ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МНОЖЕСТВЕННЫХ ПАРАМЕТРОВ ТУРБОМАШИННОЙ СИСТЕМЫ

1. Система (10) для измерения статических и динамических крутящих моментов, мод вибрации и соответствующего рабочего состояния вала турбомашинной системы, система для измерения, содержащая
источник (12) света, способный передавать свет на поверхность, по меньшей мере, одного вала (24) турбомашинной системы через множество пучков (22) оптических волокон, расположенных во множестве местоположений вблизи поверхности, по меньшей мере, одного вала (24), причем множество местоположений совместно располагается в, по существу, аксиальном направлении между концами, по меньшей мере, одного вала (24),
матрицу фотодетекторов (34), детекторов ПЗС или КМОП, способную регистрировать динамический свет, отраженный от поверхности, по меньшей мере, одного вала (24) турбомашинной системы, в ответ на переданный свет в ходе вращения, по меньшей мере, одного вала (24) турбомашинной системы и генерировать из него сигналы динамического отраженного света, и
механизм (36) измерения, способный определять крутящий момент или вибрацию на, по меньшей мере, одном валу турбомашинной системы в ответ на сигнатуры динамического отраженного светового сигнала или распознавание шаблона на основании обработки сигнала во временной области и в частотной области.
2. Система (10) по п.1, в которой, по меньшей мере, один вал (24) турбомашинной системы имеет оптическую кодировку.
3. Система (10) по п.2, в которой вибрация является торсионной вибрацией.
4. Система (10) по п.2, в которой вал (24) с оптической кодировкой содержит механизм оптического кодирования, присоединенный к поверхности вала (24) или внедренный в нее путем лазерной микромашинной обработки, лазерной маркировки или сварки.
5. Система (10) по п.2, в которой вал (24) с оптической кодировкой содержит механизм кодирования, выбранный из клиновидной канавки, расположенной на поверхности вала в желаемых местах, периодического или апериодического частотно-модулированного шаблона, расположенного на поверхности вала в желаемых местах, и шаблона одной прямой линии, расположенного на поверхности вала в желаемых местах, окружающий внешнюю поверхность вала с определенными углами.
6. Система (10) по п.5, в которой оптические метки кодирования симметрично распределены вокруг внешней поверхности вала.
7. Система (10) по п.1, в которой вибрация является изгибной вибрацией.
8. Система (10) по п.1, в которой каждая волоконно-оптическая линия передачи содержит разветвленный пучок волокон, выбранных из пластмассовых волокон, кварцевых волокон и сапфировых волокон.
9. Система (10) по п.1, дополнительно содержащая зонд (26), (28), (30), (32) отражения 1×2 или 1×N, соответствующий каждому оптическому волокну, причем каждый зонд отражения способен передавать свет, принятый от источника (12) света, по своему соответствующему оптическому пучку волокон к поверхности, по меньшей мере, одного вала (24) через отвод передачи зонда отражения и дополнительно способный принимать свет, отраженный от поверхности, по меньшей мере, одного вала (24) через отвод измерения зонда (26), (28), (30), (32) отражения.
10. Система (10) по п.1, в которой механизм измерения содержит датчик крутящего момента, отвечающий принятому в промышленности золотому стандарту, для использования с соответствующим, по меньшей мере, одним валом турбомашинной системы, благодаря чему измеренное значение угла скручивания вала соответствует абсолютному значению крутящего момента, извлеченного из поисковой таблицы или формул, или из калибровочной передаточной функции.
11. Система (10) по п.1, в которой механизм измерения содержит процессор (36) сигналов, способный определять, когда сигнатуры отражения принятого света на желаемой длине волны превышают желаемый порог, определять дифференциальные задержки по времени, связанные с сигнатурами отраженного сигнала, определять значение угла скручивания вала на основании дифференциальных задержек по времени отраженного сигнала и определять крутящий момент на валу на основании угла скручивания вала.
12. Система (10) по п.11, в которой процессор (36) сигналов с распознаванием шаблона сигнала отражения также способен калибровать любые разности между желаемыми отраженными сигналами для уменьшения нежелательных измеримых разностей между желаемыми отраженными сигналами.