ES2330998T3 - Procedimiento para medir la distancia a una pieza constructiva guiada a lo largo de una superficie de referencia y ejecucion del procedimiento. - Google Patents

Abstract

Procedimiento para medir la distancia (s) entre una pieza constructiva (4) guiada a lo largo de una superficie de referencia (2) y la superficie de referencia (2), en el que se vigilan dos rayos luminosos (10, 14, 40, 42) dirigidos fundamentalmente en paralelo uno con respecto al otro así como al menos otro rayo luminoso (12, 44, 46), dirigido de forma inclinada respecto a los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42) en la dirección de movimiento de la pieza constructiva (4), para una señal de reflexión asociada en cada caso y que tiene su origen en la pieza constructiva (4), en donde con base en la diferencia de tiempo (t 2 - t 1) entre la incidencia de las señales de reflexión asociadas a los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42), por un lado, y con base en la diferencia de tiempo (t1 - t0) entre la incidencia de uno de los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42) y el rayo luminoso inclinado (12, 44, 46) o de dos señales de reflexión asociadas a rayos luminosos inclinados (12, 44, 46), por otro lado, se establece un valor característico que caracteriza la distancia (s).

Description

Procedimiento para medir la distancia a una pieza constructiva guiada a lo largo de una superficie de referencia y ejecución del procedimiento.

La invención se refiere a un procedimiento para medir la distancia entre una pieza constructiva guiada a lo largo de una superficie de referencia y la superficie de referencia, en especial para medir la rendija radial en el caso de álabes de turbina rotatorias. Se refiere además a un sistema de medición para llevar a cabo el procedimiento, en especial para aplicarse en la medición de rendija radial en una turbina.

Las turbinas se usan en muchos campos para accionar generadores o máquinas de trabajo. Con ello se aprovecha el contenido energético de un medio de circulación, por ejemplo de un gas de combustión generado mediante la combustión de un combustible, para generar un movimiento de rotación de un árbol de turbina. Para generar el movimiento de rotación del árbol de turbina se dispone con ello sobre el mismo un número de álabes de paleta, reunidos normalmente en grupos de álabes o filas de álabes, que accionan el árbol de turbina a través de una transmisión de impulsos desde el medio de circulación. Para guiar el medio de circulación en la unidad de turbina están dispuestas además normalmente, entre filas adyacentes de álabes de paleta, filas de álabes guía unidas a la carcasa de turbina.

Aparte de un gran número de otros parámetros de funcionamiento, durante el funcionamiento de una turbina de este tipo tiene importancia una vigilancia fiable de la llamada rendija radial. Por rendija radial debe entenderse con ello la distancia entre el extremo libre de cada álabe de paleta y la carcasa interior de la turbina que circunda el mismo. Por un lado, para conseguir un grado de eficacia especialmente elevado de la turbina, un objetivo de dimensionado es mantener lo más pequeña posible la rendija radial, de tal modo que el medio de circulación guiado en la turbina circule, con transformación de energía, a través de las filas de álabes de paleta y, por ejemplo no sin transmisión de energía, a través de la rendija radial a lo largo de los álabes de paleta. Por otro lado es necesario, sin embargo, descartar un contacto directo del extremo de álabe de paleta con la carcasa interior de la turbina de gas, por motivos de seguridad de funcionamiento, en cualquier caso de forma imprescindible. Con ello es necesario en especial tener en cuenta que, precisamente al usarse en turbinas de gas, a causa de las temperaturas relativamente altas posiblemente allí reinantes de hasta 1.200ºC, puede producirse una dilatación longitudinal térmica de los álabes de paleta, que conduce a una reducción de la rendija radial en comparación con el estado de reposo. Por ello se mide y comprueba la rendija radial en turbinas, normalmente de forma regular o al menos a modo de prueba al azar.

Por ello es deseable aprontar conceptos para medir y comprobar la rendija radial en una turbina. Estos conceptos deberían estar configurados sin contacto, para no perjudicar el desarrollo sin fricción de la turbina: Para fines de este tipo se contempla como concepto sin contacto la llamada medición de triangulación, en la que la rendija radial o en general la distancia entre una pieza constructiva guiada a lo largo de una superficie de referencia y la superficie de referencia es detectada por medios ópticos. En el caso de una medición de triangulación de este tipo se emiten dos rayos luminosos desde la superficie de referencia inclinados uno respecto al otro, de tal modo que se cortan en la proyección del plano abarcado por la dirección de movimiento de la pieza constructiva y la normal de la superficie de referencia, a una distancia de más del máximo a esperar de la distancia a medir, detrás de la superficie de referencia. En la citada proyección la trayectoria de rayos de los rayos luminosos forma de este modo un triángulo con un segmento de la superficie de referencia como base, en donde la trayectoria de rayos puede estar elegida en especial, de tal modo que este triángulo sea isósceles. La medición se realiza con ello por medio de que para cada uno de los rayos luminosos se supervisa si la pieza constructiva a medir, por ejemplo con su arista delantera, entra a través del rayo luminoso respectivo. Esto puede medirse por ejemplo a modo de una barrera óptica o a través de una señal de reflexión, asociada al rayo luminoso respectivo.

En el caso de este concepto es con ello posible, en el caso de ambos rayos luminosos, establecer el momento en el que la pieza constructiva interrumpe la trayectoria de rayos o entra en la misma. En el caso de la geometría conocida de la trayectoria de rayos y de la velocidad de movimiento conocida de la pieza constructiva puede establecerse, a partir de la diferencia de tiempo medida del paso de la pieza constructiva a través de los rayos luminosos, una longitud característica que ha recorrido la pieza constructiva entre los rayos luminosos, en donde a causa del guiado de rayos esta longitud característica puede convertirse en una distancia entre la pieza constructiva y la superficie de referencia.

El uso fiable de un concepto de este tipo a la hora de medir la rendija radial sobre turbinas exige normalmente, sin embargo, una complejidad de calibración relativamente elevada, en donde además la precisión a alcanzar sólo es limitada. Aparte de esto las vibraciones que se producen durante el funcionamiento de la turbina pueden perjudicar considerablemente la precisión de medición, de tal modo que la fiabilidad de los sistemas de este tipo sólo es limitada.

Por ello la invención se ha impuesto la tarea de indicar un procedimiento para medir la distancia entre una pieza constructiva guiada a lo largo de una superficie de referencia y la superficie de referencia, que sea especialmente adecuado con una precisión especialmente alta para su uso en la medición de rendijas radiales en la turbina. Asimismo se pretende indicar un sistema apropiado para llevar a cabo el procedimiento.

Con relación al procedimiento, esta tarea es resuelta conforme a la invención por medio de que se vigilan dos rayos luminosos dirigidos fundamentalmente en paralelo uno con respecto al otro así como al menos otro rayo luminoso, dirigido de forma inclinada respecto a los rayos luminosos paralelos en la dirección de movimiento de la pieza constructiva, para una señal de reflexión asociada en cada caso y que tiene su origen en la pieza constructiva, en donde con base en la diferencia de tiempo entre la incidencia de las señales de reflexión asociadas a los rayos luminosos paralelos, por un lado, y con base en la diferencia de tiempo entre la incidencia de uno de los rayos luminosos paralelos y el rayo luminoso inclinado o de dos señales de reflexión asociadas a rayos luminosos inclinados, por otro lado, se establece un valor característico que caracteriza la distancia.

La invención se basa con ello en la idea de que el procedimiento para establecer distancias debería estar adaptado en medida especial a las condiciones marco reinantes posiblemente en una turbina. En especial debería con ello tenerse en cuenta la posibilidad de que, como consecuencia de vibraciones u otras oscilaciones del funcionamiento durante el funcionamiento de la turbina, puede variar la velocidad local de los álabes de turbina. En el caso de usarse un procedimiento de medición óptico, basado en el concepto de triangulación, no debería partirse de este modo para obtener una precisión de medición especialmente elevada, de una velocidad de movimiento constante de los álabes de turbina con relación a la pared interior de turbina, sino de una velocidad de movimiento constante de la pieza constructiva con relación a la superficie de referencia. Más bien el procedimiento de medición debería estar diseñado de tal modo, que tampoco las oscilaciones en la velocidad de movimiento de la pieza constructiva provoquen ningún falseamiento de los resultados de medición. Para hacer esto posible, el concepto de medición que se basa fundamentalmente en una medición de triangulación se complementa mediante una medición referencial, que establece actualmente la velocidad de movimiento real de la pieza constructiva con relación a la superficie de referencia. Para esto se utilizan los rayos luminosos paralelos que con independencia de la distancia de la pieza constructiva a la superficie de referencia, a través de una medición de los momentos del paso de la pieza constructiva a través de la trayectoria de rayos asociada en cada caso, permiten llegar a una conclusión sobre la velocidad de movimiento real actual de la pieza constructiva con relación a la superficie de referencia. Sobre esta base se realiza a continuación la valoración de las diferencias de tiempo, es decir la conversión de la diferencia de tiempo establecida mediante los rayos luminosos inclinados unos respecto a otros en el recorrido cubierto por la pieza constructiva.

En el caso de este concepto, en el que de este modo una medición de triangulación se complementa mediante una medición diferencial, de tal modo que el establecimiento del valor característico de distancia se realiza teniendo en cuenta la velocidad de movimiento real de la pieza constructiva, puede recurrirse a tres, cuatro o en caso necesario también más rayos luminosos. En el caso de utilizarse tres rayos luminosos dos de estos rayos luminosos están orientados mutuamente en paralelo, de tal modo que el paso de la pieza constructiva a través de estos rayos luminosos entrega, con independencia de la distancia a la superficie de referencia, una diferencia de tiempo característica de la velocidad de movimiento actual de la pieza constructiva. El tercer rayo luminoso está con ello dispuesto de forma inclinada con relación a los rayos luminosos paralelos, de tal modo que este rayo luminoso puede usarse en combinación con uno de los dos rayos luminosos a modo de una medición de triangulación habitual. En el caso de utilizarse cuatro rayos luminosos, la medición referencial puede llevarse a cabo con dos rayos luminosos orientados en paralelo, en donde los otros dos rayos luminosos pueden estar orientados de forma inclinada uno con respecto al otro a modo de una medición de triangulación habitual.

El procedimiento de medición ofrece en especial la posibilidad, con independencia de vibraciones que pueden producirse posiblemente o también oscilaciones en la actual velocidad de movimiento de la pieza constructiva, de remitir valores característicos correctos para la respectiva distancia entre la pieza constructiva y la superficie de referencia. De forma ventajosa se usa esto para la valoración prescindiendo totalmente de una velocidad de movimiento esperada de la pieza constructiva, por medio de que se establece el valor característico de la distancia con base en la relación de las diferencias de tiempo.

Para hacer posible la determinación fiable de las diferencias de tiempo a valorar, el procedimiento de medición está configurado, en otra configuración ventajosa, para una asociación fiable de las señales de reflexión que tienen su origen en la pieza constructiva con relación a los distintos rayos luminosos. Para esto se usa para los rayos luminosos ventajosamente, en cada caso, luz con diferente longitud de onda, de tal modo que a través de una valoración selectiva de longitud de onda de las señales de reflexión, es posible una asociación clara de cada señal de reflexión a uno de los rayos luminosos.

Con relación al sistema de medición, la citada tarea es resuelta con una fuente luminosa para generar al menos dos rayos luminosos orientados fundamentalmente en paralelo uno respecto al otro y al menos otro rayo luminoso, dirigido de forma inclinada respecto a los rayos luminosos paralelos en la dirección de movimiento de la pieza constructiva, y con un detector para detectar señales de reflexión que tienen su origen en la pieza constructiva, asociadas en cada caso a los rayos luminosos, en donde al detector está asociada una unidad de valoración para establecer un valor característico de distancia con base en la diferencia de tiempo entre la incidencia de las señales de reflexión asociadas a los rayos luminosos paralelos, por un lado, y con base en la diferencia de tiempo entre la incidencia de las señales de reflexión asociadas a uno de los rayos luminosos paralelos y el rayo luminoso inclinado o de dos rayos luminosos inclinados, por otro lado.

El sistema de medición está con ello configurado convenientemente, de tal modo que la unidad de valoración establece el valor característico de distancia con base en la relación de las diferencias de tiempo. Para hacer posible asimismo una asociación fiable de las señales de reflexión a los rayos luminosos, la fuente luminosa comprende en un perfeccionamiento alternativo o adicional ventajoso un número de generadores de luz, correspondiente al número de los rayos luminosos, que se diferencian entre sí en cuanto a longitud de onda de la luz generada en cada caso por
ellos.

Para poder usar el sistema de medición también en condiciones ambientales relativamente adversas y en lugares de difícil acceso, como por ejemplo durante la vigilancia de rendija radial en una turbina, de forma ventajosa los componentes funcionales como por ejemplo fuentes luminosas y detectores están desacoplados espacialmente del verdadero punto de aplicación, es decir en especial de la superficie de referencia. Para hacer esto posible, la fuente luminosa está unida ventajosamente a través de un sistema de guía de ondas luminosas a una salida y entrada de luz, dispuesta en la superficie de referencia. En otra configuración ventajosa el detector está unido con ello, también a través del sistema de guía de ondas luminosas, a la salida y entrada de luz.

Para precisamente durante la utilización de un sistema de guía de ondas luminosas de este tipo, de forma especialmente sencilla, poder aprontar por un lado los dos rayos luminosos orientados mutuamente en paralelo y, por otro lado, los rayos luminosos orientados de forma inclinada a los mismos, el sistema de guía de ondas luminosas está dotado en otra configuración ventajosa, en la región de la salida y entrada de luz, parcialmente de una disposición de lente, en especial de una lente convexa.

De forma ventajosa el sistema de guía de ondas luminosas presenta un número, correspondiente al número de rayos luminosos, de fibras ópticas dispuestas dentro de una envuelta común.

El sistema de medición se usa ventajosamente para vigilar la rendija radial en una turbina.

Las ventajas obtenidas con la invención consisten en especial en que la combinación de una medición de distancias según el principio de triangulación, con una medición de referencia, hace posible establecer con una elevada precisión un valor característica de distancia para la pieza constructiva guiada a lo largo de la superficie de referencia, incluso con una velocidad de movimiento oscilante o variable de la pieza constructiva. El procedimiento y el sistema de medición previsto para llevar a cabo el procedimiento son de este modo especialmente adecuados para usarse en la vigilancia de rendija radial en una turbina.

Asimismo el sistema de medición puede usarse, a causa del principio de medición óptico, a todas las temperaturas relevantes para el uso en la vigilancia de la rendija radial en una turbina de por ejemplo entre 0ºC y 450ºC, con una precisión similarmente elevada. Mediante la utilización de la guía de ondas luminosas durante el acoplamiento óptico de fuente luminosa y detector a la superficie de referencia puede conseguirse, en la región de la superficie de referencia, una forma constructiva especialmente compacta del sistema de medición, de tal modo que en sistemas mecánicos relativamente complejos es posible, recurriendo a taladros estandarizados con un diámetro exterior máximo de por ejemplo 7,2 mm, un uso ilimitado. A causa de tener en cuenta la medición referencial es posible además un uso en gran medida sin calibración del sistema de medición incluso con una duración de funcionamiento relativamente larga, en donde para un establecimiento fiable de los valores de medición sólo es necesario durante la primera puesta en marcha una calibración para establecer la geometría exacta de los rayos luminosos. En cuanto está establecida la geometría de los rayos luminosos ya no se necesita un reajuste adicional de parámetros de funcionamiento característicos para el sistema de medición.

Se explica un ejemplo de ejecución de la invención con base en un dibujo. En éste muestran:

la figura 1, esquemáticamente, un sistema de medición para establecer la distancia de una pieza constructiva guiada a lo largo de una superficie de referencia a la superficie de referencia,

la figura 2 una forma de ejecución alternativa del sistema de medición según la figura 1,

la figura 3 una cabeza de medición del sistema de medición según la figura 1 ó 2, un una vista en planta, y

la figura 4 un sistema de radiación con fibras ópticas de la cabeza de medición según la figura 3, en una vista en planta.

Las piezas iguales están dotadas en todas las figuras de los mismos símbolos de referencia.

El sistema de medición 1 según la figura 1 está previsto para establecer la distancia s de una pieza constructiva 2, guiada a lo largo de la superficie de referencia 2, a la superficie de referencia 2. En el caso de la pieza constructiva 4, cuya dirección de movimiento está orientada fundamentalmente en paralelo al plano de extensión de la superficie de referencia 2 y está indicada mediante la flecha 6, se trata con ello en especial de un álabe de paleta en una turbina no representada con más detalle, en donde en el caso de la superficie de referencia 2 se trata por ejemplo de un revestimiento interior en la turbina. En este caso el sistema de medición 1 sirve de este modo para vigilar la rendija radial en la turbina, en donde la distancia s es igual a la rendija radial de la turbina.

El sistema de medición 1 se basa esencialmente en la aplicación del llamado principio de triangulación. Con ello se utilizan en el ejemplo de ejecución según la figura 1 un primer rayo luminoso 10 y un segundo rayo luminoso 12, en donde el segundo rayo luminoso 12 está inclinado con relación al primer rayo luminosos 10, según se mira en la dirección de movimiento de la pieza constructiva 4. En la proyección mostrada en la figura 1 se cortan los rayos luminosos 10, 12 de este modo en el plano focal 13. La distancia x_{0} del plano focal 13 a la superficie de referencia 2 prefija con ello el máximo margen de medición posible, dentro del cual puede establecerse la distancia s.

Para establecer la distancia s se vigilan los rayos luminosos 10, 12 por si aparece una señal de reflexión atribuible a la pieza constructiva 4. Precisamente en cuanto la pieza constructiva 4 entra en la trayectoria de rayos del rayo luminosos 10 ó 12, a causa de su movimiento, se refleja el rayo luminoso 10 ó 12 respectivo mediante la pieza constructiva 4, en donde puede detectarse la señal de reflexión generada por medio de esto. A modo de una barrera óptica puede establecerse de este modo el momento en el que la pieza constructiva 4 atraviesa la trayectoria de rayos del rayo luminosos 10, 12 respectivo. En la figura 1 se muestra con ello aquel momento en el que la pieza constructiva 4, según se mira en su dirección de movimiento, atraviesa el primer rayo luminosos, precisamente el rayo luminoso 12. Este momento se ha indicado en la figura 1 con t_{0}.

Como consecuencia del movimiento ulterior de la pieza constructiva 4, ésta atraviesa con su arista delantera en un momento posterior t_{1} la trayectoria de rayos 10. Entre los momentos t_{1} y t_{0} la pieza constructiva 4 tiene que recorrer con ello el tramo y, para establecer un valor característico para la distancia s, puede acudir a continuación a que el tramo y recorrido por la pieza constructiva viene dado por

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en donde v es la velocidad de movimiento de la pieza constructiva 4. Con el ángulo de inclinación conocido \alpha del rayo luminoso 12 con relación al rayo luminoso 10 se obtiene de este modo (en el caso de la presente incidencia perpendicular del rayo luminoso 10 sobre la pieza constructiva 4) la distancia x entre el lado delantero de la pieza constructiva 4 al plano focal 13 mediante

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En el caso de la geometría conocida puede establecerse de este modo un valor característico para la distancia s mediante la diferencia de tiempo t_{1} - t_{0}, en donde puede recurrirse a la ecuación

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En el caso de un principio de triangulación general de este tipo existe el inconveniente, sin embargo, de que la valoración depende directamente de la velocidad de movimiento v de la pieza constructiva 4. Precisamente en este caso, en el que en este parámetro pueden producirse oscilaciones, un concepto de este tipo ofrece sólo una precisión limitada. El sistema de medición 1 está diseñado de aquí en adelante para compensar irregularidades de este tipo, de tal modo que es posible en especial también un uso para la medición de la rendija radial en una turbina con una precisión especialmente elevada. Para esto en el sistema de medición 1 se complementa la medición de triangulación mediante una medición referencial, que hace posible una determinación de la distancia s con independencia de la velocidad de movimiento v real de la pieza constructiva 4.

Con este fin está previsto otro rayo luminoso 14, que está orientado fundamentalmente en paralelo al primer rayo luminoso 10 citado. Este rayo luminoso 14 está dispuesto en el ejemplo de ejecución según 1, según se mira en la dirección de movimiento de la pieza constructiva 4, en una posición detrás de los rayos luminosos 10, 12. Como es natural, sin embargo, es aquí también posible cualquier otra disposición espacial. El sistema de medición 1 comprende de este modo, por un lado, una trayectoria de rayos convergente formada por los rayos luminosos 10, 12 y, por otro lado, una trayectoria de rayos coaxial formada por los rayos luminosos 10, 12 y el rayo luminoso 14.

En el ejemplo de ejecución mostrado en la figura 1 la arista delantera de la pieza constructiva 4 atraviesa de este modo en el momento t_{2} el rayo luminoso 14, de tal modo que en este momento puede detectarse una señal de reflexión asociada al rayo luminoso 14. A causa del guiado de rayos paralelo de los rayos luminosos 10, 14, la diferencia de tiempo (mesurable) t_{2} – t_{1} entre las señales de reflexión, asociadas al rayo luminoso 10 y al rayo luminoso 14, viene dada por

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en donde d es la distancia mutua entre los rayos luminosos 14, 10, según se mira en la dirección de movimiento de la pieza constructiva 4. De este modo es posible a través de la diferencia de tiempo t_{2} – t_{1} el establecimiento de la distancia s a través de

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y con ello sin tener en cuenta un valor estimativo para la velocidad de movimiento v de la pieza constructiva 4.

Para generar los rayos luminosos 10, 12, 14 el sistema de medición 1 comprende una fuente luminosa 16, que presenta varios generadores de luz 18. Con ello cada generador de luz 18 está asociado en cada caso a uno de los rayos luminosos 10, 12, 14. Asimismo el sistema de medición 1 comprende una unidad detectora 20, que está unida a una unidad de valoración 22. La unidad detectora 20 establece con ello el momento de la incidencia de una señal de reflexión que puede atribuirse a la pieza constructiva 4. La señal de reflexión se genera con ello mediante reflexiones de uno de los rayos luminosos 10, 12, 14 sobre la superficie de la pieza constructiva 4, de tal modo que el momento de la comprobación de una señal de reflexión se corresponde con el momento de la entrada de la pieza constructiva 4 en el rayo luminoso 10, 12, 14 asociado en cada caso.

Para una asociación de señales de reflexión aisladas a rayos luminosos 10, 12, 14 aislados, los generadores de luz 18 están diseñados para generar luz con en cada caso diferente longitud de onda, en donde el detector 20 está configurado para la valoración selectiva de longitud de onda de las señales recibidas. De este modo es posible en el detector 20 una asociación de señales de reflexión aisladas a rayos luminosos aislados 10, 12, 14, de tal modo que en cualquier momento puede establecerse aquel momento, en el que la pieza constructiva 4 entra en el rayo luminoso 10, 12 respectivo. Los valores de tiempo obtenido de este modo, específicos del rayo luminoso, se transmiten a la unidad de valoración 22 en la que se establece, a partir de los valores geométricos conocidos, un valor característico para la distancia s.

Para hacer posible el uso del sistema de medición 1 también en lugares relativamente inaccesibles y en un entorno adverso, como por ejemplo durante la medición de la rendija radial de una turbina, los componentes activos como por ejemplo la fuente luminosa 16 y el detector 20 están desacoplados espacialmente de la superficie de referencia 2. Para esto la fuente luminosa 16 y el detector 20 están unidos, a través de un sistema de guía de ondas luminosas 24, a una salida y entrada de luz 26 dispuesta en la superficie de referencia 2. El sistema de guía de ondas luminosas 24 está configurado en la región de la salida y entrada de luz 26, de tal modo que por un lado se hace posible una salida de los rayos luminosos 10, 14 fundamentalmente en paralelo uno respecto al otro y, por otro lado, una salida del rayo luminoso 12 fundamentalmente de forma inclinada respecto a los rayos luminosos 10, 14. Para esto el sistema de guía de ondas luminosas 24 está dotado en la región de la salida y entrada de luz 26 parcialmente de una disposición de lente 28, que deja pasar los rayos luminosos 10, 14 fundamentalmente en línea recta y solamente dobla el rayo luminoso 12.

En el ejemplo de ejecución según la figura 1 se muestra de este modo la combinación de un concepto de medición de triangulación con una medición referencial, utilizando en total tres rayos luminosos 10, 12, 14, en donde en este ejemplo de ejecución el rayo luminoso 10 se utiliza tanto para la medición de triangulación como para la medición referencial. En un ejemplo de ejecución alternativo según la figura 2, en el sistema de medición 1' está también prevista una combinación de una medición de triangulación con una medición referencial, en donde sin embargo para estas dos mediciones están previstos unos rayos luminosos totalmente diferentes. En el ejemplo de ejecución según la figura 2 están previstos de este modo cuatro rayos luminosos, en donde están previstos fundamentalmente rayos luminosos 40, 42 orientados mutuamente en paralelo para llevar a cabo la medición referencial y dos rayos luminosos 44, 46 inclinados respecto a los rayos luminosos 40, 42, según se mira en la dirección de movimiento de la pieza constructiva 4, para llevar a cabo la medición de triangulación. El sistema de medición 1' comprende de este modo, por un lado, una trayectoria de rayos biconvergente formada por los rayos luminosos 44, 46 y, por otro lado, una trayectoria de rayos coaxial formada por los rayos luminosos 40, 42.

Como se indica en la figura 2, la arista delantera de la pieza constructiva 4 atraviesa en el momento t_{0} la trayectoria de rayos del rayo luminoso 40, en el momento t_{1} la trayectoria de rayos del rayo luminoso 44, en el momento t_{2} la trayectoria de rayos del rayo luminoso 46, y en el momento t_{3} la trayectoria de rayos del rayo luminoso 42. Como es natural puede también variar aquí mutuamente la secuencia real de estos momentos y también el posicionado espacial de los rayos luminosos 40, 42, 44, 46.

En el caso de la estructura del sistema de medición 1' representado en la figura 2 puede establecerse de este modo el valor característico para la distancia s, según la ecuación

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En el caso del ejemplo de ejecución según la figura 2, la disposición de lente 28 está configurada naturalmente de tal modo, que se hace posible un paso fundamentalmente en línea recta de los rayos luminosos 40, 42 a través de la superficie de referencia 2, en donde los rayos luminosos 44, 46 se doblan de forma correspondiente.

En la figura 3 se muestra un ejemplo de la región de salida del sistema de guía de ondas 24 en la superficie de referencia 2, en una vista en planta. En este ejemplo de ejecución está dispuesta dentro de una envuelta común 50 un número de sistemas de radiación 52, 54, 56, 58, correspondiente al número de rayos luminosos, con fibras ópticas. Los sistemas de radiación 52, 54 están previstos con ello para transmitir los rayos luminosos determinados para la medición de triangulación. De forma correspondiente están cubiertos en su región de salida por la disposición de lente 28, que en esta región está configurada como lente convexa. En oposición a esto, los sistemas de radiación 56, 58 están previstos para transmitir los rayos luminosos previstos para la medición referencial y están configurados, en su región de salida, para una salida fundamentalmente en línea recta de los respectivos rayos luminosos.

La estructura de un sistema de radiación 52 aislado se ha representado en la figura 4. En la región central del sistema de radiación 52 está dispuesta con ello una fibra activa 60, que está circundada por un colimador de fibra 62. En la región exterior está dispuesto por el contrario una cantidad de fibras pasivas 64 con o sin colimador asociado en cada caso.

Claims (11)

1. Procedimiento para medir la distancia (s) entre una pieza constructiva (4) guiada a lo largo de una superficie de referencia (2) y la superficie de referencia (2), en el que se vigilan dos rayos luminosos (10, 14, 40, 42) dirigidos fundamentalmente en paralelo uno con respecto al otro así como al menos otro rayo luminoso (12, 44, 46), dirigido de forma inclinada respecto a los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42) en la dirección de movimiento de la pieza constructiva (4), para una señal de reflexión asociada en cada caso y que tiene su origen en la pieza constructiva (4), en donde con base en la diferencia de tiempo (t_{2} - t_{1}) entre la incidencia de las señales de reflexión asociadas a los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42), por un lado, y con base en la diferencia de tiempo (t_{1} - t_{0}) entre la incidencia de uno de los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42) y el rayo luminoso inclinado (12, 44, 46) o de dos señales de reflexión asociadas a rayos luminosos inclinados (12, 44, 46), por otro lado, se establece un valor característico que caracteriza la distancia (s).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que se establece el valor característico para la distancia (s), con base en la relación de las diferencias de tiempo (t_{2} - t_{1}, t_{1} - t_{0}).

3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que para los rayos luminosos (10, 12, 14, 40, 42, 44, 46) se usa en cada caso luz de diferente longitud de onda.

4. Sistema de medición (1, 1') para llevar a cabo el procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, con una fuente luminosa (16) para generar al menos dos rayos luminosos (10, 14, 40, 42) orientados fundamentalmente en paralelo uno respecto al otro y al menos otro rayo luminoso (12, 44, 46), dirigido de forma inclinada respecto a los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42) en la dirección de movimiento de la pieza constructiva (4), y con un detector (20) para detectar señales de reflexión que tienen su origen en la pieza constructiva (4), asociadas en cada caso a los rayos luminosos (10, 1, 40, 42, 44, 46), en donde al detector está asociada una unidad de valoración (22) para establecer un valor característico de distancia con base en la diferencia de tiempo (t_{2} - t_{1}) entre la incidencia de las señales de reflexión asociadas a los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42), por un lado, y con base en la diferencia de tiempo (t_{1} - t_{0}) entre la incidencia de las señales de reflexión asociadas a uno de los rayos luminosos paralelos (10, 14, 40, 42) y el rayo luminoso inclinado (12, 44, 46) o de dos rayos luminosos inclinados (12, 44, 46), por otro lado.

5. Sistema de medición (1, 1') según la reivindicación 4, cuya unidad de valoración (22) establece el valor característico de distancia con base en la relación de las diferencias de tiempo (t_{2} - t_{1}, t_{1} - t_{0}).

6. Sistema de medición (1, 1') según la reivindicación 4 ó 5, cuya fuente luminosa (16) comprende un número de generadores de luz (18) correspondiente al número de los rayos luminosos (10, 12, 40, 42, 44, 46), que se diferencian entre sí en cuanto a longitud de onda de la luz generada en cada caso por ellos.

7. Sistema de medición (1, 1') según una de las reivindicaciones 4 a 6, cuya fuente luminosa (16) está unida a través de un sistema de guía de ondas luminosas (24) a una salida y entrada de luz (26), dispuesta en la superficie de referencia.

8. Sistema de medición (1, 1') según la reivindicación 7, cuyo detector (20) está unido, también a través del sistema de guía de ondas luminosas (24), a la salida y entrada de luz (26).

9. Sistema de medición (1, 1') según la reivindicación 7 u 8, cuyo sistema de guía de ondas luminosas (24) está dotado, en la región de la salida y entrada de luz (26), parcialmente de una disposición de lente (28), en especial de una lente convexa.

10. Sistema de medición (1, 1') según una de las reivindicaciones 7 a 9, cuyo sistema de guía de ondas luminosas (24) presenta un número, correspondiente al número de rayos luminosos (10, 12, 40, 42, 44, 46), de sistemas de radiación (52, 54, 56, 58) dispuestos dentro de una envuelta común (50).

11. Utilización de un sistema de medición (1, 1') según una de las reivindicaciones 4 a 10 para vigilar la rendija radial en una turbina.