JPH02185602A - 動翼先端すき間計測装置 - Google Patents
動翼先端すき間計測装置Info
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- JPH02185602A JPH02185602A JP1004420A JP442089A JPH02185602A JP H02185602 A JPH02185602 A JP H02185602A JP 1004420 A JP1004420 A JP 1004420A JP 442089 A JP442089 A JP 442089A JP H02185602 A JPH02185602 A JP H02185602A
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- light
- lens
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- optical fiber
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- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は航空用ソエットエンゾンの圧縮機およびタービ
ン等の動翼の回転中の先端すき間の針側に適用される測
定装置に関する。
ン等の動翼の回転中の先端すき間の針側に適用される測
定装置に関する。
本発明は発電用ガスタービン、車輌用ガスタービンその
他産業用ターぽ機械の動翼先端すき間計掬等にも利用で
自る。
他産業用ターぽ機械の動翼先端すき間計掬等にも利用で
自る。
従来の装置を１ＩＥ３図に示す。５１３図に示す従来の
光学（レーデ）式すき間針側装置ではレーデ発生器２１
に於て発生し九レーデは投光用光ファイバークー１ル２
２を介して光学系筒ＪＪＫ導かれ、プリズム２４を通り
て動翼２５の先端面で反射され再びプリズム２４を通り
、受光用光ファイバーケーブル２６を介して画像信号処
理装置２７へ送られる。動翼先端位置の変化は受光ビー
ムの破線位置への移動として＃Ｊ像信号処理装置に表わ
れる。
光学（レーデ）式すき間針側装置ではレーデ発生器２１
に於て発生し九レーデは投光用光ファイバークー１ル２
２を介して光学系筒ＪＪＫ導かれ、プリズム２４を通り
て動翼２５の先端面で反射され再びプリズム２４を通り
、受光用光ファイバーケーブル２６を介して画像信号処
理装置２７へ送られる。動翼先端位置の変化は受光ビー
ムの破線位置への移動として＃Ｊ像信号処理装置に表わ
れる。
従来の装置では（１）７’ｌ）ズムが主流ガスに近接し
ている丸め、主ｆｉガス中の燃焼生成物等が付着し易い
、（２）受光ケーブルはビーム位置を画像化する必要上
、数百万事の７アイパーの束になる丸め、破損しやすく
、又高価である、（３）画像信号処理装置はイメージイ
ンテンシ７アイヤを含み、これは真空管であるため振動
、衝撃Ｋｌｉ＜、又高価である１等の問題があシ、短時
間の地上試験用としては使えるが、実機エンノンに装着
してフィードバック制御を行なう実用化の域には達して
いないのが現状である。更に又光学系が非軸対称である
ため簡の径が大きくスペース的にも問題がある。
ている丸め、主ｆｉガス中の燃焼生成物等が付着し易い
、（２）受光ケーブルはビーム位置を画像化する必要上
、数百万事の７アイパーの束になる丸め、破損しやすく
、又高価である、（３）画像信号処理装置はイメージイ
ンテンシ７アイヤを含み、これは真空管であるため振動
、衝撃Ｋｌｉ＜、又高価である１等の問題があシ、短時
間の地上試験用としては使えるが、実機エンノンに装着
してフィードバック制御を行なう実用化の域には達して
いないのが現状である。更に又光学系が非軸対称である
ため簡の径が大きくスペース的にも問題がある。
本発明はこれらの問題を解決したすき間計測装置を提供
することを目的とする。
することを目的とする。
本発Ｆ！Ａｌ１ｃ係る動翼先端すき間計測装置は投光回
路と、投光用光ファイバーケーブルと、光プローブと、
受光用光７アイパーケーブルと、受光回路からなる動翼
先熾すき間計測装置において、前記光プローブは投光用
光ファイバーケーツルから出射する光を平行ビームにす
るレンズと、投光と受光の光を分離するハーフミラ−と
、可変焦点用可動レンズと、対物レンズと、受光用光フ
ァイバーケーブルの入口に集光させる丸めのレンズを具
備することを特徴とする。
路と、投光用光ファイバーケーブルと、光プローブと、
受光用光７アイパーケーブルと、受光回路からなる動翼
先熾すき間計測装置において、前記光プローブは投光用
光ファイバーケーツルから出射する光を平行ビームにす
るレンズと、投光と受光の光を分離するハーフミラ−と
、可変焦点用可動レンズと、対物レンズと、受光用光フ
ァイバーケーブルの入口に集光させる丸めのレンズを具
備することを特徴とする。
従来の光学（レーデ）式すき間針側装置が三角糊量法の
゛°慮１１Ｋ基ずくのく対し１本発明のすき間計渕装置
は動員先端面上に可変焦点レンズの焦点が結ばれ走時に
受光素子の出力が極大となることを利用し九町変焦点式
である丸め、主流ガスに近接する！リズムが不要にな〕
、又受光素子が１個のため受光用光７アイパーケーブル
は１本の７アイパーでよく、１ｉ１ｉ偉信号処理装置（
イメージインテンシ７アイヤ）が不ｌ！になる。更に又
主光学系が軸対称配置のレンズ群で構成されるため、光
学系簡の径を小さくすることができる。
゛°慮１１Ｋ基ずくのく対し１本発明のすき間計渕装置
は動員先端面上に可変焦点レンズの焦点が結ばれ走時に
受光素子の出力が極大となることを利用し九町変焦点式
である丸め、主流ガスに近接する！リズムが不要にな〕
、又受光素子が１個のため受光用光７アイパーケーブル
は１本の７アイパーでよく、１ｉ１ｉ偉信号処理装置（
イメージインテンシ７アイヤ）が不ｌ！になる。更に又
主光学系が軸対称配置のレンズ群で構成されるため、光
学系簡の径を小さくすることができる。
本発明の実施例を第１図〜第２図に示す。
＃Ｉ１図は本発明のす自問計測装置の構成を示す。
第１図において６は高温になるケーシングＪＫ磯付ける
光グローブ本体であシ、動翼２とケーシング１のすき間
を計測する。３は投光回路４に受光回路１５を格納し電
子ｇ品を常温に近い環境に保つエレクトロニクス部であ
る。６の光グロー１本体と３のエレクトロニクス部は、
投光用の単芯光ファイバーケーブル５と、受光用の単芯
光７アイパーケーブルＪ４によ）結ばれる。６の光プロ
ーツ本体は５の投光用ファイバーケーブルから出射され
る光を平行ビームにするレンズ１と、投光と受光の光を
分離するハーフ１９−ＩＩと、可変焦点用可動レンズ９
とこれを保持するスプリング１０および回転する動翼先
端面に投光ビームス４ツトを作るための対物レンズ１１
からなる投光系と、動翼先４Ｉ／ｃ当って反射する光を
集光するのＫも用いる１１の対物レンズ、９の可動レン
ズ、８のハーフミラ−および光を１４の受光用光ファイ
バーケーブルの入口に集光させる丸めの１２のレンズか
らなる受光系に分けられる。
光グローブ本体であシ、動翼２とケーシング１のすき間
を計測する。３は投光回路４に受光回路１５を格納し電
子ｇ品を常温に近い環境に保つエレクトロニクス部であ
る。６の光グロー１本体と３のエレクトロニクス部は、
投光用の単芯光ファイバーケーブル５と、受光用の単芯
光７アイパーケーブルＪ４によ）結ばれる。６の光プロ
ーツ本体は５の投光用ファイバーケーブルから出射され
る光を平行ビームにするレンズ１と、投光と受光の光を
分離するハーフ１９−ＩＩと、可変焦点用可動レンズ９
とこれを保持するスプリング１０および回転する動翼先
端面に投光ビームス４ツトを作るための対物レンズ１１
からなる投光系と、動翼先４Ｉ／ｃ当って反射する光を
集光するのＫも用いる１１の対物レンズ、９の可動レン
ズ、８のハーフミラ−および光を１４の受光用光ファイ
バーケーブルの入口に集光させる丸めの１２のレンズか
らなる受光系に分けられる。
次に本発明によるすき間計測装置の作動について述べる
。５の光ファイバーケーブルには３よシ光が送られ８０
光ｆ ｏ −ｆ内の一燗で光が出射する。５の光ファイ
バーの直径は十分小さく出射端では点光源とみなすこと
ができる。出射し九九は１のレンズによシ平行ビームと
なシ、８のバー７オラーを過つ’（後可動レンズ９、対
物レンズ１１によシ動翼２の先端面近傍に光ビームスポ
ットを緒儂させる。ここで可動レンズ９は１０のスプリ
ングによシ保持されておｐＨの加圧空気を周期的に変動
させることによ〕１周期的に位置が変動し、従って９，
１１のノン、ｆ１＃による焦点距離を周期的に変動させ
ることができる。翼端に結像し走光は反射し、１１，９
のレンズを通りた後８のハーフζツーで分けられ投光光
軸と９０’＠げられ九方向へ進み、ＪＪのノンｔＫよシ
１４の受光用光ファイバーケーツル入口付近に集光され
る。１４の光ファイバーの直径は十分小さいため、動翼
２の先端面上に光ビームスポットが丁度焦点を結んだ時
に光量が急激なピーク値に達する。従って受光回路の出
力もまたピーク値となシ、仁の時のレンズ群９．１１の
焦点距離は可動レンズ９の位置すなわち加圧空気１３の
圧力の関数であるから。
。５の光ファイバーケーブルには３よシ光が送られ８０
光ｆ ｏ −ｆ内の一燗で光が出射する。５の光ファイ
バーの直径は十分小さく出射端では点光源とみなすこと
ができる。出射し九九は１のレンズによシ平行ビームと
なシ、８のバー７オラーを過つ’（後可動レンズ９、対
物レンズ１１によシ動翼２の先端面近傍に光ビームスポ
ットを緒儂させる。ここで可動レンズ９は１０のスプリ
ングによシ保持されておｐＨの加圧空気を周期的に変動
させることによ〕１周期的に位置が変動し、従って９，
１１のノン、ｆ１＃による焦点距離を周期的に変動させ
ることができる。翼端に結像し走光は反射し、１１，９
のレンズを通りた後８のハーフζツーで分けられ投光光
軸と９０’＠げられ九方向へ進み、ＪＪのノンｔＫよシ
１４の受光用光ファイバーケーツル入口付近に集光され
る。１４の光ファイバーの直径は十分小さいため、動翼
２の先端面上に光ビームスポットが丁度焦点を結んだ時
に光量が急激なピーク値に達する。従って受光回路の出
力もまたピーク値となシ、仁の時のレンズ群９．１１の
焦点距離は可動レンズ９の位置すなわち加圧空気１３の
圧力の関数であるから。
この圧力を別に計測することによシ容易にすき間を知る
ことができる。今レンズ９．１１のｍ！距離を各々ｆｌ
、ｆ、レンズ間の距離をＸとするとレンズ群としての焦
点距離ｆは公式によ） １−±十ニー上、従って４÷−でｅバカ；］７丁−１ｆ
ｌ ｆ冨 ｆ、ｆｌ 方スプリング１０のバネ定数をｋ、加圧空気１３菖２図
は本願実施例の作動原理を図解したもので、第２図−）
は加圧空気の圧力ｐを適当に周期的に変動させている状
況を示す。（ｔは時刻）第２−６）は受光量の出力ｑの
予想変化であシビームスＩットが丁度動翼先端面上に焦
点を結ぶ毎にピーク値を示している。例えば時刻ｔＩに
おいてｑが極大となシこの時の加圧空気圧力をｐ＃とす
ると、第２図（ｃ）のｐ；ｋｘの関係から、この時のレ
ンズ間距ｊｌｉ（すなわちすきま） ！ Ｗ ！ ｉが
求まる。第２図（ｅ）にはこのようにして時間的に変化
するすきま（ｘ）が離散的に求まる状況を示す。なお本
実施例に示した可動し／−ｅ、スプリングおよび加圧空
気の組合せＫよる可変焦点距離機構と、圧力針側による
焦点距離測距方式は、−例と示し九ものであシ、本出願
請求範囲を制約するものではない。
ことができる。今レンズ９．１１のｍ！距離を各々ｆｌ
、ｆ、レンズ間の距離をＸとするとレンズ群としての焦
点距離ｆは公式によ） １−±十ニー上、従って４÷−でｅバカ；］７丁−１ｆ
ｌ ｆ冨 ｆ、ｆｌ 方スプリング１０のバネ定数をｋ、加圧空気１３菖２図
は本願実施例の作動原理を図解したもので、第２図−）
は加圧空気の圧力ｐを適当に周期的に変動させている状
況を示す。（ｔは時刻）第２−６）は受光量の出力ｑの
予想変化であシビームスＩットが丁度動翼先端面上に焦
点を結ぶ毎にピーク値を示している。例えば時刻ｔＩに
おいてｑが極大となシこの時の加圧空気圧力をｐ＃とす
ると、第２図（ｃ）のｐ；ｋｘの関係から、この時のレ
ンズ間距ｊｌｉ（すなわちすきま） ！ Ｗ ！ ｉが
求まる。第２図（ｅ）にはこのようにして時間的に変化
するすきま（ｘ）が離散的に求まる状況を示す。なお本
実施例に示した可動し／−ｅ、スプリングおよび加圧空
気の組合せＫよる可変焦点距離機構と、圧力針側による
焦点距離測距方式は、−例と示し九ものであシ、本出願
請求範囲を制約するものではない。
本発明は前述のようＫｍ成されているので次に記載する
ような効果を奏する。
ような効果を奏する。
１１１ 光学（レーデ）式ターが機械動翼先端すき間
計において、対物レンズを主流ガスから遠ざけるととく
よル異物付着をなくすことができる。
計において、対物レンズを主流ガスから遠ざけるととく
よル異物付着をなくすことができる。
（２１受光系を可変焦点くよる輝度判定回路としたこと
Ｋよシ光７アイパーを一芯化し、又イメージインテンシ
７アイヤを不用にしてシステム全体の信頼性、耐久性、
低廉性を大幅に高め、更には小型化を可能にすることが
できる。
Ｋよシ光７アイパーを一芯化し、又イメージインテンシ
７アイヤを不用にしてシステム全体の信頼性、耐久性、
低廉性を大幅に高め、更には小型化を可能にすることが
できる。
第１図は本発明の実施例を示す図、第２図は本発明の実
施例の作動原理を示す図、第３図は従来装置を示す図で
ある。 １・・・ケーシング、；１，２６・・・動翼、３・・・
エレクトロニクス部、４・・・投光回路、５，２２・・
・投光用光ファイバーケーブル、６・・・光！ロープ、
１．１２・・・レンズ、８・・・ハーフミラ−９・・・
可動レンズ、１０・・・スゲリング、１１・・・対物レ
ンズ、１３・・・加圧空気、１４．１６・・・受光用光
ファイバーケーブル、１５・・・受光回路、２４・・・
グリズム、２７・・・画像信号処理装置。
施例の作動原理を示す図、第３図は従来装置を示す図で
ある。 １・・・ケーシング、；１，２６・・・動翼、３・・・
エレクトロニクス部、４・・・投光回路、５，２２・・
・投光用光ファイバーケーブル、６・・・光！ロープ、
１．１２・・・レンズ、８・・・ハーフミラ−９・・・
可動レンズ、１０・・・スゲリング、１１・・・対物レ
ンズ、１３・・・加圧空気、１４．１６・・・受光用光
ファイバーケーブル、１５・・・受光回路、２４・・・
グリズム、２７・・・画像信号処理装置。
Claims (1)
- 投光回路と、投光用光ファイバーケーブルと、光プロ
ーブと、受光用光ファイバーケーブルと、受光回路から
なる動翼先端すき間計測装置において、前記光プローブ
は投光用光ファイバーケーブルから出射する光を平行ビ
ームにするレンズと、投光と受光の光を分離するハーフ
ミラーと、可変焦点用可動レンズと、対物レンズと、受
光用光ファイバーケーブルの入口に集光させるためのレ
ンズを具備することを特徴とする動翼先端すき間計測装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004420A JPH02185602A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 動翼先端すき間計測装置 |
| US07/446,867 US5017796A (en) | 1989-01-11 | 1989-12-06 | Moving blade tip clearance measurement apparatus and method with moveable lens |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1004420A JPH02185602A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 動翼先端すき間計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02185602A true JPH02185602A (ja) | 1990-07-20 |
Family
ID=11583783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1004420A Pending JPH02185602A (ja) | 1989-01-11 | 1989-01-11 | 動翼先端すき間計測装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5017796A (ja) |
| JP (1) | JPH02185602A (ja) |
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| CN112432602A (zh) * | 2020-11-25 | 2021-03-02 | 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 | 一种双光束激光干涉法发动机叶尖间隙测量方法及装置 |
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| JP4509578B2 (ja) | 2004-01-09 | 2010-07-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| JP4601965B2 (ja) * | 2004-01-09 | 2010-12-22 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
| JP4598407B2 (ja) * | 2004-01-09 | 2010-12-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | レーザ加工方法及びレーザ加工装置 |
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| US8553237B2 (en) | 2011-01-14 | 2013-10-08 | Prime Photonics, Lc | Optical blade clearance probe |
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