本公開涉及渦輪，且更具體而言涉及用于nox測量和渦輪控制的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

在渦輪的操作期間，可監(jiān)測氮氧化物(nox)形式的渦輪排放。來自渦輪的nox排放可為渦輪的各種構(gòu)件的效率和健康的指示物。nox的精確測量可例如指示由燃燒器中罐-罐變化導(dǎo)致的渦輪低效率。此外，精確的nox測量可用于控制渦輪及其排放。

常規(guī)nox監(jiān)測系統(tǒng)可使用氣體分析器，且主要用于閉環(huán)排放控制。氣體分析器及其它nox監(jiān)測系統(tǒng)通常取決于氣體采樣，且不提供渦輪及其排放的實(shí)時(shí)控制。此外，常規(guī)氣體分析器和其它nox監(jiān)測系統(tǒng)可能不提供燃燒器罐水平的nox測量，這種水平的nox測量可用于解決燃燒器罐-罐變化以及其它事件，諸如，例如燃燒器中的貧油熄火(lbo)事件。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開的實(shí)施例大體上涉及用于nox測量和渦輪控制的系統(tǒng)和方法。根據(jù)本公開的一個(gè)示例性實(shí)施例，一種用于nox測量和渦輪控制的方法可包括從安裝在渦輪的氣體流路中的至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器接收信號。至少部分地基于接收的信號，可確定與渦輪中或來自渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的nox排放值。至少部分地基于確定的nox排放值，可確定用于渦輪的控制動(dòng)作。該方法還包括促進(jìn)用于渦輪的控制動(dòng)作。

根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例，一種用于nox測量和渦輪控制的系統(tǒng)可包括控制器。該系統(tǒng)還可包括帶有指令的存儲(chǔ)器，該指令可通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行以用于執(zhí)行操作，操作可包括：從安裝在渦輪的氣體流路中的電化學(xué)傳感器陣列接收信號；至少部分地基于該信號，確定用于渦輪的氣體流路的nox排放值；至少部分地基于確定的nox排放值，確定用于渦輪的控制動(dòng)作；和促進(jìn)用于渦輪的控制動(dòng)作。

根據(jù)本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例，一種用于nox測量和渦輪控制的系統(tǒng)可包括渦輪構(gòu)件和控制器。該系統(tǒng)還可包括帶有指令的存儲(chǔ)器，該指令可通過計(jì)算機(jī)執(zhí)行以用于執(zhí)行操作，操作可包括：從安裝在渦輪的氣體流路構(gòu)件中的渦輪構(gòu)件附近的至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器傳送信號；至少部分地基于該信號，確定用于渦輪構(gòu)件或渦輪的nox排放值；至少部分地基于確定的nox排放值，確定用于渦輪構(gòu)件或渦輪的控制動(dòng)作；和促進(jìn)該控制動(dòng)作。

技術(shù)方案1.一種方法，包括：

從安裝在渦輪的氣體流路中的至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器接收信號；

至少部分地基于接收的信號，確定與所述渦輪中或來自所述渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的nox排放值；

至少部分地基于確定的nox排放值，確定用于所述渦輪的控制動(dòng)作；和

促進(jìn)所述控制動(dòng)作。

技術(shù)方案2.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述方法還包括：

確定與所述渦輪中或來自所述渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的多個(gè)nox排放值；和

測量所述多個(gè)nox排放值中的空間變化，且至少部分地基于測得的變化，識別一個(gè)或多個(gè)燃燒異常。

技術(shù)方案3.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，確定與所述渦輪中或來自所述渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的nox排放值包括：

使所述信號與所述nox排放值相關(guān)。

技術(shù)方案4.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，確定用于所述渦輪的控制動(dòng)作包括執(zhí)行概率分析或確定性分析以確定適當(dāng)?shù)目刂苿?dòng)作。

技術(shù)方案5.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器包括符合所述渦輪相關(guān)聯(lián)的氣體流路構(gòu)件的幾何形狀的殼體。

技術(shù)方案6.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器包括以下的至少一者：電位計(jì)式傳感器、混合電位式傳感器、安培式傳感器或阻抗式傳感器。

技術(shù)方案7.根據(jù)技術(shù)方案1所述的方法，其中，所述渦輪的氣體流路包括以下的至少一者：燃燒器罐、渦輪定子、排氣支柱或排氣擴(kuò)散器。

技術(shù)方案8.一種系統(tǒng)，包括：

控制器；和

存儲(chǔ)器，其包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可操作成：

從安裝在渦輪的氣體流路中的電化學(xué)傳感器陣列接收信號；

至少部分地基于所述信號，確定用于所述渦輪的氣體流路的nox排放值；

至少部分地基于所述nox排放值，確定用于所述渦輪的控制動(dòng)作；且

促進(jìn)用于所述渦輪的控制動(dòng)作。

技術(shù)方案9.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述電化學(xué)傳感器陣列包括帶有符合所述渦輪中的氣體流路構(gòu)件的幾何形狀的殼體的至少一個(gè)nox傳感器。

技術(shù)方案10.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令還可操作成：

確定與所述渦輪中或來自所述渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的多個(gè)nox排放值；且

測量所述多個(gè)nox排放值中的空間變化，且至少部分地基于測得的變化，識別一個(gè)或多個(gè)燃燒異常。

技術(shù)方案11.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，可操作成確定nox排放值的所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令包括可操作成使所述信號與所述nox排放值相關(guān)的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。

技術(shù)方案12.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，用以確定所述控制動(dòng)作的所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令包括可操作成執(zhí)行概率分析或確定性分析的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。

技術(shù)方案13.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述電化學(xué)傳感器陣列包括電位計(jì)式傳感器、混合電位式傳感器、安培式傳感器或阻抗式傳感器中的至少一者。

技術(shù)方案14.根據(jù)技術(shù)方案8所述的系統(tǒng)，其中，所述渦輪的氣體流路包括以下的至少一者：燃燒器罐、渦輪定子、排氣支柱或排氣擴(kuò)散器。

技術(shù)方案15.一種系統(tǒng)，包括：

渦輪構(gòu)件；

控制器；和

存儲(chǔ)器，其包括計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可操作成：

從安裝在渦輪的氣體流路中的所述渦輪構(gòu)件附近的至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器傳送信號；

至少部分地基于所述信號確定用于所述渦輪構(gòu)件或所述渦輪的nox排放值；

至少部分地基于確定的nox排放值，確定用于所述渦輪構(gòu)件或所述渦輪的控制動(dòng)作；且

促進(jìn)所述控制動(dòng)作。

技術(shù)方案16.根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)電化學(xué)nox符合所述渦輪構(gòu)件的幾何形狀。

技術(shù)方案17.根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令還可操作成：

確定與所述渦輪中或來自所述渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的多個(gè)nox排放值；且

測量所述多個(gè)nox排放值中的空間變化，且至少部分地基于測得的變化來識別一個(gè)或多個(gè)燃燒異常。

技術(shù)方案18.根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，可操作成確定所述控制動(dòng)作的所述計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令包括可操作成執(zhí)行概率分析或執(zhí)行確定性分析的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。

技術(shù)方案19.根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器包括電位計(jì)式傳感器、混合電位式傳感器、安培式傳感器或阻抗式傳感器中的至少一者。

技術(shù)方案20.根據(jù)技術(shù)方案15所述的系統(tǒng)，其中，所述氣體流路構(gòu)件包括燃燒器罐、渦輪定子、排氣支柱或排氣擴(kuò)散器中的至少一者。

本公開的其它實(shí)施例和方面從結(jié)合以下附圖的以下描述將變得顯而易見。

附圖說明

大體上已經(jīng)這樣描述了本公開，現(xiàn)在將對附圖進(jìn)行參照，附圖不一定按比例繪制，且其中：

圖1示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的用于nox測量和渦輪控制的示例性系統(tǒng)環(huán)境。

圖2a和圖2b示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的示例性系統(tǒng)環(huán)境。

圖3示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的相對于氣體流路安裝的示例性電化學(xué)nox傳感器。

圖4a和圖4b示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的用于電化學(xué)nox傳感器的示例性架構(gòu)和殼體構(gòu)造。

圖5a和圖5b示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的用于氣體流路中的示例性電化學(xué)nox傳感器的示例性傳送選項(xiàng)。

圖6示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的氣體流路中的示例性氣體流路構(gòu)件以及電化學(xué)nox傳感器的示例性位置和構(gòu)造。

圖7示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的渦輪的排氣擴(kuò)散器中的電化學(xué)nox傳感器的示例性構(gòu)造。

圖8示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的構(gòu)造成用于nox測量和渦輪控制的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

圖9示出了根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的用于nox測量和渦輪控制的方法的示例性流程圖。

零件清單

100系統(tǒng)環(huán)境

105渦輪

106構(gòu)件

110氣體流路

120電化學(xué)nox傳感器

130傳送器

140通信接口

150接收器

160計(jì)算機(jī)

170控制系統(tǒng)

200示例性系統(tǒng)環(huán)境

210denox模塊堆

220排氣

230nox信號

240denox功率源

250nox設(shè)定點(diǎn)

260區(qū)段

310氣體流路壁

320氣流

420感測電極

430電解質(zhì)

440對電極

450冷側(cè)

460參比電極

470vsc

480esr

510電動(dòng)勢(emf)

520阻抗(z)

525rfid標(biāo)簽

610燃燒器罐

620s1定子

630s2/s3定子

640排氣支柱蓋

650排氣擴(kuò)散器

710排氣擴(kuò)散器

720傳感器陣列

730傳感器陣列的組

740傳感器陣列的組

750傳感器陣列的組

760傳感器陣列的組

770傳感器陣列的組

805處理器

810通信連接

815輸入裝置

820輸出裝置

825存儲(chǔ)器

826操作系統(tǒng)

827nox相關(guān)算法

830可移動(dòng)存儲(chǔ)

835非可移動(dòng)存儲(chǔ)

900程序

905框

910框

915框

920框。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在將參照附圖在下文中更加完整地描述本公開，附圖中示出了本公開的示例性實(shí)施例。然而，此公開可體現(xiàn)為許多不同的形式，且不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為限于本文闡述的示例性實(shí)施例；相反，這些在本文中也稱為“示例”的示例性實(shí)施例被足夠詳細(xì)地描述以允許本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)施本主題。在不脫離請求保護(hù)的主題的范圍的情況下，可組合示例性實(shí)施例，可利用其它實(shí)施例，或者可進(jìn)行結(jié)構(gòu)、邏輯或電氣變化。相似的標(biāo)記始終表示相似的要素。

大體上，本文描述的系統(tǒng)和方法的某些實(shí)施例涉及nox測量和渦輪控制。在一些示例性實(shí)施方式中，可實(shí)現(xiàn)某些技術(shù)效果和/或解決方案，其中nox測量可用于識別各種渦輪操作及相關(guān)聯(lián)的渦輪構(gòu)件中的低效率。一旦識別某些低效率，渦輪控制系統(tǒng)就可調(diào)節(jié)各種渦輪操作參數(shù)以降低和/或最大限度地減少該低效率，從而改進(jìn)渦輪性能。在其它示例性實(shí)施例中，nox測量可用在閉環(huán)denox系統(tǒng)中以在排氣釋放到大氣之前降低渦輪排放水平。

現(xiàn)在參照圖1，框圖示出了用于實(shí)施根據(jù)示例性實(shí)施例的用于nox測量和渦輪控制的某些系統(tǒng)和方法的示例性系統(tǒng)環(huán)境100。系統(tǒng)環(huán)境100可包括渦輪105，其可例如為燃?xì)鉁u輪。渦輪105可包括一個(gè)或多個(gè)渦輪構(gòu)件106和氣體流路110。該一個(gè)或多個(gè)渦輪構(gòu)件可包括但不限于：燃燒器罐、渦輪定子、排氣支柱或排氣擴(kuò)散器。根據(jù)本公開的實(shí)施例的系統(tǒng)100還可包括至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器120、傳送器130、通信接口140、接收器150、計(jì)算機(jī)160和控制系統(tǒng)170。

如圖1中所示，至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器120可安裝至渦輪105的氣體流路110中的至少一個(gè)構(gòu)件106。該至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器120可包括電位計(jì)式傳感器、混合電位式傳感器、安培式傳感器或阻抗式傳感器。電位計(jì)式傳感器可響應(yīng)于nox濃度產(chǎn)生電壓。示例性電位計(jì)式傳感器可使用可傳導(dǎo)待檢測的種類的離子的電解質(zhì)，諸如，例如β-氧化鋁、氧化鎵或氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(ysz)?；旌想娢皇絺鞲衅骺苫诜瞧胶怆姌O反應(yīng)。示例性混合電位式傳感器可使用電極，諸如，例如wo3、nio、zno、cr2o3、v2o5或摻銦氧化錫(ito)。安培式傳感器可基于由施加的電勢引起的電極反應(yīng)操作，且可測量所得的電流。示例性安培式傳感器可使用電解質(zhì)，諸如，例如摻雜鎵酸鑭、ysz或nasicon。阻抗式傳感器可通過測量由跨過一組電極施加的振蕩電壓所產(chǎn)生的電流來操作。示例性阻抗式傳感器可使用電極，諸如，例如zncr2o4或lafeo3。

在任何情況下，該至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器120可與傳送器130通信。在某些實(shí)施例中，傳送器130可為帶有壓電基底的表面聲波(saw)類型。在另一個(gè)實(shí)施例中，傳送器130可為包括印制傳感器的直寫類型，其中電介質(zhì)安裝在氣體流路110中的至少一個(gè)構(gòu)件106的基底上。在某些實(shí)施例中，傳送器130和電化學(xué)nox傳感器120可為整體傳感器-傳送器類型的單個(gè)實(shí)體。

傳送器130可從該至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器120接收信號，且將對應(yīng)的信號傳送至相關(guān)聯(lián)的接收器150。傳送器130可經(jīng)由通信接口140通信地聯(lián)接至接收器150，通信接口140可為一種或多種通信網(wǎng)絡(luò)(諸如，例如以太網(wǎng)接口、通用串行總線(usb)接口或無線接口)中的任何一種。在某些實(shí)施例中，接收器150可通過硬線或電纜(諸如，例如接口電纜)聯(lián)接至傳送器130。在其它實(shí)施例中，接收器150可通過無線接口(諸如，例如射頻(rf)信號接口、無源無線技術(shù)等)聯(lián)接至傳送器130。

計(jì)算機(jī)160可為具有一個(gè)或多個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，處理器可執(zhí)行計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令以控制電化學(xué)nox傳感器120、傳送器130和/或接收器150的操作。計(jì)算機(jī)160還可提供輸入、收集傳遞函數(shù)輸出且從任何數(shù)量的操作員和/或人員傳送指令。

計(jì)算機(jī)160還可包括用于使接收器150處接收的信號與nox值相關(guān)的軟件和硬件。計(jì)算機(jī)160還可將nox值提供至控制系統(tǒng)170，控制系統(tǒng)170可從nox值執(zhí)行各種控制動(dòng)作以減少排放、改變?nèi)紵魅紵实?。在一些?shí)施例中，接收器150可為計(jì)算機(jī)160的部分。在一些其它實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)160可基于nox值確定待執(zhí)行的控制動(dòng)作。在其它情況下，計(jì)算機(jī)160可為通信地聯(lián)接至接收器150的獨(dú)立實(shí)體。在其它實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)160和控制系統(tǒng)170可為單個(gè)實(shí)體。

根據(jù)本公開的實(shí)施例，用于nox測量和渦輪控制的系統(tǒng)可包括控制器，例如圖1中指示的控制系統(tǒng)170。計(jì)算機(jī)160可包括存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器可包含能夠從安裝在渦輪105的氣體流路110中的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件106上的電化學(xué)nox傳感器120陣列接收信號的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令。至少部分地基于該信號，可確定nox排放值。確定的nox排放值可為渦輪或渦輪構(gòu)件106的排放值。至少部分地基于nox排放值，可確定用于渦輪105的控制動(dòng)作。此外，用于渦輪110的確定的控制動(dòng)作可通過控制系統(tǒng)170執(zhí)行或另外實(shí)施。計(jì)算機(jī)160可利用任何數(shù)量的軟件和/或硬件來使從至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器接收的信號與nox排放值相關(guān)。使用此信息，計(jì)算機(jī)160和控制系統(tǒng)170可確定將由渦輪105執(zhí)行的適當(dāng)?shù)目刂苿?dòng)作，諸如，例如調(diào)節(jié)燃燒器的燃料-空氣比以達(dá)到較低nox值。

控制動(dòng)作的確定可包括執(zhí)行確定性分析或概率分析中的一者。例如，在確定性分析中，測得的氣體流路110的nox排放值(nox1)和渦輪105的兆瓦特功率(mw1)可與由渦輪性能工具預(yù)測的nox排放值(nox2)和渦輪105的兆瓦特功率(mw2)相比較。控制動(dòng)作可基于渦輪功率mw1與mw2之間的差以及nox排放值nox1與nox2之間的差來確定。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可使用概率分析來確定控制動(dòng)作。在概率分析中，例如，可指示渦輪105在用于該類型的渦輪的特定設(shè)計(jì)點(diǎn)以及特定環(huán)境條件下操作。對于渦輪105的此狀態(tài)，可確定nox排放值(nox1)和渦輪的功率(mw1)?？苫谙嗤愋偷臏u輪105在相同環(huán)境條件下操作的實(shí)際功率(mw1)與概率功率(mw2)之間的功率差來調(diào)節(jié)渦輪105的操作條件。概率功率(mw2)可通過對從若干相同類型的渦輪在相同環(huán)境條件下收集的操作和理論功率數(shù)據(jù)執(zhí)行概率分布分析來確定。渦輪105可調(diào)節(jié)成概率功率(mw2)以確定第二nox排放值(nox2)。渦輪105的操作條件可基于相同類型的渦輪在相同環(huán)境條件下操作的第二nox排放值(nox2)與概率nox排放值(nox3)之間的差進(jìn)一步調(diào)節(jié)。概率nox排放值(nox3)可通過對從若干相同類型的渦輪在相同環(huán)境條件下收集的操作和理論nox數(shù)據(jù)執(zhí)行概率分布分析來確定?；趎ox3值與nox2值之間的差，可得到新功率(mw3)?；趎ox3與nox2之間的差以及進(jìn)一步mw2與mw3之間的差，可確定調(diào)節(jié)因數(shù)的大小，調(diào)節(jié)因數(shù)可然后輸入到控制系統(tǒng)170中以促進(jìn)用于渦輪105的控制動(dòng)作。

現(xiàn)在參照圖2a，根據(jù)本公開的實(shí)施例，為了實(shí)施用于nox測量和渦輪控制的某些系統(tǒng)和方法，示例性系統(tǒng)環(huán)境200可包括denox模塊堆210、電化學(xué)nox傳感器120、控制系統(tǒng)170和denox功率源240。如圖所示，由渦輪產(chǎn)生且通過denox模塊堆210的排氣220可仍包含可由電化學(xué)nox傳感器120測量的一定量的nox。電化學(xué)nox傳感器120可將nox信號230提供至控制系統(tǒng)170，nox信號230可促進(jìn)排氣220中nox排放的閉環(huán)控制。denox模塊堆210可控制排氣220中的nox排放量。例如，denox模塊堆可提供氨噴射以控制排氣220中的nox排放量。denox功率源240可向denox模塊堆和電化學(xué)nox傳感器120提供功率。在nox排放的閉環(huán)控制中，控制系統(tǒng)170可將nox設(shè)定點(diǎn)250與來自電化學(xué)nox傳感器120的nox信號230比較?；趎ox設(shè)定點(diǎn)250與nox信號230之間的差，控制系統(tǒng)170可指示denox功率源240激活denox模塊堆以控制排氣220中的nox排放量。

現(xiàn)在參照圖2b，示出了電化學(xué)nox傳感器120的示例性截面視圖，其中電化學(xué)nox傳感器120可配置在一個(gè)或多個(gè)區(qū)段260中。該一個(gè)或多個(gè)區(qū)段260可對應(yīng)于一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)和/或成組的電化學(xué)nox傳感器120。該一個(gè)或多個(gè)區(qū)段260可便于對nox濃度沿排氣220的流路繪圖。nox濃度的繪圖可繼而允許識別渦輪中的低效率和異常。

現(xiàn)在注意圖3，其示出了相對于根據(jù)本公開的實(shí)施例的渦輪中的氣體流路110安裝的示例性電化學(xué)nox傳感器120。例如，電化學(xué)nox傳感器120可安裝至氣體流路110內(nèi)或附近的渦輪構(gòu)件(諸如圖1中的106)。電化學(xué)nox傳感器120的nox感測部分可定位在氣體流路110的氣流320中，且相關(guān)聯(lián)的傳送器130可安裝在氣流320外的相對側(cè)上，諸如渦輪構(gòu)件106的相對側(cè)或氣體流路壁310的相對側(cè)上。在任何情況下，電化學(xué)nox傳感器120可與氣流320直接接觸，且相關(guān)聯(lián)的傳送器130可定位得遠(yuǎn)離氣流320或在氣流320外以最大限度地減少對任何相對高的氣流溫度的暴露。

現(xiàn)在參照圖4a，根據(jù)本公開的實(shí)施例描述了用于電化學(xué)nox傳感器120的架構(gòu)。示出的電化學(xué)nox傳感器120可包括氣流320中的感測電極420、相對較冷側(cè)450上的對電極440和參比電極460，以及感測電極420與對電極440之間的電解質(zhì)430。vsc470可指示感測電極420與對電極440之間測得的電勢差，且esr480可指示感測電極420與參比電極460之間測得的電勢差。基于電信號與氣體種類濃度的比例關(guān)系，電勢差vsc470和esr480可與nox測量相關(guān)。

再次參照圖4a，電化學(xué)nox傳感器120可位于符合渦輪構(gòu)件106的幾何形狀的殼體中。同時(shí)圖4a指示了用于相對彎曲的幾何形狀的渦輪構(gòu)件的電化學(xué)nox傳感器120的彎曲殼體，圖4b指示帶有相對平坦的幾何形狀的渦輪構(gòu)件106的電化學(xué)nox傳感器120。

取決于渦輪構(gòu)件106的形狀和/或氣體流路110或氣流320的構(gòu)造，關(guān)于本公開的其它實(shí)施例可存在用于電化學(xué)nox傳感器120的其它符合的殼體幾何形狀。

現(xiàn)在注意圖5a和圖5b，其示出了根據(jù)本公開的各種實(shí)施例的用于通信接口(諸如圖1的140)的不同選項(xiàng)。圖5a示出了氣流320中的電化學(xué)nox傳感器120，其中電動(dòng)勢(emf)510基于前面部分中描述的電勢差。emf510可使用有線接口電纜傳送出氣體流路110，且該信號可在氣體流路110外預(yù)先放大。在另一個(gè)實(shí)施例中，emf510可使用適當(dāng)?shù)母邷仉娮悠骷跉怏w流路110內(nèi)放大，且然后使用有線接口電纜傳送出氣體流路110。

圖5b示出了氣流320中以無線構(gòu)造的電化學(xué)nox傳感器120，其中阻抗(z)520可基于上述電勢差確定。阻抗(z)520可以兩種不同構(gòu)造無線地傳送。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，阻抗(z)520可傳送以調(diào)制傳送器130，其可包括射頻(rf)集總諧振器或表面聲波(saw)傳感器或另外可將無線信號發(fā)送至接收器150的器件。在另一個(gè)實(shí)施例中，阻抗(z)520可調(diào)制射頻識別(rfid)標(biāo)簽525，其可聯(lián)接至用于與接收器150無線通信的射頻(rf)天線/傳送器。

現(xiàn)在參照圖6，根據(jù)本公開的某些實(shí)施例，關(guān)于用于一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)nox傳感器的示例性安裝位置示出了示例性渦輪的截面。如指出的那樣，電化學(xué)nox傳感器(諸如120)可沿氣體流路110安裝在不同位置，諸如在燃燒器罐610、1級定子620、2級或3級定子630、排氣支柱蓋640和/或排氣擴(kuò)散器650中。根據(jù)本公開的其它實(shí)施例，渦輪中用于安裝一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)nox傳感器的其它適當(dāng)位置是可能的。

現(xiàn)在參照圖7，在本公開的另一個(gè)示例性實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)電化學(xué)nox傳感器120可以成組的傳感器徑向陣列安裝在渦輪(諸如105)的排氣擴(kuò)散器710中。在此實(shí)施例中，電化學(xué)nox傳感器720的相應(yīng)陣列或組可安裝在排氣擴(kuò)散器710中，其中每個(gè)電化學(xué)nox傳感器120可從排氣擴(kuò)散器710的中心向外以相對直的線沿徑向間隔開。其它組的陣列730、740、750、760、770可定位得遍布排氣擴(kuò)散器710。取決于排氣擴(kuò)散器710的形狀和/或氣體流路或氣流的構(gòu)造，任何數(shù)量的成組的電化學(xué)nox傳感器120可配置在根據(jù)本公開的其它實(shí)施例的排氣擴(kuò)散器710中。如圖7中所示，電化學(xué)nox傳感器120的配置可便于nox濃度在多個(gè)徑向和周向位置處的空間繪圖。這種空間繪圖可繼而允許測量相對熱的氣體的渦流圖案且識別燃燒異常。因此，在某些實(shí)施例中，可從電化學(xué)nox傳感器120確定與渦輪中或來自渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的一個(gè)或多個(gè)nox排放值?？蓽y量nox排放值中的一個(gè)或多個(gè)空間變化，且至少部分地基于測得的一個(gè)或多個(gè)空間變化，可識別一個(gè)或多個(gè)燃燒異常。

現(xiàn)在注意圖8，其示出了構(gòu)造成用于實(shí)施根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的用于nox測量和渦輪控制的某些系統(tǒng)和方法的示例性計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160。該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可包括處理器805以用于執(zhí)行與實(shí)施根據(jù)本公開的某些實(shí)施例的用于nox測量和渦輪控制的某些系統(tǒng)和方法相關(guān)聯(lián)的某些操作方面。處理器805能夠與存儲(chǔ)器825通信。處理器805可使用合適的硬件、軟件、固件或其組合來實(shí)施和操作。軟件或固件實(shí)施方式可包括以任何適當(dāng)?shù)木幊陶Z言編寫的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行或機(jī)器可執(zhí)行指令以執(zhí)行描述的各種功能。在一個(gè)實(shí)施例中，與功能塊語言相關(guān)聯(lián)的指令可存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器825中且由處理器805執(zhí)行。

存儲(chǔ)器825可用于存儲(chǔ)可由處理器805加載且執(zhí)行的程序指令，以及存儲(chǔ)這些程序的執(zhí)行期間產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。取決于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160的構(gòu)造和類型，存儲(chǔ)器825可為易失性(諸如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(ram))和/或非易失性(諸如只讀存儲(chǔ)器(rom)、閃存等)。在一些實(shí)施例中，存儲(chǔ)器裝置還可包括另外的可移動(dòng)存儲(chǔ)830和/或非可移動(dòng)存儲(chǔ)835，包括但不限于磁存儲(chǔ)、光盤和/或磁帶存儲(chǔ)。磁盤驅(qū)動(dòng)器及其相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可提供計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊以及用于該裝置的其它數(shù)據(jù)的非易失性存儲(chǔ)。在一些實(shí)施方式中，存儲(chǔ)器825可包括多種不同類型的存儲(chǔ)器，諸如靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(sram)、動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(dram)或rom。

存儲(chǔ)器825、可移動(dòng)存儲(chǔ)830和非可移動(dòng)存儲(chǔ)835都是計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例。例如，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可包括以用于信息(諸如計(jì)算機(jī)可讀指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊或其它數(shù)據(jù))的存儲(chǔ)的任何方法或技術(shù)實(shí)施的易失性和非易失性、可移動(dòng)和非可移動(dòng)介質(zhì)?？纱嬖谄渌愋偷挠?jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，包括但不限于可編程隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(pram)、sram、dram、ram、rom、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(eeprom)、閃存或其它存儲(chǔ)技術(shù)、光盤只讀存儲(chǔ)器(cd-rom)、數(shù)字化通用光盤(dvd)或其它光學(xué)存儲(chǔ)、磁帶盒、磁帶、磁盤存儲(chǔ)或其它磁存儲(chǔ)裝置，或者可用于存儲(chǔ)期望的信息且可通過該裝置存取的任何其它介質(zhì)。上面的任一者的組合也應(yīng)當(dāng)包括在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的范圍內(nèi)。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160還可包括可允許控制裝置(未示出)與能夠和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160通信的裝置或設(shè)備通信的一個(gè)或多個(gè)通信連接810。通信連接810可包括通信接口140?？刂蒲b置可包括控制系統(tǒng)170。連接也可經(jīng)由各種數(shù)據(jù)通信通道或端口(諸如usb或com端口)來建立以接收將控制裝置連接至網(wǎng)絡(luò)上的各種其它裝置的電纜。在一個(gè)實(shí)施例中，控制裝置可包括允許控制裝置與網(wǎng)絡(luò)上的其它裝置通信的以太網(wǎng)驅(qū)動(dòng)器。根據(jù)各種實(shí)施例，通信連接810可經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)上的有線和/或無線連接來建立。

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160還可包括一個(gè)或多個(gè)輸入裝置815，諸如鍵盤、鼠標(biāo)、筆、語音輸入裝置、手勢輸入裝置和/或觸摸輸入裝置。其還可包括一個(gè)或多個(gè)輸出裝置820，諸如顯示器、打印機(jī)和/或揚(yáng)聲器。

然而，在其它實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀通信介質(zhì)可包括計(jì)算機(jī)可讀指令、程序模塊，或在數(shù)據(jù)信號(諸如載波或其它傳送)內(nèi)傳送的其它數(shù)據(jù)。然而，如本文所使用，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)不包括計(jì)算機(jī)可讀通信介質(zhì)。

轉(zhuǎn)向存儲(chǔ)器825的內(nèi)容，存儲(chǔ)器825可包括但不限于，操作系統(tǒng)(os)826和用于實(shí)施本文所公開的特征和方面的一個(gè)或多個(gè)應(yīng)用程序或服務(wù)。這種應(yīng)用或服務(wù)可包括nox相關(guān)算法827以用于執(zhí)行用于渦輪105及其構(gòu)件的nox測量和控制的系統(tǒng)和方法。在一個(gè)實(shí)施例中，nox相關(guān)算法827可由提供在可構(gòu)造控制塊語言中且存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)中的軟件來實(shí)施。當(dāng)由處理器805執(zhí)行時(shí)，nox相關(guān)算法827可實(shí)施與本公開中所描述的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)160相關(guān)聯(lián)的各種功能和特征。圖9示出了根據(jù)本公開的至少一個(gè)實(shí)施例的用于nox測量和渦輪控制的方法的示例性流程圖900。流程圖900展示了可由圖1、圖2和/或圖8中所示的各種功能塊的交互執(zhí)行的一系列操作。更具體而言，流程圖900包括框905，其展示了從安裝在渦輪105的氣體流路110中的至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器120接收信號的操作。在框910中，至少部分地基于從該至少一個(gè)電化學(xué)nox傳感器120接收的信號，可確定與渦輪105中或來自渦輪105的氣流相關(guān)聯(lián)的nox排放值。在框915中，至少部分地基于確定的nox排放值，可確定用于渦輪105的控制動(dòng)作。在框920中，該控制動(dòng)作可通過控制系統(tǒng)170來促進(jìn)。在某些實(shí)施例中，方法可包括確定與渦輪中或來自渦輪的氣流相關(guān)聯(lián)的多個(gè)nox排放值；測量該多個(gè)nox排放值的空間變化，且至少部分地基于測得的變化來識別一個(gè)或多個(gè)燃燒異常。

本文參照根據(jù)本公開的示例性實(shí)施例的系統(tǒng)、方法和計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的框圖。將理解的是，框圖的至少一些框以及框圖中的框的組合可分別至少部分地由計(jì)算機(jī)程序指令來實(shí)施。這些計(jì)算機(jī)程序指令可加載到通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、基于專用硬件的計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上以產(chǎn)生機(jī)器，使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上執(zhí)行的指令產(chǎn)生用于實(shí)施論述的框圖的至少一些框以及框圖中的框的組合的功能的器件。

這些計(jì)算機(jī)程序指令還可存儲(chǔ)在可指示計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定方式起作用的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)器中，使得存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)中的指令產(chǎn)生包括實(shí)施一個(gè)或多個(gè)框中規(guī)定的功能的指令器件的制品。計(jì)算機(jī)程序指令還可加載到計(jì)算機(jī)或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，以導(dǎo)致將要在計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的一系列操作要素產(chǎn)生計(jì)算機(jī)可執(zhí)行程序，使得在計(jì)算機(jī)或其它可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供用于實(shí)施該一個(gè)或多個(gè)框中規(guī)定的功能的要素。

本文描述的系統(tǒng)的一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件以及方法的一個(gè)或多個(gè)要素可通過在計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)上運(yùn)行的應(yīng)用程序來實(shí)施。它們也可通過其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)造來實(shí)踐，包括手持裝置、多處理器系統(tǒng)、基于微處理器的或可編程消費(fèi)電子產(chǎn)品、迷你計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)等。

為本文描述的方法和系統(tǒng)的構(gòu)件的應(yīng)用程序可包括實(shí)施某些抽象數(shù)據(jù)類型且執(zhí)行某些任務(wù)或動(dòng)作的例程、程序、構(gòu)件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。在分布式計(jì)算環(huán)境中，應(yīng)用程序(以整體或局部)可位于局部存儲(chǔ)器或其它存儲(chǔ)中。此外或備選地，應(yīng)用程序(以整體或局部)可位于遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器或存儲(chǔ)中以允許由通過通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的遠(yuǎn)程處理裝置執(zhí)行任務(wù)的情況。

將想到這些描述所屬的本文闡述的示例性描述的許多修改和其它實(shí)施例，這些修改和其它實(shí)施例具有前面描述及相關(guān)聯(lián)的附圖中展示的教導(dǎo)的益處。因此，應(yīng)了解的是，本公開可體現(xiàn)為多種形式且不應(yīng)當(dāng)限于上述示例性實(shí)施例。因此，將理解的是，本公開不限于公開的特定實(shí)施例，且修改及其它實(shí)施例意在包括在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管本文使用了特定用語，但它們僅以一般和描述性的理解來使用且不用于限制性目的。