DE60123700T2 - Temperaturmesssystem und darin verwendeter optischer Schalter - Google Patents

Temperaturmesssystem und darin verwendeter optischer Schalter Download PDF

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Description

  • Diese Erfindung betrifft allgemein Temperaturmesssysteme und insbesondere in derartigen Systemen verwendete optische Schalter.
  • Ein Gasturbinentriebwerk enthält einen Verdichter, der komprimierte Luft an einen Brennkammerabschnitt liefert, bei dem die komprimierte Luft mit Brennstoff vermischt und verbrannt wird, um heiße Verbrennungsgase zu erzeugen. Diese Gase strömen stromabwärts zu einer mehrstufigen Turbine. Jede Turbinenstufe enthält mehrere um den Umfang herum in Abstand angeordnete Laufschaufeln oder Schaufeln, die sich radial von einem Rad nach außen erstrecken, das an einer Welle zur Drehung um die Mittellinie des Triebwerks befestigt ist. Die heißen Gase dehnen sich gegenüber den Turbinenschaufeln aus und bewirken eine Drehung des Rades. Dieses wiederum dreht die Welle, die mit dem Verdichter verbunden ist und auch mit einer Last, wie zum Beispiel einem elektrischen Generator oder einem Getriebe verbunden sein kann. Somit entzieht die Turbine Energie aus den heißen Gasen, um den Verdichter anzutreiben und um Nutzarbeit, wie zum Beispiel zum Erzeugen von Elektrizität oder für den Antrieb eines Flugzeugs im Flug, zu erzeugen.
  • Es ist allgemein bekannt, dass der Wirkungsgrad von Gasturbinen durch Erhöhen der Turbinenbetriebstemperatur erhöht werden kann. Wenn die Betriebstemperaturen erhöht werden, können die thermischen Grenzen bestimmter Turbinenkomponenten, wie zum Beispiel der Turbinenschaufeln überschritten werden, was zu einer reduzierten Betriebslebensdauer oder sogar zu einem Materialausfall führen kann. Zusätzlich beein flusst die erhöhte thermische Ausdehnung und Zusammenziehung dieser Komponenten nachteilig die Zwischenräume und deren Passungsbeziehung zu anderen Komponenten. Somit ist es erwünscht, die Temperatur von Turbinenlaufschaufeln während des Triebwerkbetriebs zu überwachen, um sicherzustellen, dass sie ihre maximale Nenntemperatur für eine nennenswerte Zeitdauer nicht überschreiten.
  • Ein üblicher Ansatz zum Überwachen der Turbinenlaufschaufeltemperatur besteht in der Messung der Temperatur des die Turbine verlassenden Gases und der Verwendung dieser als eine Anzeige der Laufschaufeltemperatur. Die Turbinenaustrittstemperatur kann durch Anordnung einer oder mehrerer Temperatursensoren, wie zum Beispiel Thermoelemente, in dem Abgasstrom gemessen werden. Da die Schaufeltemperatur indirekt gemessen wird, ist sie relativ ungenau. Somit erlaubt sie nicht die Ausnutzung optimaler Schaufeltemperaturen, da ein großer Sicherheitsabstand eingehalten werden muss.
  • Die Nachteile einer indirekten Schaufeltemperaturmessung sind allgemein bekannt und Lösungsansätze zum direkten Messen der Schaufeltemperaturen wurden bereits vorgeschlagen. Ein direkter Messansatz nutzt ein Strahlungspyrometer, das außerhalb des Triebwerksgehäuses angeordnet ist und ein auf die Turbinenschaufeln durch ein in der Gehäusewand ausgebildetes Schauglas fokussiertes Sichtfeld besitzt. Die von den erhitzten Turbinenschaufeln emittierte Strahlung trifft somit auf das Pyrometer auf, das dann ein die Schaufeltemperatur repräsentierendes elektrisches Signal erzeugt. Jedoch ist während des Triebwerksbetriebs das Schauglas Abgasen mit sehr hoher Temperatur ausgesetzt, welche die Tendenz haben, das Schauglas zu trüben und nachteilig die Pyrometermessung zu beeinflussen. Ferner ist das optische Emissionsverhalten der Schaufeloberflächen üblicherweise unbekannt, was ebenfalls einen Fehler in die Temperaturmessung einführt.
  • US 4,666,297 offenbart ein System zum Erfassen der Turbinenlaufschaufeltemperatur, in welchem das System ein optisches Pyrometer zum Erzielen der Temperaturdaten verwendet. Das System verwendet zwei optische Linien für die Detektion bei zwei unterschiedlichen Wellenlängen.
  • US 4,441,785 offenbart einen rotierenden faseroptischen Schalter.
  • US 4,648,711 offenbart eine Kombination, welche eine Sichtrohranordnung mit einem Messinstrument verwendet, um die Temperatur einer ersten Reihe von Schaufeln in großen Gasturbinen zu überwachen. Das Messinstrument kann ein Pyrometer oder ein Spektrophotometer sein.
  • Demzufolge wäre es erwünscht, über einen Lösungsansatz zum Überwachen von Turbinenschaufeltemperaturen zu verfügen, welcher aus der Ferne die Schaufeltemperatur durch das zur Verfügung stehende Schauglas überwacht, während es gleichzeitig die Probleme eines eingeschränkten optischen Zugangs, beeinträchtigter Schaugläser und unbekannter Oberflächeneigenschaften vermeidet.
  • Die vorliegende Erfindung stellt ein Temperaturmesssystem bereit, das aufweist:
    wenigstens zwei optische Detektoren; wobei die wenigstens zwei optischen Detektoren ein Pyrometer und ein Spektrometer aufweisen, eine Führungseinrichtung vorgesehen ist, um selektiv Strahlung an jeden einzelnen von den zwei optischen De tektoren entlang einer gemeinsamen Sichtlinie zu leiten, und eine Steuerung vorgesehen ist, um ein Spektrometersignal aus dem Spektrometer und ein Pyrometersignal aus dem Pyrometer aufzunehmen und zu vergleichen, um eine Temperatur zu ermitteln.
  • Die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile gegenüber dem Stand der Technik werden nach dem Lesen der nachstehenden detaillierten Beschreibung und der beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich.
  • Die Erfindung wird nun detaillierter im Rahmen eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, in welchen:
  • 1 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines Temperaturüberwachungssystem mit einem optischen Schalter ist.
  • 2 eine Querschnittsdraufsicht auf den optischen Schalter von 1 ist.
  • 3 eine Querschnittsseitenansicht des optischen Schalters von 1 ist.
  • 4 eine Querschnittsansicht des optischen Schalters entlang der Linie 4-4 von 3 ist.
  • 5 eine Querschnittsansicht des optischen Schalters entlang der Linie 5-5 von 3 ist.
  • Gemäß den Zeichnungen, in welchen identische Bezugszeichen dieselben Elemente durchgängig durch die verschiedenen Ansichten bezeichnen, stellt 1 schematisch ein Gasturbinentriebwerk 10 mit mehreren innen zur Rotation um die Triebwerksmittelachse montierten Turbinenschaufeln 11 dar. Wie es im Fachgebiet bekannt ist, besitzt das Gasturbinentriebwerk 10 ein Schauglas 12, das in dessen Außenwand ausgebildet ist, um einen optischen Zugang zu dessen Inneren zu schaffen. Ein optisches System 14 ist zum Messen und Überwachen der Temperatur der Turbinenschaufeln 11 vorgesehen. Das System 14 umfasst einen auf dem Schauglas 12 befestigten optischen Kopf 16, ein Spektrometer 18, ein Pyrometer 20 und einen optischen Schalter 22, um durch das Schauglas 12 übertragenes Strahlung selektiv entweder an das Spektrometer 18 oder das Pyrometer 20 zu leiten. Der optische Kopf 16 ist ein herkömmliches Element, das die Sichtlinie des optischen Schalters 22 auf die Turbinenschaufeln 11 fokussiert. Ein Glasfaserkabel 24 ist für die Übertragung von Strahlung aus dem optischen Kopf 16 zu dem optischen Schalter 22 vorgesehen.
  • Mit dieser Anordnung ist das System 14 in der Lage, Strahlung von den Turbinenschaufeln 11 sowohl an das Spektrometer 18, als auch das Pyrometer 20 entlang derselben Sichtlinie zu liefern. Das Spektrometer 18 misst die Intensitäten bei den verschiedenen Wellenlängen der darauf auftreffenden Strahlung und erzeugt ein die resultierende Wellenform repräsentierendes elektrisches Signal. Das Pyrometer 20 erzeugt ein zu der Intensität der darauf fallenden Strahlung proportionales elektrisches Signal. Dieses Signal zeigt die Temperatur der Turbinenschaufeln 11 an, da die Intensität von den Schaufeln 11 emittierter Strahlungsenergie eine Funktion von deren Temperatur ist. Sowohl das Spektrometersignal, als auch das Pyrometersignal werden einer Steuerung 26 zugeführt. Das Pyrometersignal wird für relative Schaufeltemperaturen verwendet, und das Spektrometersignal wird für absolute Schau feltemperaturen verwendet. Durch Vergleichen der zwei Signale ist die Steuerung 26 in der Lage, genau die Schaufeltemperatur selbst dann zu bestimmen, wenn das Schauglas 12 aufgrund der Aussetzung an Gase hoher Temperatur in dem Triebwerk 10 getrübt ist, oder wenn die Schaufeloberfläche graue Körper mit unbekannten Emissionsverhalten sind.
  • Somit ist das System 14 in der Lage, kontinuierlich die Temperatur der Turbinenschaufeln 11 zu überwachen. Wenn die Schaufeltemperatur einen vorbestimmten Wert überschreitet sendet die Steuerung 26 ein Signal, das einen Alarm 28 auslöst, um den Betreiber des Triebwerks 10 auf ein vorhandenes Problem aufmerksam zu machen. Die Steuerung 26 steuert auch die Positionierung des optischen Schalters 22, wenn dieser zwischen dem Spektrometer 18 und dem Pyrometer 20 hin und herschaltet. Es sollte angemerkt werden, dass die Steuerung 26 vor Ort oder abgesetzt von dem Gasturbinentriebwerk 10 angeordnet sein könnte. Beispielsweise könnte der optische Schalter 20 aus der Ferne von einem Desktop-Computer über eine Telefonleitung, ein Netzwerk oder andere Übertragungseinrichtung gesteuert werden. Obwohl das System 14 als das Spektrometer 18 und das Pyrometer 20 verwendend beschrieben wurde, sollte angemerkt werden, dass andere Arten von Detektoren ebenfalls verwendet werden könnten. Ferner könnten mehr als zwei Detektoren verwendet werden, wie es aus der nachstehenden Beschreibung des optischen Schalters 22 ersichtlich wird.
  • In den 2 bis 5 ist der optische Schalter 22 detaillierter dargestellt. Der Schalter 22 enthält eine Rotorbaugruppe 30, die drehbar zwischen einem ersten und einem zweiten Block 32 und 34 befestigt ist, die innerhalb eines geschlossenen Gehäuses 36 angeordnet sind. Das Gehäuse 36 enthält alle anderen Komponenten, um deren Verschmutzung zu verhindern. Der erste und der zweite Block 32 und 34 sind mittels herkömmlicher Befestigungselemente 37 fest an dem Gehäuse 36 befestigt. Der erste Block 32 ist in der Nähe der Vorderseite des Gehäuses 36 angeordnet und der zweite Block 34 ist in der Nähe der Rückseite des Gehäuses 36 angeordnet. Sowie hierin verwendet, bezieht sich das vordere oder hintere Ende des optischen Schalters 22 (oder irgendeines Elementes davon) auf das Ende des Schalters 22, in welchem das Eingangssignal aus dem optischen Kopf 16 über das Glasfaserkabel 24 empfangen wird. Die Vorderseite des optischen Schalters 22 ist links in den 2 und 3 dargestellt. Umgekehrt ist die Rückseite des optischen Schalters 22 (oder irgendeines Elementes davon) auf der rechten Seite in 2 und 3 dargestellt. Wie man sehen wird, ist dieses das Ende des Schalters 22, bei welchem optischen Detektoren vorgesehen sind, um Daten zu sammeln, die an die Steuerung 26 ausgegeben werden.
  • Die Rotorbaugruppe 30 enthält einen Rotor 31, der eine Rotorwelle 38 und eine vordere Nabe 90 enthält, die an dem vorderen Ende der Rotorwelle 38 befestigt ist. Der Rotor 31 könnte alternativ eine einteilige Konstruktion sein. Die Rotorwelle 38 weist einen im Wesentlichen zylindrischen Abschnitt 42 mit einem an dessen vorderem Ende ausgebildeten Befestigungsflansch 44 und einen an dessen hinteren Ende ausgebildeten Lagerzapfen 46 auf. Der Lagerzapfen 46 erstreckt sich entlang der durch den zylindrischen Abschnitt 42 definierten Längsachse nach außen. Eine mittige Axialbohrung 48 ist in dem vorderen Ende der Rotorwelle 38 ausgebildet und erstreckt sich nahezu über die gesamte Länge. Ein sich in Längsrichtung erstreckender Schlitz 50 ist in dem zylindrischen Abschnitt 42 so ausgebildet, dass er einen Zugang zu der axialen Bohrung 48 bereitstellt. Die vordere Nabe 40 be sitzt einen in Wesentlichen zylindrischen Querschnitt 52 und es ist auf ihrem hinteren Ende ein Befestigungsflansch 54 ausgebildet. Die Befestigungsflansche 44 und 54 sind fest mittels herkömmlicher Mittel befestigt, so dass die Rotorwelle 38 und die vordere Nabe 40 (d.h., der Rotor 31) gemeinsam rotieren. Die durch den zylindrischen Abschnitt 52 definierte Längsachse fällt mit der Längsachse des zylindrischen Abschnittes 42 zusammen, um nur eine Rotationsachse für die Rotorbaugruppe 30 zu definieren. Die vordere Nabe 40 enthält eine zentrale axiale Bohrung 56, die sich durch ihre gesamte Länge erstreckt. Gemäß Darstellung in 3 ist die axiale Bohrung 56 so angesenkt, dass sie einen vorderen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser und einem hinteren Abschnitt mit größerem Durchmesser besitzt.
  • Der zylindrische Abschnitt 52 der vorderen Nabe 50 ist drehbar in einem Lager 58, das an der Rückseite des ersten Blockes 32 ausgebildet ist, so aufgenommen dass sich die Rotorbaugruppe 30 in Bezug auf die ersten und zweiten Blöcke 32 und 34 um ihre Rotationsachse drehen kann. In ähnlicher Weise ist der Lagerzapfen 46 drehbar in einem Lager 60 aufgenommen, das in der Vorderseite des zweiten Blockes 34 ausgebildet ist. Die Drehung der Rotorbaugruppe 30 wird durch einen Motor 62 bewirkt, der auf der Oberseite des ersten Blockes 32 befestigt ist. Der Motor 62, welcher bevorzugt, jedoch nicht notwendigerweise, ein 12 Volt Gleitstromgetriebemotor ist, besitzt eine Welle 64, die selektiv entweder im Uhrzeiger oder gegen Uhrzeigersinn betrieben werden kann. Ein Antriebszahnrad 66 ist fest auf der Welle 64 montiert und steht mit einem Rotorzahnrad 68 in Eingriff, das fest auf dem zylindrischen Abschnitt 52 der vorderen Nabe 40 zwischen der Hinterseite des ersten Blockes 32 und dem Befestigungsflansch 54 montiert ist. Somit wird, wenn der Motor 62 das Antriebszahn rad 66 wie durch ein Eingangssignal aus der Steuerung 26 vorgeschrieben dreht, die Drehung an die Rotorbaugruppe 30 über das Rotorzahnrad 68 übertragen.
  • Die Rotorbaugruppe 30 enthält eine Positionierungsscheibe 70, die fest auf dem Lagerzapfen 46 der Rotorwelle 38 zur Drehung damit angrenzend an die Vorderseite des zweiten Blockes 34 befestigt ist. Insbesondere weist die Positionierungsscheibe 70 eine zentrale Bohrung auf, in welcher der Lagerungszapfen 46 so aufgenommen wird, dass er konzentrisch in Bezug auf die Rotorwelle 38 befestigt ist. Ein versetztes Loch 72 ist in der Positionierungsscheibe 70 in einem Abstand von dem Mittelpunkt der Positionierungsscheibe 70 angeordnet. Die Positionierungsscheibe 70 besitzt vier in gleichen Abstand um ihren Außenumfangsrand herum angeordnete Anfahrstufen 74, deren Zweck nachstehend beschrieben wird.
  • Die Rotorbaugruppe 30 enthält ferner ein zweites Glasfaserkabel 76 mit einem ersten Ende, das in dem vorderen Ende der axialen Bohrung 56 der vorderen Nabe 40 angeordnet ist. Das zweite Glasfaserkabel 76 erstreckt sich durch die axiale Bohrung 56 in die axiale Bohrung 48 der Rotorwelle 36 und durch den Schaftschlitz 50 hindurch nach hinten. Das zweite Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 ist in dem versetzten Loch 72 der Positionierungsscheibe 70 angeordnet. Somit ist das erste Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 auf der Rotationsachse der Rotorbaugruppe 30 angeordnet, und das zweite Ende des Glasfaserkabels 76 ist gegenüber der Rotationsachse versetzt. Das erste Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 wird durch eine Tülle 78 eingepasst in dem vorderen Abschnitt der Bohrung 76 mit dem kleineren Durchmesser aufgenommen. Das zweite Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 wird in dem ver setzten Loch 72 durch eine eingepasst aufgenommene Tülle 80 festgehalten.
  • Das erste Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 ist zu einem entsprechenden Ende des ersten Glasfaserkabels 24 ausgerichtet oder berührt dieses sogar. Es kann auch mit, im Fachgebiet bekannten, optischen Vorrichtungen ausgerüstet sein, um die maximale optische Kopplung zwischen den zweiten Glasfaserkabel 76 und dem ankommenden Glasfaserkabel 24 zu maximieren. Das Ende des ersten Glasfaserkabels 24 wird in dem optischen Schalter 22 durch einen Adapter 82 befestigt, der in einer in einer Vorderseite des ersten Blockes 32 ausgebildeten Bohrung 84 angeordnet ist. Der Adapter 82 ist zu dem Lager 58 so ausgerichtet, dass er zu der Rotationsachse der Rotorbaugruppe 30 ausgerichtet ist. Das Ende des ersten Glasfaserkabels 24 wird durch eine in dem Adapter 82 aufgenommene Tülle 86 festgehalten.
  • Der zweite Block 34 besitzt vier Detektorlöcher 88, die darin für die Aufnahme verschiedener optischer Detektoren 90 ausgebildet sind. Wie es am besten in 4 zu sehen ist, sind die vier Detektorlöcher 88 in gleichen Abständen von 90 Grad in Bezug auf das Lager 60 in dem zweiten Block 34 ausgebildet. Die vier Löcher 88 sind alle in demselben radialen Abstand von der Rotationsachse der Rotorbaugruppe 30 angeordnet, wobei der Abstand gleich dem radialen Abstand ist, in dem das versetzte Loch 72 von der Rotationsachse entfernt ist. Somit kann durch Drehen der Rotorbaugruppe 30 das versetzte Loch 72 und das zweite Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 angrenzend an irgendeines der vier Löcher 88 und der darin angeordneten optischen Detektoren 90 positioniert werden. Das Ausgangssignal von jedem der optischen Detektoren 90 wird der Steuerung 26 gemäß Darstellung in 3 zugeführt.
  • Die optischen Detektoren 90 könnten das vorstehend unter Bezugnahme auf 1 beschriebene Spektrometer 18 und das Pyrometer 20 aufweisen. Jedoch könnte, obwohl das System 14 von 1 eine bevorzugte Anwendung des optischen Schalters 22 ist, der Schalter in vielen weiteren Anwendungen verwendet werden. Somit sind die Detektoren 90 nicht auf das Spektrometer 18 und das Pyrometer 20 beschränkt und es könnten andere Arten von Detektoren verwendet werden. Ferner ist der optische Schalter 22 nicht auf die vier Detektoren 90 beschränkt, da der zweite Block 34 mit weniger oder mehr Detektorlöchern 88 versehen werden könnte, wobei in diesem Falle die Positionierungsscheibe 70 bevorzugt mit einer entsprechenden geringeren oder größeren Anzahl von Anfahrschritten ausgestattet würde.
  • Ein Annäherungssensor 92 ist auf dem zweiten Block 34 montiert, um eine Positionsrückkopplung für die Steuerung 26 zu erzeugen, so dass das zweite Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 selektiv angrenzend an das gewünschte Ende des Detektors 90 positioniert werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform, die am Besten in 5 zu sehen ist, ist der Annäherungssensor 92 ein Kapazitäts-Annäherungssensor, der auf dem zweiten Block 34 mittels einer Platte 94 befestigt ist. Eine Elektrode 96 ist an der Platte 94 so befestigt, dass ein Ende sehr nahe, jedoch nicht in Berührung mit dem Außenumfangsrand der, Positionierungsscheibe 70 angeordnet ist. Wenn eine der Anfahrstufen 70 die Elektrode 96 passiert, sobald sich die Rotorbaugruppe 30 dreht, wird der Spalt zwischen der Elektrode 94 und der Positionierungsscheibe 70 sehr klein. An diesem Punkt funktionieren die Elektrode 96 und die Positionierungsscheibe 70 wie die zwei Platten eines Kondensators und es wird ein Signal erzeugt. Dieses Signal wird der Steuerung 26 zugeführt, so dass die Rotorposition bekannt ist. Die Anfahrstufen 74 sind über den Umfang der Positionierungsscheibe 70 so angeordnet, dass das versetzte Loch 72 zu einem der Detektorlöcher 88 ausgerichtet ist, wann immer eine von diesen Anfahrstufen 74 die Elektrode 96 passiert. Somit liefert der Annäherungssensor 92 eine Positionierungsrückkopplung 26, die es der Steuerung 26 ermöglicht, die Rotorbaugruppe 30 stufenförmig zu betreiben, um das zweite Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 angrenzend an einen gewünschten Detektor 90 zu positionieren.
  • Im Betrieb wird das zweite Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 angrenzend an einen ausgewählten von den optischen Detektoren gemäß Bestimmung durch den Steueralgorithmus der Steuerung 26 positioniert. Insbesondere sendet die Steuerung 26 ein Signal an den Motor 62, welcher die Rotorbaugruppe veranlasst, sich mit den Zahnrädern 66 und 68 zu drehen. Wenn sich die geeignete Anfahrstufe 74 in die Nähe der Elektrode 96 des Annäherungssensors 92 bewegt, wird ein Signal an die Steuerung 26 gesendet, welche die Steuerung 26 veranlasst die Drehung der Rotorbaugruppe 30 zu beenden. Wenn sich die Rotorbaugruppe in Position befindet, wird die Strahlung aus dem optischen Kopf 16 durch das erste Glasfaserkabel 24 zu dem ersten Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 übertragen. Die Strahlung wird dann durch das zweite Glasfaserkabels 76 ausgesendet und auf einen ausgewählten optischen Detektor 90 gerichtet. Als Reaktion auf die einfallende Strahlung sendet der ausgewählte optische Detektor ein geeignetes Signal an die Steuerung 26, wie es in 3 dargestellt ist.
  • Wenn Daten von einem anderen optischen Detektor 90 benötigt werden, sendet die Steuerung 26 ein anderes Signal an den Motor 26. Als Reaktion auf dieses Signal bewirkt der Mo tor 26, dass sich die Rotorbaugruppe 30 wieder dreht und das zweite Ende des zweiten Glasfaserkabels 76 angrenzend an den anderen optischen Detektor 90 positioniert. Die Strahlung aus dem optischen Kopf 16 wird nun auf den anderen optischen Detektor 90 gerichtet und der Detektor erzeugt ein entsprechendes Signal, dass der Steuerung 26 zugeführt wird. Der Betriebsablauf ist für alle anderen optischen Detektoren 90 derselbe.
  • Somit ermöglicht der optische Schalter 22 mehreren optischen Detektoren 90 einen Gegenstand, wie zum Beispiel eine Turbinenschaufel 11 entlang derselben Sichtlinie zu überwachen. Die Verwendung einer gemeinsamen Sichtlinie bedeutet, dass alle optischen Detektoren auf dieselbe Bezugsstelle auf den Schaufeln 11 blicken und stellt sicher, dass ein gültiger Vergleich zwischen den Ausgangssignalen der verschiedenen Detektoren 90 durchgeführt werden kann.

Claims (12)

  1. Temperaturmesssystem (14) aufweisend: wenigstens zwei optische Detektoren (18, 20); dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei optischen Detektoren ein Pyrometer (20) und ein Spektrometer (18) aufweisen, eine Führungseinrichtung (22) vorgesehen ist, um selektiv Strahlung an jeden von den zwei optischen Detektoren (18, 20) entlang einer gemeinsamen Sichtlinie zu leiten; und eine Steuerung vorgesehen ist, um ein Spektrometersignal aus dem Spektrometer (18) und ein Pyrometersignal aus dem Pyrometer (20) aufzunehmen und zu vergleichen, um eine Temperatur zu ermitteln.
  2. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung (22) zur selektiven Strahlführung einen optischen Schalter aufweist.
  3. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 2, wobei der optische Schalter (22) aufweist: erste und zweite Blöcke (32, 34), wobei die optischen Detektoren (18, 20) in dem zweiten Block (34) angeordnet sind; einen Rotor (31), der zur Drehung zwischen den ersten und zweiten Blöcken (32, 34) um eine Drehachse befestigt ist; und ein Glasfaserkabel (76) mit einem auf der Drehachse angeordneten ersten Ende und einem von der Drehachse versetzt angeordneten zweiten Ende, wobei die Rotation des Rotors (31) selektiv das zweite Ende des Glasfaserkabels (76) angrenzend an einen der optischen Detektoren positioniert.
  4. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 3, wobei jeder einzelne von den optischen Detektoren (18, 20) in einem gleichen Abstand von der Drehachse angeordnet ist.
  5. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 3, welches ferner eine auf dem Rotor (31) befestigte Scheibe (70) aufweist, wobei das zweite Ende des Glasfaserkabels (76) in einem in der Scheibe (70) ausgebildeten Loch (72) angeordnet ist.
  6. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 3, welches ferner einen Motor (62) zum Drehen des Rotors (31) aufweist.
  7. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 1, welches ferner ein Beobachtungsfenster (12) und einen die Führungseinrichtung aufweisenden optischen Schalter (22) aufweist.
  8. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 7, welches ferner ein Glasfaserkabel (24) aufweist, das sich zwischen dem Beobachtungsfenster (12) und dem optischen Schalter (22) erstreckt.
  9. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 7, wobei der optische Schalter (22) aufweist: erste und zweite Blöcke (32, 34), wobei das Pyrometer (20) und das Spektrometer (18) in dem zweiten Block (34) angeordnet sind; einen Rotor (31), der zur Drehung zwischen den ersten und zweiten Blöcken (32, 34) um eine Drehachse befestigt ist; und ein Glasfaserkabel (76) mit einem auf der Drehachse angeordneten ersten Ende und einem von der Drehachse versetzt angeordneten zweiten Ende, wobei die Rotation des Rotors (31) selektiv das zweite Ende des Glasfaserkabels (76) angrenzend an einen der optischen Detektoren positioniert.
  10. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 9, wobei das Pyrometer (20) und das Spektrometer (18) in gleichen Abständen von der Drehachse angeordnet sind.
  11. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 9, welches ferner eine auf dem Rotor (31) befestigte Scheibe (70) aufweist, wobei das zweite Ende des Glasfaserkabels (76) in einem in der Scheibe (70) ausgebildeten Loch (72) angeordnet ist.
  12. Temperaturmesssystem (14) nach Anspruch 9, welches ferner einen Motor (62) zum Drehen des Rotors (31) aufweist.
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