(57)【要約】      （修正有）【課題】アンテナ送信時の反射を吸収する電磁吸収部材を設け、アンテナ接地による過度のエネルギー損失をふせぐ。【解決手段】マイクロ波センサプローブ２０２は、プローブ筐体２０８と、前記プローブ筐体に結合された放射源本体と、前記放射源本体に結合された放射源２０６と、を含む。放射源は、少なくとも１つのマイクロ波信号から電磁場を生成するように構成されている。少なくとも１つの電磁吸収部材は、放射源を介して送られた電流と放射源によって生成された電磁放射のうちの少なくとも１つを吸収するように構成されている。【選択図】図２
2012112946.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プローブ筐体（２０８）と、
前記プローブ筐体に結合された放射源本体（３００）と、
前記放射源本体に結合され、少なくとも１つのマイクロ波信号から電磁場を生成するように構成された放射源（２０６）と、
前記放射源を介して送信された電流と前記放射源によって生成された電磁放射のうちの少なくとも１つを吸収するように構成された少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）と
を備えたマイクロ波センサプローブ（２０２）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）が、前記放射源（２０６）に結合された少なくとも１つの電磁吸収パッド（３０４）を備えている請求項１記載のマイクロ波センサプローブ（２０２）。
【請求項３】
前記放射源（２０６）が、第１の端部（３２０）、および前記第１の端部から半径方向外側に延びる第２の端部（３２２）を備えた少なくとも１つの放射源アーム（３１６）を備え、
前記少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）が前記第２の端部に結合される請求項１記載のマイクロ波センサプローブ（２０２）。
【請求項４】
前記放射源（２０６）が、
第１の端部（３２０）、および第１の放射源アームの前記第１の端部から半径方向外側に延びる第２の端部（３２２）を備えた第１の放射源アーム（３１６）と、
第１の端部（３２４）、および第２の放射源アームの前記第１の端部から半径方向外側に延びる第２の端部（３２６）を備えた第２の放射源アーム（３１８）と
を備えている請求項１記載のマイクロ波センサプローブ（２０２）。
【請求項５】
前記少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）は、
前記第１の放射源アーム第２の端部（３２２）に結合された第１の電磁吸収パッド（３０４）と、
前記第２の放射源アーム第２の端部（３２６）に結合された第２の電磁吸収パッド（３０６）と、を備えている請求項４記載のマイクロ波センサプローブ（２０２）。
【請求項６】
前記放射源本体（３００）が、
前面（３０８）と、
背面（３１０）とを備え、
前記少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）が、前記背面に結合された少なくとも１つの電磁吸収ディスク（４００）を備えている請求項１記載のマイクロ波センサプローブ（２０２）。
【請求項７】
前記少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）が、前記マイクロ波センサプローブの内部に画定された空洞（４０４）を少なくとも部分的に取り囲む少なくとも１つの電磁吸収外板（４０２）を備えている請求項１記載のマイクロ波センサプローブ（２０２）。
【請求項８】
プローブ筐体（２０８）、
前記プローブ筐体に結合された放射源本体（３００）、
前記放射源本体に結合され、少なくとも１つのマイクロ波信号から電磁場を生成するように構成されている放射源（２０６）、および
前記放射源を介して送られた電流と前記放射源によって生成された電磁放射のうちの少なくとも１つを吸収するように構成された少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）を備えた少なくとも１つのプローブ（２０２）と、
前記少なくとも１つのプローブに結合され、前記放射源に誘導された負荷に基づき近接度測定値を生成するように構成された信号処理デバイス（２００）と
を備えたマイクロ波センサ組立体（１１０）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）が、前記放射源（２０６）に結合された少なくとも１つの電磁吸収パッド（３０４）を備えている請求項８記載のマイクロ波センサ組立体（１１０）。
【請求項１０】
前記放射源（２０６）が、第１の端部（３２０）、および前記第１の端部から半径方向外側に延びる第２の端部（３２２）を備えた少なくとも１つの放射源アーム（３１６）を備え、
前記少なくとも１つの電磁吸収部材（３０２）が前記第２の端部に結合される請求項８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】
本発明は電力システム全般に関し、より具体的にはセンサ組立体とセンサの動作の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
知られている機械では、動作中に振動および／または他の異常な挙動を示すことがある。１つまたは複数のセンサを使用し、このような挙動を測定および／またはモニタし、例えば、機械の駆動軸で生じている振動の量、機械の駆動軸の回転速度、および／または、運転中の機械もしくはモータのいかなる他の動作上の特徴を決定することができる。このようなセンサは、複数のモニタを含む機械モニタシステムにしばしば結合される。このモニタシステムは、１つまたは複数のセンサから信号を受信し、少なくとも１つの処理ステップを信号に対して実行し、ユーザに対して測定値を表示する診断プラットフォームに修正信号を送信する。
【０００３】
少なくとも一部の知られている機械は、機械の構成部分の振動および／または位置を測定するために渦電流センサを使用している。しかし、知られている渦電流センサはその利用に制限を伴うことがある。なぜなら、このセンサの検出範囲が渦電流感知素子の幅の約半分であるためである。他の知られている機械は、機械の構成部分の振動および／または位置を測定するために光学センサを使用している。しかし、知られている光学センサは汚れによって不具合を生じることがあり、不正確な測定値を提供し、そのため、産業環境に適さないことがある。さらに、知られている光学センサは、液状媒体および／または微粒子を含む媒体を介しての機械の構成部分の振動および／または位置の検出には適さないことがある。
【０００４】
さらに、少なくとも一部の知られているセンサはアンテナを含み、このアンテナは、アンテナの中心から外側に半径方向に広がる複数のアンテナアームを有する。このようなアンテナでは、アンテナアームのインピーダンスが、各アンテナアームの内側部分から外側部分に向けて増加することがある。このようなインピーダンスの変化は、電気信号がアンテナを介して送られたとき、外側部分から内側部分に向けて電流を反射させることがある。このような電流の反射を低減するために、少なくとも一部の知られているアンテナはアンテナ内の接地面に結合される。しかし、このような接地面の使用はアンテナの減衰を増加させることがあり、そのため、アンテナの動作中に所望しない量のエネルギーを失う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１０／０２１１３３４号明細書
【発明の概要】
【０００６】
一実施形態では、プローブ筐体と、プローブ筐体に結合された放射源本体と、放射源本体に結合された放射源と、を含むマイクロ波センサプローブを提供する。放射源は少なくとも１つのマイクロ波信号から電磁場を生成するように構成されている。少なくとも１つの電磁吸収部材は、放射源を介して送られた電流と放射源によって生成された電磁放射のうちの少なくとも１つを吸収するように構成されている。
【０００７】
他の実施形態では、少なくとも１つのプローブを含むマイクロ波センサ組立体を提供する。少なくとも１つのプローブは、プローブ筐体と、プローブ筐体に結合された放射源本体と、放射源本体に結合された放射源と、を含む。放射源は少なくとも１つのマイクロ波信号から電磁場を生成するように構成されている。少なくとも１つの電磁吸収部材は、放射源を介して送られた電流と放射源によって生成された電磁放射のうちの少なくとも１つを吸収するように構成されている。マイクロ波センサ組立体は、少なくとも１つのプローブに結合された信号処理デバイスも含む。信号処理デバイスは放射源に対して誘導された負荷に基づき近接度測定値を生成するように構成されている。
【０００８】
さらに他の実施形態では、放射源本体に結合された放射源を含むマイクロ波センサプローブの動作の調整方法を提供する。この方法は、放射源によって電磁場が生成されるように放射源を介してマイクロ波信号を送信する段階を含む。少なくとも１つの電磁吸収部材は、放射源を介して送られた少なくとも１つの電流と放射源によって生成された電磁放射のうちの少なくとも１つを吸収するように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】例示的な電力システムを示すブロック図。
【図２】図１に示した電力システムとともに使用可能な例示的センサ組立体を示すブロック図。
【図３】図２に示したセンサ組立体とともに使用可能な例示的放射源本体の前面図。
【図４】図２に示したセンサ組立体とともに使用可能な例示的マイクロ波センサプローブの部分切開図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は機械１０２を含む例示的電力システム１００を示す。この例示的実施形態において、機械１０２は風力タービン、水力発電タービン、ガスタービン、または、圧縮機であってよいが、それらのみには限定されない。代替として、機械１０２は電力システムで使用している任意の他の機械であってもよい。例示的実施形態では、発電機などの負荷１０６に結合された駆動軸１０４を機械１０２が回転させる。
【００１１】
この例示的実施形態において、駆動軸１０４は、機械１０２および／または負荷１０６内に収納された（図示しない）１つまたは複数の軸受によって少なくとも部分的に支持されている。代替として、または、加えて、これらの軸受はギヤボックスなどの分離支持構造体１０８内に、もしくは、本明細書に説明している通りに電力システム１００が機能することを可能にする任意の他の構造体または構成部分内にも収納可能である。
【００１２】
この例示的実施形態において、電力システム１００は、機械１０２、駆動軸１０４、負荷１０６、および／または、本明細書に説明している通りに電力システム１００が機能することを可能にする電力システム１００のいずれか他の構成部分の少なくとも１つの動作状態を測定および／またはモニタする少なくとも１つのセンサ組立体１１０を含む。より具体的には、この例示的実施形態では、センサ組立体１１０が、駆動軸１０４とセンサ組立体１１０との間で規定された（図１には示していない）距離を測定および／またはモニタするために、駆動軸１０４に対して非常に近接して位置決めされた近接センサ組立体１１０となっている。さらに、例示的実施形態では、センサ組立体１１０が、センサ組立体１１０について電力システム１００の構成部分の近接度を測定するためにマイクロ波信号を使用する。本明細書で使用しているように、用語「マイクロ波」は、約３００メガヘルツ（ＭＨｚ）と約３００ギガヘルツ（ＧＨｚ）との間の１つまたは複数の周波数を有する信号を受信および／送信する信号または成分を指す。代替として、センサ組立体１１０は、電力システム１００のいずれか他の構成部分を測定および／もしくはモニタすることが可能であり、かつ／または、本明細書に説明している通りに電力システム１００が機能することを可能にする任意の他のセンサもしくはトランスデューサ組立体であってもよい。例示的実施形態において、各センサ組立体１１０は電力システム１００内のいずれの場所にも配置されている。さらに、例示的実施形態において、少なくとも１つのセンサ組立体１１０は、センサ組立体１１０によって生成された１つまたは複数の信号の処理および／または解析で使用するための診断システム１１２に結合される。
【００１３】
動作中、例示的実施形態では、機械１０２の動作が、駆動軸１０４などの電力システム１００の１つまたは複数の構成部分に、少なくとも１つのセンサ組立体１１０に関して位置を変更させることが可能である。例えば、各構成部分に対して振動が誘発されることがあり、かつ／または、各構成部分は電力システム１００内の動作温度が変化するに従って膨張または収縮することがある。例示的実施形態において、センサ組立体１１０は、各センサ組立体１１０を基準として構成部分の近接度、位置、および／または、振動の量を測定および／またはモニタし、かつ、構成部分の測定された近接度、位置、および／または、振動の量を示す信号（以下、「近接度測定値信号」と称する）を、処理および／または解析するために診断システム１１２に送信する。
【００１４】
図２は（図１に示した）電力システム１００とともに使用可能な例示的センサ組立体１１０の概略図である。例示的実施形態において、センサ組立体１１０は、信号処理デバイス２００と、データ用ダクト２０４を介して信号処理デバイス２００に結合されたプローブ２０２と、を含む。さらに、例示的実施形態において、プローブ２０２は、プローブ筐体２０８に結合され、かつ／または、その内部に配置された放射源２０６を含む。より具体的には、例示的実施形態では、プローブ２０２がマイクロ波放射源を含むマイクロ波プローブ２０２となっている。このため、例示的実施形態では、放射源２０６がマイクロ波周波数範囲内の少なくとも１つの共鳴周波数を有している。
【００１５】
例示的実施形態において、信号処理デバイス２００は、送信電力検出器２１２と、受信電力検出器２１４と、信号調整デバイス２１６と、に結合された指向性結合デバイス２１０を含む。さらに、例示的実施形態において、信号状態調整デバイス２１６は信号ジェネレータ２１８と、減算器２２０と、線形化器２２２と、を含む。放射源２０６を介してマイクロ波信号が放射すると、放射源２０６は電磁場２２４を放射する。
【００１６】
動作中、例示的実施形態において、信号ジェネレータ２１８は、放射源２０６の共鳴周波数と等しいか、または、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」と称する）を生成する。信号ジェネレータ２１８は指向性結合デバイス２１０にマイクロ波信号を送信する。指向性結合デバイス２１０は、送信電力検出器２１２と、放射源２０６と、にマイクロ波信号を送信する。放射源２０６を介してマイクロ波信号が放射すると、放射源２０６から、かつ、プローブ筐体２０８の外に電磁場２２４が放射される。（図１に示した）機械１０２および／または電力システム１００の駆動軸１０４または他の構成部分などの物体が電磁場２２４に進入し、かつ／または、電磁場２２４内での相対位置を変えた場合、その物体と場２２４との間には電磁結合が起きることがある。より具体的には、電磁場２２４内の物体の存在によって、および／または、その物体の動きによって電磁場２２４は乱される。これは、例えば、電磁場２２４の少なくとも一部を、電流および／または電荷として物体に誘電的、および／または容量的に結合させることが可能な物体内で誘導される誘導効果および／または容量効果によるものである。このような場合、放射源２０６は離調され（すなわち、放射源２０６の共鳴周波数が低下および／または変更され）、放射源２０６に負荷が誘導される。放射源２０６に誘導された負荷は、データ用ダクト２０４を介して指向性結合デバイス２１０に送信されるマイクロ波信号の反射（以下、「離調負荷信号」と称する）を引き起こす。例示的実施形態において、離調負荷信号は、マイクロ波信号の電力の振幅および／または位相より小さな電力の振幅および／または異なった位相を有する。さらに、例示的実施形態において、離調負荷信号の電力の振幅は物体の放射源２０６に対する近接度に左右される。指向性結合デバイス２１０は離調負荷信号を受信電力検出器２１４に送信する。
【００１７】
例示的実施形態において、受信電力検出器２１４は、離調負荷信号に基づく、かつ／または、この信号に含まれている電力量を決定し、かつ、離調負荷信号の電力を示す信号を信号状態調整デバイス２１６に送信する。さらに、送信電力検出器２１２は、マイクロ波信号に基づく、かつ／または、この信号に含まれている電力量を決定し、かつ、マイクロ波信号の電力を示す信号を信号状態調整デバイス２１６に送信する。例示的実施形態において、減算器２２０はマイクロ波信号の電力および離調負荷信号の電力を受信し、かつ、マイクロ波信号の電力と離調負荷信号の電力との間の差を算出する。減算器２２０は算出した差を示す信号（以下、「電力差信号」と称する）を線形化器２２２に送信する。例示的実施形態において、電力差信号の振幅は、電磁場２２４内の駆動軸１０４などの物体とプローブ２０２および／または放射源２０６との間で規定された距離２２６（すなわち、距離２２６は物体の近接度として知られている）に、逆比例または指数比例などの比例関係にある。例えば、放射源２０６の幾何形状などの放射源２０６の特徴によっては、電力差信号の振幅が物体の近接度に関して少なくとも部分的に非線形な関係を示すことがある。
【００１８】
例示的実施形態において、線形化器２２２は、電力差信号を、物体の近接度と近接度測定値信号の振幅との間のほぼ線形的な関係を示す電圧出力信号（すなわち、「近接度測定値信号」）に変換する。さらに、例示的実施形態において、線形化器２２２は近接度測定値信号を、診断システム１１２内での処理および／または解析に適した換算係数とともに（図１に示した）診断システム１１２に送信する。例示的実施形態において、近接度測定信号はミリメートル当たりの電圧の換算係数を有する。代替として、近接度測定値信号は、本明細書に説明する通りに診断システム１１２および／または電力システム１００が機能することを可能にする任意の他の換算係数も有することが可能である。
【００１９】
図３は（図２に示した）センサ組立体１１０とともに使用可能な例示的放射源本体３００の前面図である。例示的実施形態において、放射源本体３００は（図２に示した）プローブ筐体２０８内に、かつ／または、筐体２０８に結合され配置されている。さらに、例示的実施形態において、放射源２０６は放射源本体３００に結合され、少なくとも１つの電磁吸収部材３０２はプローブ２０２および／または放射源本体３００に対して、かつ／または、これに結合され位置決めされている。より具体的には、例示的実施形態において、複数の部材３０２は第１の電磁吸収パッド３０４と、第２の電磁吸収パッド３０６と、を含む。
【００２０】
例示的実施形態において、放射源本体３００は前面３０８と、反対側の背面３１０と、を含む。例示的実施形態において、放射源２０６は前面３０８に結合され、前面３０８の中心３１２から半径方向外側に延びている。より具体的には、例示的実施形態において、放射源本体３００は実質的に平面の印刷回路板であり、放射源２０６は、前面３０８と一体に形成された、かつ／または、前面３０８に結合された１つまたは複数のトレースまたは導体３１４を含む。代替として、放射源２０６および／または放射源本体３００は、本明細書に説明する通りにセンサ組立体１１０が機能することを可能にする任意の他の配列に構成する、かつ／または、そのような構造にすることも可能である。
【００２１】
さらに、例示的実施形態において、導体３１４は、それぞれが中心３１２から半径方向外側に延長する第１のアーム３１６および第２のアーム３１８を形成する。第１のアーム３１６は中心３１２に近接して配置された第１の端部３２０と、中心３１２から半径方向外側に配置された第２の端部３２２と、を含む。第２の端部３１８は中心３１２に近接して配置された第１の端部３２４と、中心３１２から半径方向外側に配置された第２の端部３２６と、を含む。さらに、例示的実施形態において、放射源２０６が前面３０８から軸に関して外側にかなりの距離に延びないように、第１のアーム３１６および第２のアーム３１８は前面３０８とほぼ同一平面上にある。代替として、放射源２０６および／または放射源本体３００は、任意の数の放射源アームも含むことが可能であり、かつ／または、本明細書で説明する通りにマイクロ波センサ組立体１１０が機能することを可能にする任意の形状とすることも可能である。
【００２２】
例示的実施形態において、放射源本体３００は第１の電磁吸収パッド３０４と、第２の電磁吸収パッド３０６と、を含む。例示的実施形態において、第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６は高い透磁率を有する誘電負荷材料から製造されている。例えば、そのような材料は樹脂、熱可塑性材料、および／または、ゴム系材料内に混入された複数の金属繊維を含むことが可能である。代替として、第１の電磁吸収パッド３０４および／または第２の電磁吸収パッド３０６は、積層インピーダンス構造、約１０を超えるような高い誘電定数、および／または、約１を超えるような高い透磁率を有する任意の他の材料からも製造可能である。さらに、例示的実施形態において、第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６はほぼ立方体または直方体である。第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６は、それぞれ第２の端部３２２および３２６に結合される。代替として、第１および／または第２の電磁吸収パッド３０４および／または３０６はいかなる形状を有してもよく、かつ、放射源２０６が本明細書で説明する通りに機能することを可能にする任意の他の位置においても第１のアーム３１６および／または第２のアーム３１８に接続可能である。
【００２３】
例示的実施形態において、放射源２０６は、中心３１２の近くで約５０オームなどのかなり低いインピーダンスを有している。第１および第２のアーム３１６および３１８が中心３１２から延長するに従って、アーム３１６および３１８のインピーダンスは、第２の端部３２２および３２６において最大インピーダンスに到達するまで上昇する。第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６を含まない知られているシステムでは、第２の端部３２２および３２６でのインピーダンスが無限大に近づくことがある。放射源２０６内でインピーダンスを変えた結果、放射源２０６を介して送られた電流の少なくとも一部は、第１の端部３２２および３２６から第１の端部３２０および３２４に向けて反射されて戻る。したがって、放射源２０６内に定常波が不要に生成されることがある。
【００２４】
例示的実施形態において、第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６を放射源２０６に接続することは、第２の端部３２２および３２６から反射された電流の量の低減を促進する。さらに、第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６は、放射源２０６が第１の端部３２０および３２４から第２の端部３２２および３２６にわたってさらに均一なインピーダンスを有するように、第２の端部３２２および３２６における放射源２０６の有効インピーダンスの低減を促進する。したがって、エネルギーの増加分は、第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６を含まないシステムに比較して、電磁場２２４の（図示しない）中心に集中可能である。
【００２５】
図４は（図２に示した）センサ組立体１１０とともに使用可能な例示的マイクロ波プローブ２０２の部分切開図である。例示的実施形態において、プローブ２０２は（図３に示した）放射源本体３００と、第１および第２の放射源アーム３１６および３１８を含む放射源２０６と、を含む。さらに、例示的実施形態において、放射源３００はプローブ筐体２０８に結合され、かつ／または、筐体２０８の内部に配置されている。プローブ筐体２０８は熱可塑性材料、および／または、本明細書に説明する通りにプローブ２０２が機能することを可能にする任意の他の材料からも製造可能である。例示的実施形態において、複数の電磁吸収部材３０２は、プローブ２０２および／放射源本体３００に対して、かつ／または、これに結合され位置決めされている。より具体的には、部材３０２は（両方ともに図３に示した）第１の電磁吸収パッド３０４と、第２の電磁吸収パッド３０６と、電磁吸収ディスク４００と、および／または、電磁吸収外板４０２と、を含む。
【００２６】
例示的実施形態において、プローブ筐体２０８内に空洞４０４が画定されている。さらに、データ用ダクト２０４は、プローブ筐体２０８の中心線４０６にほぼ沿って空洞４０４を介して延びている。データ用ダクト２０４は、（図２に示した）信号処理デバイス２００に、および、デバイス２００から信号を受信および送信する際に使用するために背面３１０を介して放射源２０６に結合される。例示的実施形態において、電磁吸収ディスク４００はほぼ円形であり、かつ、背面３１０がディスク４００によってほぼ覆われるように背面３１０に結合される。代替として、ディスク４００は、本明細書に説明する通りにプローブ２０２が機能することを可能にする背面３１０のいずれの部分にも接続可能である。例示的実施形態において、データ用ダクト２０４が放射源２０６に結合される場合、ディスク４００はこのダクトを少なくとも部分的に取り囲んでいる。
【００２７】
例示的実施形態において、電磁吸収外板４０２はほぼ円筒形であり、プローブ筐体２０８の内部表面４０８に結合される。例示的実施形態において、電磁吸収外板４０２は、外板４０２が空洞４０４の少なくとも一部を取り囲むようにデータ用ダクト２０４の付近に配置されている。代替として、外板４０２はかなり固く、空洞４０４の少なくとも一部を満たしている。さらに、例示的実施形態において、外板４０２の下流側環状辺縁部４１０は背面３１０に結合される。代替として、この環状辺縁部４１０は、電磁吸収ディスク４００の上流側表面４１２に結合される。例示的実施形態において、ディスク４００および外板４０２は、第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６と同じ材料から製造されている。代替として、ディスク４００および／または外板４０２は、任意の他の誘電負荷材料、および／または、積層インピーダンス構造、約１０を超えるような高い誘電定数、および／または、１を超えるような高い透磁率を有するいずれの材料からも製造可能である。
【００２８】
本明細書で使用しているように、用語「上流側」は、放射源２０６からプローブ筐体２０８の背面部４１４に向かう中心線４０６にほぼ沿った方向を指す。本明細書で使用しているように、用語「下流側」は、背面部４１４から放射源２０６に向かう中心線４０６にほぼ沿った方向を指す。
【００２９】
動作中、マイクロ波信号はデータ用ダクト２０４を介して放射源２０６に送信される。マイクロ波信号は、電磁場２２４が放射されるように第１のアーム３１６および第２のアーム３１８を介して送信される。第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６は（全て図３に示した）第２の端部３２２および３２６から第１の端部３２０および３２４に向かって反射される可能性のある電流を吸収および／または抑制する。このため、データ用ダクト２０４を介して放射源２０６から信号処理デバイス２００に反射および／または送信し戻される可能性のある一定量の一般的なモードの雑音が低減される。電磁吸収ディスク４００および外板４０２は、放射源２０６から上流側に、すなわち、空洞４０４および／または背面部４１４を介して放射する可能性がある電磁場２２４の（図示しない）一部の低減および／または抑制を促進する。このため、電磁場２２４は放射源２０６からほぼ下流側に整形および／または指し向けられている。マイクロ波のエネルギーの増加分は放射源２０６から下流に差し向けることが可能であるため、センサ組立体１１０の検出範囲は増大可能である。さらに、放射源２０６への物体の近接度は、上記にさらに完全に説明した通り、センサ組立体１１０によって決定可能である。
【００３０】
本明細書に説明したように、現在のセンサ組立体は、センサ組立体の動作を調整するために電磁吸収部材３０２を使用して改良可能である。例えば、少なくとも１つの電磁吸収部材３０２は放射源本体に対して位置決め可能である。電磁場が生成されるようにマイクロ波信号が放射源を介して送信されると、電磁吸収部材３０２は放射源を介して送られた反射電流を吸収可能であり、かつ／または、放射源から後方に（すなわち、上流側に）放射している電磁場の一部を吸収可能である。
【００３１】
このため、本明細書に説明した実施形態は、さらに安定した近接度センサを提供することによって従来技術の欠点を克服する。プローブ２０２は、放射源２０６を介して反射した電流の低減および／または抑制を促進する第１および第２の電磁吸収パッド３０４および３０６を含む。このため、放射源本体３００は反射電流を吸収するために接地面を含む必要がない。したがって、従来技術のシステムよりも多くのエネルギーを電磁場２２４に送信可能である。さらに、プローブ２０２は、放射源本体３００から少なくとも部分的に上流側に差し向けることが可能な電磁場２２４の一部の低減および／抑制を促進する電磁場吸収ディスク４００および外板４０２を含む。このため、エネルギーの増加分は、測定された物体に向かって差し向けられた電磁場２２４の下流部分に集中可能である。したがって、センサ組立体１１０の検出範囲は従来技術のシステムに比較して増大が促進されている。
【００３２】
説明した実施形態は、機械の構成部分の放射源に対する近接度の測定で使用するための効率的かつ費用対効果の大きいセンサ組立体を提供する。このセンサ組立体は、電磁場を生成するためにマイクロ波信号を使用して放射源を駆動する。機械の構成部分などの物体を電磁場内に配置すると、電磁場の乱れのために放射源に負荷が誘導される。センサ組立体は、放射源に誘導された負荷に基づき物体の放射源への近接度を算出する。複数の電磁吸収部材が、放射源を収納するプローブに対して位置決めされ、または、プローブに結合される。電磁吸収部材は、放射源を介して反射される可能性のある電流の低減を促進し、かつ、放射源から上流側に放射する可能性のある電磁場の一部の低減を促進する。このため、センサ組立体の検出範囲および測定精度を向上可能である。
【００３３】
センサ組立体およびセンサの動作を調整する方法の例示的実施形態を上記に詳細に説明した。これらのセンサ組立体および方法は、本明細書に説明した具体的な実施形態には限定しないが、むしろ、センサ組立体の各構成部分および／または方法の各ステップは、本明細書に説明した他の構成部分および／またはステップから独立かつ分離して使用可能である。例えば、センサ組立体は他の測定のシステムおよび方法と組み合わせても使用可能であり、かつ、本明細書に説明した電力システムのみを伴った実施に限定もしない。むしろ、例示的実施形態は、多くの他の測定および／またはモニタの用途を伴った実施および利用が可能である。
【００３４】
本発明の様々な実施形態の具体的な特徴は、一部の図面に示され、他の図面に示されていないことがあるが、これは便宜的なものである。本発明の原理によれば、一図面のどの特徴も、任意の他の図面のどの特徴とも組み合わせて参照および／または特許請求可能である。
【００３５】
本書では、最良の形態を含めて本発明を開示するために、また任意のデバイスまたはシステムを作成および使用すること、ならびに、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、当業者による本発明の実施を可能にするためにも、例を使用している。本発明の特許性のある範囲は特許請求の範囲によって規定されており、当業者が考えつく他の例も含むことが可能である。そのような他の例が特許請求の範囲の文字通りの文言と異ならない構造要素を有する場合、または、特許請求の範囲の文字通りの文言とほとんど差のない均等な構造要素を含む場合、そのような他の例は特許請求の範囲内にあるものとする。
【符号の説明】
【００３６】
１００  電力システム
１０２  機械
１０４  駆動軸
１０６  負荷
１０８  支持構造体
１１０  センサ組立体
１１２  診断システム
２００  信号処理デバイス
２０２  プローブ
２０４  データ用ダクト
２０６  放射源
２０８  プローブ筐体
２１０  指向性結合デバイス
２１２  送信電力検出器
２１４  受信電力検出器
２１６  信号状態調整デバイス
２１８  信号ジェネレータ
２２０  減算器
２２２  線形化器
２２４  電磁場
２２６  距離
３００  放射源本体
３０２  電磁吸収部材
３０４  第１の電磁吸収パッド
３０６  第２の電磁吸収パッド
３０８  前面
３１０  背面
３１２  中心
３１４  トレースまたは導体
３１６  第１のアーム
３１８  第２のアーム
３２０  第１の端部
３２２  第２の端部
３２４  第１の端部
３２６  第２の端部
４００  電磁吸収ディスク
４０２  電磁吸収外板
４０４  空洞
４０６  中心線
４０８  内部表面
４１０  環状辺縁部
４１２  上流側表面
４１４  背面部
【図１】
2012112946.tif 000003
【図２】
2012112946.tif 000004
【図３】
2012112946.tif 000005
【図４】
2012112946.tif 000006
【外国語明細書】
2012112946000001.pdf