相对位置测量

摘要

本发明提供了一种反馈传感器系统。反馈传感器系统包括围绕轴向方向可旋转的第一环，以及围绕轴向方向也可旋转的第二环。第一环包括一个或更多个第一环特征，且第二环包括一个或更多个第二环特征。反馈传感器系统还包括用于感测由一个或更多个第一环特征和一个或更多个第二环特征影响的参数的对准在第一环的表面处的传感器。传感器可通过感测参数来确定第一环关于第二环的位置。

权利要求

1.一种反馈传感器系统，所述反馈传感器系统包括：

围绕轴向方向可旋转的第一环，所述第一环包括具有一个或更多个第一环特征的第一表面；

围绕所述轴向方向可旋转的第二环，所述第二环包括具有一个或更多个第二环特征的第二表面；以及传感器，其径向地对准在所述第一环的所述第一表面处，以用于感测由所述一个或更多个第一环特征和所述一个或更多个第二环特征影响的参数，以确定所述第一环关于所述第二环的位置；

其中所述第一表面基本平行于所述第二表面延伸，使得所述第二环径向向内地嵌套到所述第一环内。

2.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述参数为磁通量。

3.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述一个或更多个第一环特征为沿所述第一环的所述第一表面间隔开的多个齿，其中所述一个或更多个第二环特征为沿所述第二环的所述第二表面间隔开的多个齿，以及其中所述反馈传感器系统配置成确定所述第一环关于所述第二环的角位置。

4.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述第一环特征中的一个或更多个为沿所述第一环的所述第一表面间隔开的多个齿，其中所述第二环特征中的一个或更多个为从所述第二环的所述第二表面延伸的多个螺旋凸脊，以及其中所述反馈传感器系统配置成确定所述第一环关于所述第二环的轴向位置。

5.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述第一环的所述第一表面还包括用于指出所述第一环的新回转的具有不同于多个第一环特征的几何形状的标记。

6.根据权利要求5所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述标记和所述一个或更多个第一环特征沿所述第一环的所述第一表面均匀地间隔开，以及其中所述一个或更多个第二环特征沿所述第二环的所述第二表面均匀地间隔开。

7.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述反馈传感器系统配置成结合燃气涡轮发动机使用，其中所述第一环构造成安装在所述燃气涡轮发动机的旋转轴上，其中所述第二环构造成安装在所述燃气涡轮发动机的促动部件上，所述促动部件构造成改变所述燃气涡轮发动机的风扇叶片的桨距，以及其中所述传感器构造成安装在所述燃气涡轮发动机的静止构件上。

8.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述第二环的所述第二表面具有比所述第一环的所述第一表面具有的第一环特征少至少两个的第二环特征。

9.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述第二环的所述第二表面具有比所述第一环的所述第一表面具有的第一环特征少至少四个的第二环特征。

10.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述第一环为连续环，其限定所述一个或更多个第一环特征中的每一个处的厚度，该厚度大于各个相邻第一环特征之间的厚度，以及其中所述第二环也为连续环，其限定穿过所述一个或更多个第二环特征的厚度，该厚度大于各个相邻第二环特征之间的厚度。

11.根据权利要求1所述的反馈传感器系统，其特征在于，所述传感器限定感测轴线，以及其中所述传感器定位成使得所述感测轴线延伸穿过所述第一环的所述第一表面和所述第二环的所述第二表面。

12.一种用于确定燃气涡轮发动机中的第一环关于第二环的位置的方法，所述第一环包括具有一个或更多个第一环特征的第一表面，以及所述第二环包括具有一个或更多个第二环特征的第二表面，其中所述第一表面基本平行于所述第二表面延伸，使得所述第二环径向向内地嵌套到所述第一环内，所述方法包括：将传感器朝所述第一环的所述第一表面径向地对准；

利用所述传感器感测由所述一个或更多个第一环特征和所述一个或更多个第二环特征影响的参数；以及基于利用所述传感器感测到的所述参数来确定所述第一环关于所述第二环的位置。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，基于利用所述传感器感测到的所述参数确定所述第一环关于所述第二环的位置包括：感测参数值的相位；

感测包括在所述第一环的所述第一表面上的标记；以及

基于参数值的感测相位中的所述标记的位置确定所述第一环关于所述第二环的位置。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述参数为磁通量，其中所述一个或更多个第一环特征为所述第一环的所述第一表面上的升高的齿，以及其中所述一个或更多个第二环特征为所述第二环的所述第二表面上的升高的齿。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，基于利用所述传感器感测到的所述参数确定所述第一环关于所述第二环的位置包括确定所述第一环关于所述第二环的角位置。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，基于利用所述传感器感测到的所述参数确定所述第一环关于所述第二环的位置包括确定所述第一环关于所述第二环的轴向位置。

17.一种限定轴向方向的燃气涡轮发动机，包括：

经由轴机械地联接至压缩机区段的涡轮区段；

由所述轴驱动的风扇，所述风扇包括多个风扇叶片；

与所述多个风扇叶片机械连通以用于改变所述多个风扇叶片的桨距的促动部件；以及反馈传感器系统，其包括：与所述燃气涡轮发动机的所述轴一起可旋转的第一环，所述第一环包括具有一个或更多个第一环特征的第一表面；

与所述燃气涡轮发动机的所述促动部件一起可旋转的第二环，所述第二环包括具有一个或更多个第二环特征的第二表面；以及传感器，其径向地对准在所述第一环的所述第一表面处，以用于感测由所述一个或更多个第一环特征和所述一个或更多个第二环特征影响的参数，以确定所述第一环关于所述第二环的位置；

其中所述第一表面基本平行于所述第二表面延伸，使得所述第二环径向向内地嵌套到所述第一环内。

18.根据权利要求17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述参数为磁通量。

19.根据权利要求17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述一个或更多个第一环特征为沿所述第一环的所述第一表面间隔开的多个齿，其中所述一个或更多个第二环特征为沿所述第二环的所述第二表面间隔开的多个齿，以及其中所述反馈传感器系统配置成感测所述第一环关于所述第二环的角位置。

20.根据权利要求17所述的燃气涡轮发动机，其特征在于，所述第一环特征中的一个或更多个为沿所述第一环的所述第一表面间隔开的多个齿，其中所述第二环特征中的一个或更多个为从所述第二环的所述第二表面延伸的多个螺旋凸脊，以及其中所述反馈传感器系统配置成感测所述第一环关于所述第二环的轴向位置。

说明书

相对位置测量

技术领域

[0001] 本主题大体上涉及用于确定一个环关于另一个的位置的反馈传感器。

背景技术

[0002] 燃气涡轮发动机大体上包括布置成与彼此机械连通的风扇和核心。此外，燃气涡轮发动机的核心大体上包括以串流顺序的压缩机区段、燃烧区段、涡轮区段和排气区段。在操作中，空气流过压缩机区段的入口，在该处，一个或更多个轴向压缩机逐渐压缩空气，直到其达到燃烧区段。燃料在燃烧区段内与压缩的空气混合且焚烧，以提供燃烧气体。燃烧气体从燃烧区段发送至涡轮区段。穿过燃烧区段的燃烧气流驱动燃烧区段，且然后发送穿过排气区段，例如，至大气。在特定构造中，涡轮区段由沿燃气涡轮发动机的轴向方向延伸的一个或更多个轴来机械地联接到压缩机区段上。

[0003] 风扇包括具有大于燃气涡轮发动机的核心的半径的多个叶片；风扇和多个叶片由一个或更多个轴驱动或与其一起旋转。对于某些燃气涡轮发动机，风扇为可变桨距的风扇，使得多个叶片是各自通过桨距改变机构围绕相应的桨距轴线可旋转的。桨距改变机构可通过改变其关于多个叶片和一个或更多个轴的成角位置来使多个叶片中的每一个围绕其相应桨距轴线旋转。

[0004] 在某些实施例中，可能有益的是包括反馈传感器，以测量桨距改变机构关于多个叶片的位置，以测量多个叶片的桨距。通常，桨距改变机构至少部分地定位在一个或更多个轴内或附近。因此，为了测量桨距改变机构关于多个叶片和一个或更多个轴的位置，一个或更多个轴必须包括长形槽口或开口，以向传感器提供至桨距改变机构的视线。然而，此构造可弱化一个或更多个轴，或需要一个或更多个轴的附加支撑，以适于长形槽口或开口。作为备选，传感器可置于一个或更多个轴内，传感器例如使用无线通信网络连接到燃气涡轮发动机的控制器上。然而，此构造可为不可靠的。

[0005] 因此，能够测量桨距改变机构关于一个或更多个轴的位置而不需要长形槽口或开口的传感器将是有用的。更具体而言，能够通过一个或更多个轴来测量桨距改变机构关于一个或更多个轴的位置的传感器将是特别有用的。

发明内容

[0006] 本发明的方面和优点将在以下描述中部分地阐明，或可从描述中清楚，或可通过实践本发明理解到。

[0007] 在本公开内容的一个示例性实施例中，提供了反馈传感器系统。反馈传感器系统包括围绕轴向方向可旋转的第一环。第一环包括具有一个或更多个第一环特征的表面。反馈传感器系统还包括围绕轴向方向可旋转的第二环。第二环包括具有一个或更多个第二环特征的表面。反馈传感器系统还包括用于感测由一个或更多个第一环特征和一个或更多个第二环特征影响的参数的对准在第一环的表面处的传感器，以确定第一环关于第二环的位置。

[0008] 在本公开内容的另一个示例性方面中，提供了一种用于确定燃气涡轮发动机中的第一环关于第二环的位置的方法。第一环包括具有一个或更多个第一环特征的表面，以及第二环包括具有一个或更多个第二环特征的表面。该方法包括将传感器朝第一环的表面对准、利用传感器感测由一个或更多个第一环特征和一个或更多个第二环特征影响的参数，以及基于利用传感器感测的参数来确定第一环关于第二环的位置。

[0009] 在本公开内容的又一个示例性实施例中，提供了一种限定轴向方向的燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动机包括经由轴机械地联接到压缩机区段上的涡轮区段，以及由轴驱动的风扇。风扇包括多个风扇叶片。燃气涡轮发动机还包括与多个风扇叶片机械连通来用于改变多个风扇叶片的桨距的促动部件。燃气涡轮发动机还包括反馈传感器系统。反馈传感器系统包括与燃气涡轮发动机的轴一起可旋转的第一环。第一环包括具有一个或更多个第一环特征的表面。反馈传感器还包括与燃气涡轮发动机的促动部件一起可旋转的第二环。第二环包括具有一个或更多个第二环特征的表面。反馈传感器还包括用于感测由一个或更多个第一环特征和一个或更多个第二环特征影响的参数的对准在第一环的表面处的传感器，以确定第一环关于第二环的位置。

[0010] 本发明的第一技术方案提供了一种反馈传感器系统，所述反馈传感器系统包括：围绕轴向方向可旋转的第一环，所述第一环包括具有一个或更多个第一环特征的表面；围绕所述轴向方向可旋转的第二环，所述第二环包括具有一个或更多个第二环特征的表面；
以及传感器，其对准在所述第一环的所述表面处，以用于感测由所述一个或更多个第一环特征和所述一个或更多个第二环特征影响的参数，以确定所述第一环关于所述第二环的位置。

[0011] 本发明的第二技术方案是在第一技术方案中，所述参数为磁通量。

[0012] 本发明的第三技术方案是在第一技术方案中，所述一个或更多个第一环特征为沿所述第一环的所述表面间隔开的多个齿，其中所述一个或更多个第二环特征为沿所述第二环的所述表面间隔开的多个齿，以及其中所述反馈传感器系统配置成确定所述第一环关于所述第二环的角位置。

[0013] 本发明的第四技术方案是在第一技术方案中，所述第一环特征中的一个或更多个为沿所述第一环的所述表面间隔开的多个齿，其中所述第二环特征中的一个或更多个为从所述第二环的所述表面延伸的多个螺旋凸脊，以及其中所述反馈传感器系统配置成确定所述第一环关于所述第二环的轴向位置。

[0014] 本发明的第五技术方案是在第一技术方案中，所述第一环的所述表面还包括用于指出所述第一环的新回转的具有不同于多个第一环特征的几何形状的标记。

[0015] 本发明的第六技术方案是在第五技术方案中，所述标记和所述一个或更多个第一环特征沿所述第一环的所述表面均匀地间隔开，以及其中所述一个或更多个第二环特征沿所述第二环的所述表面均匀地间隔开。

[0016] 本发明的第七技术方案是在第一技术方案中，所述反馈传感器系统配置成结合燃气涡轮发动机使用，其中所述第一环构造成安装在所述燃气涡轮发动机的旋转轴上，其中所述第二环构造成安装在所述燃气涡轮发动机的促动部件上，所述促动部件构造成改变所述燃气涡轮发动机的风扇叶片的桨距，以及其中所述传感器构造成安装在所述燃气涡轮发动机的静止构件上。

[0017] 本发明的第八技术方案是在第一技术方案中，所述第二环的所述表面具有比所述第一环的所述表面具有的第一环特征少至少两个的第二环特征。

[0018] 本发明的第九技术方案是在第一技术方案中，所述第二环的所述表面具有比所述第一环的所述表面具有的第一环特征少至少四个的第二环特征。

[0019] 本发明的第十技术方案是在第一技术方案中，所述第一环为连续环，其限定所述一个或更多个第一环特征中的每一个处的厚度，该厚度大于各个相邻第一环特征之间的厚度，以及其中所述第二环也为连续环，其限定穿过所述一个或更多个第二环的厚度，该厚度大于各个相邻第二环特征之间的厚度。

[0020] 本发明的第十一技术方案是在第一技术方案中，所述传感器限定感测轴线，以及其中所述传感器定位成使得所述感测轴线延伸穿过所述第一环的所述表面和所述第二环的所述表面。

[0021] 本发明的第十二技术方案提供了一种用于确定燃气涡轮发动机中的第一环关于第二环的位置的方法，所述第一环包括具有一个或更多个第一环特征的表面，以及所述第二环包括具有一个或更多个第二环特征的表面，所述方法包括：将传感器朝所述第一环的所述表面对准；利用所述传感器感测由所述一个或更多个第一环特征和所述一个或更多个第二环特征影响的参数；以及基于利用所述传感器感测到的所述参数来确定所述第一环关于所述第二环的位置。

[0022] 本发明的第十三技术方案是在第十二技术方案中，基于利用所述传感器感测到的所述参数确定所述第一环关于所述第二环的位置包括：感测参数值的相位；感测包括在所述第一环的所述表面上的标记；以及 基于参数值的感测相位中的所述标记的位置确定所述第一环关于所述第二环的位置。

[0023] 本发明的第十四技术方案是在第十二技术方案中，所述参数为磁通量，其中所述一个或更多个第一环特征为所述第一环的所述表面上的升高的齿，以及其中所述一个或更多个第二环特征为所述第二环的所述表面上的升高的齿。

[0024] 本发明的第十五技术方案是在第十二技术方案中，基于利用所述传感器感测到的所述参数确定所述第一环关于所述第二环的位置包括确定所述第一环关于所述第二环的角位置。

[0025] 本发明的第十六技术方案是在第十二技术方案中，基于利用所述传感器感测到的所述参数确定所述第一环关于所述第二环的位置包括确定所述第一环关于所述第二环的轴向位置。

[0026] 本发明的第十七技术方案提供了一种限定轴向方向的燃气涡轮发动机，包括：经由轴机械地联接至压缩机区段的涡轮区段； 由所述轴驱动的风扇，所述风扇包括多个风扇叶片；与所述多个风扇叶片机械连通以用于改变所述多个风扇叶片的桨距的促动部件；以及反馈传感器系统，其包括：与所述燃气涡轮发动机的所述轴一起可旋转的第一环，所述第一环包括具有一个或更多个第一环特征的表面；与所述燃气涡轮发动机的所述促动部件一起可旋转的第二环，所述第二环包括具有一个或更多个第二环特征的表面；以及传感器，其对准在所述第一环的所述表面处，以用于感测由所述一个或更多个第一环特征和所述一个或更多个第二环特征影响的参数，以确定所述第一环关于所述第二环的位置。

[0027] 本发明的第十八技术方案是在第十七技术方案中，所述参数为磁通量。

[0028] 本发明的第十九技术方案是在第十七技术方案中，所述一个或更多个第一环特征为沿所述第一环的所述表面间隔开的多个齿，其中所述一个或更多个第二环特征为沿所述第二环的所述表面间隔开的多个齿，以及其中所述反馈传感器系统配置成感测所述第一环关于所述第二环的角位置。

[0029] 本发明的第二十技术方案是在第十七技术方案中，所述第一环特征中的一个或更多个为沿所述第一环的所述表面间隔开的多个齿，其中所述第二环特征中的一个或更多个为从所述第二环的所述表面延伸的多个螺旋凸脊，以及其中所述反馈传感器系统配置成感测所述第一环关于所述第二环的轴向位置。

[0030] 本发明的这些及其它特征、方面和优点将参照以下描述和所附权利要求变得更好理解。并入且构成本说明书的一部分的附图示出了本发明的实施例，且连同描述用于阐释本发明的原理。

附图说明

[0031] 包括针对本领域的技术人员的其最佳模式的本发明的完整且开放的公开内容在参照附图的说明书中陈述，在附图中：

[0032] 图1为根据本主题的各种实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。

[0033] 图2为按照本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的前端的示意图。

[0034] 图3为图2的示例性燃气涡轮发动机的前端的示意性特写示意图，包括按照本公开内容的示例性实施例的反馈传感器系统。

[0035] 图4为图3的示例性反馈传感器系统的截面视图。

[0036] 图5为绘出由图3的示例性反馈传感器系统感测的参数值的图表。

[0037] 图6为按照本公开内容的另一个示例性实施例的反馈传感器系统的示意性截面视图。

[0038] 图7为按照本公开内容的示例性方面的用于确定燃气涡轮发动机中的第一环关于第二环的位置的方法的流程图。

[0039] 零件列表

[0040] 10 涡扇喷气发动机

[0041] 12 纵向或轴向中心线

[0042] 14 风扇区段

[0043] 16 核心涡轮发动机

[0044] 18 外壳

[0045] 20 入口

[0046] 22 低压压缩机

[0047] 24 高压压缩机

[0048] 26 燃烧区段

[0049] 28 高压涡轮

[0050] 30 低压涡轮

[0051] 32 喷气排气区段

[0052] 34 高压轴/转轴

[0053] 36 低压轴/转轴

[0054] 38 风扇

[0055] 40 叶片

[0056] 42 盘

[0057] 44 动力变速箱

[0058] 46 促动部件

[0059] 48 机舱

[0060] 50 风扇壳或机舱

[0061] 52 出口导叶

[0062] 54 下游区段

[0063] 56 旁通空气流通路

[0064] 58 空气

[0065] 60 入口

[0066] 62 空气的第一部分

[0067] 64 空气的第二部分

[0068] 66 燃烧气体

[0069] 68 定子导叶

[0070] 70 涡轮转子叶片

[0071] 72 定子导叶

[0072] 74 涡轮转子叶片

[0073] 76 风扇喷嘴排气区段

[0074] 78 热气体通路

[0075] 100 反馈传感器系统

[0076] 102 耳轴机构

[0077] 104 延伸部

[0078] 106 臂

[0079] 108 第一环

[0080] 110 第二环

[0081] 112 传感器

[0082] 114 第一环表面

[0083] 116 第一环特征

[0084] 118 第二环表面

[0085] 120 第二环特征

[0086] 122 感测轴线

[0087] 124 标记

[0088] 126 峰部

[0089] 128 谷部

[0090] 130 异常值。

具体实施方式

[0091] 现在将详细参照本发明的实施例，其一个或更多个实例在附图中示出。该详细描述使用了数字和字母标号来表示附图中的特征。附图中相似或类似的标记用于表示本发明的相似或类似的部分。如本文中所使用的，用语“第一”、“第二”和“第三”可互换使用，以将一个构件与另一个区分开，且不旨在表示独立构件的位置或重要性。

[0092] 现在参看附图，其中相同的数字表示所有附图的相同元件，图1为按照本公开内容的示例性实施例的燃气涡轮发动机的示意性截面视图。更具体而言，对于图1的实施例，燃气涡轮发动机为本文称为“涡扇发动机10”的高旁通涡扇喷气发动机10。如图1中所示，涡扇发动机10限定轴向方向A(平行于用于参照而提供的纵向中心线12延伸)、径向方向R、和周向方向(未标记)。大体上，涡扇10包括风扇区段14和设置在风扇区段14下游的核心涡轮发动机16。

[0093] 绘出的示例性核心涡轮发动机16大体上包括基本管状的外壳18，其限定环形入口20。外壳18包围成串流关系的：包括增压器或低压(LP)压缩机22和高压(HP)压缩机24的压缩机区段；燃烧区段26；包括高压(HP)涡轮28和低压(LP)涡轮30的涡轮区段；以及喷气排气喷嘴区段32。高压(HP)轴或转轴34将HP涡轮28传动地连接到HP压缩机24上。低压(LP)轴或转轴36将LP涡轮30传动地连接到LP压缩机22上。

[0094] 对于所示实施例，风扇区段14包括可变桨距风扇38，其具有以间隔开的方式联接到盘42上的多个风扇叶片40。如图所示，风扇叶片40从盘42大体上沿径向方向R向外延伸。风扇叶片40和盘42是一起通过跨过动力变速箱44的LP轴36沿周向方向围绕纵轴线12可旋转的。动力变速箱44包括多个齿轮，以用于使LP轴36的转速逐步降低至更有效的旋转风扇速度。因此，各个风扇叶片40是依靠可操作地联接到适合的促动部件46上的风扇叶片40来关于盘42围绕桨距轴线P可旋转的。促动部件46构造成共同地一齐改变风扇叶片40的桨距。
此外，对于所示实施例，促动部件46还沿周向方向围绕纵轴线12旋转。促动部件46通过改变其关于多个叶片40和LP轴36的角位置来部分地改变各个风扇叶片40的桨距。例如，在操作期间，促动部件46的至少一部分可关于多个风扇叶片40和LP轴36暂时地加速或减慢，以改变其关于多个风扇叶片40和LP轴36的角位置，且改变多个叶片40中的各个的桨距。

[0095] 仍参看图1的示例性实施例，盘42由可旋转的前桨毂盖48覆盖，该前桨毂盖48空气动力地异型成促进空气流穿过多个风扇叶片40。此外，示例性风扇区段14包括环形风扇壳或外机舱50，其沿周向包绕风扇38和/或核心涡轮发动机16的至少一部分。本领域的普通技术人员将认识到的是，机舱50可构造成由多个沿周向间隔开的出口导叶52关于核心涡轮发动机16支承。此外，机舱50的下游区段54可在核心涡轮发动机16的外部上延伸，以便限定其间的旁通空气流通路56。

[0096] 在涡扇发动机10的操作期间，一定量空气58经由机舱50和/或风扇区段14的相关联的入口60进入涡扇10中。当一定量空气58穿过风扇叶片40时，如由箭头62指出的空气58的第一部分被引导或发送到旁通空气流通路56中，且如由箭头64指出的空气58的第二部分被引导或发送到LP压缩机22中。空气的第一部分62与空气的第二部分64之间的比率通常称为旁通比。空气的第二部分64的压力然后在其发送穿过高压(HP)压缩机24且进入燃烧区段26中时增大，在燃烧区段26处空气的第二部分64与燃料混合且焚烧以提供燃烧气体66。

[0097] 燃烧气体66被发送穿过HP涡轮28，在该处，来自燃烧气体66的热能和/或动能的一部分经由联接到外壳18上的HP涡轮定子导叶68和联接到HP轴或转轴34上的HP涡轮转子叶片70的连续级获得，因此促使HP轴或转轴34旋转，由此支持HP压缩机24的操作。燃烧气体66然后被发送穿过LP涡轮30，在该处，热能和动能的第二部分从燃烧气体66经由联接到外壳18上的LP涡轮定子导叶72和联接到LP轴或转轴36上的LP涡轮转子叶片74的连续级获得，因此促使LP轴或转轴36旋转，由此支持LP压缩机22的操作和/或风扇38的旋转。

[0098] 燃烧气体66随后被发送穿过核心涡轮发动机16的喷气排气喷嘴区段32来提供推力。同时，空气的第一部分62的压力在空气的第一部分62在其从涡扇10的风扇喷嘴排气区段76排出(也提供了推力)之前发送穿过旁通空气流通路56时显著增大。HP涡轮28、LP涡轮30和喷气排气喷嘴区段32至少部分地限定热气体通路78，以用于将燃烧气体66发送穿过核心涡轮发动机16。

[0099] 尽管未绘出，但涡扇发动机10的操作可由若干传感器监测，传感器诸如是压力和/或温度传感器，检测例如压缩机区段、涡轮区段、燃烧区段26和/或周围环境的各种状态。此外，如将在下文更详细所述，涡扇发动机10还可包括反馈传感器系统100(见图2)，以用于测量促动部件46关于LP轴36的位置，以确定多个风扇叶片40的桨距。包括反馈传感器系统100的传感器可与控制器(未示出)操作连通，控制器包括在内来控制风扇发动机10的某些方面。控制器可大体上为本领域中已知的任何涡轮发动机控制系统，其允许涡轮发动机如本文所述控制和/或操作。大体上，控制器可包括任何计算机系统，其具有一个或更多个处理器和相关联的(多个)存储器装置，该存储器装置配置成执行多种计算机实施的功能以控制涡扇发动机10。例如，控制器可包括用于控制某些飞行器发动机的全权限数字电子控制(FADEC)控制系统。

[0100] 应当认识到的是，如本文中所使用的，用语“处理器”不但是指本领域中称为包括在计算机中的集成电路，而且也指控制器、微控制器、微型计算机、可编程逻辑控制器(PLC)、专用集成电路，以及其它可编程电路。此外，(多个)存储器装置可大体上包括(多个)存储器元件，其包括但不限于，计算机可读介质(例如，随机存储存储器(RAM))、计算机可读非易失性介质(例如，闪速存储器)、软盘、光盘只读存储器(CD-ROM)、磁光盘(MOD)、数字多功能盘(DVD)和/或其它适合的存储器元件。存储器装置可包括软件或其它控制指令，其在由处理器执行时，执行期望的功能。

[0101] 应当认识到的是，图1中所示的涡扇发动机10仅通过举例，且在其它示例性实施例中，可提供任何其它适合的燃气涡轮发动机。例如，在其它示例性实施例中，涡扇发动机10可为无涵道涡扇发动机，可或可不包括动力变速箱44，且/或可或可不包括可变桨距风扇38。如本文中所使用的，用语“风扇”可表示涵道涡扇发动机的风扇38(诸如，涡扇发动机
10)，无涵道涡扇发动机的风扇构件，和/或涡轮螺旋桨发动机的螺旋桨构件。

[0102] 现在参看图2，提供了按照本公开内容的示例性实施例的涡扇发动机10的前端的特写图。具体而言，图2的特写图绘出了涡扇发动机10的前端处的风扇38的一部分，涡扇发动机10包括按照本公开内容的示例性实施例的反馈传感器系统100。对于所示示例性实施例，LP轴36附接到风扇38的盘42上，且风扇38由LP轴36驱动。多个风扇叶片40中的各个继而又经由多个相应的耳轴机构102附接到盘42上。耳轴机构102允许相应风扇叶片40围绕相应桨距轴线P的旋转。

[0103] 此外，促动部件46沿径向方向R定位在盘42和风扇38的耳轴机构102内侧。促动部件46连同风扇38围绕中心线12沿周向方向C(见图4)旋转，以用于改变多个风扇叶片40中的各个的桨距。对于所示实施例，促动部件46为成角的促动部件46。更具体而言，促动部件46包括多个延伸部104，各个延伸部104大体上沿径向方向R向外延伸至相应的耳轴机构102。延伸部104旋转盘42内的相应的耳轴机构102和风扇叶片40，以改变此风扇叶片40的桨距。
延伸部104的旋转改变促动部件46的臂106关于LP轴36、盘42和多个风扇叶片40的成角位置。

[0104] 因此，对于所示实施例，多个风扇叶片40的各个风扇叶片40的桨距可通过测量促动部件46或更具体是促动部件46的臂106关于LP轴36的成角位置来测量。反馈传感器系统100包括在内以进行此测量。更具体而言，反馈传感器系统100包括在内以进行此测量，而不需要LP轴36中的任何孔、槽口、开口等，这将向传感器提供至促动部件46的物理视线。因此，就此实施例而言，LP轴36不必弱化以便测量促动部件46关于LP轴36的位置。

[0105] 现在还参看图3，其提供了图2的反馈传感器系统100的特写图，反馈传感器系统100大体上包括围绕涡扇发动机10的轴向方向A可旋转的第一环108、也围绕涡扇发动机10的轴向方向A可旋转的第二环110，以及传感器112。对于所示实施例，第一环108可与LP轴36一起旋转，或更具体而言，附接到LP轴36上；第二环110可与促动部件46一起旋转，或更具体而言，以固定方式附接到促动部件46的臂106上；以及传感器112附接到静止构件上，即，非旋转构件，且在邻近第一环108的固定位置处。对于所示实施例，第一环108限定表面114，其基本平行于第二环110的表面118延伸，使得第二环110嵌套到第一环108内。此外，第一环
108和第二环110的表面114,118相对于涡扇发动机10的轴向方向A限定大于零的角。

[0106] 第一环108和第二环110可各自由刚性材料形成，其具有基本永久的环形形状，且使用任何适合的附接手段来附接到涡扇发动机10内。例如，第一环108和第二环110中的一个或两个与构件和涡扇发动机10整体结合形成，例如，通过焊接，或作为备选，可使用一个或更多个适合的机械紧固件来附接到涡扇发动机10内的构件上。此外或作为备选，第一环108或第二环110中的一个或两个可由一种或更多种柔性材料形成，且通过附接到相应构件上来给予其“环”或“环形”形状。

[0107] 现在还参看图4，提供了沿涡扇发动机10的轴向方向A截取的图2的反馈传感器系统100的截面视图。如图所示，第一环108的表面114包括一个或更多个第一环特征116，且第二环110的表面118类似地包括一个或更多个第二环特征120。传感器112对准在第一环108的表面114处，以用于感测由一个或更多个第一环特征116、一个或更多个第二环特征120和传感器112与第一环108和第二环110之间的分离距离影响的参数，以确定第一环108关于第二环110的位置。更具体而言，传感器112限定感测轴线122。传感器112沿感测轴线122定位成离第一环108和第二环110有预定分离距离，且定位成使得感测轴线122延伸穿过第一环108的表面114且穿过第二环110的表面118。

[0108] 对于所示实施例，一个或更多个第一环特征116为沿第一环108的表面114间隔开的多个第一环齿，且一个或更多个第二环特征120为沿第二环110的表面118间隔开的多个第二环齿。显著地，对于所示实施例，第一环齿中的各个和第二环齿中的各个均具有基本相同的正方形几何形状(形状)。然而，应当注意的是，在其它示例性实施例中，一个或更多个第一环特征116和一个或更多个第二环特征120可具有任何其它适合的几何形状。此外，如本文中所使用的，诸如“基本”或“大约”的近似用语是指在百分之十(10%)的误差裕度内。

[0109] 第一环108为围绕周向方向C的连续环，且第二环110也为围绕周向方向C的连续环。第一环108限定一个或更多个第一环特征116的各个处的厚度，其大于各个相邻第一环108特征之间的厚度。类似地，第二环110限定一个或更多个第二环特征120中的各个处的厚度，其大于各个相邻第二环110特征之间的厚度。如本文中所使用的，第一环108和第二环
110的厚度是指沿感测轴线122的厚度。

[0110] 第一环108还包括标记124，其具有不同于多个第一环特征116的几何形状。更具体而言，对于所示实施例，第一环108限定标记124处的厚度，其大于穿过一个或更多个第一环特征116的厚度。然而，应当理解的是，在其它实施例中，标记124可具有任何其它几何形状，以将其自身与一个或更多个第一环特征116区分开。如下文将论述那样，标记124指出了第一环108的新的回转。此外，标记124和一个或更多个第一环特征116围绕周向方向C沿第一环108的表面114均匀间隔开。类似地，一个或更多个第二环特征120也围绕周向方向C在第二环110的表面118上均匀间隔开。

[0111] 显著地，第二环110的表面118具有不同于第一环108的表面114具有的第一环特征116的数目的第二环特征120。例如，在所示实施例中，第二环110的表面118具有比第一环
108的表面114具有的第一环特征116少六(6)个的第二环特征120。然而，应当认识到的是，在其它示例性实施例中，第二环110的表面118可具有任何其它适合数目的第二环特征120。
例如，在其它示例性实施例中，第二环110的表面118可具有比第一环108的表面114具有的第一环特征116少至少四(4)个，或比第一环108的表面114具有的第一环特征116少至少两(2)个的第二环特征120。然而，作为备选，在其它示例性实施例中，第二环特征110的表面
118可具有比第一环108的表面114具有的第一环特征116更多的第二环特征120。

[0112] 对于所示实施例，第一环特征116仅在沿周向方向C的几个位置处与第二环特征120直接地重叠。这是第一环108上的表面114上的标记124和第一环特征116的均匀间距、第二环110的表面118上的第二环特征120的均匀间距，以及第一环特征116和第二环特征120的不同数目的结果。如所述，对于所示实施例，第二环110具有比第一环108具有的第一环特征116少六(6)个的第二环特征120。因此，对于所示实施例，第一环特征116和第二环特征
120在沿周向方向C的六(6)个峰部126处直接地重叠。

[0113] 此外，反馈传感器系统100配置成基于第一环特征116和第二环特征120的重叠量来确定第一环108关于第二环110的角位置。更具体而言，对于所示实施例，由一个或更多个第一环特征116和一个或更多个第二环特征120影响的由传感器112感测的参数为磁通量。第一环108或至少第一环特征116因此可由铁磁材料形成，且第二环110或至少第二环特征
120可类似地由铁磁材料形成。因此，在峰部126处，在第一环108特征与第二环110特征直接重叠的情况下，由传感器112感测到的磁通量是相对高的。相比之下，在峰部126之间，其中第一环108特征定位在相邻的第二环特征120之间，即，谷部128，由传感器112感测到的磁通量是相对低的。此外，给定标记124关于第一环特征116的不同几何形状，在标记124在传感器112下方穿过时由传感器112感测到的磁通量甚至高于峰部126处的传感器112感测到的磁通量。此构造允许了反馈传感器系统100确定第一环108的完全旋转。此构造还允许传感器112基于标记124关于感测到的峰部126和谷部128的感测位置来确定第一环108关于第二环110的角位置。

[0114] 然而，应当认识到的是，在其它示例性实施例中，一个或更多个第一环特征116和第二环特征120可以以任何其它适合的方式磁化。例如，在其它示例性实施例中，第一环108和第二环110中的一个或两个可构造为电磁铁。显著地，利用此构造，第一环108和第二环110中的一个或两个可不包括围绕第一环108和第二环110的相应表面延伸的特征。例如，第一环特征116和第二环特征120可包括例如线圈或具有电荷的其它线构造，使得第一环108和第二环110中的一者或两者限定具有磁场的分立区域。

[0115] 现在参看图5，提供了图2的示例性反馈出传感器系统100的操作期间由传感器112感测的示例性参数值的图表。图表包括X轴线上的旋转度数和Y轴线上的感测的参数值的单位(标准化为零)。如图所示，传感器112感测在峰部126与谷部128之间的振荡的参数相位。传感器112还响应于穿过传感器112下方的标记124来感测异常值130。异常值130指出了第一环108和第二环110的新回转。此外，如前文所述，传感器112可基于标记124/异常值130关于参数值的感测相位的位置来确定第一环108关于第二环110的角位置。

[0116] 显著地，如前文所述，第二环110的表面118包括比第一环108的表面114包括的第一环特征116少六(6)个的第二环特征120。因此，感测的参数的相位每次回转(即，每360度旋转)重复六(6)次。利用此构造，反馈传感器系统100可确定达到六十度的总范围中的减三十度到加三十度之间的相对角位置。显著地，以上的图2的示例性实施例的促动部件46需要小于六十度相对角运动，以实现多个风扇叶片40中的各个的桨距变化的完整范围。然而，在其它示例性实施例中，促动部件46可能需要大于六十度的相对角运动，以实现多个风扇叶片40中的各个的桨距变化的完整范围。通过改变第一环108的表面114上的第一环特征116的数目和第二环110的表面118上的第二环特征120的数目，反馈传感器系统100可配置成测量达到360度的相对运动。例如，通过包括比第一环特征116仅少一个的第二环特征120，反馈传感器系统100可测量达到360度的相对角运动。此外，在又一些示例性实施例中，传感器112可配置成例如通过计算标记124穿过360度标记的次数来感测大于360度的相对运动。

[0117] 按照本公开内容的反馈传感器系统因此可容易地感测第一环关于第二环的位置，而不需要至第二环的直接视线。显著地，尽管示例性反馈传感器系统绘制为结合促动部件使用，但应当认识到的是，在其它实施例中，示例性反馈传感器系统可改为结合围绕轴向方向A可旋转的任何其它嵌套的构件使用，其中可能难以向传感器提供至此构件中的一个的直接视线。

[0118] 现在参看图6，提供了按照本公开内容的另一个示例性实施例的反馈传感器系统100的截面视图。对于所示实施例，第一环108以与图2至4中绘出的第一环108基本相同的方式构成。例如，第一环108限定环形形状，且包括具有标记124(未示出)和一个或更多个第一特征116的表面114。一个或更多个第一环特征116为第一环108的表面114上间隔开的多个齿。图6的实施例还包括第二环110，其具有带一个或更多个第二环特征120的表面118。然而，对于图6的实施例，一个或更多个第二环特征120为多个螺旋凸脊120，其从第二环110的表面118且以沿第二环110的长度(即，沿轴向方向A)的螺旋方式延伸。更具体而言，对于所示实施例，第二环110构造为圆柱，且第一环108和第二环110的表面114,118基本平行于轴向方向A。显著地，对于绘出的示例性实施例，第一环108关于第二环110的角位置并未改变。
然而，第一环108关于第二环110的轴向位置改变。因此，图6的示例性反馈传感器系统100配置成确定第一环108关于第二环110的轴向位置。

[0119] 更具体而言，对于所示实施例，当第二环110沿轴向方向A关于第一环108移动时，第二环特征120将以不同方式与第一环特征116对准。显著地，图6的示例性实施例的轴向截面将看起来与图4中绘出的截面基本相同。此外，在图6的示例性反馈传感器系统100的操作期间由传感器112感测到的参数值将看起来与图5的图表中绘出的值基本相同。

[0120] 图2至4和/或图6的示例性实施例可结合到任何机器中，其中期望测量第一环关于第二环的位置。例如，在某些实施例中，反馈传感器系统100可并入燃气涡轮发动机(诸如涡扇发动机10)中，其包括通过沿轴向方向A关于LP轴36和多个风扇叶片40移动来改变多个风扇叶片40的桨距的促动部件46。此外或作为备选，图6的示例性实施例可用于测量例如嵌套在彼此内的燃气涡轮发动机的两个构件之间的相对热膨胀。此外，尽管本文描述为并入燃气涡轮发动机中，但在其它实施例中，图2至4和/或图6的示例性实施例可改为并入任何其它适合的机器中。

[0121] 然而，还应当认识到的是，在其它示例性实施例中，任何其它适合的器件可提供成用于感测第二环110关于第一环108的位置。例如，在其它示例性实施例中，由传感器112感测的参数可能不是磁通量，而可改为是例如光学值。例如，在此示例性实施例中，第一环108和第二环110可由透明或半透明的材料形成，且一个或更多个第一环特征116和一个或更多个第二环特征120可为分别比第一环108和第二环110的其余部分更透明或更不透明的第一环108和第二环110的部分。此外，在此示例性实施例中，光源也可定位在第一环108和第二环110内，且由传感器112(其可为光学传感器112)感测到的光强度确定第一环108关于第二环110的位置。

[0122] 现在参看图7，提供了用于确定燃气涡轮发动机中的第一环关于第二环的位置的方法(200)。在某些示例性实施例中，图7的示例性方法(200)可连同上文参照图2至5或参照图6和7所述的反馈传感器系统100使用。因此，第一环可具有包括一个或更多个第一环特征的表面，且第二环可具有包括一个或更多个第二环特征的表面。

[0123] 示例性方法(200)包括在(202)处将传感器朝第一环的表面对准，以及在(204)处利用传感器来感测受一个或更多个第一环特征和一个或更多个第二环特征影响的参数。例如，在某些示例性实施例中，参数可为磁通量。此外，示例性方法(200)还包括在(206)处基于利用传感器感测到的参数来确定第一环关于第二环的位置。当示例性方法(200)连同图2至5的反馈传感器系统使用时，在(206)处确定第一环关于第二环的位置可包括确定第一环关于第二环的角位置。相比之下，当示例性方法(200)连同图6和7的反馈传感器系统使用时，在(206)处确定第一环关于第二环的位置可包括确定第一环关于第二环的轴向位置。

[0124] 另外，在图7中所示的方法(200)的某些示例性方面中，在(206)处基于利用传感器感测到的参数来确定第一环关于第二环的位置还可包括在(208)处感测参数值的相位，在(210)处感测包括在第一环的表面上的标记，以及在(212)处基于参数值的感测相位中的标记的位置来确定第一环关于第二环的位置。

[0125] 按照图7中所示的示例性方面的方法可允许感测第一环关于第二环的位置，而不需要至第二环的视线。因此，按照此示例性方面的方法可允许感测第一环关于第二环的角位置或轴向位置，而不具有第一环或第一环附接到其上的构件中的任何孔、槽口或其它开口。

[0126] 本书面描述使用了实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制作和使用任何装置或系统，以及执行任何并入的方法。本发明的专利范围由权利要求限定，且可包括本领域的技术人员想到的其它实例。如果此类其它实施例包括并非不同于权利要求的书面语言的结构元件，或如果它们包括与权利要求的书面语言无实质差别的等同结构元件，则此类其它实例意图在权利要求的范围内。