JP2006038855A - 構成部品を試験するための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、総括的には構成部品の検査に関し、より具体的には不均一な表面を有する構成部品を検査するための方法及び装置に関する。
【解決手段】 ガスタービンエンジンロータディスク（５４）を検査するためのプローブ組立体（６０）は、本体部分（１０４）、本体部分から延びる先端部分（１１８）、及び先端部分内に取付けられた渦電流プローブコイル（１４０）を含む渦電流プローブ（１００）を含む。先端部分は、検査されているロータディスクの表面にほぼ垂直な磁場をプローブコイルが生成するように、ロータディスクに隣接して位置付けられる。プローブ組立体はまた、少なくとも１つのダブテールスロットに結合されるように構成され、プローブ取付具が少なくとも１つのダブテールスロットに確実に結合されたときに、先端部分がロータディスクに隣接して位置付けられるように構成されているプローブ取付具を含む。
【選択図】 図５

Description

本発明は、総括的には構成部品の検査に関し、より具体的には不均一な表面を有する構成部品を検査するための方法及び装置に関する。

渦電流（ＥＣ）検査装置は、限定ではないが、ガスタービンエンジン構成部品のような検査中の構成部品の異常な兆候を検出するのに使用される。少なくとも１つの公知のＥＣ検査装置は、亀裂、小穴（ｐｉｎｇ）、窪み、材料の隆起及び／又は構成部品の表面上の他の表面欠陥の検出、及び／又は導電性、密度及び／又は構成部品の熱処理の程度を含む部品の材料特性の評価に使用される。

少なくとも１つの公知のＥＣ装置は、ＥＣ装置によって生成された電界と検査されることになる構成部品との相互作用を測定する。例えば、ＥＣ装置は、磁場を発生するプローブコイルを含む。コイル／磁場が導電性の構成部品に近接して置かれると、渦電流が構成部品の表面上に発生する。構成部品の表面上及び／又は近傍に傷があると渦電流磁場の乱れを生じさせ、これが渦電流プローブコイルすなわち渦電流プローブ中のセンサコイルによって受け取られる二次磁場を生成し、該センサコイルは、この変化した二次磁場を、例えばストリップチャート上に記録することができる電気信号に変換する。

少なくとも１つの公知のＥＣ装置は、典型的には直径０．０２０インチの比較的小さなコイルを含み、該コイルを用いて、検査される構成部品の表面傷、表面汚染、材料特性、及び／又は表面の粗さが検出される。使用時には、コイルは検査中の部品の表面に対して垂直に位置付けられる。検査中の構成部品の表面に沿ってコイルが移動されるときにほぼ一定の圧力がプローブに加えられ、ＥＣ装置が発生する信号の完全性を維持することができるようにする。しかしながらＥＣ装置が、検査されている構成部品の表面に対して垂直に置かれていないときには、「リフトオフ効果」が生じる可能性がある。

回転する構成部品上の外観のような、非連続的な表面の外観を検査する必要がある場合、公知の差動プローブは、面取り部、コーナ、及び／又は尖頭のような鋭い曲率に対処することが困難な場合がある。操作中に、このような差動プローブが、面取り、コーナ又は尖頭に遭遇すると、差動プローブ装置は構成部品の表面に対して傾くことがあり、その結果生じる「リフトオフ効果」によって、有効なデータが失われる可能性がある。従って、公知のＥＣ装置は、複雑な幾何学的形状を有する構成部品、及び／又はプローブがスキャン面に対して一貫して垂直に配置することができないような不規則な状態の構成部品に関して異常状態を検出するのに使用する場合に、正確な応答の生成においてはあまり有効でない場合がある。
米国特許第６，６９６，８３０号

１つの態様において、複数のダブテールスロットを含むガスタービンエンジンロータディスクを検査するための方法が提供される。本方法は、渦電流プローブ及びプローブ取付具を備え、該渦電流プローブに本体部分と渦電流プローブコイルを有する先端部分とが設けられたプローブ組立体を準備する段階を含む。本方法はまた、渦電流プローブをプローブ取付具に挿入する段階と、プローブ取付具の少なくとも一部分が、ダブテールスロットの少なくとも１つに結合されるように、且つ渦電流プローブがロータディスクに隣接して位置付けられるようにプローブ取付具をロータディスクに結合する段階と、渦電流プローブコイルを使用してロータディスク中に渦電流を発生させる段階と、プローブ組立体を使用してロータディスクを検査する段階とを含む。

別の態様では、複数のダブテールスロットを含むガスタービンエンジンロータディスクを検査するためのプローブ組立体が提供される。プローブ組立体は、本体部分、本体部分から延びる先端部分、及び先端部分内に取付けられた渦電流コイルを含む渦電流プローブを含む。先端部分は、検査されているロータディスクの表面にほぼ垂直な磁場をプローブコイルが生成するように、ロータディスクに隣接して位置付けられるよう構成される。プローブ組立体はまた、少なくとも１つのダブテールスロットに結合されるように構成され、プローブ取付具が少なくとも１つのダブテールスロットに確実に結合されたときに、先端部分がロータディスクに隣接して位置付けられるように構成されているプローブ取付具を含む。

更に別の態様では、複数のダブテールスロットを含むロータディスクに隣接する渦電流プローブを位置付けるためのプローブ取付具が提供され、該渦電流プローブは、ロータディスクを検査するためにロータディスクに隣接して位置付けられるように構成された渦電流プローブコイルを含む。プローブ取付具は、第１の表面及び第２の表面を含むプラットフォームと、第１の表面から外方に延びる延長アームとを含む。渦電流プローブは延長アームに結合されている。プローブ取付具は更に、少なくとも１つがロータディスクの一部分に結合されるよう構成されるように、第２の表面から外方に各々が延びる第１の脚部及び第２の脚部を含む。

図１は、ファン組立体１２、高圧コンプレッサ１４を含む中核エンジン１３、及び燃焼器１６を含むガスタービンエンジン１０の概略図である。エンジン１０はまた、高圧タービン１８、低圧タービン２０、及びブースタ２２を含む。ファン組立体１２は、ロータディスク２６から半径方向外方に延びる一連のファンブレード２４を含む。エンジン１０は、吸入側２７と排気側２９とを有する。

１つの実施形態においては、ガスタービンエンジンは、オハイオ州シンシナティ所在のゼネラル・エレクトリック社から購入可能なＣＦ６−５０である。ファン組立体１２及びタービン２０は、第1のロータシャフト３１によって結合され、また、コンプレッサ１４及びタービン１８は、第２のロータシャフト３３によって結合される。

運転中、空気は、エンジン１０を貫通して延びる中心軸３４とほぼ平行な方向でファン組立体１２を通って軸方向に流れ、加圧空気が高圧コンプレッサ１４に供給される。高圧の空気は、燃焼器１６に送出される。燃焼器１６からの空気流（図１に示されていない）は、タービン１８及び２０を駆動し、該タービン２０はシャフト３１によってファン組立体１２を駆動する。

図２は、ガスタービンエンジン１０に使用されるガスタービンエンジンディスク５４（これに限定されないが）などの構成部品５２を検査するのに使用することができる例示的な渦電流表面傷検出システム５０の概略図である。例示的な実施形態では、エンジンディスク５４は、複数のギア歯５６と、該ギア歯５６の間に形成される複数のダブテール５８とを含む。

本明細書での方法及び装置は、ギア歯５６及びダブテールスロット５８に関して説明されるが、本方法及び装置は種々の構成部品に適用することができる点を理解されたい。例えば、構成部品５２は、任意の動作可能な形状、サイズ及び構成からなるものとすることができる。このような構成部品の例には、限定ではないが、シール、フランジ、タービンブレード、タービンベーン、及び／又はフランジなどのガスタービンエンジンの構成部品を含むことができる。構成部品は、限定ではないが、ニッケル基合金、コバルト基合金、チタン基合金、鉄基合金及び／又はアルミニウム基合金などの任意の動作可能な基材から製造することができる。

例示的な実施形態では、検出システム５０は、プローブ組立体６０及びデータ収集／制御システム６２を含む。プローブ組立体６０は、渦電流コイル／プローブ７０及びプローブ取付具７２を含む。渦電流プローブ７０は、渦電流プローブ７０及びデータ収集／制御システム６２と相互に制御／データ情報を伝送することができるように、データ収集／制御システム６２に電気的に結合される。別の実施形態では、システム５０はまた、検査作業中に中心軸７４の周りで部品５２を回転するように構成されたターンテーブル（図示せず）を含む。

データ収集／制御システム６２は、コンピュータインターフェース７６、メモリ８０を備えたパーソナルコンピュータのようなコンピュータ７８、及びモニタ８２を含む。コンピュータ７８は、ファームウェア（図示せず）内に格納された命令を実行する。コンピュータ７８は、本明細書で説明される機能を実行するようにプログラムされており、本明細書で使用される用語「コンピュータ」は、当該技術分野においてコンピュータと呼ばれるこうした集積回路だけに限定されるものではなく、広くコンピュータ、プロセッサ、マイクロコントローラ、マイクロコンピュータ、プログラマブル論理制御装置、特定用途向け集積回路、及び他のプログラマブル回路を意味しており、更にこれらの用語は互換的に使用される。

メモリ８０は、当業者にはよく知られているはずの、１つ又はそれ以上の揮発性及び／又は不揮発性の記憶装置を表すことが意図されている。コンピュータ７８と共に使用される場合が多いそのような記憶装置の例は、限定ではないが、固体メモリ（例えばランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、及びフラッシュメモリ）、磁気記憶装置（例えばフロッピディスク及びハードディスク）、及び／又は光学記憶装置（例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＷ、及びＤＶＤ）を含む。メモリ８０は、コンピュータ７８に内蔵してもよく、外部にあってもよい。データ収集／制御システム６２はまた、コンピュータ７８及び／又は渦電流プローブ７０のいずれかに電気的に結合される、限定ではない、ストリップチャートレコーダ、Ｃ−スキャン、及び電子式記録計のような記録装置８４を含む。

使用時には、ディスク５４などの構成部品５２は、検査中に所定位置にディスク５４を固定するための取付具（図示せず）上に装着される。渦電流プローブ７０は、プローブ取付具７２に結合され、限定ではないが、ダブテールスロット５８のような構成部品５２の一部内にプローブ７０を位置付け及び／又は固定し、検査の間プローブ７０がダブテールスロット５８の部分をスキャンすることができるようにする。特に、１つの実施形態では、渦電流プローブ１００は、ダブテールスロット底部の面取り領域をスキャンする。例示的な実施形態では、渦電流プローブ７０は、データリンク８６によってデータ収集／制御システム６２に電気的に結合される。渦電流プローブ７０は、ダブテールスロット５８のプローブ７０によるスキャンの間に、ダブテール５８の表面内に誘起される渦電流に応答して電気信号を発生する。プローブ７０によって発生された電気信号は、データ通信リンク８６を介してデータ収集／制御システム６２によって受け取られ、メモリ８０又は記録装置８４のいずれかに格納される。１つの実施形態では、コンピュータ７８はまた、ダブテールスロット５８のスキャン制御を可能にするために、通信リンク８８によってプローブ組立体６０に相互接続される。ディスク５４の検査のオペレータ制御を容易にするために、キーボード（図示せず）がコンピュータ７８に電気的に結合される。例示的な実施形態では、コンピュータ７８によって生成されるイメージのハードコピーを生成するプリンタ４０が備えられている。

図３は、渦電流表面傷検出システム５０（図２に示されている）と共に使用できる例示的な渦電流プローブ１００の側面図である。図４は、渦電流プローブ１００の反対側の側面図である。図５は、プローブ１００と例示的なプローブ取付具１０２とを含むプローブ組立体６０の側面図である。図６は、プローブ取付具１０２の一部分の上面図である。

渦電流プローブ１００は、第１の端部１０８と第２の端部１１０との間に延びる外表面１０６を含む本体部分１０４を含む。本体部分１０４は、幅１１２、及び幅１１２とは異なる長さ１１４を有する。例示的な実施形態では、本体部分１０４は、プローブ１００のプローブ取付具１０２内での回転を可能にするようにほぼ円筒状の形状にされている。更に、本体部分１０４は、本体外表面１０６から半径方向外方に延びるバンド部１１６を含む。バンド部１１６は、プローブ１００をプローブ取付具１０２内で支持及び／又は位置合わせすることを可能にする。

渦電流プローブ１００はまた、先端部分１１８及び本体部分１０４に結合されるベース部分１２０を含む。具体的には、先端部分１１８は本体第１の端部１０８に結合され、ベース部分１２０は本体第２の端部１１０に結合される。例示的な実施形態では、本体部分１０４、先端部分１１８、及びベース部分１２０は、単体の渦電流プローブ１００を形成するように一体的に形成される。代替的な実施形態では、本体部分１０４、先端部分１１８、及びベース部分１２０は、渦電流プローブ１００を形成するように一体的に結合されている。

先端部分１１８は位置決め先端１２２を含み、該位置決め先端１２２は、第１の端部１２６と第２の端部１２８との間に延びる外表面１２４及び先端面取り部分１３０を含む。具体的には、先端面取り部分１３０は、本体第１の端部１０８と先端第２の端部１２８との間に延びる。更に、位置決め先端１２２は、ベース部分の幅１１２よりも短い幅１３２を有し、先端面取り部分１３０の外表面１３４が本体外表面１０６と先端外表面１２４との間に延びるようにする。

図３に示されているように、渦電流プローブ１００は、先端部分１１８内に取付けられたプローブコイル１４０を含む。具体的には、プローブコイル１４０は、位置決め先端第２の端部１２８に隣接して位置付けられる。プローブコイル１４０は、ほぼ円筒状の外表面１４２を含み、プローブコイル１４０の少なくとも一部分が先端面取り部分１３０に近接して位置付けられるようにする。例示的な実施形態では、プローブコイル１４０は側面取付けコイルである。動作時には、コイル１４０は、限定ではないが、ギア歯５６及びダブテールスロット５８（図２の中で示される）のような、スキャンされている構成部品５２の表面にほぼ垂直な磁場を発生する。より具体的には、プローブコイル１４０は、検査中の金属対象物に過渡的な電磁束を透過する。１つの実施形態では、プローブ１００は、プローブコイル１４０とほぼ位置合わせされるスクライブライン１４４を含む。スクライブライン１４４は、プローブ１００をプローブ取付具１０２及び／又はダブテールスロット５８内で視覚的に位置合わせすることを可能にする。

ベース部分１２０は、第１の端部と第２の端部との間に延びる外表面１５２を含む本体１５０を含む。ベース部分本体１５０は、幅１５８と長さ１６０を含む。ベース部分の幅１５８は、本体部分の幅よりも長く、プローブ１００をプローブ取付具１０２内で支持及び／又は位置合わせすることが可能になる。例示的な実施形態では、本体１５０は、プローブ１００をプローブ取付具１０２内で回転可能にするためにほぼ円筒状に形成されている。図４に示されているように、ベース部分１２０はまた、ベース部分第１の端部１５４から延びる位置決めピン１６２を含む。位置決めピン１６２は、プローブ１００がプローブ取付具１０２に挿入される時に、プローブ取付具１０２内でプローブ１００を位置決めするのを可能にする。１つの実施形態では、ベース部分１２０はスクライブライン１６４を含み、プローブ取付具１０２内でプローブ１００を視覚的に位置合わせすることができる。スクライブライン１６４は、位置決めピン１６２とほぼ位置合わせされる。

プローブ取付具１０２は、第１の表面１７２、第２の表面１７４、第１の端部１７６、及び第２の端部１７８を有する取付具プラットフォーム１７０を含む。第１の表面１７２及び第２の表面１７４は平面であり、且つ該第１及び第２の表面１７２、１７４が距離１８０だけ離隔するように互いに対してほぼ平行に配向されている。取付具プラットフォーム１７０は、ユーザがプローブ取付具１０２を把持し、移動し、及び／又は取り扱うのを容易にするための、陥凹部１８２及び窪み１８４を含む。

プローブ取付具はまた、プラットフォーム第２の表面１７４から外方に延びる第１の脚部１９０及び第２の脚部１９２を含む。脚部１９０及び１９２は、プローブ取付具をディスク５４に対して所定位置に確実に結合するように協働する。具体的には、ギア歯５６のようなディスク５４の部分は、第１の脚部１９０と第２の脚部１９２との間に緊密に挿入され、部品５２のプローブ組立体６０が、検査中にほぼ固定位置に保持されるようにする。例示的な実施形態では、第１の脚部１９０がプラットフォーム１７０に対して固定され、プラットフォームの第１の端部１７６に隣接して位置付けられる。第1の脚部１９０は、第1の端部１９６と第２の端部１９８の間を長さ２００にわたって延びる本体１９４を含む。１つの実施形態では、第１の脚部１９０は、限定ではないが、ダブテールスロット５８のような部品５２の一部分内にプローブ取付具１０２の装荷を容易にするために第２の端部で面取りされる。長さ２００は、プローブ取付具１０２をディスク５４に固定できるように選択される。例示的な実施形態では、第１の脚部１９０は、ディスク５４内、特にギア歯５６の間のダブテールスロット５８内に第１の脚部１９０を位置決めするのを可能にするような寸法及び形状にされる。１つの実施形態では、第１の脚部１９０は円筒状であり、且つ第１の直径２０４を有する上部分２０２、及び第２の直径２０８を有する下部分２０６を含み、該第１の直径２０４は第２の直径２０８よりも小さい。

第２の脚部１９２は、内表面２１２と外表面２１４とを有し、第１の端部２１６と第２の端部２１８との間で長さ２００にわたって延びる本体２１０を含む。長さ２２０は、プローブ取付具１０２をディスク５４に固定することができるように選択される。更に、第２の脚部１９２は、プラットフォーム１７０及び固定の第１の脚部１９０に対して移動可能にされるので、第２の脚部１９２は、第１の脚部１９０とプラットフォーム第２の端部２１８との間で第２の表面１７４に沿って可変的に位置付けられるようになる。従って、第２の脚部１９２は、プローブ取付具１０２をディスク５４に固定することを容易にする。１つの実施形態では、第１の脚部１９０はダブテールスロット５８内に位置付けられ、第２の脚部１９２は、各ギア歯５６の一部分が第１の脚部１９０と第２の脚部１９２との間に位置付けられるようにギア歯５６と隣接して接触するよう再位置決めされる。別の実施形態では、１つのギア歯５６が、第１の脚部１９０と第２の脚部１９２の間に位置付けられている。例示的な実施形態では、スペーサ２２２が、第２の脚部１９２とギア歯５６との間に位置付けられるように、内表面２１２に結合される。１つの実施形態では、スペーサ２２２は、第２の脚部１９２及び／又はギア歯５６を損傷及び摩耗から保護することを可能にするために、限定ではないがゴムなどの部分圧縮可能な材料から製造される。

例示的な実施形態では、調節機構２２４は第２の脚部１９２に結合され、ロータディスク５４に対してプローブ取付具１０２を確実に結合又は結合解除するために、第２の脚部１９２を第１の脚部１９０に向けて又は該第１の脚部１９０から離れる方向に再位置決めする。１つの実施形態では、調節機構２２４は、第２の脚部１９２を通って第１の脚部１９０に延びるねじ付ロッド２２６を含み、ノブ２２８は、ねじ付ロッド２２６の一方端に結合される。使用時には、ノブ２２８が時計方向に回転すると、第２の脚部１９２は、第１の脚部１９０に相対的に接近するように移動する。反対に、ノブ２２８が反時計方向に回転すると、第２の脚部１９２は、第１の脚部１９０から相対的に離れる方向に移動する。

プローブ取付具１０２はまた、上部表面２３２及び下部表面２３４を含む延長アーム２３０を含む。延長アーム２３０は、プラットフォーム第１の表面１７２から外方に延びている。延長アーム２３０は、構成部品５２の検査の間、渦電流プローブ１００を該構成部品５２に対して所定位置に支持することを可能にする。１つの実施形態では、延長アーム２３０は、構成部品５２に対してのプローブ１００の位置付けを容易にするために、プラットフォーム第１の表面１７２から斜めに延びている。例示的な実施形態では、延長アーム２３０は、延長アーム２３０のスロット２３８内に位置付けられたプローブホルダ組立体２３６を含む。使用時には、プローブ取付具１０２が構成部品５２に結合されるとき、プローブ位置決め先端１２２が、限定ではないがディスク端縁又は面取り領域のような構成部品５２の一部分に隣接して位置付けられるように、渦電流プローブ１００は、プローブホルダ組立体２３６中に挿入されて位置付けられる。

例示的な実施形態では、プローブホルダ組立体２３６は、プローブホルダ２４０及び作動機構２４２を含む。プローブホルダ２４０は、作動機構２４２に結合され、該作動機構から外方に距離２４４にわたり延びている。距離２４４は、プローブ１００を構成部品５２に対して位置付けることができるように可変的に選択される。例示的な実施形態では、プローブホルダ２４０は、上部表面２４６及び下部表面２４８を含む。図６で示されるように、穴２５０は、上部表面２４６からプローブホルダ２４０を貫通して延びる。穴２５０は、渦電流プローブを受入れるような寸法にされる。具体的には、穴２５０は、プローブ本体幅１１２とほぼ同様の幅２５２を有する。更に、穴２５０は、プローブ１００がプローブ取付具１０２中に装荷されたときに、プローブ位置決めピン１６２を支持することができるようにする肩部２５４を含む。肩部２５４は、穴幅２５２よりも長い幅２５６を有する。例示的な実施形態では、穴２５０は、プローブ１００がプローブホルダ２４０中に挿入されたときに、プローブ１００を貫通して延びるプローブ中心軸２６０とほぼ一致する中心軸２５８を含む。

例示的な実施形態では、作動機構２４２は、プローブホルダ２４０と延長アーム２３０との間に結合される。更に、作動機構２４２は、延長アーム２３０とスロット２３８内で結合される。例示的な実施形態では、作動機構２４２は、第１のアライメント組立体２６４と第２のアライメント組立体２６６とを含む。第１のアライメント組立体２６４は、プローブホルダ２４０及び／又は渦電流プローブをほぼ線形のｙ−軸方向において、特に矢印Ａの方向で位置合わせすることを可能にする。第２のアライメント組立体２６６は、プローブホルダ２４０及び／又は渦電流プローブを、ほぼ線形のｘ−軸方向において、特に矢印Ｂの方向で位置合わせすることを可能にする。更に、アライメント組立体２６４及び／又は２６６は、検査中に表面接触を保持する圧力を与えることができると共に、構成部品５２に相対的にプローブ１００が移動できるようにする。従って、アライメント組立体２６４及び／又は２６６は、位置合わせプロセスの正確さ及び検査プロセスの精度を向上させることができる。例示的な実施形態では、アライメント組立体２６４及び／又は２６６は、ボールスライドである。

操作中、渦電流プローブ１００は、図５に示されるように、プローブホルダ２４０に結合されている。具体的には、プローブ先端部分１１８は、プローブベース部分１２０、特にベース部分第１の端部１５４がプローブホルダ上部表面２４６と当接するまで、穴２５０（図６）に挿通される。更に、ベース部分１２０がプローブホルダ２４０と当接すると、位置決めピン１６２は肩部２５４に隣接して位置付けられ、その結果、上部表面２４６の下に隠される。１つの実施形態では、肩部２５４は、位置決めピン１６２の運動範囲を定める複数のストップ部２６８を含む。具体的には渦電流プローブ１００は、位置決めピン１６２がストップ部２６８と接触するまでプローブ軸２６０の周りを回転する。例示的な実施形態では、プローブ１００は環状の移動経路を有し、各ストップ部２６８は、互いに約６０度離間して配置されている。別の実施形態では、ストップ部２６８が、互いに約１８０度離間して配置される。更に別の実施形態では、プローブ組立体６０はストップ部２６８を含まず、プローブ組立体６０は３６０度回転する。

図６に示されているように、延長アーム上部表面２３２は、構成部品５２のスキャンの前に、渦電流プローブ１００を視覚的に位置合わせすることを可能にする複数のスクライブライン２７０を含む。具体的には、ベース部分スクライブライン１６４は、部品５２をスキャンする前に延長アームスクライブライン２７０の少なくとも１つと位置合わせされる。１つの実施形態では、スキャンの前にベース部分スクライブライン１６４は、延長アーム２３０の右端のスクライブライン２７０にほぼ位置合わせするように右に位置合わせされる。構成部品５２を検査する場合、プローブ１００は、スクライブライン１６４が、延長アーム２３０の左端のスクライブラインにほぼ整列するまで、限定ではないが６０度などの所定量を時計方向に回転される。別の実施形態では、スクライブライン１６４は構成部品５２のスキャンの前に中心に位置合わせされる。

使用時には、プローブ組立体６０は、部品５２の複数の検査部分間で移動可能である。具体的には、部品５２の一部分が渦電流プローブ１００によってスキャンされると、調節機構２２４を調節して第２の脚部１９２を第１の脚部１９０から離れる方向に移動させ、これにより構成部品５２を解放することにより、プローブ取付具１０２が構成部品５２から取り外される。次いで、プローブ取付具１０２は、構成部品５２の別の部分、或いは検査されることになる別の部品に再位置決めされ、第２の脚部１９２は、調節機構２２４によって構成部品５２が第１の脚部１９０と第２の脚部１９２との間に挟まれるまで再調整される。プローブ取付具１０２が固定されると、プローブ先端部分１１８は、作動機構２４２によって構成部品に隣接して位置決めされ、その結果、プローブコイル１４０によって発生される磁場が、スキャンされている構成部品５２の表面にほぼ垂直に生成される。具体的には、１つの実施形態では、先端面取り部分１３０は、限定ではないが、ダブテールスロット底部面取り区域などの構成部品５２の一部分と平行に接触して延びる。更に、作動機構２４２は、プローブコイル１４０が検査表面に垂直であるように、先端部分１１８と構成部品５２との間の接触を維持するためにプローブ１００に圧力を加える。位置付けされると、渦電流プローブ１００は、プローブコイル１４０が所定距離だけ構成部品に沿って移動するように回転される。具体的には、１つの実施形態では、プローブ１００は、ガスタービンエンジンディスクの端縁に隣接して位置付けられる。従って、先端面取り部分１３０は、端縁との接触を維持し、且つ先端面取り部分１３０が該端縁とほぼ同様の形状を有するようにリフトオフを最小限にすることを可能にする。従って、プローブコイル１４０は、構成部品５２のスキャン及び／又は検査全体を通じて構成部品５２との接触を維持する。構成部品５２がスキャンされると、蓄積されたデータは、渦電流プローブに結合されたコネクタ２７２、及びコネクタ２７２とデータ収集／制御システム６２との間に延びるケーブル２７４を介してデータ収集／制御システム６２（図２）に転送される。次いで、データ収集／制御システム６２に伝送されたデータは、分析されて記録される。

上述の方法及び装置は、テスト中の構成部品に渦電流検査を実行するのに必要な時間を短縮可能にするコスト効率の良い信頼性のある手段を提供する。具体的には、本明細書に記載された方法及び装置は、固定取付プローブ取付具により構成部品の一部分の連続的なスキャンを取得することで検査時間の短縮を促進し、渦電流システムの性能を改善する。本明細書に記載されたプローブ組立体は、プローブ取付具に結合された渦電流プローブを含み、従って、一貫した画像品質を維持し感度を保証することができる。

ディジタル渦電流近接システムの例示的な実施形態が上記で詳細に説明されている。本システムは、本明細書で説明された特定の実施形態に限定されるものではなく、むしろ、各システムの構成要素は本明細書で説明した他の構成要素とは独立して且つ個別に用いることができる。各システムの構成要素はまた、他のシステムの構成要素と組み合わせて使用してもよい。

本発明を様々な特定の実施形態に関して説明してきたが、本発明が特許請求の範囲の技術的思想及び範囲内の変更を実施することができることは、当業者には明らかであろう。なお、特許請求の範囲に記載された符号は、理解容易のためであってなんら発明の技術的範囲を実施例に限縮するものではない。

例示的なガスタービンエンジンの概略図。 例示的な渦電流表面傷検出システムの概略図。 例示的な渦電流プローブの側面図。 図３で示される渦電流プローブの別の側面図。 図３で示される渦電流プローブを含む例示的なプローブ組立体の側面図。 図５で示されるプローブ組立体の平面図。

符号の説明

５４ ガスタービンエンジンロータディスク
５８ ダブテールスロット
６０ プローブ組立体
１００ 渦電流プローブ
１０２ プローブ取付具
１０４ 本体部分
１１８ 先端部分
１４０ 渦電流プローブコイル

Claims (10)

1. 複数のダブテールスロット（５８）を含むガスタービンエンジンロータディスク（５４）を検査するためのプローブ組立体（６０）であって、
   本体部分（１０４）、該本体部分から延びる先端部分（１１８）、及び該先端部分内に取付けられた渦電流プローブコイル（１４０）を含み、前記先端部分は、検査されているロータディスクの表面にほぼ垂直な磁場を前記プローブコイルが生成するように、前記ロータディスクに隣接して位置付けられるように構成される渦電流プローブ（１００）と、
   少なくとも1つのダブテールスロットに結合されるように構成されたプローブ取付具（１０２）と、
   を備え、前記プローブ取付具が前記少なくとも１つのダブテールスロットに確実に結合されたときに、前記先端部分が前記ロータディスクに隣接して位置付けられるように構成されていることを特徴とするプローブ組立体。
2. 前記ロータディスク（５４）が、該ロータディスクから外方に延び、且つ前記複数のダブテールスロット（５８）を形成する複数のギア歯（５６）を含み、前記プローブ取付具（１０２）は、前記先端部分（１１８）が前記ダブテールスロット内に位置付けられるように、前記複数のギア歯の少なくとも１つに結合されるように構成されている請求項１に記載のプローブ組立体（６０）。
3. 前記プローブ取付具（１０２）が、プラットフォーム（１７０）と、該プラットフォームから外方に延びる少なくとも１つの脚部（１９０）とを含み、前記少なくとも１つの脚部が、前記プローブ取付具を前記ロータディスク（５４）に相対的に固定位置に保持するために、少なくとも部分的に前記ロータディスクに挿入されるように構成されている請求項１に記載のプローブ組立体（６０）。
4. 前記プローブ取付具（１０２）が、プラットフォーム（１７０）、第１の脚部（１９０）及び第２脚部（１９２）を含み、前記第１の脚部が、前記プラットフォームに対して固定され、前記第２の脚部が前記プラットフォームに相対的に移動可能であり、前記第１及び第２の脚部が、前記ロータディスク（５４）の一部分をこれらの間に確実に結合するために協働する請求項１に記載のプローブ組立体（６０）。
5. 前記プローブ取付体（１０２）が更に、前記第１の脚部（１９０）と前記第２の脚部（１９２）の少なくとも１つに結合された調節機構（２２４）を含み、該調節機構が、前記第２の脚部の位置を前記第１の脚部に対して調節するように構成されている請求項４に記載のプローブ組立体（６０）。
6. 前記プローブ取付体（１０２）が、プラットフォーム（１７０）と該プラットフォームから外方に延びる延長アーム（２３０）とを含み、前記渦電流プローブ（１００）が前記延長アームに結合される請求項１に記載のプローブ組立体（６０）。
7. 前記プローブ取付具（１０２）が、プラットフォーム（１７０）と、該プラットフォームから外方に延びる延長アーム（２３０）と、前記延長アームに結合されたプローブホルダ（２３６）とを含み、前記渦電流プローブ（１００）が前記プローブホルダに結合されている請求項１に記載のプローブ組立体（６０）。
8. 前記プローブ取付具（１０２）が更に、前記プローブホルダ（２３６）に結合された少なくとも１つのボールスライド（２４２）を含み、前記プローブが前記ロータディスクを検査する間に、前記ボールスライドが前記ロータディスク（５４）に接触した状態で前記先端部分（１１８）を保持することを可能にする請求項７に記載のプローブ組立体（６０）。
9. 渦電流プローブ（１００）を複数のダブテールスロット（５８）を含むロータディスク（５４）に隣接して位置付けするためのプローブ取付具（１０２）であって、
   前記渦電流プローブが、前記ロータディスクを検査するために該ロータディスクに隣接して配置可能な渦電流プローブコイル（１４０）を含むプローブ取付具において、
   第１の表面（１７２）と第２の表面（１７４）とを含むプラットフォーム（１７０）と、
   前記第1の表面から外方に延び、且つ前記渦電流プローブが結合される延長アーム（２３０）と、
   少なくとも１つが前記ロータディスクの一部分に結合されるよう構成されるように、前記第２の表面から外方に各々が延びる第１の脚部（１９０）と第２の脚部（１９２）と、
   を備えるプローブ取付具。
10. 前記第１の脚部（１９０）が、前記プラットフォーム（１７０）に対して固定され、前記第2の脚部（１９２）が前記プラットフォームに相対的に移動可能であり、前記第１及び第２の脚部が前記ロータディスク（５４）の一部分をこれらの間に確実に結合するために協働する請求項９に記載のプローブ組立体（６０）。

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