JP2024007341A - 回転構成要素に放射線を伝送する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】回転構成要素に放射線を伝送する装置及び方法を提供する。【解決手段】放射線源から構成要素の表面１２２に放射線を伝送するための装置１４０及び方法を提供する。装置１４０は、プローブ本体部１０２と、プローブ本体部１０２に結合され、放射線源に光学的に結合された集束レンズ１３４とを含む。集束レンズ１３４は、放射線源からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている。複数のプリズム１３６は、プローブ本体部１０２に結合され、各プリズム１３６は、集束レンズ１３４からの放射線を、放射源１０８の軸から外れるように構成要素の表面１２２に向けるために異なる角度に向けられている。【選択図】図８

Description

本開示の実施形態は、一般に、構成要素の分析に関し、より具体的には、回転構成要素（例えば、ガスタービンの回転ブレード）に放射線を伝送して、静止構成要素（例えば、ガスタービンのケーシング）に対する回転構成要素の位置を測定する装置及び方法に関する。

ターボ機械の製造や点検では、回転ブレードの先端又は同様に位置付けられた他の構成要素と、その構成要素が設置されている機械の静止ケーシングの内面との間の距離を測定することが望まれることがある。このような構成要素はケーシングと接触しないようにする必要があるが、ケーシングと構成要素との間の距離を小さくすると、ターボ機械の様々な動作特性（例えば、効率や性能）を向上させることができる。また、この距離の測定は、製品の検証、ターボ機械の健全性の監視、制御システムにおけるフィードバックの精度、及び／又は製品の診断にも関連することがある。

一部の例では、構成要素とその構成要素を取り囲むケーシングとの間の距離を測定するために、静電容量プローブが使用されている。しかし、一部の静電容量プローブは、特定の寸法で製造された場合、信頼性が低下する恐れがある。この起こり得る問題は、高い焼成温度、特定の振動限界、及びユーザ定義の品質制約では、より顕著になると考えられる。別の問題は、測定アセンブリの構造健全性を維持すること、例えば、様々な発電モードにおけるプローブの性能を維持することがある。

他の種類のプローブ（放射線を使用したプローブなど）は、これらの問題のうちの一部には対処できるかもしれないが、他の技術的な課題が出てくる。放射線を使用したプローブの場合、測定される構成要素の形状が、放射線の送受信に使用される装置と適合しないことがある。例えば、一部の表面は、放射線の方向を変化させるように位置決めされていない場合がある、及び／又は放射線を検出する構成要素から放射線を遠ざけることがある。

本開示の態様は、一対の放射線源からの放射線を回転構成要素の表面に伝送するためのプローブアセンブリを含み、前記プローブアセンブリは、静止構成要素に設けられたプローブ本体部、プローブ本体部に結合された一対のセンサアセンブリを含み、各センサアセンブリはプローブ本体部に結合された複数のプリズムを含み、複数のプリズムの各プリズムは、一対の放射線源のそれぞれの放射線源からの放射線を、一対の放射線源のそれぞれの放射線源の軸から外れるように回転構成要素の表面に向けるために異なる角度に向けられている。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、プローブ本体部に結合された集束レンズであって、一対の放射線源のそれぞれの放射線源とそれぞれの複数のプリズムとの間に光学的に結合された集束レンズを更に含む。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、集束レンズは、軸方向において対向する丸みを帯びたエッジのセットを含む。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、放射源は光ファイバを含み、集束レンズが前記光ファイバの出力端部に結合されている。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、前記プローブ本体部内にパージ流路を更に含み、前記パージ流路は、パージ流体源を前記複数のプリズムに流体結合する。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、前記複数のプリズムは、それぞれの放射線源からの放射線を、前記プローブ本体部の中心線軸から約２０度ずれた経路に向けるように構成されている。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、前記複数のプリズムの各々は、直角プリズムである。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、回転構成要素の表面は、ターボ機械の回転ブレードの表面であり、プローブ本体部は、ターボ機械のケーシングに結合され、回転ブレードの半径方向外側に配置される。

本開示の別の態様は、前述の態様のいずれかの態様を含み、少なくとも２つの光導体を更に含み、各光導体は、前記プローブ本体部（１０２）に結合され、各複数のプリズム（１３６）から物理的に分離されており、各光導体（１４２）は、前記放射線が前記回転構成要素の表面（１２２）によって方向が変化した後に前記放射線を検出するように配置される。

本開示のさらなる態様は、ターボ機械（５０）内のクリアランスを測定するための装置を含む。この装置は、ターボ機械（５０）のケーシング（１０３）に設けられたプローブ（１００）であって、前記ケーシングに取り付けられたプローブ本体部（１０２）、前記プローブ本体部（１０２）に結合された一対のセンサアセンブリであって、各センサアセンブリは、前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）を含み、複数のプリズムの各プリズムは、それぞれの放射線源からの放射線を、それぞれの放射線源（１０８）の軸から外れるように構成要素の表面（１２２）に向けるための異なる角度に向けられている、一対のセンサアセンブリ、を含むプローブ（１００）と、前記回転構成要素の表面（１２２）によって方向が変化した放射線を受け取るための検出器（１２４）と、前記検出器（１２４）に結合されたコントローラ（１２６）であって、前記コントローラ（１２６）は、前記放射線源（１０８）からの放射線が伝送されてから、第1の放射線源からの方向が変化した放射線の検出と、第２の放射線源からの方向が変化した放射線の検出との間の経過時間に基づいて、前記プローブアセンブリと前記回転構成要素の表面（１２２）との間の距離として前記クリアランスを計算する、コントローラ（１２６）とを含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、各センサアセンブリは、プローブ本体部に結合された集束レンズであって、前記一対の放射線源のそれぞれの放射線源とそれぞれの複数のプリズムとの間に光学的に結合された集束レンズを更に含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、集束レンズは、軸方向に対向する丸みを帯びたエッジのセットを含み、前記放射源は光ファイバを含み、前記集束レンズは前記光ファイバの出力端部に結合される。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記プローブ本体部（１０２）内にパージ流路（１５２）を更に含み、前記パージ流路（１５２）は、パージ流体源を前記複数のプリズム（１３６）に流体結合する。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記回転構成要素の表面（１２２）はターボ機械（５０）の回転ブレードの表面である。

本開示の更に別の側面は、回転構成要素の表面に放射線を伝送する方法を含む。本方法は、
一対の放射線源からの放射線が、回転構成要素から半径方向に間隔を空けて配置された静止構成要素に設けられたプローブ本体部に配置された少なくとも２つのセンサアセンブリを通過するように、放射線を伝送させることであって、各センサアセンブリは、前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）を含み、各プリズムは異なる角度方向に向けられており、複数のプリズムは、前記一対の放射線源のそれぞれの放射線源からの放射線を、それぞれの放射線源（１０８）の軸から外れるように回転構成要素の表面（１２２）に向けて、それぞれの放射線源（１０８）からの放射線よりも方向のばらつきを少なくする、放射線を伝送させること、
前記回転構成要素の表面により方向が変化した第１の放射線源からの放射線を検出してから、前記回転構成要素の表面により方向が変化した第２の放射線源からの放射線を検出するまでの経過時間及び回転距離のうちのいずれか一方を測定すること、
制御装置が、前記経過時間又は前記回転距離に基づいて静止構成要素と回転構成要素との間のクリアランス距離を計算すること
を含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、パージ流体を前記プローブ本体部（１０２）内の通路から複数のプリズム（１３６）に送り、プリズムから汚染物質を除去することを更に含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記少なくとも２つのセンサアセンブリの各センサアセンブリは、前記複数のプリズムの半径方向外側に、前記プローブ本体部に結合された集束レンズを更に含み、前記一対の放射線源からの放射線が前記少なくとも２つのセンサアセンブリを通過するように放射線を伝送することは、前記放射線が前記複数のプリズムを通過する前に、前記放射線が、それぞれのセンサアセンブリのそれぞれの集束レンズを通過するように、前記放射線を送ることを更に含み、前記放射線が前記複数のプリズムを通過することによって、前記放射線をプローブ本体部の中心線軸から約２０度ずれた経路に向ける。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記回転構成要素はターボ機械（５０）のブレードを含み、前記静止構成要素は前記ターボ機械（５０）のケーシング（１０３）を含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記少なくとも２つのセンサアセンブリを含むプローブ本体部を、前記回転構成要素の半径方向外側にある前記ターボ機械のケーシング内に取り付けることを更に含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記回転構成要素の表面により方向が変化した放射線を、前記プローブ本体部に結合された一対の光導体に収集することを更に含み、前記一対の光導体は、前記少なくとも２つのセンサアセンブリから物理的に分離している。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記一対の放射線源の各放射線源は光ファイバを含み、各センサアセンブリにおいて、前記放射線が前記集束レンズを通過した後に前記複数のプリズムを通過するように、前記光ファイバの出力端部に集束レンズを結合することを更に含む。

本開示の追加の態様は、回転構成要素によって方向が変化した放射線を検出する装置を含み、本装置は、前記回転構成要素の半径方向外側の静止構成要素に設けられたプローブ本体部、及び前記プローブ本体部に結合された一対の到達時間センサを含み、前記一対の到達時間センサの各センサは、前記プローブ本体部に結合され、第１の端部と前記第１の端部の反対側の第２の端部とを有する光導体であって、前記光導体の第１の端部は前記回転構成要素により方向が変化した放射線を受け取り、前記光導体の形状によって、前記第１の端部に対する第２の端部における放射線の方向のばらつきが低減する、光導体と、それぞれの光導体に光学的に結合された検出器とを含み、前記検出器は前記光導体から方向のばらつきが低減された放射線を受け取るように配置される。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記検出器に結合されたコントローラを更に含み、前記コントローラは、前記一対の到達時間センサの各センサにおける方向が変化した放射線を検出する間の経過時間及び回転距離のうちの一方に基づいて、前記プローブ本体部と前記回転構成要素との間の距離としてクリアランスを計算する。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記一対の到達時間センサの各センサは、前記光導体の第２の端部に光学的に結合された集束レンズを更に含み、前記集束レンズは、前記光導体からの放射線を前記検出器に向けるように形成されている。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記集束レンズは、前記光導体の中心線軸に対して実質的に一直線上に並ぶ平凸レンズを含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記光導体の形状と前記光導体の内面を覆う研磨された反射コーティングによって、前記光導体を伝送する放射線が全反射する。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記プローブ本体部内にパージ流路を更に含み、前記パージ流路は、パージ流体源をそれぞれの光導体に流体的に結合する。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、各到達時間センサについて、前記検出器に結合された光ファイバであって、前記光導体の中心線軸に対して実質的に一直線上に並ぶ光ファイバを更に含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記回転構成要素はターボ機械のブレードを含み、前記静止構成要素は前記ターボ機械のケーシングを含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、各到達時間センサについて、前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）であって、前記光導体から物理的に分離された複数のプリズムを更に含み、前記複数のプリズム（１３６）は、それぞれの放射線源からの放射線を、それぞれの放射線源（１０８）の軸から外れるように前記構成要素の表面（１２２）に向けるように構成される。

本開示のさらなる追加の態様は、ターボ機械内のクリアランスを測定する装置を含み、前記装置は、前記ターボ機械の回転構成要素の半径方向外側の前記ターボ機械のケーシングに配置されたプローブアセンブリを含み、前記プローブアセンブリは、プローブ本体部、及び前記プローブ本体部に結合された一対の到達時間センサを含み、各到達時間センサは、前記プローブ本体部に結合され、第１の端部と前記第１の端部の反対側の第２の端部とを有する光導体であって、前記光導体の第１の端部は、前記ターボ機械の回転構成要素により方向が変化した放射線を受け取り、前記光導体の形状によって、前記第１の端部と比較して前記第２の端部における放射線の方向のばらつきが低減する、光導体と、前記光導体から方向のばらつきが低減された放射線を受け取るように配置された検出器と、前記検出器に結合されたコントローラとを含み、前記コントローラは、前記一対の到達時間センサのうちの一方のセンサにおける方向が変化した放射線の検出と、前記一対の到達時間センサのうちの他方のセンサにおける方向が変化した放射線の検出との間の経過時間に基づいて、前記プローブアセンブリと前記回転構成要素との間の距離としてクリアランスを計算する。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記一対の到達時間センサの各センサは、前記光導体の第２の端部に光学的に結合された集束レンズを更に含み、前記集束レンズは、前記光導体からの放射線を前記検出器に向けるように形成されている。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記集束レンズは、前記光導体の中心線軸に対して実質的に一直線上に並ぶ平凸レンズを含み、前記光導体は、均質化光導体を含み、前記均質化光導体は、その光導体を伝送する放射線が全反射するように形成される。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記プローブ本体部内にパージ流路を更に含み、前記パージ流路は、パージ流体源をそれぞれの光導体に流体的に結合する。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記回転構成要素は前記ターボ機械のブレードを含む。

本開示のさらなる追加の態様は、回転構成要素により方向が変化した放射線を検出する方法を含む。本方法は、前記回転構成要素の表面により方向が変化した放射線が一対の到達時間センサを通過して検出器に送信されるように放射線を伝送することであって、前記一対の到達時間センサは、前記回転構成要素の半径方向外側の静止構成要素に取り付けられたプローブ本体部内に結合されており、各到達時間センサは、前記プローブ本体部に結合された光導体を含み、前記光導体は、前記光導体の第１の端部と比較して前記光導体の第２の端部における放射線の方向のばらつきを低減するように構成される、放射線を伝送すること、前記一対の到達時間センサのうちの一方の到達時間センサにおける方向が変化した放射線の検出と、前記一対の到達時間センサのうちの他方の到達時間センサにおける方向が変化した放射線の検出との間の経過時間又は回転距離のうちの１つを測定すること、及び、コントローラによって、前記経過時間又は前記回転距離に基づいて、前記静止構成要素と前記回転構成要素との間のクリアランス距離を計算することを含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、各到達時間センサについて、前記光導体からの放射線が、前記光導体と前記検出器との間に光学的に結合された集束レンズを伝送することを更に含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記光ファイバを通じて前記集束レンズを前記検出器に光学的に結合させることを更に含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記プローブ本体部内の経路からのパージ流体が前記光導体の表面に流れて、前記光導体から汚染物質を除去することを更に含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記光導体の形状及び前記光導体の内面を覆う研磨された反射コーティングによって、前記光導体を通過する放射線は、伝送の間は全反射する。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、前記一対の到達時間センサを含むプローブ本体部を前記静止構成要素内に取り付けることを更に含み、前記静止構成要素は前記ターボ機械のケーシングを含み、前記回転構成要素は前記ターボ機械のブレードを含む。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、伝送中に、一対の放射線源からの放射線が、前記プローブ本体部に結合された複数のプリズムを通過するように放射線を送ることを更に含み、各プリズムは異なる角度方向を有し、前記光導体は、前記複数のプリズムから物理的に分離される。

本開示の別の態様は、上記の態様のいずれかの態様を含み、光ファイバを通じて前記集束レンズを前記検出器に光学的に結合させることを更に含む。

図面は、本発明を実施するために現時点で考えられている実施形態を示すものである。

本開示の実施形態による、放射線で位置が測定されている回転構成要素（例えば、ガスタービンの構成要素）の側面図を概略的に示す。 本開示の実施形態による方法において、クリアランス量が異なる場合における経過時間と回転距離との差を断面で概略的に示す。 本開示の実施形態による、構成要素の放射線測定のためのシステム及び装置を断面で概略的に示す図である。 本開示の実施形態による、放射線を伝送するための集束レンズ及び複数のプリズムの正面図を概略的に示す図である。 本開示の実施形態による、放射線を伝送させるための集束レンズ及び複数のプリズムの側面図を概略的に示す図である。 本開示の実施形態による、放射線を伝送させるための集束レンズ及び複数のプリズムの斜視図を概略的に示す図である。 本開示の実施形態による、所定の軸に沿って放射線を伝送させるための集束レンズ及び複数のプリズムの注釈付き正面図を概略的に示す図である。 本開示の実施形態による、ガスタービンの回転構成要素に放射線を伝送し、ガスタービンの回転構成要素で放射線の方向を変化させるための装置の注釈付き正面図を概略的に示す図である。 本開示の実施形態による、ガスタービンの回転構成要素によって方向が変化した放射線を検出するための装置の正面図を概略的に示す。 本開示の実施形態による、構成要素によって方向が変化した放射線を検出するための装置の拡大正面図を概略的に示す。 本開示の実施形態による、構成要素によって方向が変化した放射線を検出するための装置の正面斜視図を概略的に示す。 本開示の実施形態によるプローブ本体部の先端部の外観斜視図である。 本開示の実施形態によるプローブ本体部の先端部の切断斜視図を示す図である。

本開示の図面は、同一の拡大、縮小で表されていないことに留意されたい。図面は、本開示の典型的な態様のみを図示することを意図しており、したがって、本開示の範囲を限定するものとして考慮されるべきではない。図面において、類似の番号は、図面間において類似の構成要素を表す。

本開示の実施形態は、構成要素（例えば、ガスターボ機械の回転構成要素）の放射線測定のための装置及び方法であって、例えば、その放射線を伝送して検出する方法（例えば、回転構成要素と、回転構成要素を囲む静止構成要素（ケーシングなど）との間のクリアランスを測定するための方法）を提供する。

装置は、プローブ本体部と一対のセンサアセンブリとを含むことができる。各センサアセンブリは、前記プローブ本体部に結合された集束レンズであって、放射線源に光学的に結合された集束レンズを含む。集束レンズは、放射線源からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている。複数のプリズムは、各集束レンズの下流でプローブ本体部に結合され、各プリズムは、前記集束レンズからの放射線を、前記放射源の軸から外れるように前記構成要素の表面に向けるために異なる角度に向けられている。

本開示のさらなる実施形態は、構成要素の表面により（例えば、ガスターボ機械の回転構成要素の表面により）方向が変化した放射線を検出する方法及び装置を提供する。装置は一対の到達時間センサ（以下、「到達センサ」）を含む。各到達センサは、プローブ本体部（例えば、放射線を伝送する装置と同じプローブ本体部、又は全く異なるプローブ本体部）に結合された光導体を含む。各光導体は、前記構成要素の表面により方向が変化した放射線を受け取るように配置された第１の端部と、前記第１の端部とは反対側に位置する第２の端部とを有することができる。光導体の形状によって、第１の端部と比較して第２の端部における放射線の方向のばらつきが低減される。集束レンズは、前記光導体の第２の端部に光学的に結合され、前記光導体からの放射線を検出器に向けるような形状にすることができる。放射線は、構成要素の表面により方向が変化する際に、センサアセンブリから回転構成要素に伝送されて到着時間センサに戻る、実質的にＶ字型の経路を辿ることができる。各Ｖ字型経路の水平成分は、例えば、構成要素が後続の経路と交差する前に１つの経路と確実に交差するように、反対であってもよい。各検出器は、光導体から集束レンズを通過する放射線を受け取るために、対応する到達時間センサの集光レンズに光学的に結合することができる。

図１は、様々な実施形態による回転構成要素（例えば、ガスターボ機械のブレード）の放射線を用いた測定のための装置及び方法の簡略化された概略図を示す。回転構成要素（以下、単に「構成要素」）１２０を計測するためのプローブアセンブリ（以下、単に「プローブ」）１００の簡略版を有するターボ機械５０が、図１に示されている。構成要素１２０は、ターボ機械５０の回転ブレード（例えば、構成要素のエアホイル部分）として例示的に図示されているが、考えられる任意の種類の構成要素を使用することができる。構成要素１２０は、ターボ機械５０の圧縮機部又はターボ機械５０のタービン（すなわち、膨張タービン）部に配置することができる。

プローブ１００は、ターボ機械５０の静止構成要素１０３の内壁（例えば、回転可能な構成要素（例えば、ターボ機械５０のシャフトに回転可能に取り付けられたブレード）が動作するように構成されているケーシングの内壁）に結合するように形成されたプローブ本体部１０２を含むことができる。プローブ１００は、放射線を構成要素１２０に伝送するための一対の伝送アセンブリ１０４と、対応する一対の到達時間センサ１０６とを含むことができ、各到達時間センサ１０６は、構成要素１２０により方向が変化した放射線を検出する。一部の実装形態では、各伝送アセンブリ１０４は、到達時間センサ１０６のプローブ１００又はプローブ本体部１０２とは異なるプローブ１００又はプローブ本体部１０２に含まれてもよい。プローブ１００の様々な構成要素は、本明細書の他の箇所で更に詳細に説明される。本開示による様々な方法は、例えば、機械的締結具、接着剤、及び／又は他の機械的な接続技術もしくは結合技術によって、プローブ本体部１０２を静止構成要素１０３に結合することが含まれている。

放射線源１０８は、プローブ１００の各伝送アセンブリ１０４を構成要素１２０（例えば、ターボ機械の回転ブレード）に向かって進む放射線（例えば、レーザビーム及び／又は他のタイプの放射線を使用した照射若しくは光照射）を生成することができる。構成要素１２０の表面１２２は、各伝送アセンブリ１０４からの放射線が、対応する位置でプローブ１００に戻るように、放射線の方向を変化させることができる。対応する到達時間センサ１０６は、方向が変化した放射線を受信し、到達時間センサ１０６に光学的に結合された検出器１２４に向けて送信することができる。構成要素１２０は、表面１２２がプローブ１００に対して相対的に移動するように走査経路（例えば、ターボ機械の軸の周りの周方向と一致する図１に示す経路Ｐ）に沿って移動することができる。構成要素１２０（ターボ機械の回転ブレードなど）は、伝送アセンブリ１０４からの放射線の複数の経路を（例えば、回転によって）順次横切って、表面１２２が、放射線の方向を変化させてプローブ１００の対応する到達時間センサ１０６及び検出器１２４に進むようにすることができる。

図１及び図２を参照する。コントローラ１２６は、放射線が構成要素１２０により方向を変化させる間の経過時間（Δｔ）又は回転距離（Δｓ）を計算するために、各対の検出器１２４と放射線源１０８に結合することができる。コントローラ１２６は、様々な動作方法を実施するためのプロセッサ及びメモリを含むことができ、様々な実装形態において、コントローラ１２６は、汎用コンピューティング装置、専用コンピューティング装置、及び／又は任意の他の既知の又は将来的に開発される制御デバイスを含むことができる。コントローラ１２６は、静止コンポーネント１０３（ケーシング）及び構成要素１２０（回転ブレード）が配置されたターボ機械５０に結合されてもよいし、ターボ機械５０の外部に備えられてもよい。図２に例として示すように、構成要素１２０と静止構成要素１０３との間のクリアランス（半径方向距離）が増加すると（それにより、放射線源１０８と分析中の構成要素１２０との間の距離が増加する）、連続する一対の到達時間センサにより放射線を検出するまでの間の経過時間が長くなり、経過時間の間に構成要素１２０が移動する（円周方向の）回転距離が長くなる。

コントローラ１２６は、対応する各対の検出器１２４が放射線を検出するまでの間の経過時間Δｔ又は回転距離Δｓを評価することができる。コントローラ１２６は、この評価された時間差又は回転距離、及び／又は他の基準データ（構成要素１２０の較正された設定など）を使用して、クリアランスＣを計算することができる。クリアランスＣは、構成要素１２０（例えば、回転ブレード）の表面１２２と静止構成要素１０３の内側を向いた面との間の距離（センチメートルの合計値など）として表すことができる。本開示の実施形態には、従来の測定システム及び／又は方法と比較して、構成要素１２０の表面１２２に無事に到達する放射線であって、表面１２２で方向を変化させた後に検出器１２４に無事に到達する放射線の量を増加させるためのプローブ１００の様々な特徴が含まれている。

図３を参照すると、各伝送アセンブリ１０４及び到達時間センサ１０６の様々な構成要素を更に説明するために、プローブ１００の断面図が示されている。最初に伝送アセンブリ１０４を参照すると、各アセンブリ１０４は、放射線を出力端部１３２（例えば、光媒体１３０の一端を所定の位置に固定するためのファイバフェルール又は他の構成要素）に伝送するための光媒体１３０（例えば、光ファイバ、ケーブル、及び／又は放射線伝送材料などの任意の光伝送機構）を含むことができる。一部の実施形態では、出力端部１３２は、プローブ本体部１０２に結合された集束レンズ１３４と光学的に通信する光媒体１３０を配置することができる。

図３及び図４を参照すると、集束レンズ１３４は、複数の出力角度で入射する放射線を集束レンズ１３４の外側に位置する単一の焦点に向けるように形成された任意のレンズの形式とすることができる。一例によれば、集束レンズ１３４は、入射放射線を複数の進行方向に分離するように形成された丸みのある一対の対向面を有する（例えば、図４に示すような）丸いレンズであって、分離された放射線が集束レンズ１３４の外側の点に向かう収束方向に進むように分離された放射線の向きを変える丸いレンズを含むことができる。集束レンズ１３４は、様々な形状（例えば、丸みを帯びた２つの対向するエッジの間に位置する長円体、球形、及び／又は他の適用可能な形状）を有することができる。集束レンズ１３４の例示的な放射線経路が、破線を用いて図４に示されている。さらなる実装形態では、集束レンズ１３４としては、集束レンズ１３４の外側に位置する焦点Ｗ（図４）に光を集束するように形成された他の種類のレンズ及び／又は光伝送構造とすることができる。集束レンズ１３４の外側に位置する焦点Ｗは、本明細書に記載されているように、所定の方向及び／又は所定の向きに光の方向を変化させるための複数のプリズム１３６に位置決めする及び／又は複数のプリズム１３６の近くに位置決めすることができる。集束レンズ１３４及び／又は複数のプリズム１３６は、例えば、結合部品及び／又は他の取付け材料（締結具、ポッティング材料、接着剤、及び／又は他の既知の若しくは将来開発される機械的結合材料若しくは機械的結合機構など）を使用して、プローブ本体部１０２内に取り付けることができる。

図３～図９は集束レンズ１３４を含む実施形態を示すが、他の実施形態（図示せず）では集束レンズ１３４は省略されていてもよく、その場合、光媒体１３０は、複数のプリズム１３６に直接に伝送し、複数のプリズム１３６は、一対の放射線源のそれぞれの放射線源からの放射線を、それぞれの放射線源の軸から外れるように、且つそれぞれの放射線源からの放射線よりも方向のばらつきが少なくなるように、回転部材の表面に向けることが理解されるべきである。

図４～図６を参照すると、本開示の実施形態によって、構成要素１２０（図１）（例えば、ターボ機械の回転ブレード）に放射線を伝送するための本発明の実施形態による装置１４０が提供されている。図４～図６では、図を明確にするためにプローブ本体部１０２は省略されているが、出力端部１３２、集束レンズ１３４、及び／又は複数のプリズム１３６は、本明細書の他の部分で説明されているように、例えば、プローブ本体部１０２に取り付けられることによって、プローブ本体部１０２に結合できることが理解される。複数のプリズム１３６は、集束レンズ１３４からの放射線の経路を変更して放射線を所定の方向に伝送させるための、例えば、２つ以上のプリズムを含むことができる。一例によれば、複数のプリズム１３６は第１のプリズム１３６ａ及び第２のプリズム１３６ｂを含むことができ、各プリズムは、放射線を所定の方向に反射するように形成されている。本開示の実施形態では、複数のプリズム１３６の各プリズム（例えば、第１のプリズム１３６ａ及び第２のプリズム１３６ｂ）に対して異なる角度方向を選択することと、複数のプリズム１３６が所望の向きとなるように複数のプリズム１３６をプローブ本体部１０２内に取り付けることが含まれる。この場合、プリズム１３６の取付けには、プリズム１３６を様々な結合部品に結合すること、及び／又は複数のプリズム１３６の内部の空間をポッティング材料で充填することが含まれる。複数のプリズム１３６は、放射線を反射する反射性材料（シリカ、フッ化カルシウム（ＣａＦ_２）、セレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）、及び／又は他の材料など）を含むことができる。

図５の例では、第１のプリズム１３６ａは、焦点Ｗと一致する反射面を有する直角（例えば、三角形状）プリズムであって、Ｙ－Ｚ面内にある直角（例えば、三角形状）プリズムとすることができる。しかしながら、第２のプリズム１３６ｂは、Ｙ－Ｚ平面から外れた向き（例えば、本明細書で説明するようにＹ軸に対して約２０度回転した向き）とすることができる。この構成では、第１のプリズム１３６ａは「横断」直角プリズムとすることができ、一方、第２のプリズム１３６ｂは「傾斜した」直角プリズム（すなわち、所望の量だけ向きが変化するようにもう一方のプリズムに対して所定量だけ回転したプリズム）であると考えることができる。集束レンズ１３４を出射する放射線の方向を更に制御するために、様々な指向性を有する所望の数のプリズムを使用することができる。複数のプリズム１３６を使用する利点は、他の放射線制御構造と比較して、放射線が複数のプリズム１３６を通過する際に、集束レンズ１３４から生成される放射線密度が実質的に影響を受けないことである。

図７に具体的に示すように、放射線は、出力端部１３２及び集束レンズ１３４の中心線軸Ｃ_Ｌから外れる方向に向けられた経路Ｒに沿って進むことによって、各アセンブリ１０４の複数のプリズム１３６を出射することができる。経路Ｒは、例えば、プローブ本体部１０２及び／又は静止構成要素１０３（図１）内の他の場所に位置する放射線検出構成要素の位置に向けられる方向成分が生成されるように、軸から外れた方向に向けることができる。一実施例によれば、経路Ｒは、中心線軸Ｃ_Ｌから約２０度異なる軸に沿うように向けられる。経路Ｒと中心線軸Ｃ_Ｌとの間の角度差は、いくつかの構成要素の種類及び／又は用途に適合させるために、複数のプリズム１３６のプリズムの数及び／又はそれらのプリズムの向きに基づいて変更できることが理解される。

図８は、例えば、装置１４０の実施形態を使用して、構成要素１２０の表面１２２に放射線を伝送する方法を示す図である。放射線源１０８（図１）は、放射線を各アセンブリ１０４の集束レンズ１３４に伝送することができ、集束レンズでは、放射線源の出力の放射線よりも方向のばらつきが小さくなるように放射線を出力することができる。複数のプリズム１３６は、伝送アセンブリ１０４からの放射線を、構成要素１２０における位置Ｄ（例えば、回転可能なブレードの最も外側の面に存在する点）に送り、放射線の方向を、到達時間センサ１０６（例えば、プローブ本体部１０２内の他の場所）に向けて変化させることができる。装置１４０の各放射線源１０８から伝送された放射線は、２つ以上の位置で方向を変化させ、例えば表面１２２から、対応するプローブ本体部１０２又はその一部に戻ることができる。

複数のプリズム１３６とは別に、構成要素１２０の表面１２２の組成によって、放射線の方向を、図８の複数の破線で示されるように、複数の方向に変化させることができる。しかし、方向が変化した放射線は、対応する到達時間センサ１０６の位置に向かうことができる。この理由は、例えば、集束レンズ１３４で放射線が先に集束され、集束された放射線は複数のプリズム１３６を通って方向が変更されるからである。本開示のさらなる実施形態は、例えば、図８に例示しているように、放射線の方向が様々な方向に変化した場合でも、構成要素１２０により方向が変化した放射線を検出する装置１４１及び方法を提供する。図示されるように、装置１４１及び装置１４０が１つのプローブ本体部１０２内に含まれるか又は１つのプローブ本体部１０２に結合される場合であっても、装置１４１は、装置１４０から物理的に切り離すことができる。

図８及び図９を参照すると、装置１４１の実施形態は、例えば、プローブ１００内に２つ以上の光導体１４２を有する到達時間センサ１０６を含むことができる。各光導体１４２は、構成要素１２０（ターボ機械の回転可能なブレードなど）の表面１２２により方向が変化した放射線を受け取るように配置された第１の端部１４２ａを含むことができる。集束レンズ１３４、複数のプリズム１３６、又は本明細書で説明される他の放射線伝送構成要素とは異なり、各光導体１４２は、放射線を均質化してある位置から別の位置に送ることができる。したがって、光導体１４２は、光導体１４２を通過する放射線が全反射（ＴＩＲ）するように形成された複数の表面を有する所定の形状（例えば、図６、図１１に示すような六角形）を有することができる。ＴＩＲとは、放射線が第１の材料（例えば、光導体１４２内の空気又は他の放射線伝送材料）から第１の材料と別の材料（例えば、光導体１４２の内面）との間の境界に到達すると、第２の媒体に屈折せず、代わりに第１の材料に完全に反射するという物理現象を表す。この作用を発生するために、光導体１４２の内面は、光を反射するポリッシュド反射材料（polished reflective material）であって、静止構成要素１０３内の空間などの環境で腐食に耐えるポリッシュド反射材料（例えば、金属系及び／又は有機系の反射材料）で覆うことができる。光導体１４２は、動作中、光導体１４２の中の放射線の方向のばらつきを、第１の端部１４２ａの反対側の第２の端部１４２ｂ（図９）において少なくする。

光導体は、本明細書で説明された他の構成要素（例えば、光学媒体１３２、集束レンズ１３４、複数のプリズム１３６など）よりも大きい所定の断面積を有することができ、少なくとも約０．０７５平方ミリメートル（ｍｍ^２）の断面積を有することができる。光導体１４２のサイズは、光導体１４２が複数の方向に向かう放射線を収集し、それによって放射線を光導体１４２の第１の端部１４２ａから第２の端１４２ｂに導くことができる。

図１０及び図１１を参照すると、装置１４１の各到達時間センサ１０６は、光導体１４２の第２の端部１４２ｂに結合された集光レンズ１４４を任意に含むこともできる。集束レンズは、集束レンズ１４４が光導体１４２からの放射線を光媒体１４６の点Ｌに向けて集束するように、光導体１４２の中心線軸Ｔに対して実質的に一直線上に並ぶ平凸レンズとすることができる。集光レンズ１４４は、どのように具体化されても、例えば、例えば、光媒体１４６（光ファイバ及び／又は放射線を伝送するための他の既知の又は将来的に開発されるデバイスなど）を通じて、放射線を検出器１２４に送るように形成される。検出器１２４は、光媒体１４６を通じて集光レンズ１４４に光学的に結合することができる。集束レンズ１４４は、放射線を光媒体１４６に集束させ、放射線が検出器１２４に到達するように放射線を伝送する。本明細書の他の箇所で説明したように、コントローラ１２６（図１）は、検出器１２４に結合することができ、各到達時間センサ１０６が構成要素１２０の表面１２２により方向が変化した放射線を検出するときの経過時間又は回転距離に基づいて、クリアランスＣ（図１）を計算することができる。

図９～図１１は集束レンズ１４４を含む実施形態を示すが、他の実施形態（図示せず）は集束レンズ１４４を省略してもよく、その場合、放射線は光導体１４２を通って光媒体１４６及び／又は検出器１２４に直接に出力されることを理解されたい。

本明細書で説明されるように、装置１４１を使用して、構成要素１２０の表面１２２により方向が変化した放射線を検出するための方法を実施することができる。本開示による方法は、複数のアセンブリ１０４を通じて放射線を構成要素１２０に伝送することを含むことができ、放射線の方向が構成要素の表面１２２により変化する。各到達時間センサ１０６は、放射線を収集し放射線の方向のばらつきを低減するために、プローブ本体部１０２に光導体１４２を含んでおり、光導体１４２の第２の端部１４２ｂから出射する放射線は、光導体１４２の第１の端部１４２ａに入射する放射線よりも方向のばらつきが少なくなる。また、本開示による方法は、放射線が光導体１４２を通過するときに、例えば光導体１４２の表面の材料組成によって、放射線が全反射（ＴＩＲ）することを含むことができる。放射線は、光導体１４２から、光導体１４２に光学的に結合された対応する集束レンズ１４４を出射することができる。集束レンズ１４４は、光導体１４２からの放射線を、例えば、検出器１２４に直接に伝送すること、及び／又は光媒体１４６を経由して検出器１２４に伝送することができる。

次に図１２及び図１３を参照すると、プローブ１００及びプローブ本体部１０２の実施形態は、プローブ１００及びプローブ本体部１０２の中の構成要素が動作中に汚染される又は腐食されることを防止するための構造的特徴を更に含むことができる。パージ流体供給部１５０は、パージ流体を各アセンブリ１０４内の構成要素及び／又はプローブ本体部１０２の到達時間センサ１０６に送るためのパージ流路１５２のセットに流体的に結合することができる。この文脈における用語「パージ流体」は、既知の又は将来的に開発される供給機構（正圧など）によってプローブ本体部１０２に送ることができる流体（例えば、空気などのガス）の供給を表す場合がある。パージ流体は、プローブ本体部１０２の伝送アセンブリ１０４又は到達時間センサ１０６に送られると、プローブ本体部１０２から、汚染物質、腐食、及び／又は他の望ましくない物質を除去することができる。場合によっては、パージ流体供給部１５０は、プローブ本体部１０２の外部に設けることができ、例えば、パージ流体供給部１５０は、静止構成要素１０３内の流体回路を経由してパージ流路１５２に結合する、及び／又はターボ機械５０（図１）の他の場所に配置することができる。プローブ本体部１０２の伝送アセンブリ１０４又は到達時間センサ１０６に送られるパージ流体の他の機能としては、例えば、パージ流体供給部１５０内のパージ流体がプローブ本体部１０２よりも低温である場合にプローブ本体部１０２の構成要素を冷却することがある。さらなる実装形態において、プローブ本体部１０２の一部の伝送アセンブリ１０４及び到達時間センサ１０６は、パージ流路１５２を含むが、プローブ本体部１０２の他の伝送アセンブリ１０４及び他の到達時間センサは、そのような通路がなくてもよい。１つのパージ流路１５２又は流路のセットは、複数の送信アセンブリ１０４及び複数の到達時間センサ１０６に流体的に結合できることが更に理解される。

本開示の実施形態は、様々な技術的及び商業的利点を提供することができ、実施形態の例が、本明細書で説明されている。本開示の実施形態は、プリズムの形状と配置との組合せを使用して、プローブ本体部の中心線軸から外れた方向（すなわち、中心線軸と平行ではない）に沿って測定用の構成要素に放射線を出射し、放射線を送受信して測定することができる。更に、プローブの到達時間センサ内に光導体を含むことによって、方向が変化した放射線を収集し、収集した放射線を均質にし、その後で、放射線を光媒体に集束して検出することができる。到達時間センサの第１の構成要素として単にレンズを含む従来の構造とは異なり、各到達時間センサの光導体は、様々な角度で方向が変化した放射線を収集して均一にし、その後で、下流の集束レンズが均一化された光を検出器に送る。この構造により、伝送経路の様々な構成要素がプローブの中心線軸から外れた放射線を伝送するように構成されても、各位置で方向が変化した放射線を、下流の光学媒体の中心線軸に沿って確実に集束することができる。

本明細書で説明された様々な構成要素は、更に、従来の容量性プローブよりも十分に小さいスケールで製造することが可能であり、最大で約１１ミリメートルの直径を有するプローブに結合する、又はプローブの中に収容することができる。本開示の実施形態は、このようなプローブに実装される場合、約３４０℃（摂氏３４０度）の温度で、約０．１２５ｍｍの測定分解能で動作することができる。これらのパラメータ及び他のパラメータによって、本開示の方法及び装置は、ターボ機械のケーシングとターボ機械の回転可能なブレードとの間のクリアランスを測定するのに特に適している。

明細書で使用される用語は、特定の実施形態のみを説明することを目的としており、本開示を限定することを意図するものではない。本明細書において、「１つ（ａ）」、「１つ（ａｎ）」、及び「この（ｔｈｅ）」は、文脈が明らかに複数形を含むことを示していない限り、複数形を含むことを意図している。用語「含む」及び／又は「含んでいる」は、本明細書で使用される場合、言及された特徴、整数、工程、動作、要素、及び／又は構成要素が存在していることを述べているが、１つ以上の他の特徴、整数、工程、動作、要素、構成要素、及び／又はそれらのグループの存在及び追加を排除しないことが更に理解される。「任意の」又は「任意に」は、その後に記述される事象若しくは状況が発生してもよいし発生しなくてもよいことを意味し、また、その記述が、その事象が発生する例と、その事象が発生しない例とを含むことを意味する。

本明細書及び特許請求の範囲を通じて使用される近似を表す文言は、関連する基本的機能に変化をもたらすことなく、差し支えない程度に変動し得る任意の量的表現を修飾するために適用することができる。したがって、「およそ」、「約」、及び「実質的に」などの用語によって修飾された値は、明記された厳密な値に限定されるものではない。少なくとも一部の例では、近似を表す文言は、値を測定するための機器の精度に対応する場合がある。ここに記載されたこと並びに本明細書及び特許請求の範囲を通して、範囲の限定を組み合わせること及び／又は置き換えることが可能である。文脈又は文言が特に指示しない限り、このような範囲は識別され、それに包含される全ての部分範囲を含む。範囲の特定の端の値に適用される「約」は、当該範囲の両端の値に適用され、値を測定する機器の精度に特に依存しない限り、記載された端の値の＋／－１０％を示すことができる。

特許請求の範囲におけるミーンズプラスファンクション又はステッププラスファンクションの要素すべての、対応する構造、材料、動作、及び均等物は、具体的に請求された他の請求要素と組み合わせてその機能を実施するための、一切の構造、材料、又は動作を包含することを意図している。本開示の記載は、例示及び説明の目的で提示されており、可能な全てのものを含んでいることも、開示された形態で本開示に限定することも意図するものではない。当業者には、本開示の範囲及び趣旨から逸脱することなく多くの改変及び変形が明らかである。本開示の原理及び実際の用途を最適に説明し、想定される特定の使用に適するように様々な修正を加えた様々な実施形態についての開示を他の当業者が理解することができるようにするために、本実施形態が選択され、かつ記載された。

［実施形態１］
放射線源（１０８）から構成要素の表面（１２２）に放射線を伝送するための装置（１４０）であって、
プローブ本体部（１０２）、
前記プローブ本体部（１０２）に結合され、前記放射線源（１０８）に光学的に結合された集束レンズ（１３４）であって、前記集束レンズ（１３４）は、前記放射線源（１０８）からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている、集束レンズ（１３４）、及び
前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）であって、各プリズム（１３６）は、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記放射源（１０８）の軸から外れるように前記構成要素の表面（１２２）に向けるために異なる角度に向けられている、複数のプリズム（１３６）
を含む装置（１４０）。
［実施形態２］
前記集束レンズ（１３４）はボールレンズを含む、実施形態１に記載の装置。
［実施形態３］
前記放射線源（１０８）は光ファイバを含み、前記ボールレンズは前記光ファイバの出力端部（１３２）に結合されている、実施形態１又は２に記載の装置。
［実施形態４］
前記プローブ本体部（１０２）内にパージ流路（１５２）を更に含み、前記パージ流路（１５２）は、パージ流体源（１５０）を前記複数のプリズム（１３６）に流体結合する、実施形態１～３のうちのいずれかの実施形態に記載の装置。
［実施形態５］
前記複数のプリズム（１３６）は、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記プローブ本体部（１０２）の中心線軸から約２０度ずれた経路に向けるように構成されている、実施形態１～４のうちのいずれかの実施形態に記載の装置。
［実施形態６］
前記複数のプリズム（１３６）の各々は、直角プリズムである、実施形態１～５のうちのいずれかの実施形態に記載の装置。
［実施形態７］
前記構成要素の表面（１２２）はターボ機械（５０）の回転可能なブレードに存在している、実施形態１～６のうちのいずれかの実施形態に記載の装置。
［実施形態８］
前記プローブ本体部（１０２）は前記ターボ機械（５０）のケーシング（１０３）に結合されている、実施形態１～７のうちのいずれかの実施形態に記載の装置。
［実施形態９］
前記プローブ本体部（１０２）に結合され、前記集束レンズ（１３４）及び前記複数のプリズム（１３６）から物理的に分離された光導体（１４２）を更に含み、前記光導体（１４２）は、前記放射線の方向が前記構成要素の表面（１２２）により変化した後に前記放射線を検出するように配置される、実施形態１～８のうちのいずれかの実施形態に記載の装置。
［実施形態１０］
ターボ機械（５０）内のクリアランスを測定するための装置（１４０）であって、
ターボ機械（５０）のケーシング（１０３）に設けられたプローブ（１００）であって、
プローブ本体部（１０２）、
前記プローブ本体部（１０２）に結合され、放射線源（１０８）に光学的に結合された集束レンズ（１３４）であって、前記集束レンズ（１３４）は、前記放射線源（１０８）からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている、集束レンズ（１３４）、及び
前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）であって、各プリズムは、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記放射線源（１０８）の軸から外れるように構成要素の表面（１２２）に向けるための異なる角度に向けられている、複数のプリズム（１３６）、
を含むプローブ（１００）と、
前記構成要素の表面（１２２）により方向が変化した放射線を受け取るための検出器（１２４）と、
前記検出器（１２４）に結合されたコントローラ（１２６）であって、前記コントローラ（１２６）は、前記放射線源（１０８）からの放射線が伝送されてから、方向が変化した放射線が前記検出器（１２４）で検出されるまでの経過時間に基づいて、前記プローブ（１００）と前記構成要素の表面（１２２）との間の距離として前記クリアランスを計算する、コントローラ（１２６）と
を含む、装置（１４０）。
［実施形態１１］
前記集束レンズ（１３４）はボールレンズを含み、前記放射源（１０８）は光ファイバを含み、前記ボールレンズは前記光ファイバの出力端部（１３２）に結合されている、実施形態１０に記載の装置。
［実施形態１２］
前記プローブ本体部（１０２）内にパージ流路（１５２）を更に含み、前記パージ流路（１５２）は、パージ流体源を前記複数のプリズム（１３６）に流体結合する、実施形態１０又は１１に記載の装置。
［実施形態１３］
前記構成要素の表面（１２２）はターボ機械（５０）の回転可能なブレードに存在している、実施形態１０～１２のうちのいずれかの実施形態に記載の装置。
［実施形態１４］
放射線を構成要素の表面（１２２）に伝送する方法であって、
放射線源（１０８）からの放射線を、プローブ本体部（１０２）に結合された集束レンズ（１３４）に伝送することであって、前記集束レンズ（１３４）は、前記放射線源（１０８）からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている、集束レンズ（１３４）に伝送すること、及び
前記集束レンズ（１３４）からの放射線が、前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）を通過するように、放射線を送ることであって、各プリズムは異なる角度に向けられており、前記複数のプリズム（１３６）は、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記放射線源（１０８）の軸から外れるように前記構成要素の表面（１２２）に向ける、放射線を送ること
を含む、方法。
［実施形態１５］
パージ流体を前記プローブ本体部（１０２）内の通路から複数のプリズム（１３６）に送り、プリズムから汚染物質を除去することを更に含む、実施形態１４に記載の方法。

１０２ プローブ本体部
１０８ 放射線源
１２２ 表面
１３４ 集束レンズ
１３６ プリズム
１４０ 装置

Claims (15)

1. 放射線源（１０８）から構成要素の表面（１２２）に放射線を伝送するための装置（１４０）であって、
   プローブ本体部（１０２）、
   前記プローブ本体部（１０２）に結合され、前記放射線源（１０８）に光学的に結合された集束レンズ（１３４）であって、前記集束レンズ（１３４）は、前記放射線源（１０８）からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている、集束レンズ（１３４）、及び
   前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）であって、各プリズム（１３６）は、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記放射源（１０８）の軸から外れるように前記構成要素の表面（１２２）に向けるために異なる角度に向けられている、複数のプリズム（１３６）
   を含む装置（１４０）。
2. 前記集束レンズ（１３４）はボールレンズを含む、請求項１に記載の装置。
3. 前記放射線源（１０８）は光ファイバを含み、前記ボールレンズは前記光ファイバの出力端部（１３２）に結合されている、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記プローブ本体部（１０２）内にパージ流路（１５２）を更に含み、前記パージ流路（１５２）は、パージ流体源（１５０）を前記複数のプリズム（１３６）に流体結合する、請求項１～３のうちのいずれか一項に記載の装置。
5. 前記複数のプリズム（１３６）は、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記プローブ本体部（１０２）の中心線軸から約２０度ずれた経路に向けるように構成されている、請求項１～４のうちのいずれか一項に記載の装置。
6. 前記複数のプリズム（１３６）の各々は、直角プリズムである、請求項１～５のうちのいずれか一項に記載の装置。
7. 前記構成要素の表面（１２２）はターボ機械（５０）の回転可能なブレードに存在している、請求項１～６のうちのいずれか一項に記載の装置。
8. 前記プローブ本体部（１０２）は前記ターボ機械（５０）のケーシング（１０３）に結合されている、請求項１～７のうちのいずれか一項に記載の装置。
9. 前記プローブ本体部（１０２）に結合され、前記集束レンズ（１３４）及び前記複数のプリズム（１３６）から物理的に分離された光導体（１４２）を更に含み、前記光導体（１４２）は、前記放射線の方向が前記構成要素の表面（１２２）により変化した後に前記放射線を検出するように配置される、請求項１～８のうちのいずれか一項に記載の装置。
10. ターボ機械（５０）内のクリアランスを測定するための装置（１４０）であって、
    ターボ機械（５０）のケーシング（１０３）に設けられたプローブ（１００）であって、
    プローブ本体部（１０２）、
    前記プローブ本体部（１０２）に結合され、放射線源（１０８）に光学的に結合された集束レンズ（１３４）であって、前記集束レンズ（１３４）は、前記放射線源（１０８）からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている、集束レンズ（１３４）、及び
    前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）であって、各プリズムは、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記放射線源（１０８）の軸から外れるように構成要素の表面（１２２）に向けるための異なる角度に向けられている、複数のプリズム（１３６）、
    を含むプローブ（１００）と、
    前記構成要素の表面（１２２）により方向が変化した放射線を受け取るための検出器（１２４）と、
    前記検出器（１２４）に結合されたコントローラ（１２６）であって、前記コントローラ（１２６）は、前記放射線源（１０８）からの放射線が伝送されてから、方向が変化した放射線が前記検出器（１２４）で検出されるまでの経過時間に基づいて、前記プローブ（１００）と前記構成要素の表面（１２２）との間の距離として前記クリアランスを計算する、コントローラ（１２６）と
    を含む、装置（１４０）。
11. 前記集束レンズ（１３４）はボールレンズを含み、前記放射源（１０８）は光ファイバを含み、前記ボールレンズは前記光ファイバの出力端部（１３２）に結合されている、請求項１０に記載の装置。
12. 前記プローブ本体部（１０２）内にパージ流路（１５２）を更に含み、前記パージ流路（１５２）は、パージ流体源を前記複数のプリズム（１３６）に流体結合する、請求項１０又は１１に記載の装置。
13. 前記構成要素の表面（１２２）はターボ機械（５０）の回転可能なブレードに存在している、請求項１０～１２のうちのいずれか一項に記載の装置。
14. 放射線を構成要素の表面（１２２）に伝送する方法であって、
    放射線源（１０８）からの放射線を、プローブ本体部（１０２）に結合された集束レンズ（１３４）に伝送することであって、前記集束レンズ（１３４）は、前記放射線源（１０８）からの放射線よりも方向のばらつきが少ない放射線を出力するように形成されている、集束レンズ（１３４）に伝送すること、及び
    前記集束レンズ（１３４）からの放射線が、前記プローブ本体部（１０２）に結合された複数のプリズム（１３６）を通過するように、放射線を送ることであって、各プリズムは異なる角度に向けられており、前記複数のプリズム（１３６）は、前記集束レンズ（１３４）からの放射線を、前記放射線源（１０８）の軸から外れるように前記構成要素の表面（１２２）に向ける、放射線を送ること
    を含む、方法。
15. パージ流体を前記プローブ本体部（１０２）内の通路から複数のプリズム（１３６）に送り、プリズムから汚染物質を除去することを更に含む、請求項１４に記載の方法。