JP4331097B2 - 表面粗さの計測方法および装置およびタービンの劣化診断方法 - Google Patents
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Description
日本機械学会編、機械工学便覧、第10章(1987)
図2に本発明の表面粗さの計測方法および装置の第1の実施の形態にかかるブロック図を示す。本実施の形態は、計測対象物1に対向して設けられるカラー撮像手段であるカラーCCDカメラ2と、色刺激値算出手段3と、データベース部4と、画像処理表示手段5、および較正用計測手段6から構成されている。
図4は図1に示したタービン翼10の背側をカラーCCDカメラで計測したときの画素ピクセル12と、代表計測点11の対応を模式的に示した図である。仮に翼背側部分が100(X)×100(Y)の画素ピクセルで計測されたものとし、翼背側の代表点として例えば灰色の部分がピクセルの位置で(X,Y)=(80,10)の領域に対応しているものとすると、その画素領域の色情報(例えばRGB値)をカラーCCDカメラと色刺激値算出手段によってピックアップし記録する。領域が複数のピクセルに跨る場合には画素毎にRGB値を求める。あるいは領域平均化処理を施してもよい。同様な方法によって数点の代表計測点11における色情報(RGB値)を求める。こうして求めた代表計測点11に対応した画素ピクセル12の色情報と、その点における較正用計測手段6によって求めた表面粗さを対応させたものがデータベース部4となる。
図6に示すデータベースは、色の3刺激値としてRGB値を採用するとともに各刺激値R値、G値、B値をそれぞれ座標軸にとり3次元色空間7としてのRGB空間を形成し、その空間内に計測対象物1表面の表面粗さによって変化している表面色のRGB値をプロットしたものである。前記第2の実施の形態の図5ではR、G、Bそれぞれの値と表面粗さの関係を2次元的に整理して示したが、図6はまったく同じデータを3次元的に整理しなおして示したものである。図6において点Aは表面粗さが最も小さい状態を示し、点Dは表面粗さが最も大きい状態を示す。
前記第3の実施の形態の図6に示したデータベースでは、表面粗さとRGB値で示した各測定点間が広く空いているが、このデータ間隔は必要に応じて補間することで、表面粗さを計測した代表計測点11以外の計測対象物1の表面色に対しても表面粗さを特定することができる。図7は図6のデータを表面粗さの変化に応じて補間したデータベースを示したものである。図7において点Aは表面粗さが最も小さい状態を示し、点Dは表面粗さが最も大きい状態を示す。
図8は本発明のタービンの劣化診断方法の実施の形態を示す流れ図である。
長時間運転後の蒸気タービン翼は翼面における酸化スケールの生成具合に応じて、翼表面の表面粗さが増大し翼周りの摩擦損失が大きくなる。その結果、翼列の圧力損失が増大することによって蒸気タービンの性能が劣化する。翼の表面粗さと翼列性能に関しては例えばBoundary-Layer Theory, H.Schlichting, McGraw-Hill Book Company, pp.611,(1968)にあるような損失モデルが知られており、このモデルに基づいて翼の表面粗さが増大したことによるタービンの性能劣化を予測することができる。
Claims (4)
- 計測対象物表面の代表点の表面粗さと表面色画像情報とを計測して前記表面色画像情報に対する色刺激値と前記表面粗さの関係を表わす較正情報を作成する工程と、前記計測対象物表面の色画像情報を採取して前記色画像情報の各点の色刺激値を求め前記各点の色刺激値を前記較正情報を用いて表面粗さに変換して前記計測対象物の表面粗さを画像表示する工程とを備えていることを特徴とする表面粗さの計測方法。
- 計測対象物表面の色画像を採取するカラー撮像手段と、前記色画像各点の色刺激値を算出する色刺激値算出手段と、前記計測対象物表面の代表点の表面色の色刺激値と表面粗さの関係を表わす較正情報を保持するデータベース部と、前記データベース部を参照し、前記較正情報によって前記色画像各点の色刺激値を表面粗さに変換して画像表示する画像処理表示手段とを備えていることを特徴とする表面粗さの計測装置。
- 前記較正情報は、前記代表点の色の3刺激値の各刺激値に1つの座標軸を対応させた3個の座標軸を有する3次元色空間内で色刺激値と表面粗さの関係を表わしていることを特徴とする請求項2記載の表面粗さの計測装置。
- 前記計測対象物をタービン翼とし、請求項1記載の表面粗さの計測方法およびタービン翼表面粗さとタービン性能の関係を用いて行うことを特徴とするタービンの劣化診断方法。
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