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DE3433351C1 - Kapazitives Messsystem zur Messung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen - Google Patents

Kapazitives Messsystem zur Messung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen

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DE3433351C1
DE3433351C1 DE3433351A DE3433351A DE3433351C1 DE 3433351 C1 DE3433351 C1 DE 3433351C1 DE 3433351 A DE3433351 A DE 3433351A DE 3433351 A DE3433351 A DE 3433351A DE 3433351 C1 DE3433351 C1 DE 3433351C1
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DE
Germany
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probe
gap
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distance
measuring
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Expired
Application number
DE3433351A
Other languages
English (en)
Inventor
Hermann 8047 Karlsfeld Biebl
Kurt Dr. 8900 Augsburg Ding
Hartwig Dr. 8047 Karlsfeld Knöll
Josef 8061 Hebertshausen Wenzl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
MTU Aero Engines AG
Original Assignee
MTU Motoren und Turbinen Union Muenchen GmbH
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Publication date
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Priority to IT21756/85A priority patent/IT1185327B/it
Priority to GB08519698A priority patent/GB2164448B/en
Priority to US06/773,261 priority patent/US4823071A/en
Priority to FR858513322A priority patent/FR2570176B1/fr
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/14—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)

Description

a) die Meßfläche der Sonde kleiner ist als die vom beweglichen Teil überstrichene Fläche und dieser zugekehrt ist,
b) ein Ladungsverstärker und ein Spannungserzeuger von der Sonde entfernt angeordnet ist,
c) die Bandbreite des Ladungsverstärkers auf den Frequenzinhalt des zu erwartenden Ladungssignals abgestimmt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß,
d) die Sonde an den Ladungsverstärker und den Spannungserzeuger über ein triaxiales Kabel mit jeweils gegenseitig isolierten Leitern angeschlossen ist,
e) daß aus der gemessenen Ladungsmenge Q die Spaltkapazität Cs bestimmt wird über Cs = Q/Urefvaxa daß aus der Spaltkapazität der Spalt d über im Stillstand kalibrierte Größen (A, B, C) bestimmt wird.
f) der die Meßsonde und das gegenüberliegende Teil einbeziehende Kondensator auf eine konstante Spannung vorgespannt ist, die konstant gehalten wird,
g) die Polarität der vom Ladungsverstärker an den Kondensator abgegebenen Vorspannung automatisch umschaltbar ist, gesteuert vom Erfassungssystem und die Messungen bei unterschiedlichen Spannungen zeitlich nacheinander durchgeführt werden, indem die in und aus der Meßkapazität fließende Ladung gemessen wird,
2. Meßsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwerterfassung und Auswertung mehrkanalig erfolgen kann und die Einheit wenigstens einen Mikroprozessor bzw. (Mikro-)Rechner umfaßt
3. Meßsystem nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladungsmesser und die Regelschaltung für die Vorspannung (Urer) eine bauliche Einheit bilden.
4. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche gekennzeichnet durch einen Wählschalterfür folgende Betriebsarten:
a) stationäre Messung
b) instationäre Messung
c) Einzelschaufelmessung
d) Kalibrierung
5. Meßsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch periodische Modulation der Referenzspannung eine Umladung des Kondensators und ein Kalibriersignal erzeugt wird.
Bei relativ zueinander beweglichen Teilen wie Bauteilen von Maschinen, insbesondere Turbomaschinen aller Art, ist es wichtig, den Abstand — nachfolgend Spalt genannt — zwischen den Teilen möglichst genau zu kennen. Bei Turbomaschinen beeinflußt die Größe des Spaltes zwischen Rotorschaufel und Gehäuse die sogenannten Leckverluste, die wiederum unmittelbar auf den Wirkungsgrad der Maschinen durchschlagen.
Zum Zwecke der Abstandsmessung ist bereits ein
ίο elektromechanisches Abstandsmeßgerät im Gebrauch und in der DE-PS 28 07 296 beschrieben, bei dem ein Taststift in einer Präzisionsschraube mit Referenzendanschlag geführt ist. Die Präzisionsschraube ist ihrerseits im Gehäuse gelagert und wird von einem Getriebemotor mit kodiertem Winkelgeber steuerbat angetrieben. Der Weg des Taststiftes wird bei dieser Anordnung aus der Messung des Drehwinkels abgeleitet und die Berührung von Taststift und Rotor wird von einer hochempfindlichen elektronischen Schaltung überwacht, die bereits dann reagiert, wenn der Fühler gerade noch keinen mechanischen Kontakt zur Schaufel hatte.
Neben dem Vorteil der berührungsfreien Spaltmessung hatte jedoch das Taststiftverfahren auch noch Nachteile. Mit ihm läßt sich nur der Abstand zur längsten Schaufel auf einem Rotorkranz messen und die Messung ist bei schnellen transienten Vorgängen nicht möglich.
Ein weiteres bekanntes Verfahren der Spaltmessung ist das Triangulationsverfahren mit Messung auf optischem Wege. Dabei bauen die Sonden groß, sind über 2000C nur gekühlt einsetzbar und ihre Meßgenauigkeit ist nicht ausreichend. Außerdem ist bei schnell drehenden Rotoren nur eine mittlere Schaufellängenmessung möglich, nicht die Messung einer Einzelschaufel.
Aus der US-PS 40 63 167 ist eine Abstandsmeßeinrichtung bekannt, mit einer Sonde, bei der zwei Elektroden in einem Abstand nebeneinander angeordnet in einer Vergußmasse eingebettet sind. Die Elektrizitätskonstante dieser Masse ändert sich mit der Temperatur d. h.
die Sonde ist temperaturempfindlich und die beiden Leiter der Sonde liegen auf unterschiedlichem Potential wodurch Änderungen der Kapazität zwischen diesen Leitern die Messung beeinflussen können.
Ferner sind kapazitive Meßverfahren mit Hilfe einer Frequenzmodulationstechnik bekannt (DE-AS 10 91 346 und US-PS 28 42 738). Dort gelten ähnliche Nachteile wie bei dem vorbeschriebenen optischen Verfahren, jedoch macht eine starke Temperaturabhängigkeit und Schwingungsabhängigkeit das Meßsystem für
so insbesondere Turbomaschinen nicht geeignet. Insbesondere wird dabei die Verstimmung eines Resonanzschwingkreises gemessen, dessen Frequenz nicht nur durch die Meßkapazität bestimmt wird, sondern auch durch die Kapazitäten von Sonde und Kabel, deren Änderungen bei Temperaturschwankungen direkt die Messung beeinflussen. Gleiches gilt für Schwingungen.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Abstandsmeßsystem für den Abstand von Schaufelspitzen und Rotorgehäuse einer Maschine oder ähnlicher Anwendungen zu schaffen, bei denen aufgrund auftretender starker Temperaturschwankungen eine Unabhängigkeit der Meßergebnisse gewährleistet sein muß.
Die Lösung dieser Aufgabe ist im Hauptanspruch sowie in weiteren Ansprüchen enthalten. Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der Beschreibung und Zeichnung von Ausführungsbeispielen hervor. Zur Erfindung gehören ausdrücklich auch alle Kombinationen der beanspruchten, beschriebenen und
dargestellten Merkmale sowohl untereinander als auch mit an sich bekannten Merkmalen. Die wesentlichsten Vorteile der Erfindung sind: Das erfindungsgemäße kapazitive Meßsystem ist sowohl für stationäre als auch instationäre Messungengeeignet und vor allem auch für die Einzelschaufelmessung.
Lias Meßsystem ist auch im Stillstand der Maschine auf einfache und sichere Weise kalibrierbar, z. B. durch Verfahren der Sonde gegen eine stehende Schaufel eines Rotorkranzes und Modulation der Vorspannung (Uret). Das Meßsystem ist schwingungsunempfindlich durch aktive Gleichspannungsschutzschirmtechnik in Sonde und Kabel. Dadurch, daß die in und aus der Spaltkapazität fließende Ladung gemessen wird, verfälschen Kapazitätsänderungen von Kabel oder Sonde hervorgerufen durch Temperaturschwankungen nicht das Meßergebnis.
Einzelschaufellängenmessung ist bis Schaufelwechselfrequenzen von etwa 50 kHz möglich.
Eine Messung des zeitabhängigen Spaltverlaufs bei transienten Vorgängen (Beschleunigung, Verzögerung) ist möglich.
Die Sonde des Meßsystems ist sehr klein und mit einem flexiblen Anschlußkabel in kleine Gehäuseöffnungen einsetzbar. Sie ist ungekühlt einsetzbar bis 6000C.
Das Meßsystem ist mit einer schnellen Meßelektronik zur Bestimmung der Signalhöhe der aufeinanderfolgenden Schaufelimpulse versehen und es gestattet eine schnelle Umsetzung der gemessenen Signalhöhe in einen Spaltwert sowie digitale und/oder analoge Ausgabe des Spaltes.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den beigefügten Zeichnungen rein schematisch dargestellt. Anhand dieser Zeichnungen erläutern die nachfolgende Beschreibung Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigt
F i g. 1 den Wirkungsgrad bei Vergrößerung des Rotorspaltes in F i g. 1 a einer Axialturbine und in F i g. 1 b eines Radialverdichters, F i g. 2 Meßsignale, wie sie beim jeweiligen Stand eines beschaufelten Rotorkranzes gegenüber einer Sonde des erfindungsgemäßen Meßsystems erzeugt werden, F i g. 3 den prinzipiellen Aufbau der Meßkette, F i g. 4 ein Blockschaltbild von Komponenten der Meßkette,
F i g. 5 eine im Gehäuse eingebaute Sonde mit zugehörigem Rotor in perspektivischer Ansicht,
F ί g. 6 einen Schnitt durch ein Gehäuse einer Turbomaschine mit eingebauter Sonde.
Im Beispiel der Fig. la ist der Schaufelkranz eines Rotors einer Turbine dargestellt mit einer Länge h der Laufschaufeln 4 und einem Spalt s gegenüber dem Gehäuse 2 mit Stator bzw. einem feststehenden Ring von Leitschaufeln 5. Daneben ist der Wirkungsgrad-Verlust in % über dem relativen radialen Rotorspalt aufgetragen. Es zeigt sich eine liniare Abhängigkeit beider Größen. In F i g. 1 b ist ein Radialverdichter dargestellt mit einem Rotor 6 und außenliegendem Gehäuse 2 gegebenenfalls mit Stator bzw. Leitschaufelring 5. Wie in F i g. 1 a ist auch hier die wirksame Schaufellänge mit Λ und der Spalt des Rotors gegenüber dem Gehäuse mit s bezeichnet. Die danebenstehende Graphik zeigt den Wirkungsgradverlust in % über dem relativen axialen Rotorspalt. Gleiches gilt nicht nur für Verdichter, sondern auch für Pumpen, Gebläse, Lüfter, Turbolader oder ähnliche Maschinen.
In F i g. 2 ist die Position der Sonde 1 relativ zum Schaufelkranz des Rotors 6 ersichtlich und die damit erzeugten Meßsignale. Im linken Teil der F i g. 2 ist gegenüber der Sonde eine Schaufellücke und im rechten Teil der F i g. 2 gegenüber der Sonde eine Schaufelspitze liegend bzw. stehend. Die Drehrichtung des Rotors 6 mit Schaufelkranz ist durch Pfeil angedeutet. Das Ladungsverstärkerausgangssignal 7 und seine Zugehörigkeit zu einer bestimmten Position Schaufel zu Sonde sind ebenfalls durch Pfeil gekennzeichnet. Jeweils in der Mitte einer Lücke ist das Ausgangssignal am kleinsten und bei kleinstem Abstand zwischen Schaufelspitze und Sonde (Spalt) am höchsten (Spannungsspitze).
Die in F i g. 3 dargestellte Meßkette besteht (von links nach rechts) aus dem Kondensator, der aus der im Gehäuse befestigten Sonde 1 und der Schaufelspitze 4 gebildet wird und an dem eine Kapazitäts-Ladungskonversion stattfindet. Eine Ladungs-Spannungskonversion und die Erzeugung einer Sondenspannung findet statt im Ladungsverstärker 8. Eine Signalformung, eine Spitzenwertmessung und Digitalisierung erfolgt in der Aufbereitungselektronik 9. Eine Ablaufsteuerung sowie die Spaltberechnung erfolgt im Rechner 10 und die Dokumentation der Meßwerte erfolgt z. B. auf einem Drukker 11 oder Linienschreiber 12. Auch andere Datenausgabe und/oder -aufzeichnungs- bzw. Registriergeräte sind anwendbar.
Das in F i g. 4 dargestellte Blockschaltbild zeigt die Ladungsverstärker-Sondenspannungseinheit bestehend aus Ladungsverstärker 8, Differenzverstärker 13, Sondenspannungsquelle 14 und Netzteil 15, welche der Ladungs-Spannungskonversion und der Erzeugung der Sondenspannung dient.
Der Ladungsverstärker und der Differenzverstärker sind zueinander in Serie geschaltet. Die durch den Differenzverstärker maßbezogenen Ausgangssignale des Ladungsverstärkers werden an die Aufbereitungselektronik weitergeleitet. Der Ladungsverstärker 8 ist auch wie dargestellt mit dem Sondenspannungsgeber 14 verbunden.
In F i g. 5 sowie F i g. 6 sind räumliche Sondenanordnungen im Gehäuse einer Turbomaschine ersichtlich. Die Zuordnung zum Rotor ist in F i g. 5 perspektivisch dargestellt. Man erkennt deutlich die aktive Sondenfläche und die tri-axiale Anordnung von Elektroden und Isolationsschichten. Die Sonde ist im Gehäuse der Maschine kalibrierbar angebracht in einem Sicherheitsabstand zur längsten Schaufel. Es ist der Spalt zwischen Rotor (hier Schaufelspitzen) und Gehäuse bezeichnet.
In F i g. 6 ist die Sonde in einem mehrteiligen Gehäuse eingesetzt. Die Sonde hat das Bezugszeichen 1 und ihr Halter das Bezugszeichen 3, während das Gehäuse das Bezugszeichen 2 besitzt. Der Abstand zur Schaufelspitze des rotierenden Kranzes 6 ist mit »S« bezeichnet, die Laufschaufel mit 4 und eine Leitschaufel mit 5. Es ist ersichtlich, daß die Sonde 1 klein und leicht einbaubar und anschließbar ist. So betrug z. B. der in F i g. 6 gezeigte Sondendurchmesser etwa 10 mm und die Höhe derselben war noch geringer. Ein Anschlußkabel kann direkt an die Sonde auf der der Schaufelspitze abgekehrten Seite angeschlossen werden. Bevorzugt wird die Ladungsverstärkereinheit (in F i g. 4 dargestellt) in einem robusten Spezialgehäuse untergebracht zusammen mit dem Regler für die Sondenspannung und der Stromversorgung (Netzteil).
Ist der Spaltkodensator mit einer konstanten Gleichspannung Uret gegenüber dem Rotor vorgespannt, so
wird die aktive Sondenfläche bei jedem Schaufeldurchgang elektrisch auf- und entladen.
Ist die aktive Sondenfläche 18 bei dem Meßsystem an den Ladungsverstärker angeschlossen, so wird an dessen Ausgang ein Spannungssignal UA erzeugt, das ein Maß für die Ladungsmenge Q ist, die dessen Eingang zugeführt oder entzogen wird.
Die maximale Ladungsmenge Q,max jedes Schaufelwechsels ist abhängig von der Kapazität des Spaltkondensators Cs; und damit vom Abstand d,- der individuellen Schaufel 4 von der Sonde entsprechend der Gleichung: CW = Qi χ Ure! = Uref χ f(di); {(di) gibt den Zusammenhang zwischen Spalt und Kapazität an, der durch Kalibrierung ermittelt wird.
Da der Ladungsverstärker 8 durch ein triaxiales Kabel 17 abgeschirmt an die Sonde 1 angeschlossen wird, bei dem Seele und Schutzschirm auf gleichem Potential liegen, wird eine Eigenkapazitätsänderung von Sonde oder Kabel im Bereich zwischen Schutzschirm und Seele der Sonde 1 vom Ladungsverstärker 8 nicht registriert, da keine Ladungsverschiebung durch Umladung auftritt, denn dieser Bereich des Kondensators liegt mit beiden Seiten auf gleichem Potential, d. h. daß nur die Kapazität des Spaltkondensators erfaßt wird, die sich in Abhängigkeit vom Abstand zwischen Sonde 1 und Schaufel 4 verändert. Die Sonde 1 ist möglichst nahe dem beweglichen Teil 4 angeordnet. Der Abstand zwischen Sonde 1 und längster Schaufel 4 ist jedoch frei wählbar. Wird er jedoch möglichst klein gehalten, erhöht sich dadurch die Empfindlichkeit der Meßeinrichtung. Die Meß- oder Stirnfläche 18 der Sonde 1 kann auch an die Innenkontur des Gehäuses 2 angepaßt werden, wenn diese z. B. von einer ebenen Fläche abweicht.
Die im Gehäuse 2 eingebaute Sonde 1 bildet zusammen mit der Schaufelspitze 4 den Spaltkondensator, dessen Plattenabstand gemessen und angezeigt werden soll. Bei bekannter Position der aktiven Sondenfläche 18 im Gehäuse ergibt sich aus dem Plattenabstand unmittelbar der Rotorspalt »S«.
Die Ladungsmenge am Spaltkondensator wandelt der Ladungsverstärker 8 mit hoher Frequenzbandbreite in das in F i g. 2 angedeutete Spannungssignal 7. Die Bandbreite des Ladungsverstärkers 8 ist dabei auf den Frequenzinhalt des zu erwartenden Ladungssignals mit Vorteil abgestimmt. Um die obere Grenzfrequenz des Ladungsverstärkers nicht zu verringern, ist es vorteilhaft, das Sondenanschlußkabel 17 möglichst kurz zu halten.
Die Aufbereitungselektronik 9 hat die Aufgabe, nach Filterung und Verstärkung des Signals den Spitzenwert jedes Schaufelwechselimpulses einzeln zu vermessen und zu digitalisieren. Die ermittelten Pulsamplitutenwerte werden dann als Bits dem Rechner 10 parallel übergeben.
Der Rechner 10 steuert den Ablauf der Messung entsprechend der vom Benutzer gewählten Betriebsart und rechnet die Meßwerte (Volt) in Spaltwerte s (in mm) um.
Als Betriebsarten lassen sich wählen (bei 16):
a) stationäre Messung
b) instationäre Messung
c) Einzelschaufelmessung
d) Kalibrierung
Stationärer und instationärer Meßbetrieb sind zu unterscheiden. Wenn man die Messung zweimal mit unterschiedlicher Polarität der Sondenvorspannung durchführt und danach den arimethischen Mittelwert bildet, erhält man einen von der Sondenvorspannung abhängigen Spaltsignalwert auch bei schlechter Erdung des Rotors. Die Umpolung der Sondenvorspannung sollte mit dem jeweiligen Anwendungsfall angepaßter Taktfrequenz durchgeführt werden. Diese läßt sich jeweils in Versuchen leicht ermitteln und zwar unterschiedlich für stationäre und instationäre Messungen. Bei der stationären Betriebsart kann nach einer vorwählbaren Zeitspanne die Sondenvorspannungspolarität automatisch gewechselt werden. Bei der instationären Betriebsart kann die Polaritätsumschaltung z. B. während schneller Beschleunigungs- oder -Verzögerungsphasen der Maschine unterbrochen werden. Es wird dann bei einen einmaligen Umschaltvorgang ein Korrekturfaktor bestimmt. Der Rechner verarbeitet diesen Korrekturfaktor automatisch bei mit einer Polarität aufgenommenen Spaltsignalwerten in diesem Beispiel.
Als Meßergebnis kann der Rechner unabhängig von der Betriebsart den kleinsten Spalt pro Umlauf, den größten Spalt oder auch den mittleren Spalt angeben. Ebenso ist die Einzelschaufelmessung möglich, bei der die Spaltwerte für jede Schaufel des Umfangs ermittelt und aufgelistet werden. Die Ausgabe der Meßergebnisse ist je nach stationärer und instationärer Messung unterschiedlich.
Bei der einer Messung vorhergehenden Kalibrierung wird wie folgt verfahren:
Die Sonde 1 wird relativ zum Gehäuse 2 in Richtung auf das bewegliche Teil wie Rotorkranz 6 mit vorstehender Schaufel verschoben. Durch periodische Modulation der Referenzspannung (Sondenvorspannung) wird der Kondensator bestehend aus Sonde und Schaufel umgeladen und es wird dadurch ein Kalibriersignal erzeugt.
Abwandlungen der dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele können vorgenommen werden, ohne hierdurch den Schutzumfang der Erfindung einzuengen. Auch andere Anwendungen als die vorher beschriebenen lassen sich durchführen. Das Meßsystem kann voll automatisiert werden hinsichtlich Steuerung, Auswertung, Fehlerüberwachung und es ist mehrkana-Hg zu betreiben. Die Erfindung ist auch nicht auf Strömungsmaschinen beschränkt, sondern allgemein bei Kraft- und Arbeitsmaschinen anwendbar sowie als Ab-Standsmeßsonde in Werkzeugmaschinen bzw. Handhabungssystemen wie Roboter.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Kapazitives Meßsystem auf der Basis einer Ladungsmessung zur Messung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen, insbesondere dem Abstand der Schaufelspitzen eines leitfähigen Rotors zum Gehäuse einer Strömungsmaschine, mit einer Sonde und einer Erfassungs- und/oder Auswerteeinrichtung für die Meßwerte, wobei die Sonde in einer Gehäusewand feststehend angeordnet ist und
DE3433351A 1984-09-11 1984-09-11 Kapazitives Messsystem zur Messung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen Expired DE3433351C1 (de)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3433351A DE3433351C1 (de) 1984-09-11 1984-09-11 Kapazitives Messsystem zur Messung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen
IT21756/85A IT1185327B (it) 1984-09-11 1985-07-30 Sistema di misura capacitivo per la misura della distanza tra due parti in moto relativo
GB08519698A GB2164448B (en) 1984-09-11 1985-08-06 Capacitive measuring system for measuring the distance between parts in relative motion
US06/773,261 US4823071A (en) 1984-09-11 1985-09-06 Capacitive measuring system for measuring the distance between two relatively movable parts
FR858513322A FR2570176B1 (fr) 1984-09-11 1985-09-09 Dispositif de mesure capacitif pour mesurer la distance entre deux elements, mobiles l'un par rapport a l'autre
JP60199658A JPS6168501A (ja) 1984-09-11 1985-09-11 溶量的測定装置
US06/905,485 US4804905A (en) 1984-09-11 1986-09-08 Capacitive measuring system for measuring the distance between two relatively movable parts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE3433351A DE3433351C1 (de) 1984-09-11 1984-09-11 Kapazitives Messsystem zur Messung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander beweglichen Teilen

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GB (1) GB2164448B (de)
IT (1) IT1185327B (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0246576A1 (de) * 1986-05-23 1987-11-25 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Kapazitives Messsystem
FR2608751A1 (fr) * 1986-12-19 1988-06-24 Onera (Off Nat Aerospatiale) Chaine de mesure dimensionnelle capacitive
DE102008006833A1 (de) 2008-01-30 2009-08-06 Mtu Aero Engines Gmbh Sonde für eine kapazitive Sensoreinrichtung und Spaltmesssystem
DE102010036822A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Jaudt Dosiertechnik Maschinenfabrik Gmbh Fördervorrichtung und Verfahren zu deren Überwachung
EP3453844A1 (de) * 2017-09-12 2019-03-13 United Technologies Corporation Flacher eingebetteter blattspitzenabstandssensor

Families Citing this family (80)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2629196B1 (fr) * 1988-03-25 1991-05-31 Thermocoax Cie Capteur capacitif
DE3913996A1 (de) * 1989-02-16 1990-08-23 Rieter Ag Maschf Karde
GB2229004B (en) * 1989-03-07 1993-09-29 Rolls Royce Plc Improvements in or relating to gas turbine engine tip clearance sensors
US5517124A (en) * 1989-07-26 1996-05-14 Extrude Hone Corporation Stylus probe for measuring workpiece surface characteristics
US5070302A (en) * 1989-09-05 1991-12-03 Eastman Kodak Company Capacitance probe for measuring a width of a clearance between parts
US5121068A (en) * 1989-12-26 1992-06-09 Emhart Industries, Inc. Sensor for sensing the wall thickness of an object
US5166626A (en) * 1990-05-29 1992-11-24 General Electric Company Electrical capacitance clearanceometer
US5119036A (en) * 1990-05-29 1992-06-02 General Electric Company Electrical capacitance clearanceometer
US5101165A (en) * 1990-05-29 1992-03-31 General Electric Company Electrical capacitance clearanceometer
US5155444A (en) * 1991-08-22 1992-10-13 Xerox Corporation Trim bar gap verification tool and method using a flexible capacitor sensor having a magnetic metallic laminate
DE4235610C2 (de) * 1992-10-22 2002-07-18 Truetzschler Gmbh & Co Kg Vorrichtung an einer Spinnereivorbereitungsmaschine, z. B. Karde, Reiniger o. dgl., zur Messung von Abständen an Garnituren
US5382911A (en) * 1993-03-29 1995-01-17 International Business Machines Corporation Reaction chamber interelectrode gap monitoring by capacitance measurement
FR2712690B1 (fr) * 1993-11-17 1995-12-15 Snecma Dispositif pour effectuer la mesure dynamique de la distance entre les faces en regard du rotor et du stator d'une machine tournante.
CA2127135A1 (en) * 1994-06-30 1995-12-31 Bryan P. Mclaughlin Apparatus and method of determining the best position for inner and outer members in a rotary machine
US5723980A (en) * 1995-06-07 1998-03-03 Aerogage Corporation Clearance measurement system
US5748005A (en) * 1995-10-31 1998-05-05 Creare, Inc. Radial displacement sensor for non-contact bearings
FR2750490B1 (fr) * 1996-06-26 1998-08-28 Philips Electronics Nv Dispositif du type capteur capacitif integre
FR2750489B1 (fr) * 1996-06-26 1998-08-28 Philips Electronics Nv Dispositif du type capteur capacitif composite
GB9620053D0 (en) * 1996-09-26 1996-11-13 Rolls Royce Plc Method and apparatus for measurement
DE19782249T1 (de) * 1997-01-24 1999-12-02 Seagate Technology Hydrodynamisches Lager mit einer Einrichtung zur Überwachung der Kapazität zwischen Rotor und Stator
GB9702760D0 (en) * 1997-02-11 1997-04-02 Rotary Power Couple Engines Li Rotary device
US6556025B1 (en) 1997-12-05 2003-04-29 University Of Waterloo DC/low frequency sub-atto signal level measurement circuit
US6175778B1 (en) 1998-06-03 2001-01-16 Performance Friction Corporation Computer vision-based rotor machining system apparatus and method
US6233533B1 (en) 1998-06-04 2001-05-15 Performance Friction Corporation Turning center with integrated non-contact inspection system
US6568091B1 (en) * 2000-02-23 2003-05-27 General Electric Company Rotor component displacement measurement system
US6401460B1 (en) * 2000-08-18 2002-06-11 Siemens Westinghouse Power Corporation Active control system for gas turbine blade tip clearance
US6717418B2 (en) 2001-11-16 2004-04-06 General Electric Company Method and apparatus for measuring turbine blade tip clearance
US6692222B2 (en) 2002-05-14 2004-02-17 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Micro gas turbine engine with active tip clearance control
US7392713B2 (en) * 2002-09-30 2008-07-01 United Technologies Corporation Monitoring system for turbomachinery
ES2307989T3 (es) * 2002-11-06 2008-12-01 Siemens Aktiengesellschaft Turbomaquina.
GB2406381B (en) * 2003-09-27 2005-10-12 Future Technology Sensors
US20090015271A1 (en) * 2003-09-27 2009-01-15 Future Technology (Sensors) Limited Sensors
EP1524411B1 (de) 2003-10-13 2011-07-20 Siemens Aktiengesellschaft Turbine und Verfahren zur Minimierung des Spaltes zwischen einer Laufschaufel und einem Gehäuse einer Turbine
US6985822B2 (en) * 2003-11-26 2006-01-10 General Electric Company Methods and systems for proximity system target material variation effects reduction
US7333913B2 (en) * 2005-06-27 2008-02-19 General Electric Company Clearance measurement system and method of operation
US7597537B2 (en) * 2005-12-16 2009-10-06 General Electric Company Thermal control of gas turbine engine rings for active clearance control
US7503179B2 (en) * 2005-12-16 2009-03-17 General Electric Company System and method to exhaust spent cooling air of gas turbine engine active clearance control
US7824147B2 (en) * 2006-05-16 2010-11-02 United Technologies Corporation Airfoil prognosis for turbine engines
US7808233B2 (en) * 2006-06-19 2010-10-05 General Electric Company Methods and apparatus for monitoring rotary machines
US7579844B2 (en) * 2007-03-09 2009-08-25 Standard Aero Limited Rotor blade system for rotor and rotor case inspection
GB2449274A (en) * 2007-05-15 2008-11-19 Thomas William Bach Passive impedance measurer
US8177474B2 (en) * 2007-06-26 2012-05-15 General Electric Company System and method for turbine engine clearance control with rub detection
DE102007051027A1 (de) * 2007-10-25 2009-04-30 Mtu Aero Engines Gmbh Strömungsmaschine, Spaltmesssystem und Verfahren zum Ermitteln eines Rotorspaltes
FR2938326B1 (fr) * 2008-11-13 2011-03-04 Nanotec Solution Capteur capacitif haute temperature a collage ciment
KR101460133B1 (ko) * 2009-08-17 2014-11-11 삼성전자 주식회사 세탁기용 모터와 이를 가지는 세탁기
GB0915038D0 (en) * 2009-08-28 2009-09-30 Cummins Turbo Tech Ltd Speed sensor arrangement
US8056606B2 (en) * 2009-10-26 2011-11-15 General Electric Company Methods of making and using ceramic metallic interlocked components
EP2336492A1 (de) * 2009-12-16 2011-06-22 Siemens Aktiengesellschaft Leitschaufel mit Winglet für eine Energieumwandlungsmaschine und Maschine zur Umwandlung von Energie mit der Leitschaufel
EP2397656A1 (de) 2010-06-14 2011-12-21 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Einstellung der zwischen Schaufelblattspitzen von Laufschaufeln und einer Kanalwand vorhandenen Radialspalte sowie Vorrichtung zur Messung eines Radialspalts einer axial durchströmbaren Turbomaschine
EP2442077A1 (de) 2010-10-12 2012-04-18 Future Technology (Sensors) Ltd Sensoranordnungen
US9245786B2 (en) * 2011-06-02 2016-01-26 Applied Materials, Inc. Apparatus and methods for positioning a substrate using capacitive sensors
EP2549059A1 (de) * 2011-07-21 2013-01-23 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb einer Rotationsmaschine
US8876460B2 (en) * 2011-08-11 2014-11-04 General Electric Company Method and apparatus for measuring turbine shell clearance
US8926289B2 (en) 2012-03-08 2015-01-06 Hamilton Sundstrand Corporation Blade pocket design
US9605952B2 (en) 2012-03-08 2017-03-28 Quality Manufacturing Inc. Touch sensitive robotic gripper
EP2822737A4 (de) 2012-03-08 2016-09-21 Quality Mfg Inc Berührungsempfindliche robotergreifer
US10392959B2 (en) 2012-06-05 2019-08-27 General Electric Company High temperature flame sensor
US10077992B2 (en) * 2012-08-31 2018-09-18 United Technologies Corporation Tip clearance probe including anti-rotation feature
US9518850B2 (en) * 2012-09-28 2016-12-13 United Technologies Corporation Embedded cap probe
US9417048B2 (en) * 2012-10-31 2016-08-16 General Electric Company Capacitive sensor device and method of manufacture
FR3006434B1 (fr) * 2013-05-30 2016-04-01 Snecma Capteur de mesure de jeu a electrode abradable
US9773584B2 (en) 2014-11-24 2017-09-26 General Electric Company Triaxial mineral insulated cable in flame sensing applications
US10718359B2 (en) 2015-08-21 2020-07-21 Quality Manufacturing Inc. Devices and systems for producing rotational actuation
JP6712845B2 (ja) * 2015-09-10 2020-06-24 三菱日立パワーシステムズ株式会社 光ファイバプローブ、光ファイバ計測装置及びクリアランス制御システム
GB2544751B (en) 2015-11-24 2017-11-22 Future Tech (Sensors) Ltd Multi-Layer Electrically Conductive Sensors
CN107515015A (zh) * 2016-06-15 2017-12-26 苏州宝时得电动工具有限公司 电容传感器及割草机
US10551220B2 (en) 2016-06-27 2020-02-04 Rolls-Royce Corporation Capacitive measurement device
US10724546B2 (en) * 2016-08-05 2020-07-28 Daikin Applied Americas Inc. Centrifugal compressor having a casing with an adjustable clearance and connections for a variable flow rate cooling medium, impeller clearance control apparatus for centrifugal compressor, and impeller clearance control method for centrifugal compressor
US10557373B2 (en) 2017-12-05 2020-02-11 United Technologies Corporation Low profile embedded blade tip clearance probe assembly
CN108151642A (zh) * 2018-03-19 2018-06-12 无锡研平电子科技有限公司 高压间隙检知器
US10641595B2 (en) * 2018-04-09 2020-05-05 United Technologies Corporation Low profile triaxial blade tip clearance probe assembly with driven guard
US10738645B2 (en) * 2018-08-31 2020-08-11 Raytheon Technologies Corporation Embedded triaxial epoxy cap probe
US11143054B2 (en) 2018-11-19 2021-10-12 Rolls-Royce Corporation Tip clearance radio frequency sensor
GB2579671B (en) * 2018-12-12 2022-12-14 Weston Aerospace Ltd A probe for monitoring a moving engine element
US11145960B2 (en) 2019-02-26 2021-10-12 Rolls-Royce North American Technologies Inc. Tip clearance sensor system with an integral patch antenna array
CN112276371B (zh) * 2019-07-09 2022-07-05 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种切割头随动控制系统及方法
CN112577407B (zh) * 2019-09-27 2022-11-08 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种电容传感器参数漂移纠正方法及系统
US11913343B2 (en) * 2019-10-03 2024-02-27 Rtx Corporation Replaceable rotor blade tip clearance measurement device for a gas turbine engine
US11479350B2 (en) * 2020-06-19 2022-10-25 Textron Innovations Inc. Tip gap monitoring systems for ducted aircraft
JP2022138980A (ja) * 2021-03-11 2022-09-26 三菱重工業株式会社 クリアランスセンサ

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2842738A (en) * 1956-04-05 1958-07-08 Ford Motor Co Capacitance probe
DE1091346B (de) * 1958-10-22 1960-10-20 Licentia Gmbh Vorrichtung zur Messung des Radial- und Axialspieles an umlaufenden Maschinen mittels kapazitiver Geber
US4063176A (en) * 1976-07-29 1977-12-13 Vari-L Company, Inc. Broadband high frequency mixer

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB756466A (en) * 1953-12-18 1956-09-05 British Thomson Houston Co Ltd Improvements in electrical systems for measuring small distances between relatively movable parts
US2802178A (en) * 1954-09-22 1957-08-06 Gen Electric Motion detecting device
GB832242A (en) * 1956-11-30 1960-04-06 Power Jets Res & Dev Ltd Improvements in or relating to dimension indicating devices
US3027769A (en) * 1959-03-03 1962-04-03 Grant W Coon Diaphragm type capacitance transducer
FR1281292A (fr) * 1960-11-07 1962-01-12 Snecma Procédé et dispositif de mesure du déplacement axial relatif d'un rotor et d'un stator
GB1026353A (en) * 1962-01-31 1966-04-20 Ass Elect Ind Improvements relating to capacitive probes
GB1047600A (en) * 1962-10-12 1966-11-09 Ass Elect Ind Improvements relating to capacitive clearance measurements in turbines
US3400331A (en) * 1965-01-18 1968-09-03 Pratt & Whitney Inc Gaging device including a probe having a plurality of concentric and coextensive electrodes
US3628136A (en) * 1969-09-05 1971-12-14 Garrett Corp Means for measuring clearances in a gas turbine including a coaxial cable capacitor
US4071820A (en) * 1976-04-05 1978-01-31 Alton Corporation Measurement system
US4063167A (en) * 1976-06-07 1977-12-13 Avco Corporation Blade tip clearance measuring apparatus
US4103226A (en) * 1976-09-15 1978-07-25 Westinghouse Electric Corp. Apparatus for gauging the texture of a conducting surface
US4067225A (en) * 1977-03-21 1978-01-10 Mechanical Technology Incorporated Capacitance type non-contact displacement and vibration measuring device and method of maintaining calibration
US4251035A (en) * 1979-05-07 1981-02-17 Chatwin Ian Malcolm Position indicator
GB2063477A (en) * 1979-11-14 1981-06-03 Plessey Co Ltd Measuring Clearance Gap Between Turbine Blades and Surrounding Duct
GB2071852A (en) * 1980-03-12 1981-09-23 Rolls Royce Capacitance frequency modulation probe for blade tip clearance measurement
US4329644A (en) * 1980-04-03 1982-05-11 Avco Corporation Electrode structure for a high temperature capacitance probe for sensing turbine speed
FR2496871A1 (fr) * 1980-12-19 1982-06-25 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de mesure de faibles distances entre deux pieces metalliques
US4395827A (en) * 1981-12-21 1983-08-02 General Electric Company Clearance measuring method and apparatus
GB2143037B (en) * 1983-07-08 1986-07-30 Rolls Royce Vibration monitoring in rotary bladed machines
FR2568004B1 (fr) * 1984-07-20 1986-12-26 Onera (Off Nat Aerospatiale) Procede et appareil pour effectuer la mesure dynamique, sur une machine tournante en fonctionnement, du jeu entre les faces en regard du rotor et du stator de cette machine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2842738A (en) * 1956-04-05 1958-07-08 Ford Motor Co Capacitance probe
DE1091346B (de) * 1958-10-22 1960-10-20 Licentia Gmbh Vorrichtung zur Messung des Radial- und Axialspieles an umlaufenden Maschinen mittels kapazitiver Geber
US4063176A (en) * 1976-07-29 1977-12-13 Vari-L Company, Inc. Broadband high frequency mixer

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0246576A1 (de) * 1986-05-23 1987-11-25 Mtu Motoren- Und Turbinen-Union MàœNchen Gmbh Kapazitives Messsystem
DE3617373A1 (de) * 1986-05-23 1987-11-26 Mtu Muenchen Gmbh Kapazitives messsystem
FR2608751A1 (fr) * 1986-12-19 1988-06-24 Onera (Off Nat Aerospatiale) Chaine de mesure dimensionnelle capacitive
DE102008006833A1 (de) 2008-01-30 2009-08-06 Mtu Aero Engines Gmbh Sonde für eine kapazitive Sensoreinrichtung und Spaltmesssystem
US8513960B2 (en) 2008-01-30 2013-08-20 Mtu Aero Engines Gmbh Probe for a capacitive sensor device and gap-measuring system
DE102010036822A1 (de) * 2010-08-03 2012-02-09 Jaudt Dosiertechnik Maschinenfabrik Gmbh Fördervorrichtung und Verfahren zu deren Überwachung
EP3453844A1 (de) * 2017-09-12 2019-03-13 United Technologies Corporation Flacher eingebetteter blattspitzenabstandssensor
US20190078869A1 (en) * 2017-09-12 2019-03-14 United Technologies Corporation Low profile embedded blade tip clearance sensor
US10808570B2 (en) * 2017-09-12 2020-10-20 Raytheon Technologies Corporation Low profile embedded blade tip clearance sensor

Also Published As

Publication number Publication date
US4804905A (en) 1989-02-14
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FR2570176A1 (fr) 1986-03-14
IT8521756A0 (it) 1985-07-30
IT1185327B (it) 1987-11-12
US4823071A (en) 1989-04-18
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JPS6168501A (ja) 1986-04-08
GB2164448B (en) 1988-11-02

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