又は該プローブハウジング２０８内に配置されたエミッタ２０６を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、プローブ２０２は、マイクロ波エミッタ２０６を備えたマイクロ波プローブ２０２である。従って、この例示的な実施形態では、エミッタ２０６は、マイクロ波周波数範囲内に少なくとも１つの共振周波数を有する。
【００１４】
この例示的な実施形態では、信号処理装置２００は、送信電力検出器２１２に、受信電力検出器２１４に及び信号調整装置２１６に結合された方向性結合装置２１０を含む。さらに、この例示的な実施形態では、信号調整装置２１６は、信号発生器２１８、減算器２２０及びリニアライザ２２２を含む。エミッタ２０６は、該エミッタ２０６を通してマイクロ波信号が送信された時に電磁場２２４を放射する。
【００１５】
運転時に、この例示的な実施形態では、信号発生器２１８は、エミッタ２０６の共振周波数に等しいか又はほぼ等しいマイクロ波周波数を有する少なくとも１つの電気信号（以下、「マイクロ波信号」と呼ぶ）を発生する。信号発生器２１８は、マイクロ波信号を方向性結合装置２１０に送信する。方向性結合装置２１０は、マイクロ波信号を送信電力検出器２１２に及びエミッタ２０６に送信する。エミッタ２０６を通してマイクロ波信号が送信されると、電磁場２２４がエミッタ２０６からかつプローブハウジング２０８の外方に放射される。機械１０２（図１に示す）の及び／或いはパワーシステム１００の駆動シャフト１０４又は別の構成要素のような物体が電磁場２２４内に入り込みかつ／或いは該電磁場２２４内での相対位置が変化した場合には、物体及び電磁場２２４間に電磁結合が発生する可能性がある。より具体的には、電磁場２２４内における物体の存在により及び／又はそのような物体の移動により、例えば電磁場２２４の少なくとも一部分を電流及び／又は負荷として物体に誘導的に及び／又は容量的に結合させる可能性がある誘導及び／又は容量作用が該物体内に生じるので、電磁場２２４が崩壊する可能性がある。そのような場合には、エミッタ２０６が離調され（つまり、エミッタ２０６の共振周波数が減少しかつ／又は変更される）、またエミッタ２０６に負荷が生じる。エミッタ２０６に生じた負荷により、マイクロ波信号の反射（以下、「離調負荷信号」と呼ぶ）がデータ導管２０４を通して方向性結合装置２１０に送信される。この例示的な実施形態では、離調負荷信号は、マイクロ波信号の出力振幅及び／又は位相よりも低い出力振幅及び／又はそれとは異なる位相を有する。さらに、この例示的な実施形態では、離調負荷信号の出力振幅は、エミッタ２０６に対する物体の近接度に応じて決まる。方向性結合装置２１０は、離調負荷信号を受信電力検出器２１４に送信する。
【００１６】
この例示的な実施形態では、受信電力検出器２１４は、離調負荷信号に基づいて及び／又はそれに含まれた電力量を測定し、かつマイクロ波信号出力を表す信号を信号調整装置２１６に送信する。この例示的な実施形態では、減算器２２０は、マイクロ波信号電力及び離調負荷信号電力を受信しかつマイクロ波信号電力及び離調負荷信号電力間の差を計算する。減算器２２０は、その計算した差（以下、「電力差信号」と呼ぶ）をリニアライザ２２２に送信する。この例示的な実施形態では、電力差信号の振幅は、電磁場２２４内における駆動シャフト１０４のような物体とプローブ２０２及び／又はエミッタ２０６との間に形成された距離２２６（つまり、距離２２６は物体近接度として知られている）に例えば反比例及び／又は指数関数比例のように比例している。例えばエミッタ２０６のジオメトリのような該エミッタ２０６の特性に応じて、電力差信号の振幅は、物体近接度に対して少なくとも部分的に非線形関係を示す可能性がある。
【００１７】
この例示的な実施形態では、リニアライザ２２２は、電力差信号を物体近接度及び近接度測定信号の振幅間においてほぼ線形関係を示す電圧出力信号（つまり、「近接度測定信号」）に変換する。さらに、この例示的な実施形態では、リニアライザ２２２は、近接度測定信号を診断システム１１２内での処理及び／又は分析に好適なスケール係数で診断システム１１２（図１に示す）に送信する。この例示的な実施形態では、近接度測定信号は、ミリメートル当りのボルトのスケール係数を有する。それに代えて、近接度測定信号は、診断システム１１２及び／又はパワーシステム１００が本明細書に説明するように機能するのを可能にするあらゆるその他のスケール係数を有することができる。
【００１８】
図３は、センサ組立体１１０（図２に示す）で使用することができる例示的なマイクロ波エミッタ２０６及びエミッタ本体３００の前面図である。図４は、エミッタ２０６の拡大部分図である。図５は、センサ組立体１１０で使用することができる例示的なエミッタ本体３００及びデータ導管２０４の斜視図である。この例示的な実施形態では、エミッタ本体３００は、プローブハウジング２０８（図２に示す）内に配置されかつ／又は該プローブハウジング２０８に結合される。さらに、エミッタ２０６は、エミッタ本体３００に結合される。
【００１９】
この例示的な実施形態では、エミッタ本体３００は、前部表面３０２及び対向する後部表面３０４を含む。この例示的な実施形態では、各エミッタ２０６は、前部表面３０２に結合されかつ前部表面３０２の中心３０６から半径方向外向きに延びる。より具体的には、この例示的な実施形態では、エミッタ本体３００は、ほぼ平面のプリント回路基板であり、またエミッタ２０６は、エミッタ本体前部表面３０２と一体形に形成されまた／又は該エミッタ本体前部表面３０２に結合された１つ又はそれ以上の配線或いは導体を含む。それに代えて、エミッタ２０６及び／又はエミッタ本体３００は、センサ組立体１１０が本明細書に説明するように機能するのを可能にするあらゆるその他の配置として構成しかつ／或いは作製することができる。
【００２０】
さらに、この例示的な実施形態では、導体３０８は、その各々が中心３０６から半径方向外向きに延びる第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２を形成する。第１のアーム３１０は、中心３０６に近接して配置された第１の端部３１４及び中心３０６から半径方向外側に配置された第２の端部３１６を含む。第２のアーム３１２は、中心３０６に近接して配置された第１の端部３１８及び中心３０６から半径方向外側に配置された第２の端部３２０を含む。さらに、この例示的な実施形態では、第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２は、前部表面３０２とほぼ同一平面になっており、エミッタ２０６が該前部表面３０２から大きな距離だけ軸方向外側に延び出さないようになっている。それに代えて、エミッタ２０６及び／又はエミッタ本体３００は、あらゆる数のエミッタアームを含むことができ、かつ／或いはマイクロ波センサ組立体１１０が本明細書に説明するように機能するのを可能にするあらゆる形状とすることができる。
【００２１】
この例示的な実施形態では、第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２は、互いに半径方向に交互配置される。より具体的には、第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２は、中心３０６の周りに互いに交互配置される。従って、第１のアーム３１０の半径方向外側端縁部３２２は、第２のアーム３１２の半径方向内側端縁部３２４によって実質的に境界付けられ、また第２のアーム３１２の半径方向外側端縁部３２６は、第１のアーム３１０の半径方向内側端縁部３２８によって実質的に境界付けられる。さらに、アーム３１０及び３１２は、それらアーム３１０及び３１２が中心３０６から半径方向外向きに反時計方向に延びるので、中心３０６の周りでほぼ螺旋形状を有する。それに代えて、第１のアーム３１０及び／又は第２のアーム３１２は、エミッタ２０６が本明細書に説明するように機能するのを可能にするあらゆる形状及び／又は構成を有することができる。この例示的な実施形態では、第１のアーム３１０の幅３３０及び第２のアーム３１２の幅３３２は、互いにほぼ等しく、かつ該アーム３１０及び３１２が中心３０６から外向きに延びる時にほぼ一定である。それに代えて、幅３３０及び３３２は互いに異なっており、また／或いは幅３３０及び／又は幅３３２は、アーム３１０及び３１２が中心３０６から外向きに延びるにつれて変化する。１つの実施形態では、幅３３０及び３３２は、アーム３１０及び３１２が中心３０６から外向きに延びるにつれて増大する。
【００２２】
さらに、第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２は各々、少なくとも１つのピーク３３４及び少なくとも１つのトラフ３３６を含む。より具体的には、この例示的な実施形態では、第１のアーム３１０は、結合部分３３８及び螺旋状部分３４０を含み、螺旋状部分３４０は、中心３０６から内側端縁部３２８までの半径３４２が増大するにつれてその振幅が徐々に増大した交互するピーク３３４及びトラフ３３６を有する状態で、中心３０６の周りで半径方向外向きに螺旋状になっている。第２のアーム３１２は、結合部分３４４及び螺旋状部分３４６を含み、螺旋状部分３４６は、中心３０６から内側端縁部３２４までの半径３４８が増大するにつれてその振幅が徐々に増大した交互するピーク３３４及びトラフ３３６を有する状態で、中心３０６の周りで半径方向外向きに螺旋状になっている。従って、第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２は各々、螺旋状「ジグザグ」パターンとして又はその上に「ジグザグ」パターンを付加した状態のほぼ螺旋形状として形成されており、そのことにより、螺旋状ジグザグパターンを有しないエミッタと比較して小型のエミッタ本体３００内に大きな電気的長さが得られる。
【００２３】
この例示的な実施形態では、第１のアーム３１０のピーク３３４及びトラフ３３６は、第２のアーム３１２のピーク３３４及びトラフ３３６と整列していない。より具体的には、中心３０６から延びかつ第２のアーム３１２の半径方向外側ピーク３５２と交差する半径３５０は、中心３０６から延びかつ第１のアーム３１０の半径方向内側ピーク３５８と交差する半径３５６から角距離３５４だけオフセットしている。従って、互いに整列したピーク３３４及び／又はトラフ３３６を備えている可能性があるエミッタと比較して、第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２間の容量結合量の減少が得られまたエミッタ本体３００内の並びに／或いは第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２内のエネルギー量の減少が制限される。従って、従来技術のエミッタと比較して、マイクロ波信号によるエネルギー量の増大を電磁場２２４に送信することができる。
【００２４】
この例示的な実施形態では、データ導管２０４は、内側導体３６０と、内側導体３６０を該導体３６０及び３６２が同軸になるように実質的に囲んだ外側導体３６２とを含む。さらに、この例示的な実施形態では、データ導管２０４は、エミッタ２０６を信号処理装置２００（図２に示す）に結合した半剛性ケーブル３６４である。それに代えて、データ導管２０４は、センサ組立体１１０が本明細書に説明するように機能するのを可能にするあらゆるその他のケーブル又は導管である。この例示的な実施形態では、第１のアーム３１０は、結合部分３３８を介して内側導体３６０に結合され、また第２のアーム３１２は、結合部分３４４を介して外側導体３６２に結合される。
【００２５】
運転時に、少なくとも１つのマイクロ波信号が、データ導管２０４を介してエミッタ２０６に送信される。マイクロ波信号は、それぞれ内側導体３６０及び外側導体３６２を介して第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２に送信される。マイクロ波信号が第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２を通して送信されると、電磁場２２４（図２に示す）が放射される。近接度測定値が、上記に十分に説明するように、エミッタ２０６に生じた負荷に基づいて測定される。エミッタ２０６のほぼ螺旋状ジグザグパターンにより、従来技術のエミッタと比較して小型のエミッタ本体３００内に大きな電気的長さが得られる。さらに、エミッタ２０６の螺旋状ジグザグパターン並びに第１のアーム３１０及び第２のアーム３１２の不整列ピーク３３４及びトラフ３３６は、従来技術のエミッタと比較して電磁場２２４に対して大きな電磁エネルギー量を放射するのを可能にする。
【００２６】
上述の実施形態は、機械構成要素の近接度を測定するのに使用する効率的かつコスト効果があるセンサ組立体を提供する。センサ組立体は、マイクロ波信号によりエミッタにエネルギー供給する。エミッタは、該エミッタの中心からジグザグパターンで半径方向外向きに螺旋状になった２つのアームを含む。機械構成要素のような物体が電磁場内に配置されると、電磁場の崩壊によりエミッタに負荷が生じる。センサ組立体は、エミッタに生じた負荷に基づいて該エミッタに対する物体の近接度を計算する。螺旋状ジグザグパターンを備えていない公知のエミッタと対照的に、本明細書に説明したマイクロ波エミッタは、大きなエネルギー量が物体に向けて放射されるのを可能にする。従って、マイクロ波エミッタは、物体及びエミッタ間の近接度を測定するのに使用する安定電磁場を形成するのを可能にする。
【００２７】
上記には、センサ組立体及びマイクロ波エミッタの例示的な実施形態を詳細に説明している。センサ組立体及びエミッタは、本明細書で説明する特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、センサ組立体及び／又はエミッタの構成要素は、本明細書で説明する他の構成要素及び／又はステップから独立してかつ別個に利用することができる。例えば、エミッタはまた、他の測定システム及び方法と組合せて使用することもでき、また本明細書で説明するようなセンサ組立体又はパワーシステムのみでの実施に限定されるものではない。むしろ、例示的な実施形態は、多くのその他の測定及び／又は監視用途と関連させて実施しかつ利用することができる。
【００２８】
本発明の様々な実施形態の特定の特徴的構成は、幾つかの図面において示しまたその他の図面において示していないが、このことは単なる便宜上のためである。本発明の原理によると、図面のあらゆる特徴的構成は、あらゆるその他の図面のあらゆる特徴的構成と組合せて参照しかつ／又は特許請求することができる。
【００２９】
本明細書は最良の形態を含む実施例を使用して、本発明を開示し、また当業者が、あらゆる装置又はシステムを製作しかつ使用しまたあらゆる組込み方法を実行することを含む本発明の実施を行なうことを可能にもする。本発明の特許性がある技術的範囲は、特許請求の範囲により定めており、また当業者が想到するその他の実施例を含むことができる。そのようなその他の実施例は、それらが特許請求の範囲の文言と相違しない構造的要素を有するか又はそれらが特許請求の範囲の文言と本質的でない相違を有する均等な構造的要素を含む場合には、特許請求の範囲の技術的範囲内に属することになることを意図している。
【符号の説明】
【００３０】
１００  パワーシステム
１０２  機械
１０４  駆動シャフト
１０６  負荷
１０８  支持構造体
１１０  センサ組立体
１１２  診断システム
２００  信号処理装置
２０２  プローブ
２０４  データ導管
２０６  エミッタ
２０８  プローブハウジング
２１０  方向性結合装置
２１２  送信電力検出器
２１４  受信電力検出器
２１６  信号調整装置
２１８  信号発生器
２２０  減算器
２２２  リニアライザ
２２４  電磁場
２２６  距離
３００  エミッタ本体
３０２  前部表面
３０４  後部表面
３０６  中心
３０８  配線又は導体
３１０  第１のアーム
３１２  第２のアーム
３１４  第１の端部
３１６  第２の端部
３１８  第１の端部
３２０  第２の端部
３２２  半径方向外側端縁部
３２４  半径方向内側端縁部
３２６  半径方向外側端縁部
３２８  半径方向内側端縁部
３３０  幅
３３２  幅
３３４  ピーク
３３６  トラフ
３３８  結合部分
３４０  螺旋状部分
３４２  半径
３４４  結合部分
３４６  螺旋状部分
３４８  半径
３５０  半径
３５２  半径方向外側ピーク
３５４  角距離
３５６  半径
３５８  半径方向内側ピーク
３６０  内側導体
３６２  外側導体
３６４  半剛性ケーブル
【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】
2012112945.tif 000007
【外国語明細書】
2012112945000001.pdf