DE2400013A1 - METHOD AND DEVICE FOR TESTING DRIVE MACHINES IN OPERATION, FOR EXAMPLE OF GAS TURBINE ENGINES - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR TESTING DRIVE MACHINES IN OPERATION, FOR EXAMPLE OF GAS TURBINE ENGINES

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DE2400013A1
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Description

PATHPATH

ι., ing. R. HOLZEBι., ing. R. HOLZEB

AUGSBITKGAUGSBITKG

PHXLOtPPINE-VTEI-SKn-Sa'KASSBi 14PHXLOtPPINE-VTEI-SKn-Sa'KASSBi 14 TKl.HPONi »1S7STKl.HPONi »1S7S

R,-R, -

Augsburg, den 2. Januar 1974Augsburg, January 2, 1974

Rolls-Royce (1971) Limited, 14/15 Conduit Street, LondonRolls-Royce (1971) Limited, 14/15 Conduit Street, London

EnglandEngland

Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von in betrieb befindlichen Antriebsmaschine!!, beispielsweise von Gasturbinentriebwerken Method and device for testing in operation located drive machine !!, for example of gas turbine engines

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von in Betrieb befindlichen Antriebsmaschinen, beispielsweise von Gasturbinentriebwerken, mittels elektromagnetischer Strahlung im iSnergi eher eich von 5 HeV bis 12 MeV und mit einer Strahlungsleistung von mehr als 25O rad/min.The invention relates to a method for testing in Drive machines in operation, for example from Gas turbine engines, by means of electromagnetic radiation in the iSnergi rather calibrated from 5 HeV to 12 MeV and with a radiation power of more than 25O rad / min.

401829/0974401829/0974

240001240001

Beispielsweise die Leistung eines Gasturbinentriebwerks w'Ird wesentlich von der Wirksamkeit der ihren Hauptkoraponenten zugeordneten Dichtungen, beeinflußt» Die Lage und die Betriebsspielräuise dieser Dicntungen sind von den Wärmegradienten und den Gasdrücken im Triebwerk abhängig und diese Parameter sind Ihrerseits.von den betriebszuständen des Triebwerks abhängig, iis besteht schon lange das Bedürfnis nach einem Verfahren zur schnellen Untersuchung der Lagen dieser Dichtungen im Betrieb des Triebwerks. Gemäß früheren Techniken sind abschleifbare Zapfen und Markierungen verwendet worden, welche nach jedem Lauf des Triebwerks ein Zerlegen des Triebwerks erforderlich machten und bei der Untersuchung der Auswirkungen von Übergangs zuständen Schwierigkeiten bereiteten.For example, the performance of a gas turbine engine w'Ird greatly from the effectiveness of their main coraponents associated seals, influences »The position and the operating clearance these densities are due to the thermal gradient and the gas pressures in the engine and these parameters are, for your part, dependent on the operating states of the engine, iis there has long been a need for a method for rapid examination of the positions of these seals while the engine is in operation. As per previous techniques, they are abrasive Pins and markings have been used, which require dismantling of the engine after each run of the engine made and in studying the effects of transition conditions caused difficulties.

Es Ist bereits vorgeschlagen worden, Gasturbinentriebwerke mittels elektromagnetischer Strahlung mit der wellenlänge von Röntgenstrahlen zu untersuchen und die Röntgenbilder auf fotografischen Platten aufzuzeichnen. Diese Röntgenaufnahmen sind dann untersucht und ausgewertet worden, um die Lagen der verschiedenen Komponenten im Triebwerk zu ermitteln, Die mit den Dichtungen in Gasturbinentriebwerken verbundenen Probleme treten insbesondere in der Umgebung der Turbine auf«It has already been proposed to gas turbine engines by means of electromagnetic radiation with the wavelength to examine X-rays and record the X-ray images on photographic plates. These x-rays are then examined and evaluated in order to determine the positions of the various components in the engine, The problems associated with the seals in gas turbine engines occur particularly in the vicinity of the turbine «

Die Strahlung zur erzeugung einer Röntgenaufnahme einer Turbine muß durch verschiedene Wandstärken aus verhältnismäßigThe radiation used to generate an X-ray image of a Turbine must be made of proportionally different wall thicknesses

40 9829/0 97440 9829/0 974

2^000132 ^ 00013

dichtem Metall hindurchdringen, Die Theorie der Röntgenstrahlung gibt an, daß die maximale Durchdringung solcher Metalle bei einer Wellenlänge auftritt, die einer Strahlungsenergie von 8 MeV entspricht, weshalb eine solche Strahlung verwendet wird«, Aus Untersuchungen beim Aufnehmen von Röntgenaufnahmen ist es bekannt, daß es wünschenswert ist, die für eine Röntgenaufnahme benötigte Belichtungszeit zu verkürzen. Die Verkürzung der Belichtungszeit für die Röntgenaufnahmen ist erwünscht, um Übergangszustände festhalten zu können und die Auflösung der Röntgenaufnahme zu verbessern. Es ist auch bekannt, daß eine bessere Auflösung durch Verwendung eines feinkörnigen Films erreichbar ist, jedoch erfordert dies entweder eine längere Belichtungszeit oder eine größere Leistung als bei einem grobkörnigen Film, Daraus ist die Wichtigkeit einer Hochleistungs-Strahlungquelle zur Erzielung einer guten Auflösung von Übergangszuständen ersichtlich.penetrate thick metal, The theory of X-rays states that the maximum penetration of such metals occurs at a wavelength equal to that of radiant energy of 8 MeV, which is why such radiation is used «, From examinations when taking X-rays it is known that it is desirable to shorten the exposure time required for an X-ray exposure. The shortening of the exposure time for the X-ray exposures is desirable in order to be able to record transitional states and improve the resolution of the X-ray image. It is also known that better resolution can be obtained by using a fine-grained film is achievable, but this requires either a longer exposure time or a larger one Performance than that of a coarse-grained film, hence the importance of a high-power radiation source to achieve it a good resolution of transition states.

Um den gesamten ßetriebsablauf des Triebwerks untersuchen zu können, muß eine Reihe von Röntgenaufnahmen gemacht werden« Diese bilden die Grundlage für eine grafische Darstellung der Bewegungen der Triebwerkskomponenten.In order to be able to examine the entire operating sequence of the engine, a series of X-rays must be taken made «These form the basis for a graphic representation of the movements of the engine components.

Für Röntgenaufnahmen eines im stationären Zustand arbeitenden Triebwerks werden Belichtungszeiten im Bereich von 2 bis 3 Sekunden verwendet, während zur Aufnahme vonFor X-ray recordings of an engine operating in a stationary state, exposure times are in the range Used from 2 to 3 seconds while recording

- 3 40982 970974 - 3 40982 970974

2Ä0ÜQ132Ä0ÜQ13

Übergangszuständen eine Belichtungszeit von etwa 0,1 Sekunden gewählt wird,Transition states an exposure time of about 0.1 seconds is elected,

Übergangszustände, beispielsweise Beschleunigungs- Verzögerungs- Pendel- und Schubumkehrzustände v/erden durch die Röntgenaufnähmeteciinik aufgezeicnnet, und die folgende Untersuchungsreihe für eine Triebwerksbeschleunigung aus der Leerlaufdrehzahl zur vollen Drehzahl kann als typisch angesehen werdenβ Transitional states, for example acceleration, deceleration, oscillation and thrust reversal states are recorded by the Röntgenaufnähmeteciinik, and the following series of investigations for an engine acceleration from idle speed to full speed can be regarded as typical β

fotografische Platte empfängt die durch das mit Leerlaufdrehzanl laufende Triebwerk hindurchgesandte Stranlung0 Sämtliche Personen verlassen den Prüfraum, in welchem sich das Triebwerk befindet, und dessen Umgebung, Der Prüfraum wird verschlossen und es folgt eine strenge Sicherheitsüberprüfung, Danach wird die Röntgenstrahlungsquelle eingeschaltet und eine der z,eit wull entsprechende Röntgenaufnahme mit einer Belichtungszeit von 0,1 Sekunden aufgenommen. Die Strahlungsquelle wird abgeschaltet und es wird ein Sicherheitssignal gegeben. Der Prüfraum wird wieder aufgeschlossen, die fotografische Platte wird ausgetauscht und das Personal verläßt wie vorher den Prüfraum, Während das Triebwerk aus seiner Leerlaufdrehzahl beschleunigt, wird nach fünf Sekunden eine weitere Aufnahme gemacht. Das Triebwerk wird dann wieder auf seine Leerlaufdrehzanl verzögert, die Fotoplatte wirdPhotographic plate receives the stranlung sent through the engine running at idle speed 0 All persons leave the test room in which the engine is located and its surroundings The corresponding X-ray image was taken with an exposure time of 0.1 seconds. The radiation source is switched off and a safety signal is given. The test room is unlocked again, the photographic plate is exchanged and the staff leaves the test room as before. While the engine accelerates from its idle speed, another picture is taken after five seconds. The engine is then decelerated back to its idle speed, the photo plate becomes

-H-4098 2"9/0974 -H- 4098 2 "9/0974

ausgetauscht, und während das Triebwerk wieder aus seiner Leerlaufdrehzahl beschleunigt, wird nach zehn Sekunden eine weitere Aufnahme gemacht« Dieser Vorgang wiederholt sich und es werden jeweils bei Beschleunigungszeiten weitere Aufnahmen gemacht, welche jeweils um Intervalle von fünf Sekunden fortschreitend bis auf fünfzig Sekunden erhöht werden. Fünfzig Sekunden sind ein typischer Zeitraum, über welchen Untersuchungen bei einer Triebwerksbeschleunigung oder Triebwerksverzögerung zwischen der Leerlaufdrehzahl und der Maximaldrehzahl durchgeführt werden.replaced, and while the engine accelerates again from its idle speed, after ten seconds a further exposure made «This process is repeated and further exposures are made with each acceleration time made, which are increased at intervals of five seconds up to fifty seconds. Fifty Seconds are a typical period of time over which investigations into engine acceleration or engine deceleration between idle speed and maximum speed be performed.

Um ein vollständiges Bild dessen zu erhalten, was innerhalb des Gasturbinentriebwerks geschieht, muß also eine Reihe von Röntgenaufnahmen gemacht werden und für jede Röntgenaufnahme ist eine langwierige Prozedur erforderlich. Trotzdem bleibt die Möglichkeit bestehen, daß während der Zeiträume zwischen den einzelnen Aufnahmen oder nach der letzten Aufnahme unentdeckte Ereignisse im Triebwerk stattgefunden iiaben« Tatsächlich kann diese Ein-Aus-Folge infolge der sich daraus ergebenden Verzögerung des thermischen Ansprechens gewisser Triebwerkskomponenten ein unrealistisches Bild dessen ergeben, was tatsächlich im Triebwerk geschieht»So in order to get a complete picture of what is happening inside the gas turbine engine, there must be a number X-rays are taken and each X-ray requires a lengthy procedure. Nevertheless there is still the possibility that during the periods between the individual recordings or after the last recording Undiscovered events in the engine took place «In fact, this on-off sequence can occur as a result of the The resulting delay in the thermal response of certain engine components is an unrealistic picture of this show what actually happens in the engine »

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren eier eingangs dargelegten Art dahingehend zu verbessern, daß die für die Untersuchung benötigte Zeit wesentlich verkürzt werden kann«The invention is based on the object of a method eier type set out to improve that the time required for the examination can be significantly reduced «

- 5 4Ö9829/037A - 5 4Ö9829 / 037A

Im Sinne der Lösung dieser Aufgabe ist ein solches Verfahren zur Prüfung von im Betrieb befindlichen Antriebsmaschinen gemäß der Erfindung dadurch 'gekennzeichnet, daß die durch die Antriebsmaschine hindurchgesandte Strahlung zur Erzeugung eines Leuehtbildes auf einem Leuchtschirm verwendet wird und daß dieses Leuchtbild abgetastet und verstärkt und zwecks Untersuchung der sich relativ zueinander beilegenden Maschinenteile aufgezeichnet wird«In terms of solving this problem, such a method for testing drive machines in operation according to the invention is characterized in that the radiation sent through the prime mover to generate a light image on a luminescent screen is used and that this luminous image is scanned and amplified and for the purpose of examining each other relative to each other enclosed machine parts is recorded "

Zur Ausführung dieses Verfahrens geht die Erfindung von einer Vorrichtung mit einer Strahlungsquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im Energiebereich von 5 MeV bis 12 MeV und mit einer Strahlungslexstung von mehr als 250 rad/min und mit einer Einrichtung zum Ausrichten der Strahlungsquelle auf die im Betrieb befindliche Antriebsmaschine aus, welche erfindungsgemäß durch einen Leuchtschirm, welcher die durch die Antriebsmaschine hindurchgeworfene Strahlung empfängt, ferner durch eine Abtast- und Verstärkerexnrxchtung, welche das auf dem Leuchtschirm erscheinende Leuchtbild abtastet und verstärkt, und durch Vorrichtungen zum Aufzeichnen des verstärkten Bildes gekennzeichnet ist.To carry out this method, the invention is based on a device with a radiation source for generation electromagnetic radiation in the energy range of 5 MeV up to 12 MeV and with a radiation output of more than 250 rad / min and with a device for aligning the Radiation source on the driving machine in operation, which according to the invention by a fluorescent screen, which receives the radiation thrown through the drive machine, furthermore through a sampling and amplifier device, which scans and amplifies the luminous image appearing on the luminescent screen, and by devices for recording the enhanced image.

Vorzugsweise ist die Abtast- und Verstärkerexnrxchtung gegen Strahlung abgeschirmt.The scanning and amplifier device is preferably shielded from radiation.

409829/0974409829/0974

Vorzugsweise wird gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren das verstärkte Leuchtbild auf einem fotografischen Film aufgezeichnet, danach die Intensitätsverteilung auf dem Film gemessen'und diese Intensitätsverteilung entweder mit bekannten, statischen Dimensionsverhältnissen der Teile der betreffenden Antriebsmaschine oder mit den Intensitätsverteilungen verglichen, die auf ähnlichen Bildern bei verschiedenen Betriebszuständen der Antriebsmaschine gemessen worden sind» Daraus wird.ein numerischer Wert für die Dimensionsverhältnisse der Teile der Antriebmaschine bei dem zum betreffenden Bild gehörenden Betriebszustand abgeleitetePreferably, according to the method according to the invention the intensified luminous image is recorded on photographic film, then the intensity distribution on the film measured 'and this intensity distribution either with known, static dimensional relationships of the parts of the relevant drive machine or compared with the intensity distributions, which have been measured on similar images with different operating states of the prime mover »From this is a numerical value for the dimensional proportions of the parts of the prime mover in the image in question belonging operating state derived

sLlne bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachstenend mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen beispielsweise beschrieben, Es zeigen: A preferred embodiment of the invention is described below with reference to the accompanying drawings, for example.

ffig«, 1 eine schematische Darstellungffig «, 1 a schematic representation

einer Vorrichtung nach der Erfindung,a device according to the invention,

Fig, 2 eine schematische Darstellung2 shows a schematic representation

eines Bildverstärkers aer erfindungsgemäßen Vorrichtung,an image intensifier of the device according to the invention,

Fig« 3 einen Grundriß der erfindungsFig «3 is a plan view of the invention

gemäßen Vorrichtung im Hinblick auf den Strahlenschutz,appropriate device with regard to radiation protection,

- 7 409829/03 7.4- 7 409829/03 7.4

Pig, 4 einen Ausschnitt der TurbinePig, 4 a section of the turbine

eines zu untersuchenden Gasturbinentriebwerks ,of a gas turbine engine to be examined,

Pig„ lj eine Darstellung einer RöntgenPig " l j a representation of an X-ray

aufnahme des in Fig. 4 dargestellten l'urüinenausscnnitts,recording of the l'urüinenausscnnitts shown in Fig. 4,

Fig, 6 einen Teil des Verdichters eines6 shows a part of the compressor of a

zu untersuchenden Gasturoinen-to be examined gasturoine

triebwerks,engine,

die Fig, 7, ά und 9 typiscne Hikroschwärzungsmesser-Figs, 7, and 9 ά typiscne Hikroschwärzungsmesser-

Aufzeichnungen des in Fig, 6 dargestellten Verdichterteils, undRecordings of the compressor part shown in Fig. 6, and

Fig, 10 eine Tabelle, weiche die mittelsFIG. 10 is a table showing the means of

der i'likroschwärzungsmesser-Aufzeichnungen nach den Fig. 7, 8 und.9 gemessenen Abmessungsänderungen des Verdichters nach Fig9 6 angibt« 7, 8 and 9 indicates changes in dimensions of the compressor according to FIG.

In Figo 1 ist schematisch ein Gasturbinentriebwerk 10 dargestellt, welches sich auf inem nicht gezeichneten Prüfstand befindet und in üblicher Weise an Brennstoff- und elektrische Zuleitungen sowie an die zur Steuerung des Trieb-In Figo 1, a gas turbine engine 10 is shown schematically, which is on inem not shown Test stand and in the usual way to fuel and electrical supply lines as well as to the control of the drive

- 8 ■40982 97 0974- 8 ■ 40982 97 0974

2 A O O2 A O O

werks erforderlichen Instrumente angeschlossen ist.factory required instruments is connected.

Ein Linearbeschleuniger 11 erzeugt Elektronen und
beschleunigt diese auf eine Energie von 8 MeV. Die Elektronen treffen dann auf eins Auftreffplatte auf und erzeugen Röntgenstrahlen im Energiebereich zu 8 MeV, Die Energieverteilung ist eine Kennlinie des Auftreffmaterials und zeigt im allgemeinen zwei getrennte Maxima, Bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung wurde ein Auftreffmaterial mit einer starken
Röntgenstrahlenemission entsprechend 8 MeV ausgewählt. Bei den hohen Frequenzen der elektromagnetischen Strahlung
im Bereich der Röntgenstrahlung ist es im allgemeinen zweckmäßig, nicht mit Frequenzen, sondern mit in MeV gemessenen Energien zu arbeiten. Für die Transformation zwischen Energie und Frequenz eines Strahlungsquantums gilt das von Planck
entdeckte Strahlungsgesetz,
A linear accelerator 11 generates electrons and
accelerates this to an energy of 8 MeV. The electrons then strike an impact plate and generate X-rays in the energy range of 8 MeV. The energy distribution is a characteristic curve of the impact material and generally shows two separate maxima
Establishment became an impact material with a strong
X-ray emission selected according to 8 MeV. At the high frequencies of electromagnetic radiation
In the area of X-rays it is generally advisable not to work with frequencies but with energies measured in MeV. Planck's applies to the transformation between energy and frequency of a radiation quantum
discovered radiation law,

Die Röntgenstrahlen treten durch einen den Divergenzwinkel des Strahlenbündels begrenzenden Kollimator aus dem Linearbeschleuniger aus. Die Röntgenstrahlen gehen auf der Auftreffplatte von einer Brennpunktfläche mit einem Durchmesser 'im Bereich von 2 mm aus. Eine bessere Auflösung ist mit einer kleineren Brennpunktfläche erreichbar« Eine Verminderung des Durchmessers der Brennpunktfläche auf 1 mm
hat bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die erwartete
Auflösungsverbesserung und gleichzeitig eine unerwartete
The X-rays exit the linear accelerator through a collimator that limits the divergence angle of the beam. The X-rays emanate from a focal point area with a diameter in the range of 2 mm on the target. Better resolution can be achieved with a smaller focal area «A reduction in the diameter of the focal area to 1 mm
has the expected in the device according to the invention
Resolution improvement and at the same time an unexpected one

409829/0974409829/0974

2ÄOOO132ÄOOO13

Vergrößerung der maximalen Ausgangsleistung von 1500 rad/min auf l6OO rad/min in einem i4eter Entfernung von der Auftreffplatte ergebene Die Verminderung der Brennpunktgröße erhält man durch Einengung des Elektronenstrahls vor seinem Auftreffen auf die Auftreffplatte und der Leistungsgewinn beruht vermutlich darauf, daß der auf die Auftreffρlatte auftreffende Slektronenstrom besser gleichgerichtet iste·The maximum output power is increased from 1500 rad / min to 160 rad / min at a distance of 14 meters from the target impinging electron current is better rectified e

Die Röntgenstrahlen treten als divergierender Strahl aus dem Linearbeschleuniger aus, wobei der Normalstrahl 12 durch denjenigen Punkt der Antriebsmaschine hindurchgeht, dessen Untersuchung gefordert ist. Die hindurchgelassene Strahlung trifft auf einen Leuchtschirm 13 auf, der einem in Fig. 2 mehr im einzelnen dargestellten Bildverstärker 14 zugeordnet ist. Der Leuchtschirm I3 weist eine kreisförmige isintrittsöffnung auf und empfängt die Strahlung eines Strahlenkegels mit einem halben Kegelwinkel 15,The X-rays emerge from the linear accelerator as a diverging beam, the normal beam 12 passes through that point of the prime mover whose investigation is required. The one let through Radiation strikes a fluorescent screen 13, which is attached to an image intensifier 14, which is shown in greater detail in FIG assigned. The luminescent screen I3 has a circular shape is entrance opening and receives the radiation of a cone of rays with half a cone angle 15,

Ein Strahlungsschild 16, der der aus verschiedenen Bleiplatten aufgebaut ist und eine Gesamtdicke von etwa 3 cm aufweist, vermindert die in den Bildverstärker 14 einfallende Strahlung, so daß die Entstehung von Störelektronen im Bildverstärker weitgehend verhindert wird. Diese Störelektronen sind sehr unerwünscht, da sie infolge des im Bildverstärker stattfindenden Verstärkungsvorgangs weiter verstärkt werden und folglich am Ausgang ein starkes Rauschsignal ergeben,A radiation shield 16, which is made up of different lead plates and a total thickness of about 3 cm has, reduces the incident in the image intensifier 14 Radiation, so that the formation of interfering electrons in the image intensifier is largely prevented. These interfering electrons are very undesirable because they are further amplified as a result of the amplification process taking place in the image intensifier and consequently result in a strong noise signal at the output,

- 10 40 9-8 29/0974- 10 40 9-8 29/0974

die Qualität des Informationssignals beträchtlich vermindert.the quality of the information signal is considerable reduced.

Das Ausgangssignal des Bildverstärkers gelangt durch ein abgeschirmtes Kabel 18 und eine Steuereinheit 31 zu einem Fernsehmonitor 32. Die Steuereinheit 31 ermöglicht die Einstellung der Verstärkung des Bildverstärkers, des Kontrastes, der Vergrößerung und der Bildpolarität zwecks Erzeugung des bestmöglichen Bildes auf dem Monitor 32. Hittel der Polaritätsänderungseinrichtung ist es möglich, dunklere. Flächen auf dem Fernsehmonitor 32 als helle Flächen sichtbar zu machen, und umgekehrt. Das vom Fernsehmonitor empfangene Signal wird mittels eines Video-Mangetbandgeräts und einer Filmkamera 3^ aufgezeichnete Die Aufnahmen dieser beiden Aufzeichnungsgeräte werden dann in einer Mangetbandbibliothek 35 bzw, einer Filmbibliothek 3ö aufbewahrt.The output of the image intensifier passes through a shielded cable 18 and a control unit 31 to a TV monitor 32. The control unit 31 enables Adjustment of the gain of the image intensifier, the contrast, the magnification and the image polarity for the purpose Creation of the best possible image on monitor 32. With the help of the polarity changing device it is possible to use darker ones. Areas on the television monitor 32 as light areas to make visible, and vice versa. That from the TV monitor received signal is by means of a video tape recorder and a film camera 3 ^ recorded the recordings of these both recorders are then in a manget tape library 35 or a film library 3ö.

Wie in Fig, 2 dargestellt ist, wird das vom Leuchtschirm 13- ausgehende Licht mittels eines Spiegels 17 um 90° umgelenkt und dann mittels einer konzentrischen Spiegelanordnung 18 gesammelt. Das Bild wird dann auf dem Frontleuchtschirm 19 einer Bildverstärkerröhre 21 reproduziert,, Das auf den hinteren Leuchtschirm 22 der Bildverstärkerröhre 21 erscheinende verstärkte Bild wird mittels eines Umlenkspiegels 23 umgelenkt, in einem Linsensystem 24As shown in FIG. 2, the light emanating from the luminescent screen 13 is converted by means of a mirror 17 90 ° deflected and then collected by means of a concentric mirror arrangement 18. The image will then appear on the front fluorescent screen 19 of an image intensifier tube 21, that is reproduced on the rear luminescent screen 22 of the image intensifier tube The intensified image appearing in 21 is deflected by means of a deflection mirror 23 in a lens system 24

- 11 409829/0974 - 11 409829/0974

Λ.Λ.

fokussiert und mittels eines weiteren Umlenkspiegels 25 auf den Schirm 26 einer Pernsehaufnahmeröhre 27 gelenkt. Es ist wünschenswert, einen Bildverstärker der eben beschriebenen Art zu verwenden, wobei der Bildverstärker nicht unmittelbar in Richtung der einfallenden Strahlung hinter dem Leuchtschirm gelegen ist, da bei einer solchen Anordnung die Strahlungsabschirmung des Bildverstärkers sehr schwierig ist,focused and steered by means of a further deflecting mirror 25 onto the screen 26 of a TV recording tube 27. It is It is desirable to use an image intensifier of the type just described, the image intensifier not being immediate is located in the direction of the incident radiation behind the luminescent screen, since in such an arrangement the Radiation shielding of the image intensifier is very difficult,

Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform ist der Spiegel 25 durch einen halbversilberten Spiegel ersetzt und das auf den hinteren Schirm des Bildverstärkers erscheinende Bild wird unmittelbar auf einem Film aufgezeichnet, so daß irgendeine mögliche Verzerrung durch die Fernsehaufnahmeröhre ausgeschaltet wird. Selbstverständlich kann bei Verwendung des halbversilberten Spiegels der Fernsehmonitor beibehalten werden, jedoch kann es notwendig sein, die Leistung des Linearbeschleunigers zu vergrößern, um die Signalverluste infolge des halbversilberten Spiegels auszugleichen. Gemäß einer weiter abgewandelten Ausführungsform wird auf den Spiegel ganz verzichtet und nur eine Filmaufzeichnung hergestellt.According to an embodiment not shown, the mirror 25 is replaced by a half-silver-plated mirror and the image appearing on the back screen of the image intensifier is immediately recorded on film, so that any possible distortion from the television pickup tube is eliminated. Of course, at Use of the semi-silver-plated mirror of the television monitor can be retained, however, it may be necessary to use that To increase the power of the linear accelerator to compensate for the signal loss due to the semi-silvered mirror. According to a further modified embodiment, the mirror is dispensed with entirely and only one Movie recording made.

Die Wahl eines geeigneten Leuchtschirms 13 für den Bildverstärker ist sehr wichtig, da es bisher nicht fürThe choice of a suitable screen 13 for the Image intensifier is very important as it has not been used for so far

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409829/0974409829/0974

2AOOO132AOOO13

möglich gehalten wurde, Fernsehbilder von Röntgenaufnahmen bei Energien oberhalb von 4,5 MeV und bei Leistungspegeln machen, 'die nahe dem für die Durchdringung der Metallwandstärken, wie sie beispielsweise entlang einer vom Normalstrahl 12 beschriebenen Sehne durch ein Gasturbinentriebwerk auftreten, notwendigen Größenbereich liegen.was kept possible, television images of X-rays at energies above 4.5 MeV and at power levels make, 'which is close to that for the penetration of the metal wall thicknesses, such as, for example, along a chord described by the normal jet 12 by a gas turbine engine occur within the necessary size range.

Eine Leistung von 250 rad/mins wie sie in einer Entfernung von einem Meter von der Auftreffplatte auf dem Normalstrahl gemessen wird, kann als absolutes Leistungsminimum für die Erzeugung eines Bildes betrachtet werden und in der Praxis hat sich eine minimale Leistung von 750 rad/min bei verhältnismäßig kleinen Gasturbinentriebwerken als annehmbar erwiesene Im. allgemeinen werden jedoch Leistungspegel von 1500 rad/min und darüber bevorzugt. Die Korngröße des Bildschirms muß zur Erzielung der bestmöglichen Auflösung so klein wie möglich sein. Außerdem muß, damit ein für die Verstärkung durch den Bildverstärker ausreichender Kontrast entsteht, ein dicker Bildschirm verwendet werden, damit die empfangenen Röntgenstrahlen den Schirm ausreichend aktivieren« Bei größerwerdender Schirmdicke werden jedoch die durch die Röntgenstrahlen erzeugten Photonen innerhalb des Schirmes gestreut, was die Schärfe des auf dem Schirm erzeugten Bildes vermindert. In der Praxis hat sich die Technik so weit entwickelt,, daß der die Schärfe des Bildes begrenzendeA power of 250 rad / min s as measured at a distance of one meter from the target on the normal beam can be regarded as the absolute power minimum for the generation of an image and in practice a minimum power of 750 rad / min has been found Generally found acceptable in relatively small gas turbine engines, however, power levels of 1500 rad / min and above are preferred. The grain size of the screen must be as small as possible to achieve the best possible resolution. In addition, so that there is sufficient contrast for the intensification by the image intensifier, a thick screen must be used so that the received X-rays activate the screen sufficiently image generated on the screen. In practice, the technology has developed so far that the limit of the sharpness of the picture

."- 13 40 9 829/0974. "- 13 40 9 829/0974

Faktor eher die innere Streuung,im Bildschirm als die geometrische Bildunschärfe ist. Die geometrische Unscharfe hat ihre Ursache in der Verwendung einer endlichen Brennpunktgröße und in der Divergenz des Strahles. Diese geometrische Unscharfe ist dadurch vermindert worden, daß eine kleine Brennpunktfläche verwendet wird und der Abstand zwischen der Auftreffplatte und dem Triebwerk so groß wie möglich und der Abstand zwischen dem Triebwerk und dem Leuchtschirm so klein wie möglich gemacht wird,Factor more the internal dispersion, in the screen than that geometric image blur is. The geometric blurring has its cause in the use of a finite focus size and in the divergence of the beam. This geometric Blurring has been reduced by using a small focus area and spacing between the target and the engine as large as possible and the distance between the engine and the The screen is made as small as possible,

Vor dem Leuchtschirm kann ein beispielsweise aus Kupfer bestehendes Filter angeordnet sein, wodurch einige der mehrfach gestreuten Röntgenstrahlen ausgefiltert werden, die auf dem Bildschirm ein Rauschsignal erzeugen. Ein Filter mit einer Kupferschicht mit einer Dicke von 0,05 cm hat sich als zweckmäßig erwiesen.A filter made of copper, for example, can be arranged in front of the luminescent screen, whereby some of the X-rays scattered several times are filtered out, which generate a noise signal on the screen. A Filter with a copper layer 0.05 cm thick has proven to be useful.

Es ist nicht wünschenswert, Energien oberhalb von 12 MeV zu verwenden, da oberhalb dieses Pegels einige beim Bau eines Gasturbinentriebwerks verwendete Metalle radioaktiv werden können und die Signaldämpfung bedeutsamer wirde Die optimale Frequenz entspricht einer Strahlung von 8 MeV und es werden Dosisleistungen bis zu l600 rad/min verwendet β It is not desirable to use energies above 12 MeV, since above this level some metals used in the construction of a gas turbine engine can become radioactive and the signal attenuation becomes more important. The optimal frequency corresponds to radiation of 8 MeV and dose rates of up to 1600 rad / min uses β

Der Leuchtschirm und der Bildverstärker sind auf einemThe fluorescent screen and the image intensifier are on one

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2^000132 ^ 00013

nicht dargestellten einfachen Zahnstangenmechanismus auf einer Plattform des TriebwerksprüfStandes montiert, so daß sie relativ zum Gasturbinentriebwerk bewegbar und nach dem Normalstrahl ausrichtbar sind.simple rack and pinion mechanism, not shown, mounted on a platform of the engine test stand, so that they are movable relative to the gas turbine engine and can be aligned with the normal jet.

Der Bildverstärker ist vorzugsweise mit Schaumgummi umgeben, um ihn gegen seismische und akustische Erschütterungen zu schützen. Die Fernsehaufnahmeröhren sind besonders gegen Vibrationen empfindlich, welche zu einer Verminderung der Bildqualität führen. Der Linearbeschleuniger ist gesondert auf einem eigenen Rahmen 25 montiert, wie in Fig9 1 dargestellt ist, damit die Schwingungen des Triebwerks die empfindlichen inneren Teile des Beschleunigers nicht beeinflussen«, Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, Vorrichtungen zur Änderung der Lage des Linearbeschleunigers innerhalb .seines Rahmens vorzusehen«The image intensifier is preferably surrounded by foam rubber in order to protect it against seismic and acoustic vibrations. The television pick-up tubes are particularly sensitive to vibrations, which lead to a reduction in the picture quality. The linear accelerator is mounted separately on its own frame 25, as shown in FIG. 9 1, so that the vibrations of the engine do not affect the sensitive inner parts of the accelerator. to provide in its framework "

Beim Ausrichten des Linearbeschleunigers, des Triebwerks und des Bildverstärkers hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Vorrichtung zunächst grob auszurichten und eine Röntgenaufnahme von dem noch nicht laufenden Triebwerk zu machen. Die gegenseitige Lage des Linearbeschleunigers und des Bildverstärkers kann dann um denjenigen Betrag nachgestellt werden, der sich durch Abschätzen des Fehlers vom Bild des Fernsehschirms unter Berücksichtigung desIt has proven to be advantageous when aligning the linear accelerator, the thruster and the image intensifier revealed to first roughly align the device and take an X-ray of the not yet running To make engine. The mutual position of the linear accelerator and the image intensifier can then be readjusted by that amount which is determined by estimating the error from the image of the television screen taking into account the

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2A000132A00013

geeigneten Vergrößerungsfaktors für die relativen Entfernungen zwischen der Aufprallplatte und dem Triebwerk und zwischen dem Triebwerk und dem Bildverstärker ergibt. Bei entsprechender übung ist nur ein einziger Probelauf zum Ausrichten der Vorrichtung erforderlich.appropriate magnification factor for the relative distances between the impact plate and the engine and between the engine and the image intensifier. With appropriate practice, there is only one trial run required to align the device.

Ein überraschendes Ergebnis dieser Untersuchungsarbeit liegt darin, daß keine oder nur eine geringe Vibration entlang der Triebwerksachse auftritt. Es bestand allgemein die Meinung, daß die Vibration eines Triebwerks im Betrieb so stark wäre, daß die Bildschärfe vermindert wird, aber es hat sich herausgestellt, daß dies nicht der Fall ist.A surprising result of this research is that there is little or no vibration occurs along the engine axis. It was generally believed that the vibration of an engine in operation would be so severe as to reduce the sharpness of the image, but it has been found that it does not.

Aus Fig, 1 ist ersichtlich, daß der Normalstrahl vom Linearbeschleuniger unter einem Winkel von 45° zur Vertikalen abwärts durch das Triebwerk hindurchgeht. Die durch das Triebwerk hindurchgehende und nicht vom Leuchtschirm oder der Abschirmung aufgenommene Strahlung fällt daher auf den Boden, wo ein großer Teil dieser Strahlung in unschädlicher Weise absorbiert wird.From Fig, 1 it can be seen that the normal beam from the linear accelerator at an angle of 45 ° to the vertical goes down through the engine. The one going through the engine and not from the screen or the Shielding absorbed radiation therefore falls on the ground, where a large part of this radiation is harmless is absorbed.

Fig, 3 zeigt eine Kammer für die Vorrichtung, welche zum Schutz des Personals gegen die möglicherweise tödlichen Auswirkungen der Strahlung entwickelt worden ist„Fig, 3 shows a chamber for the device, which is used to protect personnel against the potentially fatal Effects of radiation has been developed "

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40982.9/040982.9 / 0

In Fig. 3 ist die unmittelbare Umgebung der Testzelle und des Steuerraumes dargestellt«, Der Steuerraum 42 ist etwa rechts hinter dem Linearbeschleuniger 11 innerhalb des durch die divergenten Linien 43 und 44 angeordneten Raumes gelegen, so daß sie keiner direkten und nur sehr geringer reflektierter Strahlung ausgesetzt ist.In Fig. 3 is the immediate vicinity of the test cell and the control room shown «, The control room 42 is about located to the right behind the linear accelerator 11 within the space arranged by the divergent lines 43 and 44, so that they are not direct and only very slightly reflected Exposure to radiation.

Von der Rückseite des Linearbeschleunigers in der zum ' Normalstrahl 12.entgegengesetzten Richtung ist eine ziemlich intensive Strahlung 45 vorhanden. Wegen der Neigung des Beschleunigers geht dieser Strahl jedoch über das Gebäude hinweg und wird schon nach dem Durchqueren einer verhältnismäßig kleinen Entfernung unschädlich gedämpft, so daß für darüber hinwegfliegende Flugzeuge USW9 keine Gefahr besteht. Die Fenster des Steuerraumes können aus Bleiglas bestehen und es können Sandsäcke 46 zum Schutz des Personals im Steuerraum in geeigneter Weise angeordnet sein. Durch das Triebwerk hindurchgesandte und nicht absorbierte Strahlung 47 und vom Boden reflektierte Strahlung 48 wird außerdem durch große, besonders dichte Betonblöcke 49 gedämpft, welche entlang der in Strahlrichtung gehegenen Seite der Prüfzelle hinter dem Bildverstärker angeordnet sind.A fairly intense radiation 45 is present from the back of the linear accelerator in the direction opposite to the normal beam 12. Because of the inclination of the accelerator, however, this beam goes over the building and is harmlessly attenuated after crossing a relatively small distance, so that there is no danger for aircraft USW 9 flying over it. The windows of the control room can consist of lead glass and sandbags 46 can be arranged in a suitable manner to protect the personnel in the control room. Radiation 47 sent through the engine and not absorbed and radiation 48 reflected from the ground is also attenuated by large, particularly dense concrete blocks 49, which are arranged along the side of the test cell in the direction of the beam behind the image intensifier.

Gestreute Strahlung und im Inneren des Triebwerks reflektierte Strahlung sind viel weniger intensiv als die hindurchgehende Strahlung und werden im wesentlichen von.der AtmosphäreScattered radiation and radiation reflected inside the engine are much less intense than the radiation passing through Radiation and are essentially from the atmosphere

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absorbiert, bevor sie eine größere Entfernung durchquert haben.absorbed before they have traversed a greater distance.

Im folgenden wird nun auf die Fig, 4 und 5 Bezug genommen, welche eine Zeichnung und eine Röntgenaufnahme des Turbinenausschnitts eines Gasturbinentriebwerks zeigen. Der Normalstrahl 12 ist zur Dichtung 72 zwischen der Fußbandplatte 73 der Laufschaufel 74 und der Lippe 70 der Leitschaufel 75 hin gerichtet. Die in Fig. 5 dargestellte Röntgenaufnahme zeigt ein Bild aus der Mitte eines Filmes, der während einer kleinen Beschleunigung des Triebwerks aus dem Leerlauf auf volle Leistung aufgenommen wurde und stellt eine vollständige Abtastung des Leuchtschirms 13 durch den Bildverstärker 14 dar, welche 0,04 Sekunden dauert, was der Standard-Ablenkfrequenz der verwendeten Fernsehaufnahmeröhre entspricht.Reference is now made to FIGS. 4 and 5, which are a drawing and an X-ray photograph of the turbine section of a gas turbine engine. The normal jet 12 is used to seal 72 between the toe plate 73 of the rotor blade 74 and the lip 70 of the guide vane 75 directed towards. The X-ray image shown in Fig. 5 shows an image from the middle of a film, which was taken up during a small acceleration of the engine from idle to full power and represents a complete scan of the luminescent screen 13 by the image intensifier 14, which takes 0.04 seconds, which is the standard deflection frequency of the television pickup tube used is equivalent to.

Da jedes Bild tatsächlich eine Schattenröntgenaufnahme ist, erzeugt die Divergenz des Röntgenstrahl beim Durchqueren des Triebwerks ein Bild, welches geringfügig von der Zeichnung nach Fig. 5 verschieden ist. Diese Unterschiede werden zu den Rändern des Bildes hin deutlicher. Die Kanten J6 der Fußbandplatten 77 der stromab der Laufschaufel 74 gelegenen Leitschaufeln 78 beschreiben einen vollständigen Kreis und diese in Fig. 4 als gerade Linie 79 sichtbare Kante erscheint in Fig. 5 als Ellipse 81 mit sehr kleinem kleinerem Ellipsen-Since each image is actually a shadow x-ray, the divergence of the x-ray beam as it traverses the engine produces an image which is slightly different from the drawing of FIG. These differences become more noticeable towards the edges of the image. The edges J6 of the foot band plates 77 of the guide vanes 78 located downstream of the rotor blade 74 describe a complete circle and this edge, which is visible in FIG. 4 as a straight line 79, appears in FIG. 5 as an ellipse 81 with a very small smaller ellipse.

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durchmesser* Ein Vergleich mit der durch den Steg 82 gebildeten ähnlichen Ellipse 84 ermöglicht es, den Einfallspunkt des Normalstrahls 12 so zu interpolieren, daß seine Lage so einstellbar ist, daß das bestmögliche Bild des zu untersuchenden Teils, im vorliegenden Falle der Dichtung .72, entsteht.diameter * A comparison with that formed by the web 82 A similar ellipse 84 makes it possible to interpolate the point of incidence of the normal ray 12 so that its position can be adjusted is that the best possible image of the part to be examined, in the present case the seal .72, is created.

Durch Vergleich der Lager der Dichtung in den Fig. 4 und 5 ist klar ersichtlich, daß sich die Dichtung während der Beschleunigung teilweise aus dem Züsammenwir'kungsbereich mit der Lippe 70 der Leitschaufeln 75 herausbewegt hat. Man könnte meinen, es sei-einfach, diese Lageänderung der Dichtung aufgrund der Wärmegradienten und Wärmedehungskoeffizienten des Triebwerksgehäuses und der Triebwerkswelle zu berechnen. Die Wärmegradienten sind jedoch kompliziert und unbestimmt und selbstverständlich ermöglicht eine Dichtungsbewegung, .wie sie aus der Zeichnung ersichtlich ist, das Auslecken unter Druck stehenden heißen Gases entlang der Stirnfläche der Rotorscheibe 84, wodurch die thermischen Bedigungungen geändert werden und die Gaskräfte von den Kontruktionswerten abweichen» Es hat sich gezeigt, daß die Technik der Echtzeit-Röntgenaufnahmen mit kontinuierlicher Aufzeichnung zu einer wesentlichen Verkürzung der Triebwerksentwicklungszeit führt, da der Konstrukteur Abweichungen von seinen Konstruktionsbedingungen feststellen kann,By comparing the bearings of the seal in FIGS. 4 and 5 , it can be clearly seen that the seal has partially moved out of the area of contact with the lip 70 of the guide vanes 75 during acceleration. One might think that it would be easy to calculate this change in position of the seal on the basis of the thermal gradients and coefficients of thermal expansion of the engine housing and the engine shaft. The thermal gradients, however, are complicated and indeterminate and, of course, a seal movement, as can be seen in the drawing, allows pressurized hot gas to leak out along the face of the rotor disk 84, thereby changing the thermal conditions and the gas forces deviating from the design values » It has been shown that the technology of real-time X-ray images with continuous recording leads to a significant reduction in engine development time, since the designer can detect deviations from his design requirements,

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Eine genaue Messung der in Röntgenaufnahmen erscheinenden Spalte kann mittels der in den Fig, 7» 8 und 9 dargestellten Technik der Mikroschwärzemessung vorgenommen werden» Fig„ 6 zeigt einen Ausschnitt eines Verdichterrotors eines Gasturbinentriebwerks, insbesondere eines zwischen zwei Verdichterrotoren 92 und 93 gelegenen Abstandsstückes 91, welches zusammen mit den Schaufelspitzen eines Leitschaufelkranzes 9k eine Dichtung bildet. Im Betrieb hat sich herausgestellt, daß die Spitzen 95 der Leitschaufeln auf der radial äußeren Fläche 90 des Abstandsstückes schleif en«, Man glaubte, die Ursache läge darin, daß sich die beiden Rotoren einander annähern, die Konstruktionszwischenräume zwischen dem Abstandsring und den Rotoren verengen und folglich das Abstandsstück zusammendrücken, welches sich dann in der Mitte ausbiegt und mit den Spitzen der Leitschaufeln in Berührung kommtβ A precise measurement of the gaps appearing in X-rays can be carried out using the microscopic measurement technique shown in FIGS. 7, 8 and 9. which together with the blade tips of a guide vane ring 9k forms a seal. In operation, it has been found that the tips 95 of the vanes drag on the radially outer surface 90 of the spacer. It was believed that this was caused by the two rotors approaching each other, narrowing the design clearances between the spacer ring and the rotors and consequently compress the spacer, which then bends in the middle and comes into contact with the tips of the guide vanes β

Es wurden drei Filme von Röntgenaufnahmen des Abstandsrings während des Betriebs des Triebwerks aufgenommen, wobei der Normalstrahl genau durch die Punkte 97, 98 und 99 ging, welche die Spielräume zwischen dem Abstandsstück und den Spitzen der Leitschaufeln sowie zwischen dem Abstandsstück und der vorderen bzw, hinteren Stirnfläche der beiden Rotoren darstellen. Jede Röntgenaufnahme wurde dann unter-Three films of x-ray images of the spacer ring were taken while the engine was in operation, with the normal beam passing precisely through points 97, 98 and 99 , which are the clearances between the spacer and the tips of the vanes and between the spacer and the forward and aft Represent the face of the two rotors. Each X-ray was then taken

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sucht und bestimmte Bilder des Filmes wurden mittels eines Mikroschwärzemessers ausgemessen, um die Unterschiede der Aufnahmen bei diesen Spielräumen zu ermitteln. Die drei typischen Mikroschwärzemesser-Aufzeichn.ungen sind in den Fig. 7, 8 und 9 dargestellt,-wobei Fig, 7 die Aufzeichnung für den Spalt zwischen dem Abstandsstück und den Spitzen der Leitschaufeln, Fig, 8 die Aufzeichnung für den vor dem Abstandsstück befindlichen Spalt und Figo 9 die Aufzeichnung für den hinter dem Abstandsstück befindlichen Spalt zeigt* Beim Vergleich der verschiedenen Mikroschwärzemesser-Aufnahmen für jeden dieser Spalte bei verschiedenen Betriebsbedingungen des Triebwerks können die Aufzeichnungen geeicht und genaue Messungen der Spalte erzielt werden« Die in Fig, dargestellte Tafel zeigt die bei verschiedenen Betriebszuständen festgestellten maximalen und minimalen Spaltgrößen und zeigt die mit dieser Technik erreichbare Genauigkeit, Mit dieser speziellen Anordnung war eine bis auf 0,025 mm genaue Messung möglich. Es hat sich dann herausgestellt, daß die Berührung der Spitzen der Leitschaufeln mit dem Abstandsring eine andere Ursache als ursprünglich erwartet hatte. Um eine genaue Ausrichtung nach dem Normalstrahl sicherzustellen, was für Mikroschwärzemessungen erforderlich ist, können Laser-Meßverfahren Anwendung finden.searches and certain images of the film were taken by means of a Measure the microscopic black meter to determine the differences in the recordings at these margins. The three typical micro densitometer records are in the Figs. 7, 8 and 9 show -with Fig. 7 the record for the gap between the spacer and the tips of the guide vanes, Fig. 8 shows the record for the before Spacer and Figo 9 shows the recording for the gap behind the spacer * When comparing the various micro densitometer mounts for each of these columns under different operating conditions of the engine, the records can be calibrated and accurate measurements of the column can be obtained «The in Fig, The table shown shows the maximum and minimum gap sizes determined in various operating states and shows the accuracy that can be achieved with this technique, with this special arrangement one was down to 0.025 mm accurate measurement possible. It was then found that the contact of the tips of the guide vanes with the spacer ring a different cause than originally expected. To ensure an exact alignment with the normal jet, what is required for microscopic measurements can Find laser measuring methods application.

Selbstverständlich ist es möglich, die ElektronenkanoneOf course it is possible to use the electron gun

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des Linearbeschleunigers synchron mit der Triebwerksdrehung pulsierend zu betreiben, so daß stroboskopisch^ Bilder entstehen, wodurch eine bestimmte Schaufel oder ein anderes sich drehendes Teil zum Zwecke der Untersuchung festgehalten werden kann. Unglücklicherweise "vermindern bei einem Gasturbinentriebwerk die anderen, mit der zuprüfenden Schaufel in der gleichen Radialebene befindlichen Schaufeln oder Komponenten die Deutlichkeit des Bildes, aber beispielsweise bei Kolbenmaschinen können, wenn der Normalstrahl radial durch eine Zylinderbohrung gerichtet wird, die Kolbenbewegung festgehalten werden und Abmessungen wie beispielsweise Kolbenring-Spielräume gemessen werden.of the linear accelerator to operate pulsating synchronously with the engine rotation, so that stroboscopic ^ Images are created whereby a particular shovel or other rotating part for the purpose of investigation can be held. Unfortunately, with one gas turbine engine, the others "degrade" with the one under test Blade in the same radial plane blades or components, however, the clarity of the picture For example, in piston engines, if the normal jet is directed radially through a cylinder bore, the piston movement can be recorded and dimensions such as piston ring clearances are measured.

Zur weiteren Verbesserung der Qualität der vom Triebwerk erhaltenen Aufzeichnungen können Bildglättungstechniken mittels Rechnern Anwendung finden. Bei einem erfolgreich verwendeten Röntgengerät wurden die Zusatzgeräte aus der Nähe des Untersuchungsortes entfernt, um die mit Rauschen und Vibrationen verbundenen Schwierigkeiten wie das unerwünschte Triggern von Relais usw. zu vermeiden. Der verwendete Schirm bestand aus Zink-Cadmium-Sulfid.To further improve the quality of the engine Image smoothing techniques can be used by means of computers. Successful with one The X-ray device used, the additional devices were removed from the vicinity of the examination site to avoid those with noise and vibration related difficulties such as unwanted triggering of relays, etc. Of the The screen used was made of zinc-cadmium-sulfide.

Das beschriebene Verfahren wurde zur Prüfung einer Serie von Gasturbinentriebwerken, die von einem 9OO-\PS-Hubschraubertriebwerk bis zu einem Bypass-Gasturbinen-The procedure described was used to test a series of gas turbine engines powered by a 900 hp helicopter engine up to a bypass gas turbine

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triebwerk mit 4O Tonnen Schub reichte, angewandt, wodurch innerhalb weniger Wochen des Studiums der Arbeitsweise der Dichtungen auf dem Röntgenaufnahmen-Film eine Steigerung von 100 PS bei dem Hubschraubertriebwerk erzielt wurde. Bei der Untersuchung verschiedener Dichtungen anderer Triebwerke haben die Aufzeichnungen beträchtlich größere Verschiebungen und Dehnungen gezeigt, als vom Konstrukteur vorgesehen« Die durch Anwendung der Erfindung gewonnene Information hat beträchtliche Verkürzungen von Entwicklungszeiten ermöglicht. engine with 40 tons of thrust was enough, which means that it was used an increase within a few weeks of studying the working of the seals on the X-ray film of 100 hp was achieved in the helicopter engine. When examining various seals of others Engines have shown the recordings considerably larger displacements and expansions than the designer did provided «The information gained through the application of the invention has enabled significant reductions in development times.

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Claims (11)

PatentansprücheClaims (jLy Verfahren zur Prüfung von in Betrieb befindlichen Antriebsraaschinen, beispielsweise von Gasturbinentriebwerken, mittels elektromagnetischer Strahlung im Energiebereich von 5 MeV bis 12 MeV und mit einer Strahlungsleistung von mehr als 250 rad/min, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Antriebsmaschine hindurchgesandte Strahlung zur Erzeugung eines Leuchtbildes auf einem Leuchtschirm verwendet wird und daß dieses Leuchtbild abgetastet und verstärkt und zwecks Untersuchung der sich relativ zueinander bewegenden Maschinenteile aufgezeichnet wird,(jLy procedure for testing in operation Drive machines, for example of gas turbine engines, by means of electromagnetic radiation in the energy range from 5 MeV to 12 MeV and with a radiation power of more than 250 rad / min, characterized in that the Radiation transmitted through the prime mover is used to generate a luminous image on a luminescent screen and that this luminous image is scanned and amplified and for the purpose of examining those moving relative to one another Machine parts are recorded, 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnetj daß das verstärkte Bild auf einem fotografischen Film aufgezeichnet wird, daß ferner die Intensitätsverteilung auf dem Film gemessen und entweder mit bekannten statischen Dimensionsverhältnissen der Maschinenteile oder mit den aus ähnlichen Bildern bei verschiedenen Betriebszuständen der Antriebsmaschine gemessenen Intensitätsverteilungen verglichen wird und daß ein numerischer Wert für das Dimensionsverhältnis der Maschinenteile für den bei Aufnahme des Bildes herrschenden Betriebszustand abgeleitet wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the enhanced image is recorded on photographic film, as well as the intensity distribution measured from the film and either with known static dimensional ratios of the machine parts or with the from similar images in different operating states the intensity distributions measured by the prime mover are compared and that a numerical value for the dimensional ratio the machine parts for the operating condition prevailing when the image was taken is derived. - 24 409829/0 3- 24 409829/0 3 3, Diagnoseeinrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer Strahlungsquelle zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im Energiebereich von 5 MeV bis 12 MeV und mit einer Strahlungsleistung von mehr als 250 rad/min, und mit einer Vorrichtung zum Ausrichten der Strahlungsquelle auf die in Betrieb befindliche Antriebsmaschine, gekennzeichnet durch einen Leuchtschirm (13)» welcher die durch die Antriebsmaschine (10) hindurchgeworferie Strahlung empfängt, ferner durch eine Abtast- und Verstärkereinrichtung (18, 21), welche das auf dem Leuchtschirm erscheinende Leuchtbild abtastet und verstärkt, und durch Vorrichtungen (32, 33, 34) zum Aufzeichnen des verstärkten Bildes,3, diagnostic device for executing the method according to claim 1 or 2, with a radiation source for generating electromagnetic radiation in the energy range from 5 MeV to 12 MeV and with a radiation power of more than 250 rad / min, and with an alignment device the radiation source on the operating engine, characterized by a luminescent screen (13) » which receives the radiation thrown through the prime mover (10), further through a scanning and amplifying device (18, 21), which scans and amplifies the luminous image appearing on the luminescent screen, and through Devices (32, 33, 34) for recording the amplified Image, 4, Einrichtung nach Anspruch 3S dadurch gekennzeichnet, daß die Abtast- und Verstärkereinrichtung (18, 21) nicht unmittelbar hinter.dem Leuchtschirm (13) gelegen ist und daß eine Abschirmung (16) zum Schutz der Abtast- und Verstärkereinrichtung gegen die empfangene Röntgenstrahlung vorgesehen ist,4, device according to claim 3 S, characterized in that the scanning and amplifier device (18, 21) is not located directly behind the luminescent screen (13) and that a screen (16) to protect the scanning and amplifier device against the received X-rays is provided, 5» Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Leuchtschirm (13) ein Schild angeordnet ist, der einige der mehrfach gestreuten Röntgenstrahlen absorbiert,5 »Device according to claim 3 or 4, characterized in that a sign is arranged in front of the luminescent screen (13) which absorbs some of the multiply scattered X-rays, - 25 -. 409 82 9/0974- 25 -. 409 82 9/0974 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der genannte Schild eine Kupferschicht mit einer Dicke von etwa 0,05 cm aufweist, '6. Device according to claim 5, characterized in that that said shield has a copper layer with a thickness of about 0.05 cm, ' 7β Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Leuchtschirm (13) und die Abtast- und Verstärkereinrichtung (18, 21) gegen akustische und seismische Vibrationen geschützt sind,7β device according to one of claims 3 to 6, characterized characterized in that the luminescent screen (13) and the scanning and amplifying device (18, 21) against acoustic and seismic vibrations are protected, 8, Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlungsquelle einen Linearbeschleuniger (11) zum Beschießen einer Aufprallplatte mit Elektronen zwecks Erzeugung der genannten elektromagnetischen Strahlung aufweist,8, device according to one of claims 3 to 7, characterized in that the radiation source a Linear accelerator (11) for bombarding an impact plate with electrons in order to generate said electromagnetic Has radiation, 9, Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichent durch eine Einrichtung, welche die Strahlungsquelle synchron mit sich drehenden Teilen der Antriebsmaschine zum Zwecke der Erzeugung stroboskopischer Bilder pulsierend betreibt, so daß ein bestimmter Bereich der sich drehenden Maschinenteile untersucht werden kann,9, device according to one of claims 3 to 8, characterized by a device which the radiation source synchronous with rotating parts of the prime mover for the purpose of generating stroboscopic images operates pulsating so that a certain area of the rotating machine parts can be examined, 10 ο Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Zusatzgeräte, soweit10 ο device according to one of claims 3 to 9, characterized in that all additional devices, as far as - 26 409829/0974 - 26 409829/0974 möglich, aus der Nähe der Einrichtung entfernt sind, um unerwünschtes Triggern von Relais durch aktustische oder seismische Vibrationen weitgehend auszuschließen,possible to be removed from the vicinity of the facility to avoid unwanted triggering of relays by acoustic or largely exclude seismic vibrations, 11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkereinrichtung einen Bildverstärker (21) aufweist und daß eine Filmkamera (34) vorgesehen ist, welche das Bild unmittelbar vom Bildverstärker aufzeichnet,11. Device according to one of claims 3 to 10, characterized in that the amplifier device has a Image intensifier (21) and that a film camera (34) is provided, which the image directly from the image intensifier records, 12e Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild vom Bildverstärker auf einen halbversilberten Spiegel (25) geworfen wird, so daß gleichzeitig ein vom Spiegel durchgelassenes und ein vom Spiegel reflektiertes Bild aufgezeichnet werden kann.12 e device according to claim 11, characterized in that the image is projected from the image intensifier to a half-silvered mirror (25) so that a light transmitted by the mirror and reflected by the mirror image can be recorded simultaneously. - 27 409 8'2 9/0974- 27 409 8'2 9/0974
DE2400013A 1973-01-06 1974-01-02 Method for examining running turbo machines by means of X-rays Expired DE2400013C3 (en)

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GB87373A GB1458013A (en) 1973-01-06 1973-01-06 Diagnostic apparatus for and method of investigating the movement of the internal parts of an operating rotating turbine engine

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2400013A1 true DE2400013A1 (en) 1974-07-18
DE2400013B2 DE2400013B2 (en) 1981-02-12
DE2400013C3 DE2400013C3 (en) 1981-10-22

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111458150A (en) * 2020-03-31 2020-07-28 上海航天控制技术研究所 High-reliability rail-controlled thruster fault discrimination method based on adding table

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1542860A (en) * 1975-12-23 1979-03-28 Rolls Royce Equipment and method for diagnosing fluid movements within engines
GB1569415A (en) * 1976-03-09 1980-06-18 Rolls Royce Radiography
WO2013121116A2 (en) * 2012-02-13 2013-08-22 Jose Buendia Engine test bed for overall efficiency
CN114235855B (en) * 2021-11-29 2024-01-30 中国航发沈阳发动机研究所 Non-contact measurement method and device for connection rigidity of aero-engine rotor

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Freyer, G.: Grobstruktur-Materialprüfung mit Röngenstrahlen, S. 332 u. 360-65 in: Meßverfahren unter Anwendung ionisierender Strahlung, Leipzig 1969 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111458150A (en) * 2020-03-31 2020-07-28 上海航天控制技术研究所 High-reliability rail-controlled thruster fault discrimination method based on adding table
CN111458150B (en) * 2020-03-31 2021-11-16 上海航天控制技术研究所 High-reliability rail-controlled thruster fault discrimination method based on adding table

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