[发明专利]用于转子叶片健康状况监测的系统和方法

权利要求书

1.一种用于转子叶片健康状况监测的系统，包括：

到达时间(TOA)传感器；以及

控制器，包括：

传感器级融合器，构造成用于从一个或更多所述TOA传感器获 得TOA信号，其中，所述TOA信号表明旋转转子叶片的到达时间，并 且融合所述TOA信号来获得组合特征；

处理器，构造成用于从相应的TOA传感器获得TOA信号且用于 根据所述TOA信号来确定初始特征；以及

特征级融合器，构造成用于融合所述初始特征、所述组合特征 以及所述旋转转子叶片的操作参数，以用于评价所述旋转转子叶片的 健康状况。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述TOA传感器 包括前缘传感器、后缘传感器或者它们的组合。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述初始特征包 括静态偏转、动态偏转、间隙、叶片扭转轮廓、在瞬时操作期间的频 率失谐、或者它们的任何组合。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器进一 步构造成使用所述TOA和期望的TOA来确定△TOA、通过使所述旋转 转子叶片的所述操作参数中的变化的△TOA归一化来确定修正的△ TOA，以及使用所述修正的△TOA来确定所述初始特征。

5.一种用于转子叶片健康状况监测的系统，包括：

到达时间(TOA)传感器；以及

控制器，包括：

处理器，用于从相应的TOA传感器获得表明旋转转子叶片的到 达时间的TOA信号，并且用于根据所述TOA信号来确定初始特征，以 用于评价所述旋转转子叶片的健康状况；

传感器级融合器，用于通过融合从所述TOA传感器获得的数据 来获得组合特征；

特征级融合器，用于融合来自所述到达时间传感器的到达时间 信号和所述组合特征；

物理建模器，用于从所述处理器接收所述初始特征并且估计关 于转子叶片裂纹长度和转子叶片裂纹扩散时间的数据；

可靠性建模器，用于估计关于所述转子叶片裂纹的可能性的数 据；以及

决策级融合器，用于融合从所述特征级融合器、所述物理建模 器以及所述可靠性建模器接收到的数据，并且根据所述融合的数据来 确定所述旋转转子叶片的健康状况。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制器还包 括现场监视器，所述现场监视器用于确定所述旋转转子叶片的操作参 数数据并且将所述操作参数数据提供给所述特征级融合器和所述物 理建模器。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述物理建模器 进一步构造成从所述现场监视器接收所述操作参数，用于估计关于转 子叶片裂纹长度和转子叶片裂纹扩散时间的数据。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述转子叶片容 纳在燃气轮机的压缩机中，并且其中，所述现场监视器构造成确定燃 气轮机上的负载、入口导向叶片角度、燃料行程比、所述转子叶片的 速度、所述转子叶片中的异常振动、压缩机级效率的性能、温度偏差 以及压力偏差中的至少一个。

9.一种用于转子叶片健康状况监测的方法，包括：

使用传感器来确定旋转转子叶片的到达时间(TOA)；

使用现场监视器来确定所述旋转转子叶片的操作参数；以及

使用处理器，用于使用所述TOA和期望的TOA来确定△TOA；通 过使所述旋转转子叶片的所述操作参数中的变化的所述△TOA归一化 来确定修正的△TOA；通过处理所述修正的△TOA来获得初始特征；以 及由物理模型通过融合所述初始特征和所述操作参数来获得所述旋 转转子叶片的裂纹长度和裂纹扩散时间。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述期望的TOA 由所述处理器使用在基线状况中运转的所述旋转叶片的多个TOA来确 定。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，还包括：

使用所述处理器来确定针对所述旋转转子叶片的TOA，并且融合 所述TOA而确定融合的TOA；以及

使用所述处理器，用于使用所述TOA和所述融合的TOA来确定所 述旋转转子叶片的组合特征；

其中，所述组合特征与所述初始特征相融合，用于确定所述旋转 转子叶片的健康状况。