CN108027231B - 光纤探头、光纤测量装置以及间距控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光纤探头、光纤测量装置以及间距控制系统。具备：探头主体(21)；存放于探头主体(21)的内部空间(S)且前端部配置在成为探头主体(21)的外表面的被检测面侧(P1)的光纤(22)；和位置限制构件(23)，光纤(22)具有前端侧的细径部(22a)和后端侧的粗径部(22b)，探头主体(21)具有：在内部空间(S)中设置于被检测面(P1)的相反侧的底面(P2)；和将被检测面(P1)和底面(P2)之间连通的贯通孔(31d)，细径部(22a)在贯通孔(31d)插通，粗径部(22b)使前端部与底面(P2)抵接，以挠曲的状态配置在内部空间(S)，位置限制构件(23)与粗径部(22b)的后端部抵接设置，以使粗径部(22b)挠曲的状态限制光纤(22)的位置。

Description

光纤探头、光纤测量装置以及间距控制系统

技术领域

本发明涉及利用光纤的探头即光纤探头、光纤测量装置以及间距控制系统。

背景技术

过去，作为光纤探头，已知6×1纤构成的反射探头(例如参考专利文献1)。该反射探头具有中心纤和6根同轴纤。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2010-8409号公报

发明内容

发明要解决的课题

然而，反射探头等光纤探头例如有时会设置于蒸汽涡轮机或燃气涡轮机等涡轮机中。在该情况下，光纤探头暴露在高温、高压环境下。光纤探头若在严酷的外部环境下使用，光纤就会从被检测面沉陷，另外用于固定光纤的陶瓷制的密封件的一部分会有缺损的可能性。如此，若光纤探头在严酷的外部环境下使用，光纤的位置或形状就会变化，利用光纤探头的检测精度有可能降低。

因此，本发明课题在于，提供能抑制以外部环境为要因的光纤的变化并能抑制检测精度的降低的光纤探头、光纤测量装置以及间距控制系统。

用于解决课题的手段

本发明的光纤探头的特征在于，具备：探头主体，具有设置于外表面的被检测面、和设置于内部的内部空间；光纤，存放于所述内部空间，前端部配置于所述探头主体的所述被检测面侧；和位置限制构件，安装于所述探头主体，所述光纤在前端侧具有直径细的细径部，在所述细径部的后端侧具有直径粗的粗径部，所述探头主体具有在所述内部空间中设置于所述被检测面的相反侧的底面、和将所述被检测面与所述底面之间连通的贯通孔，所述细径部在所述贯通孔插通，所述粗径部使前端部与所述底面抵接，以挠曲的状态配置在所述内部空间，所述位置限制构件与所述粗径部的后端部抵接设置，以使所述粗径部挠曲的状态限制所述光纤的位置。

根据该构成，通过使光纤的粗径部挠曲，能将粗径部推顶到内部空间的底面侧。因此，即使是外部环境成为高温、高压环境的情况，也能抑制光纤的细径部从探头主体的被检测面沉陷。另外，由于能省略用于将光纤固定在探头主体的密封件，因此不会出现密封件的缺损。因而，能抑制以外部环境为要因的光纤的变化，因此能抑制检测精度的降低。

本发明的其他光纤探头的特征在于，具备：探头主体，具有设置于外表面的被检测面和设置于内部的内部空间；光纤，存放于所述内部空间，前端部配置于所述探头主体的所述被检测面侧；位置限制构件，安装于所述探头主体；和弹性构件，将所述光纤推压到所述被检测面侧，所述光纤在前端侧具有直径细的细径部，在所述细径部的后端侧具有直径粗的粗径部，所述探头主体具有在所述内部空间中设置于所述被检测面的相反侧的底面、和将所述被检测面与所述底面之间连通的贯通孔，所述细径部在所述贯通孔插通，所述粗径部以使前端部与所述底面抵接的状态配置，所述位置限制构件相对于所述粗径部的后端部空开间隙而设置，所述弹性构件设置在所述粗径部的后端部与所述位置限制构件的所述间隙。

根据该构成，由于通过在光纤的粗径部的后端部与位置限制构件之间设置弹性构件，能由弹性构件将光纤推压到被检测面侧，因此能将粗径部推顶到内部空间的底面侧。因此，在外部环境成为高温、高压环境的情况下，也能抑制光纤的细径部从探头主体的被检测面沉陷。另外，由于能省略用于将光纤固定在探头主体的密封件，因此不会出现密封件的缺损。因而，能抑制以外部环境为要因的光纤的变化，因此能抑制检测精度的降低。

另外，优选，所述光纤具有成为中心部的纤芯、和设置于所述纤芯的周围的包层，所述纤芯在所述粗径部以及所述细径部的直径相同，另一方面，所述包层与所述细径部相比，在所述粗径部的外径变粗。

根据该构成，由于不改变纤芯的直径，使包层的外径在粗径部变粗即可，因此能将纤芯与包层的界面维持在均匀的状态。

另外，优选，还具备在所述贯通孔的所述被检测面侧插通的光学窗口。

根据该构成，能通过光学窗口划分探头主体的外部和探头主体的内部空间。因此，光纤不在探头主体的外部露出，能使光纤存放在内部空间，因此能抑制光纤暴露在外部环境。

另外，优选，所述光学窗口成为在轴向上长的圆柱形状，所述轴向成为所述贯通孔的插通方向，所述光学窗口的外周面被镀覆加工。

根据该构成，由于能使通过光学窗口的光反射，因此能抑制通过光学窗口的光的强度降低。

本发明的其他光纤探头的特征在于，具备：探头主体，具有设置于外表面的被检测面、和设置于内部的内部空间；光纤，存放于所述内部空间，前端部配置于所述探头主体的所述被检测面侧；和光学窗口，安装于所述探头主体，所述探头主体具有在所述内部空间中设置于所述被检测面的相反侧的底面、和将所述被检测面与所述底面之间连通的贯通孔，所述光纤的前端部在所述贯通孔插通，所述光学窗口相对于所述光纤的前端部在所述贯通孔的所述被检测面侧插通。

根据该构成，能通过光学窗口划分探头主体的外部和探头主体的内部空间。因此，光纤不在探头主体的外部露出，能使光纤存放在内部空间，因此能抑制光纤暴露在外部环境。因此，在外部环境成为高温、高压环境的情况下，也能抑制光纤的前端部从探头主体的被检测面沉陷。另外，由于能省略用于将光纤固定在探头主体的密封件，因此不会出现密封件的缺损。因而，能抑制以外部环境为要因的光纤的变化，因此能抑制检测精度的降低。

本发明的光纤测量装置的特征在于，具备：上述的光纤探头；发光部，向所述光纤探头出射光；受光部，接受从所述光纤探头入射的光；测量控制部，对去往所述发光部的发光信号和来自所述受光部的受光信号进行信号处理。

根据该构成，在严酷的外部环境下使用光纤探头的情况下，也能抑制光纤探头的检测精度的降低，因此能精度良好地进行利用光纤探头的测量。

另外，优选，所述光纤具有用于使光从所述被检测面出射的多个送光用纤、和与多个所述送光用纤分别建立对应并用于接受入射到所述被检测面的光的多个受光用纤，所述发光部使从多个所述送光用纤出射的光的色彩不同，所述受光部具有分选多个不同的色彩的光的多个滤光器。

根据该构成，在将多个送光用纤和多个受光用纤分别建立对应的情况下，即使是从1个送光用纤出射的光入射到未建立对应的其他受光用纤的情况，也能由受光部的多个滤光器对光进行分选。因此，能抑制多个送光用纤和多个受光用纤的光的混合(即串扰)，因此能抑制受光部中的光的误检测。

本发明的间距控制系统是对涡轮机的所述间距进行调整的间距控制系统，所述涡轮机具备罩壳、和相对于所述罩壳空开给定的间距而对置设置的动叶，该间距控制系统的特征在于，具备：上述光纤测量装置，基于所述发光信号和所述受光信号来测量所述间距；和涡轮机控制部，基于由所述光纤测量装置测量出的所述间距执行用于调整所述间距的间距调整控制。

根据该构成，在严酷的外部环境下使用光纤探头的情况下，也能抑制光纤探头的检测精度的降低，因此能精度良好地进行利用光纤探头的间距的测量。因而，能精度良好地执行基于涡轮机控制部的间距调整控制。

附图说明

图1是与实施方式1所涉及的间距控制系统相关的概略构成图。

图2是示意地表征实施方式1所涉及的光纤探头的截面图。

图3是与间距的算出方法相关的说明图。

图4是与用光纤探头检测到的受光信号的信号强度相关的图表。

图5是示意地表征实施方式1的变形例1所涉及的光纤探头的截面图。

图6是示意地表征实施方式2所涉及的光纤探头的截面图。

图7是示意地表征实施方式2的变形例2所涉及的光纤探头的截面图。

图8是示意地表征实施方式3所涉及的光纤探头的截面图。

图9是示意地表征实施方式4所涉及的光纤测量装置的概略构成图。

具体实施方式

以下，基于附图来详细说明本发明所涉及的实施方式。另外，并不由本实施方式限定本发明。另外，在下述实施方式中的构成要素中包含能容易地由本领域技术人员置换的要素或实质相同的要素。进而，以下记载的构成要素能适当组合，另外，在实施方式有多个的情况下，还能将各实施方式组合。

[实施方式1]

图1是与实施方式1所涉及的间距控制系统相关的概略构成图。图2是示意地表征实施方式1所涉及的光纤探头的截面图。图3是与间距的算出方法相关的说明图。图4是与用光纤探头检测到的受光信号的信号强度相关的图表。

如图1所示那样，实施方式1所涉及的间距控制系统1是测量形成于涡轮机3的罩壳5与动叶6之间的间距d并基于测量结果调整间距d的系统。首先，在间距控制系统1的说明之前说明涡轮机3。

涡轮机3是包含蒸汽涡轮机或燃气涡轮机的涡轮机械。涡轮机3具有：设置于成为旋转轴的未图示的转子的多个动叶6；和设置于多个动叶6的周围的罩壳5。多个动叶6安装于转子，并在转子的周向上空开给定的间隔而并列设置。罩壳5与在周向上并列设置的动叶6对置设置，形成为圆环形状。罩壳5空开给定的间距d与多个动叶6对置设置。罩壳5例如是包含内机室和设置于内机室的外侧的外机室的构成。

接下来，参考图1来说明间距控制系统1。间距控制系统1具备涡轮机控制部8和光纤测量装置10，光纤测量装置10测量间距d。

涡轮机控制部8基于由光纤测量装置10测量出的间距d来执行用于调整间距d的间距调整控制。在此，作为间距，有转子的径向上的间距(所谓的顶间距)d、和转子的轴向上的间距，在图1中示出转子的径向上的间距d。

涡轮机控制部8例如对使包含内机室以及外机室的罩壳5上下移动的致动器进行控制，作为转子的径向上的间距调整控制，从而调整间距d。另外，涡轮机控制部8例如对使转子上下移动的致动器进行控制来调整间距d。另外，涡轮机控制部8例如通过控制罩壳5的温度来调整罩壳5的热伸展，从而调整间距d。

另外，涡轮机控制部8例如对使包含内机室以及外机室的罩壳5在轴向上移动的致动器进行控制，作为转子的轴向上的间距调整控制，从而调整间距。进而，涡轮机控制部8例如对使转子在轴向上移动的致动器进行控制来调整间距。

光纤测量装置10测量罩壳5与动叶6之间的间距d，且具备光纤探头11、发光部12、受光部13和测量控制部14。

如图1所示那样，光纤探头11安装于罩壳5，其被检测面P1在转子的径向上与动叶6对置配置。因此，光纤探头11暴露在罩壳5与动叶6之间的高温、高压的外部环境下。如图2所示那样，光纤探头11具备探头主体21、多个光纤22和位置限制构件23。

探头主体21包含成为被检测面P1侧的前端侧壳体31、设置于前端侧壳体31的后端侧的后端侧壳体32、和将前端侧壳体31和后端侧壳体32紧固的螺母33而构成，在其内部形成中空的内部空间S。

前端侧壳体31具有底板部31a、圆筒部31b和凸缘部31c，形成为有底的圆筒形状。底板部31a的外侧的面成为被检测面P1，内侧的面成为底面P2。在该底板部31a，在被检测面P1和底面P2对置的厚度方向上形成多个贯通孔31d，贯通孔31d将探头主体211的外部和探头主体21的内部空间S连通。多个贯通孔31d靠向径向的一侧形成一组的多个贯通孔31d，靠向径向的另一侧形成另一组的多个贯通孔31d。一组贯通孔31d的贯通方向和另一组贯通孔31d的贯通方向形成为成为给定的角度α。圆筒部31b在其前端侧设置底板部31a，在其后端侧设置凸缘部31c。凸缘部31c向圆筒部31b的径向外侧突出而形成。该凸缘部31c作为紧固的螺母33的止动器发挥功能。另外，在前端侧壳体31，在凸缘部31c的内周面侧遍及全周地形成收容槽31e，在该收容槽31e收容位置限制构件23。

后端侧壳体32具有底板部32a和圆筒部32b，形成为有底的圆筒形状。在底板部32a形成插通多个光纤22的插通孔32c。圆筒部32b在其后端侧设置底板部32a，在其前端侧抵接前端侧壳体31的凸缘部31c。在圆筒部32b的前端侧的外周面形成紧固螺母33的外螺纹。

另外，在前端侧壳体31与后端侧壳体32之间设置销35，销35限制周向上的前端侧壳体31和后端侧壳体32的位置。该销35在对后述的螺母33进行紧固时限制前端侧壳体31以及后端侧壳体32被带着转动。

螺母33形成为圆环状，在轴向的一侧的内周面形成内螺纹，并形成从轴向的另一侧的内周面突出的突出部33a。螺母33从前端侧壳体31插入，螺母33的内螺纹和后端侧壳体32的外螺纹被紧固。另外，螺母33通过其突出部33a与前端侧壳体31的凸缘部31c抵接而被限制位置。

多个光纤22存放于探头主体21的内部空间S，且具有多个送光用纤41和多个受光用纤42。具体地，送光用纤41设有2根，一个送光用纤41在中空的内部空间S中靠向一侧(图2的上侧)配置，另一个送光用纤41靠向另一侧(图2的下侧)配置。多个受光用纤42以一个送光用纤41为中心同心圆状地配置多个，同样地，以另一个送光用纤41为中心同心圆状地配置多个。如此，多个光纤22分为成为一组的多个光纤22和成为另一组的多个光纤22来配置。

另外，各光纤22包含直径细的细径部22a和直径粗的粗径部22b而构成。细径部22a设置于成为被检测面P1侧的光纤22的前端部。粗径部22b设置于细径部22b的后端侧，在粗径部22b的后端侧设置细径部22a。即，在2个细径部22a之间设置粗径部22b。该光纤22具有成为中心部的纤芯45和设置于纤芯45的周围的包层46，纤芯45遍及光纤22的全长成为相同直径。即，光纤22在细径部22a以及粗径部22b的纤芯45的直径相同。另一方面，包层46与细径部22a相比在粗径部22b的外径变粗。

位置限制构件23形成为圆板形状，收容于前端侧壳体31的收容槽31e，由此将探头主体21的内部空间S区分成2个。在该位置限制构件23贯通形成插通多个光纤22的细径部22a的多个插通孔23a。另外，多个插通孔23a对应于成为一组的多个光纤22贯通形成多个，并且对应于成为另一组的多个光纤22贯通形成多个。

上述的光纤22的前端侧的细径部22a在探头主体21的贯通孔31d插通，后端侧的细径部22a在位置限制构件23的插通孔23a插通。另外，光纤22的粗径部22b在底面P2与位置限制构件23之间的内部空间S以挠曲的状态配置。即，粗径部22b形成得长于探头主体21的底面P2与位置限制构件23之间的长度。并且，粗径部22b其前端侧与探头主体21的底面P2抵接，其后端侧与位置限制构件23抵接，从而以挠曲的状态配置。

发光部12与光纤探头11的2根送光用纤41分别连接，基于测量控制部14的发光信号出射光。从送光用纤41出射的光照射到动叶6，并且从动叶6反射的反射光入射到探头主体21的被检测面P1。

受光部13与光纤探头11的受光用纤42分别连接，接受从探头主体21的被检测面P1入射的反射光，向测量控制部14输出受光信号。

测量控制部14与发光部12以及受光部13分别连接，向发光部12输出发光信号，并被输入从受光部13输出的受光信号。另外，测量控制部14与涡轮机控制部8连接，对发光信号和受光信号进行信号处理来测量间距d，将测量出的间距d向涡轮机控制部8输出。

在此，参考图3以及图4来说明基于测量控制部14的间距d的算出方法。测量控制部14基于下述的(1)式所示的算出式来算出间距d。

【数学式1】

在此，角度α是从2根送光用纤41出射的2道光的导光方向所成的角度、即一组贯通孔31d的贯通方向和另一组的贯通孔31d的贯通方向所成的角度α。该角度α成为已知的角度。距离l是A-B间的长度、即2根送光用纤41之间的距离，成为已知的距离。另外，周长2πR是多个动叶6的外周的周长，成为已知的周长。时间T是1周(旋转一圈)所花费的时间，成为基于转子的旋转速度得到的时间。即，“2πR/T”成为多个动叶6的外周上的周速。时间Δt成为动叶6通过2根送光用纤41之间的时间，基于受光信号得到。

在此，测量控制部14取得图4所示的受光信号作为受光信号。图4中，其横轴成为时间，其纵轴成为信号强度。如图4所示那样，受光信号检测到2个信号峰值。2个信号峰值通过从2根送光用纤41出射的2道光得到。并且，测量控制部14取得从一个信号峰值到另一个信号峰值的时间作为时间Δt。测量控制部14若基于受光信号取得时间Δt，就基于上述的(1)式所示的算出式来算出间距d。

如以上那样，根据实施方式1，通过将光纤22的粗径部22b挠曲地配置在内部空间S，能将粗径部22b推顶到内部空间S的底面P2侧。因此，即使是外部环境成为高温、高压环境的情况，也能抑制光纤22的细径部22a从探头主体21的被检测面P1沉陷。另外，由于能省略用于将光纤22固定于探头主体21的密封件，因此不会出现密封件的缺损。因而，能抑制以外部环境为要因的光纤22的变化，因此能抑制检测精度的降低。

另外，根据实施方式1，由于能使光纤22的纤芯45的直径在细径部22a以及粗径部22b成为相同直径，因此能将纤芯45与包层46的界面维持成均匀的状态。另外，只要加粗包层46的外径，就能简单地形成粗径部22b。

另外，根据实施方式1，即使是将光纤探头11配置在严酷的外部环境下的情况，也能抑制光纤探头11的检测精度的降低，因此能精度良好地进行利用光纤测量装置10的间距d的测量。

另外，根据实施方式1，由于能使用光纤测量装置10精度良好地进行间距d的测量，因此间距控制系统1能精度良好地调整罩壳5与动叶6之间的间距d，能谋求涡轮机效率的提升。

另外，实施方式1的光纤探头11运用于间距控制系统1中所用的光纤测量装置10，但并不限定于该构成。即，在实施方式1中，为了测量间距d而使用2根送光用纤41。与此相对，例如光纤探头也可以是图5所示的变形例1。图5是示意地表征实施方式1的变形例1所涉及的光纤探头的截面图。如图5所示那样，光纤22可以是仅1根的构成。

另外，实施方式1的光纤测量装置10为了测量罩壳5与动叶6之间的间距d而用，但并不限定于该构成。例如，光纤测量装置10也可以为了测量设置于涡轮机3的静叶与转子之间的间距而用。在该情况下，涡轮机控制部8优选通过例如对主动间距控制(ACC)进行控制来调整间距d。所谓主动间距控制，是通过使设置于静叶与转子之间的密封部在转子的径向上移动来调整间距。

另外，实施方式1的光纤22的粗径部22b通过加粗包层46的外径来形成，但也可以通过遍及全长地在成为细径部22a的光纤22的周围配置分体的被覆构件来形成粗径部22b。

[实施方式2]

接下来，参考图6来说明实施方式2所涉及的光纤探头。图6是示意地表征实施方式2所涉及的光纤探头的截面图。另外，在实施方式2中，为了避免重复的记载而说明与实施方式1不同的部分，对与实施方式1同样构成的部分标注相同标号进行说明。

如6所示那样，实施方式2的光纤探头50具备探头主体51、多个光纤52、位置限制构件53和弹性构件54。

探头主体51包含成为被检测面P1侧的前端侧壳体61、设置于前端侧壳体61的后端侧的后端侧壳体62、将前端侧壳体61和后端侧壳体62紧固的螺母63而构成，在其内部形成中空的内部空间S。

前端侧壳体61与实施方式1的前端侧壳体31大致同样，具有底板部61a、圆筒部61b、凸缘部61c、贯通孔61d和收容槽61e，形成为有底的圆筒形状。前端侧壳体61的收容槽61e与实施方式1相比，形成到底面P2侧为止。

后端侧壳体62与实施方式1的后端侧壳体32大致同样，具有底板部62a和圆筒部62b，形成为有底的圆筒形状。另外，在后端侧壳体62，在圆筒部62b的前端侧设置细径圆筒部62c，该细径圆筒部62c收容在前端侧壳体61的收容槽61e，并限制位置限制构件53的位置。另外，螺母63由于与实施方式1的螺母33同样，因此省略说明。

多个光纤52存放在探头主体51的内部空间S，与实施方式1同样地，具有多个送光用纤71和多个受光用纤72。

另外，各光纤52与实施方式1同样，包含直径细的细径部52a和直径粗的粗径部52b而构成。在此，粗径部52b与实施方式1相比形成得短。

位置限制构件53与实施方式1同样形成为圆板形状，收容在前端侧壳体61的收容槽61e的底面P2侧。

上述的光纤52的前端侧的细径部52a在探头主体51的贯通孔61d插通，后端侧的细径部52a在位置限制构件53的插通孔53a插通。另外，光纤52的粗径部52b形成得短于探头主体51的底面P2与位置限制构件53之间的长度。并且，粗径部52b其前端侧与探头主体51的底面P2抵接，其后端侧与位置限制构件53空开给定的间隙而配置。

弹性构件54设置在光纤52的粗径部52b的后端部与位置限制构件53的间隙，对应于多个光纤52的数量而设置多个。弹性构件54例如使用盘簧，通过推压光纤52的粗径部52b和位置限制构件53来将光纤52推压到被检测面P1侧。

如以上那样，根据实施方式2，由于通过在光纤52的粗径部52b的后端部与位置限制构件53之间设置弹性构件54，能用弹性构件54将光纤52推压到被检测面P1侧，因此能将粗径部52b推顶到内部空间S的底面P2侧。因此，即使是外部环境成为高温、高压环境的情况，也能抑制光纤52的细径部52a从探头主体51的被检测面P1沉陷。另外，由于能省略用于将光纤52固定在探头主体51的密封件，因此不会出现密封件的缺损。因而，由于能抑制以外部环境为要因的光纤52的变化，因此能抑制检测精度的降低。

另外，实施方式2的光纤探头50在光纤52的粗径部52b与位置限制构件53之间设置弹性构件54，但也可以是图7所示的变形例2。图7是示意地表征实施方式2的变形例2所涉及的光纤探头的截面图。如图7所示那样，在光纤52的粗径部52b与弹性构件54之间设置圆板形状的中间板68，弹性构件54在中间板68与位置限制构件53之间设置一个。另外，在中间板68贯通形成多个插通孔69，在多个插通孔69插通多个光纤52的后端侧的细径部52a。

根据该构成，弹性构件54由于能推压中间板68，因此能隔着中间板68推压多个光纤52的粗径部52b的全部。因此，不需要对应于多个光纤52的数量准备多个弹性构件54，能使弹性构件54的大小也大。

[实施方式3]

接下来，参考图8来说明实施方式3所涉及的光纤探头。图8是示意地表征实施方式3所涉及的光纤探头的截面图。另外，在实施方式3中，也为了避免重复的记载而对与实施方式1以及2不同的部分进行说明，对与实施方式1以及2同样构成的部分，标注相同标号进行说明。

如图8所示那样，实施方式3的光纤探头70在实施方式1以及2的光纤探头11、50进一步具备在探头主体21、51的贯通孔31d、61d插通的光学窗口75。另外，以下运用到实施方式1来进行说明。

光学窗口75例如使用蓝宝石玻璃或石英玻璃形成为圆柱形状(杆状)，在贯通孔31d插通，通过钎焊或压入而固定在贯通孔31d。另外，光学窗口75在其外周面实施镀覆加工，提高了光学窗口75内的光的反射率。并且，在光学窗口75的后端侧抵接光纤22的前端部。

在光纤22的送光用纤41的前端部实施散射加工，从送光用纤41出射的光发生散射而入射到光学窗口75。另外，插通光学窗口75的贯通孔31d形成为给定的形状，使得出射的光成为给定的出射角度、给定的扩散角度。另外，包含固定光学窗口75的探头主体21的底板部31a的前端部为了接近光学窗口75的热膨胀系数，例如使用科瓦铁镍钴合金形成。

如以上那样，根据实施方式3，能通过光学窗口75划分探头主体21的外部和探头主体21的内部空间S。因此，由于光纤22不露出到探头主体21的外部，能将光纤22存放在内部空间S，因此能抑制光纤22暴露在外部环境。

另外，在实施方式3中，运用到实施方式1以及2进行了说明，但并不限定于该构成。光纤22可以是省略粗径部22b的构成，也可以遍及全长是细径部22a。

[实施方式4]

接下来，参考图9来说明实施方式4所涉及的光纤测量装置80。图9是示意地表征实施方式4所涉及的光纤测量装置的概略构成图。另外，在实施方式4中，也为了避免重复的记载而说明与实施方式1到3不同的部分，对与实施方式1到3同样的构成的部分标注相同标号来进行说明。

如图9所示那样，实施方式4的光纤测量装置80的从2根送光用纤41出射的光的色彩成为不同的色彩。即，发光部12具有以第1色彩发光的第1发光元件81和以第2色彩发光的第2发光元件82。并且，在第1发光元件81连接一个送光用纤41，在第2发光元件82连接另一个送光用纤41。

另外，受光部13具有：仅透过第1色彩的光的第1带通滤光器91；接受透过第1带通滤光器91的光的第1受光元件95；仅透过第2色彩的光的第2带通滤光器92；和接受透过第2带通滤光器92的光的第2受光元件96。并且，第1受光元件95连接设置于一个送光用纤41的周围的一组的多个受光用纤42，第2受光元件96连接设置于另一个送光用纤41的周围的另一组的多个受光用纤42。

该光纤测量装置80从发光部12向2根送光用纤41出射第1色彩以及第2色彩的光。于是，从一个送光用纤41出射的第1色彩的光照射到动叶6，并且从动叶6反射的反射光入射到探头主体21的被检测面P1。另外，从另一个送光用纤41出射的第2色彩的光照射到动叶6，并且从动叶6反射的反射光入射到探头主体21的被检测面P1。

受光部13中，在第1受光元件95仅接受使从探头主体21的被检测面P1经由一组受光用纤42入射的反射光经由第1带通滤光器91成为第1色彩的反射光。另外，受光部13中，在第2受光元件96仅接受使从探头主体21的被检测面P1经由另一组受光用纤42入射的反射光经由第2带通滤光器92成为第2色彩的反射光。

如以上那样，根据实施方式4，在从一个送光用纤41出射的第1色彩的光入射到另一组受光用纤42的情况下，也能通过受光部13的第2带通滤光器92使得仅透过第2色彩的光。同样地，在从另一个送光用纤41出射的第2色彩的光入射到一组受光用纤42的情况下，也能通过受光部13的第1带通滤光器91使得仅透过第1色彩的光。如此，受光部13能分选要接收的光。因此，能抑制多个送光用纤41和多个受光用纤42的光的混合(即串扰)，因此能抑制受光部13中的光的误检测。

标号的说明

1 间距控制系统

3 涡轮机

5 罩壳

6 动叶

8 涡轮机控制部

10 光纤测量装置

11 光纤探头

12 发光部

13 受光部

14 测量控制部

21 探头主体

22 光纤

22a 细径部

22b 粗径部

23 位置限制构件

23a 插通孔

31 前端侧壳体

31a 底板部

31b 圆筒部

31c 凸缘部

31d 贯通孔

31e 收容槽

32 后端侧壳体

32a 底板部

32b 圆筒部

32c 插通孔

33 螺母

33a 突出部

35 销

41 送光用纤

42 受光用纤

45 纤芯

46 包层

50 光纤探头(实施方式2)

51 探头主体

52 光纤

53 位置限制构件

54 弹性构件

61 前端侧壳体

61a 底板部

61b 圆筒部

61c 凸缘部

61d 贯通孔

61e 收容槽

62 后端侧壳体

62a 底板部

62b 圆筒部

62c 细径圆筒部

63 螺母

68 中间板

70 光纤探头(实施方式3)

75 光学窗口

80 光纤测量装置(实施方式4)

81 第1发光元件

82 第2发光元件

91 第1带通滤光器

92 第2带通滤光器

95 第1受光元件

96 第2受光元件

d 间距

α 角度

P1 被检测面

P2 底面

S 内部空间

Claims (7)

1.一种暴露在高温高压环境下的光纤探头，其特征在于，具备：

探头主体，具有在外表面设置被检测面的第1底板部、与该第1底板部对置的第2底板部、和设置于内部的内部空间；

光纤，具有成为中心部的纤芯、和设置于所述纤芯的周围的包层，该光纤存放于所述内部空间，前端部配置于所述探头主体的所述第1底板部侧；和

位置限制构件，将所述内部空间区分成所述第1底板部侧的空间和所述第2底板部侧的空间地安装于所述探头主体，

所述光纤在第1底板部侧的空间中具有第1细径部、第2细径部、和在所述第1细径部和所述第2细径部之间与所述第1细径部以及所述第2细径部分别接连的粗径部，所述粗径部的所述纤芯与所述第1细径部以及所述第2细径部的所述纤芯直径相同，所述粗径部的所述包层的外径比所述第1细径部以及所述第2细径部的所述包层的外径粗，

所述探头主体的所述第1底板部具有所述内部空间内的内面、和将所述被检测面与所述内面之间连通的贯通孔，

所述第1细径部在所述贯通孔插通，

所述粗径部使所述第1细径部侧的所述包层的第1端面与所述第1底板部的所述内面抵接，以挠曲的状态配置在所述第1底板部侧的空间，

所述位置限制构件与所述第1端面的相反侧的所述粗径部的所述包层的第2端面抵接设置，通过使所述粗径部挠曲而将所述第1端面推顶到所述第1底板部的所述内面，由此限制所述光纤的位置。

2.一种暴露在高温高压环境下的光纤探头，其特征在于，具备：

探头主体，具有在外表面设置被检测面的第1底板部、与该第1底板部对置的第2底板部、和设置于内部的内部空间；

光纤，具有成为中心部的纤芯、和设置于所述纤芯的周围的包层，该光纤存放于所述内部空间，前端部配置于所述探头主体的所述第1底板部侧；

位置限制构件，安装于所述探头主体；和

弹性构件，将所述光纤推压到所述第1底板部侧，

所述光纤具有第1细径部、第2细径部、和在所述第1细径部和所述第2细径部之间与所述第1细径部以及所述第2细径部分别接连的粗径部，所述粗径部的所述纤芯与所述第1细径部以及所述第2细径部的所述纤芯直径相同，所述粗径部的所述包层的外径比所述第1细径部以及所述第2细径部的所述包层的外径粗，

所述探头主体的所述第1底板部具有所述内部空间内的内面、和将所述被检测面与所述内面之间连通的贯通孔，

所述第1细径部在所述贯通孔插通，

所述粗径部以使所述第1细径部侧的所述包层的第1端面与所述第1底板部的所述内面抵接的状态配置，

所述位置限制构件相对于所述第1端面的相反侧的所述粗径部的所述包层的第2端面空开间隙而设置，

所述弹性构件设置在所述第2端面与所述位置限制构件的所述间隙，将所述第1端面推顶到所述第1底板部的所述内面。

3.根据权利要求1或2所述的光纤探头，其特征在于，

所述光纤探头还具备：

在所述贯通孔的所述被检测面侧插通的光学窗口。

4.根据权利要求3所述的光纤探头，其特征在于，

所述光学窗口成为在轴向上长的圆柱形状，所述轴向成为所述贯通孔的插通方向，

所述光学窗口的外周面被镀覆加工。

5.一种光纤测量装置，其特征在于，具备：

权利要求1或2所述的光纤探头；

发光部，向所述光纤探头出射光；

受光部，接受从所述光纤探头入射的光；和

测量控制部，对去往所述发光部的发光信号和来自所述受光部的受光信号进行信号处理。

6.根据权利要求5所述的光纤测量装置，其特征在于，

所述光纤具有用于使光从所述被检测面出射的多个送光用纤、和与多个所述送光用纤分别建立对应并用于接受入射到所述被检测面的光的多个受光用纤，

所述发光部使从多个所述送光用纤出射的光的色彩不同，

所述受光部具有分选多个不同的色彩的光的多个滤光器。

7.一种间距控制系统，对具备罩壳和相对于所述罩壳空开给定的间距而设置的动叶的涡轮机的所述间距进行调整，该间距控制系统的特征在于，具备：

权利要求5所述的光纤测量装置，基于所述发光信号和所述受光信号测量所述间距；和

涡轮机控制部，基于由所述光纤测量装置测量的所述间距执行用于调整所述间距的间距调整控制。

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