JP3226136B2 - 光学式プローブ装置とこれに用いるプローブ取付け金具 - Google Patents
光学式プローブ装置とこれに用いるプローブ取付け金具Info
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Description
あるいはジェットエンジン等の動翼の振動計測装置に係
わり、更に詳しくは、動翼の振動計測に用いる光学式プ
ローブ装置とこれに用いるプローブ取付け金具に関す
る。
ように、エンジンケーシングに取り付けた翼端検出用の
光学式プローブ2 (Probe No.1) と、シャフト近くに取
り付けた回転基準信号検出用の電磁式プローブとによっ
て信号検出を行い、動翼3が振動していると、翼端が光
学式プローブ2の位置を通過するタイミングが、動翼の
基準位置に対して前後にずれ、そのずれ量を時間差とし
て検出することができる。すなわち、動翼3が振動して
いない場合(A)には、動翼3によるパルスが動翼の基
準位置と同期しているが、動翼が振動によって前側に倒
れている場合(B)には、動翼によるパルスが動翼の基
準位置よりも先に現れ、動翼が振動によって後側に倒れ
ている場合(C)には、動翼によるパルスが動翼の基準
位置よりも後に現れ、その時間差から動翼先端の振動変
位を検出することができる。
用する従来の振動計測装置(図5参照)は、投光ファイ
バと受光ファイバが同心に形成されたオプティカルファ
イバ4と、投光ファイバの末端にレーザ光を投光するレ
ーザ光投光装置5と、受光ファイバの末端からレーザ光
を受光するフォトマルチプライヤ6とを備えた光学式プ
ローブ装置を用いていた。なお、この図において、7
は、前述の回転基準信号検出用電磁式プローブからの信
号を増幅するアンプであり、8は解析器と高速波形記録
装置である。
るレーザ光投光装置5は、レーザ発生機5a(例えばヘ
リウムネオンレーザ装置)の光軸上に凸レンズを介して
投光ファイバの末端を位置決めしたものであり、光軸
調整が困難であり、振動により光軸がずれやすく、
大型で高価である問題点があった。また、フォトマルチ
プライヤ6は一種の真空管であり、振動で破損しやす
く、大型で高価である問題点があった。このため、従
来の光学式プローブ装置は、振動を受けないようにエン
ジンケーシング1から十分離れた位置(例えば計測室
内)に載置する必要があり、高温に耐える石英製のオ
プティカルファイバ4を相当長く(例えば20m以上)
必要とする問題点があった。
に創案されたものである。すなわち、本発明の第1の目
的は、光軸調整がほとんど不要であり、振動に強く、小
型かつ安価で、オプティカルファイバをほとんど必要と
しない、光学式プローブ装置を提供することにある。一
方、上述した振動計測を正確に行うためにはオプティカ
ルファイバ4の先端に設けられたプローブ9を、エンジ
ンケーシング1に正確に位置決めする必要があるが、ケ
ーシングの肉厚が薄い場合(例えば3〜5mm)には、
プローブの正確な固定ができず、ケーシングに適当な厚
さのボスを溶接し、このボスにプローブ取付ける必要が
あった。しかし、エンジンケーシングはアルミニウムの
ような非鉄金属製の場合もあり、こうした場合溶接が困
難であり、またロウ付け等によっても熱歪が発生しやす
い問題点があった。
ウ付けなしに、薄肉のケーシングにプローブを正確に取
り付けることができるプローブ取付け金具を提供するこ
とにある。
ァイバと受光ファイバが同心に形成されたオプティカル
ファイバと、投光ファイバの末端にレーザ光を投光する
レーザ光投光装置と、受光ファイバの末端からレーザ光
を受光するレーザ光受光装置とを有する光学式プローブ
装置において、前記オプティカルファイバの末端部、レ
ーザ光投光装置、及びレーザ光受光装置は同一のケーシ
ング内に格納されており、前記オプティカルファイバの
末端部は投光ファイバと受光ファイバに分離され、前記
レーザ光投光装置は投光ファイバの末端部と同軸に固定
されたレンズ系と半導体レーザ発生器とからなり、前記
レーザ光受光装置は受光ファイバの末端部と同軸に固定
された半導体フォトダイオードとからなる、ことを特徴
とする光学式プローブ装置が提供される。本発明の好ま
しい実施例によれば、半導体フォトダイオードの出力を
増幅するアンプを更に備える。
置のオプティカルファイバ先端に設けられたプローブを
取り付け、該プローブをエンジンケーシングに位置決め
する取付け金具であって、エンジンケーシングに設けら
れた雌ネジ孔と螺合する雄ネジ部と、該螺合によりエン
ジンケーシングの外表面に下面が接触するフランジ部と
を有する、ことを特徴とするプローブ取付け金具が提供
される。
が投光ファイバの末端部と同軸に固定されたレンズ系と
半導体レーザ発生器とからなり、レーザ光受光装置が受
光ファイバの末端部と同軸に固定された半導体フォトダ
イオードとからなるので、光軸調整が不要であり、振動
により光軸がずれることがない。
レーザ発生器と半導体フォトダイオードを用いているの
で、光学式プローブ装置全体も小型かつ安価となり、振
動で破損しにくい。また、オプティカルファイバの末端
部、レーザ光投光装置、及びレーザ光受光装置が同一の
ケーシング内に格納されており、かつそれぞれ振動に強
く小型であるため、光学式プローブ装置全体をエンジン
ケーシングの近くに設置することができ、オプティカル
ファイバの必要長さを大幅に短縮することができる。
幅するアンプを備えれば、解析器への出力信号を十分大
きくしノイズの影響を最小限に抑えることができる。ま
た本発明の別の実施例によれば、エンジンケーシングに
設けられた雌ネジ孔にプローブ取付け金具の雄ネジ部を
螺合させ、かつフランジ部の下面をエンジンケーシング
の外表面に接触させかつフランジ部とケーシング部をビ
スで貫通・固定することにより、プローブ取付け金具を
溶接やロウ付けなしに、薄肉のケーシングに正確に取り
付けることができ、これによりオプティカルファイバ先
端に設けられたプローブをエンジンケーシングに正確に
位置決めすることができる。
して説明する。なお、各図において共通する部分には同
一の符号を付し説明の重複を省略する。図1は、本発明
による光学式プローブ装置10の全体断面図である。こ
の図において、本発明による光学式プローブ装置は、投
光ファイバ11と受光ファイバ12が同心に形成された
オプティカルファイバ13と、投光ファイバ11の末端
にレーザ光を投光するレーザ光投光装置14と、受光フ
ァイバ12の末端からレーザ光を受光するレーザ光受光
装置16とを有している。
ザ光投光装置14、及びレーザ光受光装置16は同一の
ケーシング17内に格納され、かつオプティカルファイ
バ13の末端部は投光ファイバ11と受光ファイバ12
に分離されている。
の末端部とレンズ系19と半導体レーザ発生器20から
なる。また、レーザ光受光装置16は受光ファイバ12
の末端部と半導体フォトダイオード22とからなる。か
かる構成により、レーザ光投光装置14の全体が投光フ
ァイバ11の末端部と同軸に固定され、レーザ光受光装
置16の全体が受光ファイバの末端部と同軸に固定され
るので、光軸調整が不要であり、振動により光軸がずれ
ることがない。
ダイオードの出力を増幅するアンプ23を備えている。
これにより、解析器への出力信号を十分大きくしノイズ
の影響を最小限に抑えることができる。
ーブ装置10を用いた振動計測装置の全体図である。本
発明による光学式プローブ装置10は、小型で安価、か
つ振動に強い半導体レーザ発生器と半導体フォトダイオ
ードを用いているので、光学式プローブ装置10の全体
も小型かつ安価となり、振動で破損しにくい。更に、オ
プティカルファイバ13の末端部、レーザ光投光装置、
及びレーザ光受光装置の全体が同一のケーシング17内
に格納されており、かつ振動に強く小型であるため、光
学式プローブ装置10の全体をエンジンケーシングの近
くに設置することができ、オプティカルファイバ13の
必要長さを大幅に短縮することができる。
具の全体斜視図である。この取付け金具24は、光学式
プローブ装置10のオプティカルファイバ13の先端に
設けられたプローブ9を取り付け、このプローブ9をエ
ンジンケーシング1に位置決めするために用いられる。
取付け金具24はその中央部にプローブ9の取付け部を
嵌め込む孔を有し、適当な手段、例えばネジによりプロ
ーブ9を取付け金具24に固定するようになっている。
取付け金具24は更に、エンジンケーシング1に設けら
れた雌ネジ孔1aと螺合する雄ネジ部24aと、この螺
合によりエンジンケーシング1の外表面に下面が接触す
るフランジ部24bとを有する。エンジンケーシング1
の取り付け面は平面に仕上げられ、この取り付け面とフ
ランジ部24bの下面とが、金属用接着剤で接着される
のがよい。更に、フランジ部24bはビス孔24cを有
し、このビス孔24cを介してビス(図示せず)により
フランジ部24bをエンジンケーシング1にネジ止めす
る。かかる構成により、エンジンケーシング1に設けら
れた雌ネジ孔1aにプローブ取付け金具24の雄ネジ部
24aを螺合させ、かつフランジ部24bの下面をエン
ジンケーシングの外表面に接触させ、接着剤で接着し、
さらにフランジ部24bのビス孔24cからケーシング
1のビス孔1bに貫通して取り付けられたビスによっ
て、プローブ取付け金具24を溶接やロウ付けなしに、
薄肉のケーシング1に正確に取り付けることができ、こ
れによりオプティカルファイバ13の先端に設けられた
プローブ9をエンジンケーシング1に正確に位置決めす
ることができる。
ーブ装置は、光軸調整がほとんど不要であり、振動に強
く、小型かつ安価で、長いオプティカルファイバを必要
としない、優れた効果を有している。また、本発明によ
るプローブ取付け金具は、溶接やロウ付けなしに、薄肉
のケーシングにプローブを正確に取り付けることができ
る効果を有する。
である。
計測装置の全体図である。
図である。
ある。
Claims (3)
- 【請求項1】 投光ファイバと受光ファイバが同心に形
成されたオプティカルファイバと、投光ファイバの末端
にレーザ光を投光するレーザ光投光装置と、受光ファイ
バの末端からレーザ光を受光するレーザ光受光装置とを
有する光学式プローブ装置において、 前記オプティカルファイバの末端部、レーザ光投光装
置、及びレーザ光受光装置は同一のケーシング内に格納
されており、前記オプティカルファイバの末端部は投光
ファイバと受光ファイバに分離され、前記レーザ光投光
装置は投光ファイバの末端部と同軸に固定されたレンズ
系と半導体レーザ発生器とからなり、前記レーザ光受光
装置は受光ファイバの末端部と同軸に固定された半導体
フォトダイオードとからなる、ことを特徴とする光学式
プローブ装置。 - 【請求項2】 更に、半導体フォトダイオードの出力を
増幅するアンプを備える、ことを特徴とする請求項1に
記載の光学式プローブ装置。 - 【請求項3】 光学式プローブ装置のオプティカルファ
イバ先端に設けられたプローブを取り付け、該プローブ
をエンジンケーシングに位置決めする取付け金具であっ
て、エンジンケーシングに設けられた雌ネジ孔と螺合す
る雄ネジ部と、該螺合によりエンジンケーシングの外表
面に下面が接触するフランジ部とを有する、ことを特徴
とするプローブ取付け金具。
Priority Applications (1)
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JP23061893A JP3226136B2 (ja) | 1993-09-17 | 1993-09-17 | 光学式プローブ装置とこれに用いるプローブ取付け金具 |
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Publications (2)
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JPH0783749A JPH0783749A (ja) | 1995-03-31 |
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Family Applications (1)
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JP5353517B2 (ja) * | 2009-07-17 | 2013-11-27 | 株式会社Ihi | タービン翼の振動計測装置 |
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1993
- 1993-09-17 JP JP23061893A patent/JP3226136B2/ja not_active Expired - Fee Related
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