本發明專利技術涉及用于與接地無關地提供傳感器信號的系統和方法。公開了隔離電路(44,200)、渦輪數據獲取系統和有關方法。一個示例性隔離電路包括用于聯接到運行傳感器上的分壓器電路(102,202)、連接到所述分壓器電路的箝位電路(104,204)和連接到所述箝位電路的增益電路(106,206)。分壓器電路配置成分割從傳感器接收的信號的幅度。箝位電路配置成限制來自所述分壓器電路的電壓。增益電路包括輸出(108)。隔離電路根據傳感器信號并且與接地無關地將單端輸出信號提供到增益電路的輸出。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術的領域大體涉及傳感器隔離電路，且更具體地涉及。
技術介紹
燃氣渦輪發動機組件經常被用作各種應用如發電設備或飛行器內的功率源。至少一些公知的燃氣渦輪發動機系統包括多個傳感器，以監測燃氣渦輪發動機系統的各種狀況/運行。例如，燃氣渦輪發動機組件可包括速度傳感器，以提供指示渦輪軸的轉速的信號。傳感器可基于例如控制、反饋和/或監測的目的而連接到燃氣渦輪發動機組件內的多個電路上。當傳感器聯接到多于一個電路時，經常要求隔離，以避免可不利地影響傳感 器的精度和/或使電路性能下降的接地回路。至少一些公知的燃氣渦輪發動機組件對連接到傳感器上的各電路采用獨立的電源。可選地，其它公知的燃氣渦輪發動機組件使用一個或多個變壓器來將傳感器與電路電氣隔離。然而，變壓器通常笨重并且可提供僅僅有限的頻率響應。
技術實現思路
一方面，提供了一種用于與接地無關地提供傳感器信號的隔離電路。該隔離電路包括用于聯接到運行傳感器上的分壓器電路、連接到分壓器電路上的箝位電路和連接到箝位電路上的增益電路。分壓器電路配置成分割從傳感器接收的信號的幅度。箝位電路配置成限制來自分壓器電路的電壓。增益電路包括輸出。隔離電路根據傳感器信號并且與接地無關地將單端輸出信號提供給增益電路的輸出。另一方面，提供了一種燃氣渦輪發動機組件。燃氣渦輪發動機組件包括速度傳感器和隔離電路，該速度傳感器用于生成指示構件的運行速度的差分信號，該隔離電路用于聯接到速度傳感器上，以接收來自速度傳感器的差分信號。該隔離電路配置成根據差分信號并且與接地無關地生成單端輸出信號。又一方面，提供了一種用于與接地無關地提供傳感器信號的方法。該方法包括提供隔離電路以將傳感器聯接到燃氣渦輪發動機組件的控制系統。該隔離電路包括分壓器電路、連接到分壓器電路上的箝位電路和連接到箝位電路上的增益電路。該方法包括從傳感器接收差分輸入信號，在分壓器電路的電阻網絡分割差分傳感器信號的幅度，以及在增益電路的運算放大器處根據差分傳感器信號并且與接地無關地生成單端輸出信號。附圖說明圖I是示范性燃氣渦輪發動機組件的框圖。圖2是與圖I中所示的燃氣渦輪發動機組件一起使用的示范性隔離電路的框圖。圖3是圖2中所示的隔離電路的示范性示意圖。圖4是用于與接地無關地提供傳感器信號的示范性方法的流程圖。部件列表 10 燃氣渦輪發動機組件 12 壓縮器 14 燃燒器 16 渦輪 18 控制系統 20輸入管道 21輸入導葉 22轉子軸 24燃料控制組件 26 傳感器 28 傳感器 30 傳感器 32 傳感器 34 傳感器 36 傳感器 38 負載 40 監測模塊 42 控制模塊 44 隔離電路 102分壓器電路 104 箝位電路 106增益電路 108輸出端 200隔離電路 202分壓器電路 204 箝位電路 206增益電路 207電阻網絡 208端子 210端子212瞬態電壓衰減(TVS)裝置 214 運算放大器 216正極輸入 218負極輸入 220輸出 300方法 302提供 304 接收306 分割 308 生成。具體實施例方式圖I是示范性燃氣渦輪發動機組件10的示意圖。在該示范性實施例中，燃氣渦輪發動機組件10包括壓縮器12、燃燒器14、經由轉子軸22驅動地聯接到壓縮器12上的渦輪16、控制系統18和燃料控制組件24。燃燒器14聯接 到壓縮器12，使得燃燒器14與壓縮器12流動連通。燃料控制組件24聯接到燃燒器14上，用于將燃料引入燃燒器14中。輸入管道20將外界空氣引至壓縮器12。在一個實施例中，所噴射的水和/或其它加濕劑也經輸入管道20被引至壓縮器12。輸入管道20可包括對經輸入管道20流入壓縮器12中的一個或多個輸入導葉21的外界空氣的壓損有貢獻的多個管道、過濾器、篩網和/或吸聲裝置。在運行期間，輸入管道20將空氣引向壓縮器12，該壓縮器12將輸入空氣壓縮到更高的壓力和溫度。壓縮器12朝燃燒器14排出壓縮空氣，壓縮空氣在燃燒器14中與燃料混合并點燃，以生成流向渦輪16的燃燒氣體，渦輪16驅動壓縮器12。燃燒器14將燃燒氣體引至渦輪16，在渦輪16中氣流熱能轉化為旋轉機械能。在示范性實施例中，燃氣渦輪發動機組件10可用于驅動負載38，例如聯接到轉子軸22上的發生器(未示出)。在可選實施例中，負載38可聯接到轉子軸22的前延伸部(未示出)上。在更多其它實施例中，燃氣渦輪發動機組件10可在諸如飛行器的運載工具中采用。燃氣渦輪發動機組件10的運行可由探測渦輪16、負載38和/或外界環境的各種運行狀況的若干傳感器26-36監測。例如，傳感器26-36還可包括流量傳感器、速度傳感器、火焰探測器傳感器、閥位置傳感器、導葉角度傳感器和/或感測與燃氣渦輪發動機組件10的運行相關的各種參數(例如在限定位置處的溫度、壓力和氣體流量等)的其它傳感器。在示范性實施例中，傳感器34是用于生成指示轉子軸22轉速的差速信號的速度傳感器。在示范性實施例中，控制系統18包括監測模塊40和控制模塊42。速度傳感器34聯接到監測模塊40并且聯接到控制模塊42上。然而，監測模塊40經由隔離電路44聯接到速度傳感器34上。速度傳感器34和隔離電路44組合而形成渦輪數據獲取系統。應該認識到，圖I中所示的傳感器26-36中的任何一個或多個可經由隔離電路聯接到控制系統18 (包括其中的一個或多個模塊)上。此外，在其它實施例中，隔離電路可被包括在控制模塊內，而不是被包括在監測模塊內。并且，在更多其它實施例中，監測模塊和控制模塊可各包括隔離電路。圖2是隔離電路44的框圖。在示范性實施例中，隔離電路44包括用于聯接到傳感器34上的分壓器電路102。分壓器電路102分割來自傳感器34的傳感器信號的幅度。隔離電路44包括聯接到分壓器電路102的箝位電路104和聯接到箝位電路104的增益電路106。箝位電路104限制來自分壓器電路102的電壓，并且增益電路106包括輸出108。隔離電路44根據速度傳感器34的差分傳感器信號并且與接地無關地將單端輸出信號提供到增益電路106的輸出108。在這種實施例中，隔離電路44使速度傳感器34能夠被聯接到監測模塊40并且被聯接到控制模塊42，而無需雙重接地。因此，在傳感器34與模塊40和42之間未創造多個接地回路。因此，隔離電路44還可免除對(多個)變壓器和/或用于監測模塊40和用于控制模塊42的(多個)單獨電源的需求。此外，且如下文解釋地，隔離電路44可提供對于公知變壓器的改進的頻率響應。更進一步地，在一些實施例中，隔離電路44可僅僅大致包括成品的構件，從而與公知的變壓器和/或使用單獨的電源相比改進了成本節約和/或電路板空間節約。圖3是可用于與接地無關地提供傳感器信號的可選隔離電路200的示范性示意圖。在示范性實施例中，隔離電路200包括分壓器電路202、連接到分壓器電路202上的箝位電路204和連接到箝位電路204上的增益電路206。在示范性實施例中，分壓器電路202包括電阻網絡207。更具體而言，電阻網絡207包括三個電阻器R1、R2和R3。電阻器R1-R3在輸入端子208與210之間串聯聯接。電阻器R1-R3被聯接以根據電阻器R1-R3的比例電阻分割到端子208和210的輸入信號的幅度。具本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于與接地無關地提供傳感器信號的隔離電路(44,200)，所述隔離電路包括：用于聯接到運行傳感器(26？36)上的分壓器電路(102,202)，所述分壓器電路配置成分割從所述運行傳感器接收的信號的幅度；連接到所述分壓器電路上的箝位電路(104,204)，所述箝位電路配置成限制來自所述分壓器電路的電壓；和連接到所述箝位電路的增益電路(106,206)，所述增益電路包括輸出(108)，其中，所述隔離電路根據所述傳感器信號并且與接地無關地將單端輸出信號提供給所述增益電路的輸出端。
【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：DZ阿巴維，
申請(專利權)人：通用電氣公司，
類型：發明
國別省市：
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