JP7199142B2 - センサシステム及びセンサシステムで流体の温度を測定する方法 - Google Patents

センサシステム及びセンサシステムで流体の温度を測定する方法 Download PDF

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Description

本明細書で開示される主題は、サーモグラフィ温度センサ、特に高温環境で使用されるサーモグラフィ温度プローブに関する。
ガスタービンシステムは、通常、圧縮機、燃焼器、およびタービンを有する少なくとも１つのガスタービンエンジンを含む。燃焼器は、燃料と圧縮空気との混合気を燃焼させて高温燃焼ガスを生成するように構成され、次に高温燃焼ガスがタービンのブレードを駆動する。ガスタービンエンジンによって生成される排気ガスの温度は、他の燃焼パラメータの中でも、ガスタービンエンジンの構成、燃料、および／または燃料対空気比に応じて変化し得る。特定の用途では、排気ガスの温度を推定することができ、あるいは熱電対を用いて測定することができる。排気ガスの温度は、既存の温度測定技術（例えば、アプリケーション）を用いて測定することが困難な温度範囲である場合がある。したがって、排気ガス温度を決定するための既存の温度測定技術を改良することが望ましい場合がある。
最初に請求する本発明の範囲に相応する特定の実施形態を、以下に要約する。これらの実施形態は特許請求される発明の範囲を限定しようとするものではなく、むしろ、これらの実施形態は本発明の可能性がある形式の概要を提供しようとするものにすぎない。実際、本発明は、以下に記載する実施形態に類似してもよく、あるいは異なってもよい様々な形態を含むことができる。
一実施形態では、システムは、流体の温度を測定することのできるサーモグラフィ温度センサを含む。サーモグラフィ温度センサは、プローブと、プローブに結合された光源と、プローブに結合された検出器と、を含む。システムはまた、プローブのハウジングと、ハウジング内に配置され、光源からの光を吸収することに応答して燐光を発することができるサーモグラフィ蛍光体を含むプローブの検出素子と、を含む。サーモグラフィ蛍光体による燐光は流体の流路内の流体の温度を表し、検出器はサーモグラフィ蛍光体による燐光を検出することができる。
第２の実施形態では、システムは、燃料および空気を受け取り、排気ガスを生成することができる燃焼器を含むガスタービンエンジンと、排気ガスの流路内に配置されたセンサアセンブリを含むサーモグラフィ温度センサと、を含む。センサアセンブリは、排気ガスと接触し得るハウジングと、ハウジング内に収容され、光を吸収することに応答して燐光を発することができるサーモグラフィ蛍光体を含む検出素子と、を含む。サーモグラフィ蛍光体による燐光は、流路内の排気ガスの温度を表す。
第３の実施形態では、流体の温度を測定する方法は、流体に接触することができ、ハウジングと、ハウジング内に配置された検出素子と、を有するプローブに光源からの光を導くステップと、光を吸収することに応答して検出素子のサーモグラフィ蛍光体から燐光を発生させるステップと、検出素子からの燐光をプローブに結合された検出器に導くステップと、燐光の強度の経時変化に基づいて流体の温度を決定するステップと、を含む。
本発明のこれらの特徴、態様、および利点、ならびに他の特徴、態様、および利点が、添付の図面を参照しつつ以下の詳細な説明を検討することによって、よりよく理解されると考えられ、添付の図面において、類似の文字は、図面の全体を通して類似の部分を表している。
本開示の一実施形態による、ガスタービンシステムで生成される排気ガスの温度を測定するサーモグラフィ温度センサを含むガスタービンシステムのブロック図である。 本開示の一実施形態による、サーモグラフィ温度センサの１つまたは複数を受け入れ、図１のガスタービンシステムの排気ガス流路に沿って１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサを配置するようにサイズが決められた複数のチャネルを有する温度センサマニホールドの概略図である。 本開示の一実施形態による、光源および検出器に結合された検出素子を収容するハウジングを有するサーモグラフィ温度プローブを有する図１のサーモグラフィ温度センサの概略図である。 本開示の一実施形態による、シース部材および移行部材を含むハウジングを有する図３のサーモグラフィ温度プローブの斜視図である。 本開示の一実施形態による、ハウジングと検出素子との間に環状部が形成されるように、サーモグラフィ温度プローブのハウジング内に収容されたサーモグラフィ蛍光体を有する検出素子を含む図４のサーモグラフィ温度プローブの断面図である。 本開示の一実施形態による、図４のサーモグラフィ温度プローブのハウジングの一部を形成するセンサシースを示す図であり、センサシースは、その長手方向軸に沿って離間した複数の孔を有する。 本開示の一実施形態による、円周方向に離間した複数の孔を有する図６の検出シースの一部の斜視図である。 本開示の一実施形態による、サーモグラフィ温度プローブのハウジング内に適合するようにサイズが決められ、検出素子の端部に配置されたサーモグラフィ蛍光体を有する図５の検出素子を示す図である。 本開示の一実施形態による、図４のサーモグラフィ温度プローブのハウジングの一部を形成する移行部材の断面図であり、移行部材は、可変内径を有する中央通路と、一端にねじ付き内面と、を有する。 本開示の一実施形態による、図４のサーモグラフィ温度プローブのハウジングの一部を形成する移行部材の断面図であって、移行部材は、可変内径を有する中央通路と、移行部材の第１および第２の端部にねじ付き内面と、を有する。 本開示の一実施形態による、ハウジング内に配置された検出素子と、検出素子の円周方向軸の一部の周りにエアクラッドと、を有するサーモグラフィ温度プローブを製造するための方法のプロセスフロー図である。 本開示の実施形態による、図１１の方法の１つまたは複数のステップから得られる、シース部材および中央ボアの長手方向軸および円周方向に沿って離間した複数のチャネルを有するシース部材の断面図である。 本開示の実施形態による、図１２のシース部材と、図１１の方法の１つまたは複数のステップから得られる複数の半径方向支持体を介してシース部材に固定されたサーモグラフィ光パイプと、を有するセンサアセンブリの断面図である。 本開示の一実施形態による、クラムシェルシース部材と、クラムシェルシース部材に固定されたサーモグラフィ光パイプとを有するセンサアセンブリの断面図である。 本開示の一実施形態による、図１１の方法の１つまたは複数のステップから得られたサーモグラフィ光パイプの端面に取り付けられた光ファイバケーブルを有する図１３のセンサアセンブリの断面図である。 本開示の一実施形態による、図１１の方法の１つまたは複数のステップによって提供される、スリーブ内に配置された図１５のセンサアセンブリを有するサーモグラフィ温度プローブの断面図である。
以下で、本発明の１つまたは複数の具体的な実施形態を説明する。これらの実施形態の簡潔な説明を提供しようと努力しても、実際の実施のすべての特徴を本明細書に記載することができるというわけではない。エンジニアリングまたは設計プロジェクトなどの実際の実施の開発においては、開発者の特定の目的を達成するために、例えばシステム関連および事業関連の制約条件への対応など実施に特有の決定を数多くしなければならないし、また、これらの制約条件は実施ごとに異なる可能性があることを理解されたい。さらに、このような開発作業は複雑で時間がかかるかもしれないが、にもかかわらず、この開示の利益を得る当業者にとっては、設計、製作、および製造の日常的な仕事であることを理解されたい。
本発明の様々な実施形態の要素を導入する場合に、単数の表現および「前記」は１つまたは複数の要素があることを意味するものである。「備える」、「含む」、および「有する」という用語は、包括的なものであって、列挙された要素以外の付加的な要素があり得ることを意味するものである。
本実施形態は、一般に、流体温度（例えば、排気ガス温度）を測定するためのシステムおよび方法に関する。例えば、ガスタービンシステムでは、１つまたは複数のガスタービンエンジンは、燃料／酸化剤混合気を燃焼させて、各々が複数のブレードを有する１つまたは複数のタービン段を駆動するための燃焼ガス（例えば、排気ガス）を生成することができる。燃焼される燃料の種類、ならびに様々な燃焼パラメータ（例えば、燃料および／または空気の流れ、圧力など）およびガスタービンエンジン構成などのいくつかの要因に応じて、燃焼プロセスにより生じる排気ガスの温度は変化し得る。様々なガスタービンエンジン構成および動作（例えば、燃焼）パラメータによって生成される排気ガスの温度を評価することにより、ガスタービンエンジンの燃焼器の下流のシステム構成要素の設計を容易にすることができる。さらに、既存のガスタービンエンジンでは、ガスタービンシステムの燃焼パラメータを監視するために、排気ガス温度を監視することが望ましい場合がある。
燃焼中にガスタービンエンジンで生成された排気ガスの温度を直接測定することにより、調整時のガスタービンシステムの動作パラメータのより直接的な評価が可能になることも認識されている。さらに、これらの直接的な温度測定値に応答して、他の動作パラメータを調整することができる。例えば、ガスタービンエンジンの下流のシステム構成要素を冷却するために使用される冷却流体（例えば、空気）の量は、そのような温度測定に基づいて他のシステム構成要素に対して調整および／または再指示されてもよい。また、特定のガスタービンエンジンモデルは、排気ガスおよび／または排気ガスに接触する下流のシステム構成要素（例えば、ガスタービンエンジンの燃焼器の下流のシステム構成要素）を冷却するために相当量の冷却流体を必要としなくてもよい温度の排気ガスを生成することができる。したがって、排気ガスおよび／または燃焼器の下流のシステム構成要素を冷却するために一般的に使用される空気の量は、所望のしきい値を超える温度の排気ガスを生成するガスタービンエンジンと比較して低減することができる。したがって、排気ガスおよび／または燃焼器の下流のシステム構成要素を冷却するために使用される空気の少なくとも一部は、ガスタービンエンジンの燃焼器または空気を利用することができる他のシステムプロセスに切り換えることができる。さらに、ガスタービンエンジンから出る排気ガスの温度を知ることにより、ガスタービンエンジンの下流のシステム構成要素を製造するために使用される材料の選択を容易にすることができる。
いくつかの構成では、排気ガス温度は、特定のガスタービンエンジンモデルに関連するエンジン構成を表す燃焼試験装置を使用して燃焼試験室で評価することができる。燃焼試験装置は、特定のガスタービンシステムに組み込むことができるガスタービンエンジンモデルの性能をシミュレートすることができる。燃焼試験装置の排気ガス温度を測定する１つの方法は、熱電対による方法である。例えば、タイプＢの熱電対を燃焼試験装置と共に使用して、燃焼試験装置の燃焼器から出る排気ガスの温度を直接測定することができる。タイプＢの熱電対などの熱電対は、白金（Ｐｔ）とロジウム（Ｒｈ）の混合物などの金属材料で製造される。タイプＢの熱電対は、熱電対の最高温度限界である約１７００°Ｃまでの流体温度を測定するのに適している。しかし、５０メガワット（ＭＷ）を超えるメガワットレンジを有する特定の大型フレームのヘビーデューティガスタービンエンジン（例えば、非航空派生ガスタービンエンジン）は、１７００℃を超える温度の排気ガスを生成することができる。このように、大型フレームのヘビーデューティガスタービンエンジンの燃焼試験中には、燃焼試験装置内の排気ガス温度を測定するために使用される熱電対は、一般に、１回の使用の後に交換されるので、燃焼試験の全体的なコストが増加する。これらの熱電対を使用した測定値も、このような温度では不正確な場合がある。本実施形態によれば、サーモグラフィ材料（例えば、希土類または遷移金属でドープされたセラミック蛍光体、サーモグラフィ蛍光体としても知られている）を使用する温度センサを用いて、高温測定用途のための熱電対を置き換えることができることが認識されている。サーモグラフィ温度センサは、熱電対には適さない温度検出用途での使用により適する可能性がある非金属耐熱性材料（例えば、セラミック）を含むことができる。
サーモグラフィ蛍光体は、１７００℃を超える温度しきい値を有することができる。したがって、燃焼試験装置または他の高温環境における排気ガス温度を測定するためにサーモグラフィ温度センサを使用することにより、各使用後に高温流体（例えば、排気ガス）を測定するために使用される熱電対の交換に伴う望ましくない費用を軽減することができる。さらに、サーモグラフィ温度センサは、１７００℃を超える温度で従来の熱電対と比較して、より正確な温度測定値を提供することができる。一般に、サーモグラフィ蛍光体は、流体と接触している表面の温度に基づいて流体（例えば、排気ガス）の温度を間接的に測定するために、対象とする表面上にコーティングされる。しかしながら、表面の熱特性（例えば、熱伝導率）に依存して、表面の温度は、表面と接触している流体を表していない可能性がある。したがって、対象とする流体（例えば、排気ガス）の温度を直接測定するために、対象とする流体中に浸漬することができるサーモグラフィ温度センサを製造することが望ましい場合がある。したがって、本実施形態は、流体の温度が伝統的な熱電対の適切な温度範囲よりも高い場合であっても、対象とする流体の温度を直接測定するために使用することができるサーモグラフィ温度プローブを含む。
以上を念頭に置いて、図１は、燃焼器１４およびタービン１６を有するガスタービンエンジン１２を含む例示的なガスタービンシステム１０の概略図である。特定の実施形態では、ガスタービンシステム１０は、発電システムのすべてまたは一部であってもよい。他の実施形態では、ガスタービンシステム１０は、実験室の燃焼試験装置の一部であってもよい。ガスタービンシステム１０はまた、燃焼器１４で生成された排気ガス２４の流路２２に沿って配置された１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０を含む。例えば、図示する実施形態では、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０は、燃焼器１４とタービン１６との間に配置される。しかし、他の実施形態では、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０は、タービン１６の下流に、またはガスタービンシステム１０内の他の任意の適切な場所に配置することができる。
動作時には、ガスタービンシステム１０は、ガスタービンシステム１０を作動させるために、天然ガスおよび／または水素富化合成ガスなどの液体または気体の燃料を使用することができる。図１に示すように、燃料２８および空気３０（例えば、圧縮空気）は燃焼器１４に入る。例えば、１つまたは複数の燃料ノズルは、燃料空気混合気を、所望の燃焼、排出物、燃料消費、動力出力などのために適切な比率で燃焼器１４に噴射することができる。燃料２８および空気３０の燃焼は、高温加圧排気ガス２４（例えば、燃焼ガス）を生成することができ、タービン１６内の１つまたは複数のタービンブレードを駆動するために利用することができる。例えば、動作時には、タービン１６に入って通過する燃焼ガス（例えば、排気ガス２４）は、タービンブレードに抗して、かつタービンブレード間を流れ、それによってタービンブレードを駆動し、したがって、ガスタービンエンジン１２のシャフトを回転させて、発電所の発電機などの負荷を駆動することができる。システム１０が試験装置である実施形態では、タービン１６は、必ずしも所定位置になくてもよい。
１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０を使用して、ガスタービンシステム１０内の排気ガス２４の温度を測定することができる。例えば、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０は、燃焼器１４の内部または直ぐ下流で、タービン１６の上流（例えば、燃焼器１４とタービン１６との間）で、タービン１６の下流（例えば、排気ダクト内）で、またはガスタービンシステム１０内の任意の他の適切な位置で、排気ガス２４の温度を測定することができる。ガスタービンエンジン１２の構成および／またはガスタービンシステム１０に使用される燃料に応じて、排気ガス２４の温度は、既存の熱電対を使用するのに適した温度（例えば、１７００℃）を超える場合がある。例えば、特定の大型フレームヘビーデューティガスタービンエンジンは、１７００℃を超える温度（例えば、約ＸとＹ℃の間）の排気ガスを生成することができる。上述したように、熱電対は、一般に、燃焼システム（例えば、ガスタービンシステム１０、燃焼試験装置など）で生成された排気ガスの温度を測定するために使用される。しかしながら、タイプＢの熱電対は、他のタイプの熱電対に比べて最高の温度許容値を有しているが、１７００℃を超える流体（例えば、排気ガス２４）の温度を測定するのに適していない。さらに、熱電対を製造するために使用される金属材料は、１７００℃を超える流体温度に耐えるほど十分に耐久性がない場合がある。本開示のサーモグラフィ蛍光体ベースの温度センサは、金属ベースの熱電対温度センサと比較して、１７００℃を超える流体温度に耐久性および／または耐性を有する非金属耐熱材料から製造することができる。
本開示は、対象とする流体の流路に挿入することができる温度プローブ内に配置されたサーモグラフィ蛍光体を使用する。このようにして、サーモグラフィ蛍光体を使用して、流体に露出され得る表面の温度ではなく、対象とする流体の温度を直接測定することができる。したがって、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０は、排気ガス２４の温度を直接測定するために使用することができる希土類または遷移金属をドープした結晶などのサーモグラフィ蛍光体を有する温度プローブを含むことができる。図３を参照して以下にさらに詳細に説明するように、サーモグラフィ蛍光体は、光エネルギーで励起され、サーモグラフィ蛍光体の燐光を生ずることができる。燐光の特定の特性は、流体の温度の関数であり得る。したがって、特定の実施形態によれば、サーモグラフィ蛍光体の燐光を経時的に測定して、排気ガス２４の温度を決定することができる。
図示するガスタービンシステム１０はまた、１つまたは複数の温度センサ２０から得られた温度測定値に基づいて、ガスタービンシステム１０の動作を制御し、および／または排気ガス２４の温度を決定するように構成された制御システム３４を含む。制御システム３４は、センサ、制御バルブ、およびポンプ、またはガスタービンシステム１０全体の他の流量調整機構と電気的に通信することによって、ガスタービンシステム１０の動作を独立に制御することができる。制御システム３４は、分散制御システム（ＤＣＳ）または完全にもしくは部分的に自動化された任意のコンピュータベースのワークステーションを含むことができる。例えば、制御システム３４は、汎用コンピュータまたは特定用途向け装置を使用する任意の装置であってもよく、これら両方の装置は、一般的に、ガスタービンシステム１０の動作を制御するための、とりわけ、燃焼パラメータを決定し、排気ガス２４の温度を決定するための１つまたは複数の命令を格納するメモリ回路３６を含む。メモリ３６は、１つまたは複数の温度センサ２０におけるサーモグラフィ蛍光体の燐光特性に基づいて排気ガス２４の温度を決定するために使用されるアルゴリズムを格納することができる。プロセッサは、１つまたは複数の処理装置（例えば、マイクロプロセッサ３８）を含むことができ、メモリ回路３６は、ここで説明している動作を実行するために、および本明細書に記載した動作を制御するためにプロセッサによって実行可能な命令を集合的に格納する１つまたは複数の有形の非一時的な機械可読媒体を含むことができる。
特定の実施形態では、制御システム３４は、ガスタービンエンジン１２および温度センサ２０を制御するための別々のコントローラを含むことができる。一実施形態では、温度センサ２０は、それ自体のコントローラを含む。例えば、温度コントローラは、温度センサ２０のハウジング内に配置されてもよい。温度コントローラは、制御システム３４と通信して、排気ガス２４の温度に基づいてガスタービンシステム１０の動作パラメータを制御することができる。
これに加えて、またはこれに代えて、ガスタービンシステム１０の制御システム３４は、システム１０のオペレータに対して動作パラメータを調整し、保守を行い、あるいはシステム１０の操作を中止するように通知するなどの機能を実行することができる。いくつかの実施形態では、制御システム３４はまた、燃料／空気比、排気温度、冷却空気の流量、またはガスタービンシステム１０の任意の他の適切なパラメータの調整に特に関連する是正措置を実施することもできる。
特定の実施形態では、制御システム３４は、ガスタービンシステム１０の１つまたは複数のセンサ（例えば、温度センサ２０）からの１つまたは複数の入力信号４０を介して提供される情報を使用して、メモリ３６に格納された命令またはコードを実行し、様々な流量制御装置への１つまたは複数の出力信号４２を生成して、ガスタービンシステム１０内の流体（例えば、燃料２８および空気３０）の流れを制御することができる。一実施形態では、図３を参照して以下により詳細に説明するように、制御システム３４は、排気ガス２４の温度を決定するために、１つまたは複数の温度センサ２０の光学部品の動作を制御することができる。
１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０は、燃焼器１４の内部または下流のガスタービンシステム１０内の（例えば、燃焼器１４とタービン１６との間の排気ガス２４の流路に沿って）排気ガス２４の温度を測定することができる。特定の実施形態では、ガスタービンシステム１０は、排気ガス２４の流路に沿って（流路内の）１つまたは複数の温度センサ２０の配置を容易にすることができるマニホールドを含むことができる。例えば、図２は、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０を用いて排気ガス２４の温度の直接測定を容易にするために、ガスタービンシステム１０で使用することができる温度マニホールド５０（例えば、温度レーキ）を示す。温度マニホールド５０は、１つまたは複数の温度センサ２０を収容するように寸法が決められた複数のチャネル５４を有する本体５２を含む。複数のチャネル５４の各チャネルは、マニホールド端部５６からマニホールド側壁５８に向かって延在し、マニホールド側壁５８上の開口部６２で終端している。開口部６２は、マニホールド端部５６からの距離が徐々に増加するように配置されてもよい。使用時には、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０の各センサは、マニホールド端部５６に隣接して配置された複数のチャネル５４のそれぞれのチャネルのポート７０に挿入されてもよい。複数のチャネル５４のチャネルは、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０を、温度マニホールド５０を通り、開口部６２を通って導くことができる。１つまたは複数の温度センサ２０の先端部７２は、側壁５８から離れて排気ガス２４の流路（例えば、タービン１６の上流の排気流路）内にある距離だけ延在することができる。このようにして、１つまたは複数の温度センサ２０は、ガスタービンシステム１０内の排気ガス２４の温度を直接測定することができる。
図３は、ガスタービンシステム１０内の排気ガス２４の温度を測定するために使用することができる１つまたは複数の温度センサ２０の一実施形態を示す。ここでも、温度センサ２０は、広範囲の流体、特に伝統的な熱電対に対して一般的に適している範囲を超える温度であると予想される流体の温度を測定するのに適する可能性がある。図示する実施形態では、温度センサ２０は、光パイプ８４および１つまたは複数の温度センサ２０（例えば、導波路）の特定の他の部品を囲むハウジング８２を有するプローブ８０を含む。光パイプ８４は、ベース材料（例えば、ノンドープのイットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）結晶、サファイア結晶、水晶、ジルコニアファイバ）と、排気ガス２４または他の対象とする流体の温度に応じて特定の強度の光を放射することができるサーモグラフィ蛍光体８６（例えば、検出素子）と、を含む。例えば、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０は、作動時に光パイプ８４に向かって光９２を放射する光源９０（例えば、紫外線（ＵＶ）ランプ、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ））を含むことができる。放射された光９２に応答して、光パイプ８４内のサーモグラフィ蛍光体８６は、光９４を発光する。検出器９６は、サーモグラフィ蛍光体８６から放射された光９４を受け取り、１つまたは複数の入力信号４０の出力信号を制御システム３４に送る。特定の実施形態では、プローブ８０は、放射された光９４からの信号を処理して排気ガス２４の温度を決定し、排気ガス２４の温度を制御システム３４に出力する制御システム３４とは別のコントローラを含む。例えば、コントローラは、プローブ８０のハウジング内に配置されてもよい。制御システム３４は、排気ガス２４の温度に基づいてガスタービンシステム１０の動作パラメータを制御することができる。さらに、光源９０および検出器９６は、プローブ８０が携帯可能であるように、プローブ８０のハウジング内に配置されてもよい。
制御システム３４は、１つまたは複数の出力信号４２の出力信号を光源９０に送り、それによって、所望の期間（例えば、約１ナノ秒（ｎｓ）～１０ｎｓ）光９２を放射するように光源９０を作動させることができる。検出器９６がサーモグラフィ蛍光体８６によって放射された光９４を検出すると、検出器９６は、１つまたは複数の入力信号４０の出力信号を制御システム３４に送り、それは、サーモグラフィ蛍光体８６が光源９０によって放射された光９２を吸収して、光源９０からの光９２に応答して光９４を放射していることを示している。光９４の検出に続いて、制御システム３４は、１つまたは複数の出力信号４２の別の出力信号を光源９０に送信して、光源９０を停止させることができる。サーモグラフィ蛍光体８６は、光源９０の停止後にある期間だけ燐光を継続する（例えば、光９４を放射する）。サーモグラフィ蛍光体８６の時間の関数としての燐光特性を使用して、流体（例えば、排気ガス２４）の温度を決定することができる。例えば、サーモグラフィ蛍光体８６によって放射される光９４の強度は、時間と共に徐々に減少する（例えば、減衰する）。サーモグラフィ蛍光体８６の燐光の減衰（または寿命）は、排気ガス２４（または対象とする他の任意の流体）の温度の関数である。したがって、制御システム３４は、サーモグラフィ蛍光体８６の燐光の減衰（例えば、時間の経過に伴う光９４の強度の低下）を決定して、排気ガス２４の温度を決定することができる。特定の実施形態では、サーモグラフィ蛍光体８６は複数の波長を放射することができる。したがって、対象とする２つの波長間の比を使用して、排気ガス２４の温度を決定することができる。
上述したように、サーモグラフィ蛍光体８６は、１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０に関連するプローブ８０のハウジング８２内に収容される。プローブ８０は、光パイプ８４内のサーモグラフィ蛍光体８６が排気ガス２４の温度を直接測定できるように、排気ガス２４（または他の任意の対象とする流体）の流路に沿って配置することができる。図４は、ガスタービンシステム１０において生成された排気ガス２４などの、対象とする流体の温度を測定するために使用することができる１つまたは複数のサーモグラフィ温度センサ２０のプローブ８０の一実施形態を示す。プローブ８０は、軸方向軸もしくは軸方向１００、軸１００から離れた半径方向軸もしくは半径方向１０２、および軸１００の周りの円周方向軸または円周方向１０４を有することができる。図示する実施形態では、プローブ８０のハウジング８２は、シース部材１０８および移行部材１１０を含む。シース部材１０８は、プローブ８０の外面１１４の一部を形成し、軸方向１００および円周方向１０４に沿ってそれぞれ複数の孔１１６を含む。特定の実施形態では、図１６を参照して以下に説明するように、センサヘッド（例えば、スリーブ）をシース部材１０８の少なくとも一部の周りに円周方向に配置することができる。
本明細書で開示するプローブ８０は、高温環境（例えば、１７００℃を超える温度の環境）での使用に適している。例えば、プローブ８０を用いて、約１５００℃～約２５００℃の温度を測定することができる。しかし、プローブ８０は、熱電対と同様に、１５００℃未満の温度を測定することもできる。一例として、プローブ８０の部品の一部またはすべては、約２５００℃までの温度で耐久性のある非金属材料から製造することができる。例えば、シース部材１０８、移行部材１１０、またはその両方は、限定はしないが、酸化物（例えば、酸化アルミニウム、酸化カルシウム）、シリカ、マグネシア、炭化物（例えば、炭化ケイ素、炭化タングステン）、ジルコニア、グラファイト、窒化ホウ素、耐腐食性金属合金（例えば、ＨＡＳＴＥＬＬＯＹ（登録商標））または任意の他の適切な高温材料を含む耐熱性材料（例えば、セラミック）から製造することができる。特定の実施形態では、移行部材１１０は、低い熱膨張係数（例えば、約３～６）を有する材料から製造される。例えば、移行部材１１０は、限定しないが、タングステンまたはバナジウムなどの材料から製造することができる。
シース部材１０８は、プローブ８０の１つまたは複数の部品を収容する（例えば、円周方向に取り囲む）。例えば、シース部材１０８は、光パイプ８４と、光パイプ８４との信号（例えば、光９２、９４）の伝送を容易にするために使用される導波路（例えば、光ファイバケーブル）の少なくとも一部と、を封入することができる。移行部材１１０は、シース部材１０８と光ファイバケーブルを収容する配管１２０との間に配置される。配管１２０は、プローブ８０の先端部７２に対向する移行部材１１０の近位表面１２４から離れて軸方向に延在する。配管１２０の近位端（例えば、移行部材１１０から最も遠い配管端部）は、プローブ８０を光源９０および検出器９６に結合するように構成されたコネクタで終端することができる。以下にさらに詳細に説明するように、移行部材１１０は、光ファイバケーブルが光パイプ８４との間で光９２、９４をそれぞれ導いて受け取ることができるように、光ファイバケーブルと光パイプ８４との位置合わせを容易にすることができる。さらに、特定の実施形態では、以下でさらに詳細に説明するように、移行部材１１０は、光パイプ８４と光ファイバケーブルとの間にエアギャップを形成することができ、それによって光９２が光パイプ８４に衝突する前に光９２の分布を促進することができる。光ファイバケーブルは、プローブ８０を通して光９２、９４を受け取って伝送する単一ファイバであってもよい。しかし、一実施形態では、光ファイバケーブルは、光源９０から光９２を受け取って光パイプ８４に伝送するための専用の光ファイバケーブルと、サーモグラフィ蛍光体８６から光９４を受け取って検出器９６に伝送する専用の光ファイバケーブルと、を含むことができる。
図５は、プローブ８０の一実施形態の断面図を示す。上述したように、シース部材１０８および移行部材１１０は、光パイプ８４および導波路（例えば、光ファイバケーブル１２８）をそれぞれ円周方向に取り囲んでいる。光ファイバケーブル１２８は、光源９０によって放射された光９２を、光パイプ８４内のサーモグラフィ蛍光体８６に伝送する。さらに、上述したように、光ファイバケーブル１２８は、サーモグラフィ蛍光体８６によって放射された光９４を受け取り、光９４を検出器９６に伝送する。したがって、サーモグラフィ蛍光体８６に効率的に光を伝送するために、光パイプ８４を空気（例えば、エアクラッド、エアギャップ）で囲むことが望ましい場合がある。光パイプ８４の周囲の空気は、光パイプ８４を通って光９２、９４を導くことを容易にし、それによって信号強度を改善することができる。
図示する実施形態では、光パイプ８４は、シース部材１０８の第１の内径１２９よりも小さい外径１２７を有する。例えば、外径１２７は、シース部材１０８の内径１２９よりも約５％～約８０％小さくすることができる。このように、光パイプ８４の外壁１３０は、シース部材１０８の内壁１３２から距離１３４だけ半径方向１０２に離れて配置され、それにより、光パイプ８４の外壁１３０と、シース部材１０８の内壁１３２との間に第１の環状部１３８を形成する。第１の環状部１３８は、光パイプ８４を通って光９２、９４の伝送を導くのを容易にするために、空気または他の適切な気体で充填してもよい。
シース部材１０８の一部は、シース端面１４０が移行部材１１０の第１の内面１４２に当接するように、移行部材１１０内に配置されてもよい。移行部材１１０は、光パイプ８４の端面１４６と光ファイバケーブル１２８のファイバ端面１４８との位置合わせを容易にして、光パイプ８４と光ファイバケーブル１２８との間の光９２、９４の伝送を可能にすることができる。
特定の実施形態では、光パイプ８４の端面１４６および光ファイバ端面１４８は、互いに接触していてもよい。他の実施形態では、エアギャップ１５０が、端面１４６と光ファイバ端面１４８とを分離してもよい。エアギャップ１５０は、光９２、９４がそれぞれの端面１４６、１４８に衝突する前に、移行部材１１０の表面領域にわたって光９２、９４の均一な分布を促進することができる。これにより、高エネルギー光（例えば、短波長光）の衝突によって生じる端面１４６、１４８の損傷を緩和することができる。例えば、光パイプ８４内のサーモグラフィ蛍光体８６は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）結晶、ルテチウムアルミニウムガーネット（ＬｕＡＧ）結晶、スカンジウムアルミニウムガーネット（ＳｃＡＧ）結晶、イットリウムアルミニウムホウ素窒素ガーネット（ＹＡＢＮＧ）結晶、イットリウムアルミニウムホウ素ガーネット（ＹＡＢＧ）結晶、水晶、サファイア結晶、またはサーモグラフィ蛍光体でドープされた他の任意の適切な結晶などの材料を含むことができる。例として、結晶は、ネオジム（Ｎｄ）、クロム（Ｃｒ）、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、セリウム（Ｃｅ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ツリウム（Ｔｍ）、または任意の他の好適なサーモグラフィ蛍光体ならびにこれらの組み合わせなどの希土類元素をドープしてもよい。
各サーモグラフィ用蛍光体は、別の材料的に異なるサーモグラフィ蛍光体とは異なるルミネセンスのための特定の光エネルギーを必要とする場合がある。同様に、各サーモグラフィ蛍光体は、別の材料的に異なるサーモグラフィ蛍光体の光エネルギーとは異なる光エネルギーを出力する場合がある。特定の実施形態では、光源９０および／またはサーモグラフィ蛍光体８６によって放射されるエネルギーの量は、高エネルギー光（例えば、短波長光）であってもよい。高エネルギーの光の強度は、光９２、９４がそれぞれ最初に光パイプ８４および光ファイバケーブル１２８に当たる端面１４６、１４８を損傷させる可能性がある。エアギャップ１５０は、移行部材１１０の表面領域にわたって光９２、９４からのエネルギーを均一に分布させることができ、光９２、９４が端面１４６、１４８に当たるところの強度を低下させることができる。したがって、エアギャップ１５０を含まないプローブ構成と比較して、光９２、９４に関連するエネルギーによって生じ得る光パイプ８４の損傷を低減することができる。さらに、エアギャップ１５０は、光パイプ８４の端面１４６および光ファイバケーブル１２８の端面１４８が角度、斜面、および／または光学レンズを含むことを可能にすることができ、それによって光パイプ８４と光ファイバケーブル１２８との間の光９２、９４の反射を緩和することができる。
光ファイバケーブル１２８の一部は、配管１２０内に収容され、プローブ８０を光源９０および検出器９６に結合することを容易にする。さらに、配管１２０は、光ファイバケーブル１２８の機械的特性の制約を満たす温度に光ファイバケーブル１２８を維持するために、温度センサ２０を通して冷却空気を運ぶために使用されてもよい。図示する実施形態では、配管１２０は、移行部材１１０の近位端１５４に挿入され、移行部材１１０の中央通路１５８の少なくとも一部を通って挿入される。特定の実施形態では、配管１２０は、移行部材１１０内にねじ込まれてもよい。配管１２０をねじ込むことによって、例えば、プローブ８０の保守および／または修理中に、配管１２０を移行部材１１０から切り離すことを容易にすることができる。他の実施形態では、移行部材１１０は、配管１２０が移行部材１１０の近位端１５４の少なくとも一部を円周方向１０４に取り囲むように、配管１２０に挿入されてもよい。接着剤を用いて配管１２０を移行部材１１０に接着させて、配管１２０と移行部材１１０との間の結合を強化することができる。特定の実施形態では、ろう付けおよびクリンピングを使用して、配管１２０を移行部材１１０に結合することができる。
上述したように、光パイプ８４は、シース部材１０８の第１の環状部１３８内に形成されたエアクラッド（例えば、エアギャップ）が光パイプ８４を円周方向１０４に取り囲むように、シース部材１０８内に配置される。すなわち、光パイプ８４の第１の外壁１３０は、シース部材１０８の内壁１３２と接触していない。したがって、プローブ８０は、光パイプ８４の少なくとも一部（例えば、光パイプ８４の全表面積の約９０％より大きい）が空気（例えば、エアクラッド）によって円周方向１０４に囲まれ得るように光パイプ８４を第１の環状部１３８内に配置し固定する機構を含むことができる。例えば、プローブ８０は、プローブ８０の長手方向軸１００に沿って様々な位置に配置され、光パイプ８４とシース部材１０８との間で半径方向１０２に延在する半径方向支持体１６４を含むことができる。半径方向支持体１６４の位置は、シース部材１０８上の複数の孔１１６の位置に対応してもよい。特定の実施形態では、シース部材１０８の複数の孔１１６の各孔に接着剤（例えば、セラミック接着剤）を注入することができる。一度硬化されると、接着剤は、光パイプ８４の外壁１３０およびシース部材１０８のシース側壁１６８に結合し、それによって半径方向支持体１６４を形成し、光パイプ８４をシース部材１０８内に固定する。
半径方向支持体１６４の第１の寸法１７０は、複数の孔１１６の第２の寸法１７２によって制御することができる。すなわち、半径方向支持体１６４の第１の寸法１７０は、複数の孔１１６のそれぞれの孔の第２の寸法１７２によって制限することができる。他の実施形態では、接着剤の射出圧力を用いて、半径方向支持体１６４の第１の寸法１７０を制御することができる。
特定の実施形態では、半径方向支持体１６４は、耐熱材料から製造され、複数の孔１１６内に適合するように寸法が決められたインサート（例えば、ロッド）を含むことができる。インサートは、複数の孔１１６に挿入され、光パイプ８４の外面１３０およびシース部材１０８のシース側壁１６８に接着剤で接着することができる。ロッドは、円筒形、長方形、角柱形、Ｔ字形、または任意の適切な形状であってもよい。
半径方向支持体１６４と光パイプ８４との間の接触を最小にすることが望ましい場合がある。したがって、複数の孔１１６の各孔は、半径方向支持体１６４の各々が光パイプ８４の外面１３０の全表面積の約０．５％～約１０％で接触するように寸法が決められ、離間されてもよい。例えば、図６は、シース部材１０８の長手方向軸１００および円周方向軸１０４の両方に沿って離間した複数の孔１１６の各孔を有するシース部材１０８の一実施形態を示す。図示する実施形態では、複数の孔１１６の各孔は、シース部材１０８の長手方向軸１００に沿って距離１８０（例えば、各孔の中心から中心まで測定される）だけ離間されている。さらに、図７に示すように、複数の孔１１６の各孔は円周方向１０４に整列し、複数の孔１１６の隣接する孔から角度１９０だけ離間している。このように、半径方向支持体１６４（図５を参照）は、光パイプ８４の長手方向軸１００および円周方向軸１０４の両方に沿った様々な点で光パイプ８４と接触して、シース部材１０８内の光パイプ８４を補強し固定する。
図６に戻ると、シース部材１０８は、第１の長手方向寸法１８４および第１の外側寸法１８６を有することができる。特定の実施形態では、シース部材１０８の第１の長手方向寸法１８４は、任意の適切なサイズであってもよいが、シース部材１０８の第１の長手方向寸法１８４は、光パイプ８４の長手方向寸法（例えば、図８に示す第２の長手方向の長さ２１０）よりも約５％～約２５０％またはそれ以上大きくてもよい。
シース部材１０８の第１の外側寸法１８６は、温度マニホールド５０（図２を参照）の１つまたは複数のチャネル５４に適合するようなサイズにすることができる。例えば、第１の外側寸法１８６は、１つまたは複数のチャネル５４の内径よりも約０．５％～約５％小さくすることができる。特定の実施形態では、第１の外側寸法１８６は、約１ｍｍ～約５ｍｍであってもよい。しかしながら、第１の外側寸法１８６は、他の任意の適切なサイズであってもよい。一実施形態では、シース部材１０８の第１の長手方向寸法１８４および第１の外側寸法１８６は、プローブ８０が従来の熱電対温度センサの寸法にほぼ等しい全体寸法を有するようになっている。このように、プローブ８０を用いて、流体温度測定用途のための熱電対温度センサを置き換えることができる。さらに、光パイプ８４上のエアクラッドは、ノイズまたは他の遅延（例えば、散乱）を引き起こす可能性のある他のプロセスを緩和することができる。
上述したように、複数の孔１１６は、シース部材１０８の長手方向軸１００に沿って離間している。したがって、いくつかの実施形態では、シース部材１０８の第１の長手方向寸法１８４に基づいて、長手方向軸１００に沿った複数の孔１１６の各孔間の距離１８０は、第１の長手方向寸法１８４の約５％～約５０％であってもよい。例えば、特定の実施形態では、距離１８０は約６ミリメートル（ｍｍ）～約２５ｍｍであってもよい。したがって、半径方向支持体１６４は、光パイプ８４の外面１３０の全表面積の約０．５％～約１０％の間で接触することができ、光パイプ８４上のエアクラッドは、光パイプ８４の約９０％～約９９％を円周方向１０４に囲むことができる。結果として、光パイプ８４を通して光９２、９４をより効率的に伝送することができ、エアクラッドを含まない検出素子と比較して信号強度を向上させることができる。
図示する実施形態では、シース近位端１９２は、シース部材１０８を移行部材１１０（図５を参照）に結合することを容易にすることができるねじ付き外面１９４を含むことができる。シース近位端１９２は、移行部材１１０の中央通路１５８に挿入され、ねじ式接続によりシース部材１０８を移行部材１１０に固定することができる。例えば、シース近位端１９２は、（締まりばめ接続または摩擦嵌合接続を可能にするために）移行部材１１０の中央通路１５８の少なくとも一部の内径にほぼ等しくてもよい第２の外径１９６を有することができる。したがって、シース近位端１９２は、中央通路１５８の一部に挿入されてもよい。シース部材１０８のねじ付き外面１９４は、シース部材１０８を移行部材１１０に固定するために、中央通路１５８内の相補的なねじと係合することができる。特定の実施形態では、第２の外径１９６は、シース部材１０８の第１の外径１８６より小さくてもよい。したがって、プローブ８０の外面は、例えば、温度マニホールド５０の複数のチャネル５４のそれぞれのチャネル内へのプローブ８０の挿入を妨害するおそれがある、長手方向軸１００に沿った突出面を有さなくてもよい。
特定の実施形態では、シース部材１０８の近位先端部１９８は先細にすることができる。先細の近位先端部１９８は、移行部材１１０の中央通路１５８へのシース近位端１９２の挿入を容易にすることができる。中央通路１５８の第１の内面１４２は、先細の近位先端部１９８を収容する相補的な先細形状を有してもよい。この配置は、光パイプ８４の端面１４６と光ファイバケーブル１２８のファイバ端面１４８との間の位置合わせを容易にすることができる。
上述したように、シース部材１０８は、排気ガス２４または任意の他の適切な流体の温度を測定するために使用される光パイプ８４およびサーモグラフィ蛍光体８６（例えば、検出素子）を封入する。したがって、光パイプ８４は、シース部材１０８内に適合するように寸法が決められる。図８は、シース部材１０８内に封入することができる光パイプ８４の一実施形態を示す。光パイプ８４は、端面１４６を有する第１の端部２００と、第１の端部２００に対向する第２の端部２０４と、を含む。光パイプ８４は、光パイプ８４の第２の長手方向長さ２１０を形成する第１の部分２０６および第２の部分２０８を含む。光パイプ８４の第１の部分２０６は、端面１４６から、第１の部分２０６と第２の部分２０８との間の界面点２０９まで延在する。一実施形態では、第２の部分２０８は、光パイプ８４の第２の長手方向長さ２１０の約１％～約５０％であってもよい。しかし、第２の部分２０８は、他の任意の適切な寸法であってもよい。
第１の部分２０６は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）結晶、サファイア結晶、水晶、またはサーモグラフィ蛍光体８６を支持し得る他の適切な結晶などのノンドープ結晶から製造されてもよい。第２の部分２０８は、第２の端部２０４に配置され、サーモグラフィ蛍光体８６を含む。サーモグラフィ蛍光体８６は、希土類もしくは遷移金属でドープされたＹＡＧ、希土類もしくは遷移金属でドープされた石英、または希土類もしくは遷移金属でドープされたサファイア結晶などのドープされた結晶を含む。したがって、第１の部分２０６は光パイプ８４のベースであり、第２の部分２０８はドーパントである。一実施形態では、光パイプ８４の第１の部分２０６および第２の部分２０８はモノリシックである。すなわち、ノンドープの結晶とドープされた結晶とが結晶成長中に互いに結合して単一の一体構造を形成する。別の実施形態では、第１の部分２０６および第２の部分２０８は、シース部材１０８内で互いに接触している別々の（例えば、非結合の、結合していない）部分である。例えば、第１の部分２０６のそれぞれの端面（例えば、ノンドープ結晶）および第２の部分２０８（例えば、ドープされた結晶）は、界面点２０９で互いに接触している。しかし、一実施形態では、第１の部分２０６と第２の部分２０８とは、部分２０６、２０８が互いに接触しないように、互いに分離されている。特定の実施形態では、サーモグラフィ蛍光体８６は、第１の部分２０６の端面（例えば、界面点２０９に隣接する端面）に配置することができる粉末である。サーモグラフィ蛍光体粉末は、結合剤または他の適切な材料と混合して、粉末微粒子を固化させ、第１の部分２０６の端面上の堆積を容易にすることができる。一例として、サーモグラフィ蛍光体粉末は、ＹＡＢＮＧ：Ｄｙ、ＹＡＢＧ：Ｄｙ、または任意の他の好適なサーモグラフィ蛍光体であってもよい。
上述したように、光パイプ８４はシース部材１０８内に収容されている。したがって、光パイプ８４の第２の長手方向長さ２１０は、シース部材１０８の第１の長手方向長さ１８４とほぼ等しいか、それよりも小さくてもよい。例えば、一実施形態では、第２の長手方向長さ２１０は、光パイプ８４の第１の端部２００がシース部材１０８の近位端１９２と同一終端（例えば、同一平面上）であるような長さであってもよい。別の実施形態では、光パイプ８４の第１の端部２００は、シース部材１０８の近位端１９２の下にある。しかしながら、他の実施形態では、第２の長手方向長さ２１０は、光パイプの第１の端部２００がシース部材１０８の近位端１９２を越えて延在するように、第１の長手方向長さ１８４より大きい。この特定の実施形態では、光パイプ８４の第１の端部２００は、移行部材１１０の中央通路１５８に挿入されてもよい。
図９は、プローブ８０と共に使用することができる移行部材１１０の一実施形態の断面図である。上述したように、移行部材１１０の中央通路１５８は、シース部材１０８の端部（例えば、近位端１９２）および配管１２０を受け入れて、光パイプ８４の端面１４６と光ファイバ端面１４８とを位置合わせする。中央通路１５８は、第１の部分２１６と、第２の部分２１８と、第３の部分２２０と、を含む。中央通路１５８の第１の部分２１６は、移行部材１１０の近位端１５４から離れて第２の部分２１８まで長手方向１００に延在する。第２の部分２１８は、第１の部分２１６から離れて第３の部分２２０まで長手方向１００に延在する。すなわち、第２の部分２１８は、第１の部分２１６と第３の部分２２０との間に配置される。第３の部分２２０は、第２の部分２１８から離れて移行部材１１０の移行遠位端２２６まで長手方向１００に延在する。
中央通路１５８は、プローブ８０の様々な部品を収容するように可変な直径を有してもよい。例えば、第１の部分２１６は、配管１２０を受け入れるようにサイズが決められた第１の直径２３０を有し、第２の部分２１８は、光ファイバケーブル１２８を受け入れるようにサイズが決められた第２の直径２３２を有し、第３の部分２２０は、シース部材１０８の近位端１９２（図７を参照）を受け入れるようにサイズが決められた第３の直径２３６を有する。特定の実施形態では、中央通路１５８は、光９２を光パイプ８４に送るための専用の光ファイバケーブル、またはサーモグラフィ蛍光体８６によって放射された光９４を受け取る専用の光ファイバケーブルを受け入れるように寸法が決められた２つの別個の通路であってもよい。図示する実施形態では、第１の部分２１６は、配管１２０を移行部材１１０に固定するために、配管１２０の相補的なねじ付き外面と係合するねじ付き内面２３８を含む。移行部材１１０と配管１２０との間のねじ式接続は、堅固な接続を容易にすることができ、また、センサ部品（例えば、配管１２０および／または光ファイバケーブル１２８）を交換するために移行部材１１０から配管１２０を切り離すことも可能にする。しかしながら、他の実施形態では、第１の部分２１６は、ねじ付き内面２３８を含まなくてもよい。むしろ、第１の部分２１６の内面は滑らかであってもよい。この特定の実施形態では、配管１２０は、締まりばめ（例えば、配管１２０の外面のリブを介して）および／または接着剤により移行部材１１０の第１の部分２１６内に固定されてもよい。
特定の実施形態では、第１の部分２１６の第１の直径２３０の少なくとも一部は、徐々に減少してもよい。例えば、図示する実施形態では、第１の直径２３０は、第１の部分２１６が第２の部分２１８に向かって先細になるように、第２の部分２１８に向かって減少する。しかしながら、他の実施形態では、第１の部分２１６の第１の直径２３０は一定であってもよい。
第２の部分２１８の第２の直径２３２は、第１の部分２１６および第３の部分２２０のそれぞれ第１の直径２３０および第３の直径２３６の両方よりも小さくてもよい。第２の部分２１８と第１の部分２１６および／または第３の部分２２０との間の移行は、それぞれ緩やかなもの（例えば、第１の直径２３０および／または第３の直径２３６が第２の部分２１８に向かって徐々に減少するように）であってもよいし、急激なものであってもよい。
特定の実施形態では、第２の部分２１８の第２の直径２３２は、第１のステップ２４２が第２の部分２１８内に形成されるように、第３の部分２２０に向かって減少してもよい。上述のように、エアギャップ１５０は、光パイプ８４の端面１４６と光ファイバケーブル１２８の光ファイバ端面１４８とを分離する（図５を参照）。第１のステップ２４２は、光ファイバケーブル１２８が中央通路１５８の第２の部分２１８を第３の部分２２０に向かってさらに下に進むのを阻止し、それによって光パイプ８４の端面１４６と光ファイバケーブル１２８の光ファイバ端面１４８との間のエアギャップ１５０を形成することができる。
上述のように、第２の直径２３２は第３の直径２３６より小さい。したがって、中央通路１５８は、第３の部分２２０と第２の部分２１８との間の移行部に形成された第２のステップ２４６（例えば、当接面）を有することができる。第２のステップ２４６は、シース部材１０８の近位端１９２が第２の部分２１８内に前進するのを阻止する。例えば、シース部材１０８は、移行部材１１０の第３の部分２２０に挿入されてもよい。適切に配置されると、シース部材１０８のシース端面１４０は、移行部材１１０の第２のステップ２４６に関連する第１の内面１４２に当接する。したがって、第２の部分２１８内のエアギャップ１５０は、移行部材１１０の中央通路１５８内の第１のステップ２４２と第２のステップ２４６との間に配置される。
特定の実施形態では、第３の部分２２０の第２の内面２５０は滑らか（例えば、製造中に導入される隆起部または突起部がない）であってもよく、シース部材１０８と移行部材１１０との間の結合は、締まりばめ接続によるものであってもよい。シース部材１０８の近位端１９２および／または第３の部分２２０の第２の内面２５０に接着剤を塗布して、シース部材１０８を移行部材１１０に固定して接続を強化することもできる。他の実施形態では、第３の部分２２０の第２の内面２５０は、ねじを付けてもよい。例えば、図１０に示すように、第３の部分２２０は、第２のねじ付き内面２５４を含む。第２のねじ付き内面２５４は、シース部材１０８の近位端１９２において移行部材１１０と相補的なねじ付き外面１９４との間の結合を容易にすることができる（例えば、図６参照）。シース部材１０８と移行部材１１０との間のねじ式接続は、シース部材１０８と移行部材１１０との分離を可能にしながら、確実な接続を容易にすることができる。特定の実施形態では、プローブ８０は、複数のシース部材１０８および／または異なる温度しきい値を有する異なるサーモグラフィ蛍光体８６を含むキットの一部であってもよい。プローブ８０のオペレータは、温度測定用途に適切な（例えば、最も適切な）サーモグラフィ蛍光体８６のうちの特定の１つを有するシース部材１０８を選択することができる。シース部材１０８と移行部材１１０との間のねじ式接続は、複数のシース部材１０８間の交換を容易にすることができる。
本実施形態はまた、プローブ８０を製造するために使用することができる技術を含む。１つの手法を図１１に示しており、それは、流体（例えば、排気ガス２４）の温度を測定するために、図１に示すガスタービンシステム１０または他の任意の適切な測定システムと共に使用することができる１つまたは複数の温度センサ２０のプローブ８０を製造するための方法２６０の一実施形態を示している。さらに、方法２６０の態様の説明を容易にするために、方法２６０の特定の動作に対応することができる図１２～図１６の構造が参照される。
方法２６０は、センサ支持体の長さに沿って離間した複数の孔（例えば、複数の孔１１６）を有するセンサ支持体（例えば、シース部材１０８）を提供するステップを含む（ブロック２６４）。例えば、図１２は、シース部材１０８の断面図である。図示するように、シース部材１０８は、第１の支持端部２７０と第２の支持端部２７２との間で長手方向１００に延在する中央ボア２６８を含む。中央ボア２６８の第１の内径１２９は、光パイプ８４の外径１２７よりも約１％～１０％大きくてもよい。
複数の孔１１６は、シース部材１０８の長手方向軸１００および円周方向軸１０４に沿って離間して整列している。複数の孔１１６の各孔は、シース部材１０８の支持壁２７６の厚さ２７４を貫通して支持外面２７８から内面１３２まで半径方向１０２に延在する。複数の孔１１６は、穿孔、レーザ切断、積層造形法、または３Ｄ印刷などの任意の適切な技術により形成することができる。複数の孔１１６の各孔は、約０．５ｍｍ～約２．５ｍｍの内径２８０を有することができる。
図１１の方法２６０に戻って、本方法はまた、サーモグラフィ光パイプ（例えば、光パイプ８４）をセンサ支持体に挿入するステップ（ブロック２８４）と、サーモグラフィ検出アセンブリを生成するためにサーモグラフィ光パイプをセンサ支持体に固定するステップ（ブロック２８６）と、を含む。例えば、図１３は、ブロック２８４、２８６の動作から生じるサーモグラフィ検出アセンブリ２８８の断面図である。光パイプ８４は、第１の支持端部２７０を通って中央ボア２６８に挿入され、第２の支持端部２７２に向かって押し込まれてもよい。特定の実施形態では、第２の支持端部２７２はシールされる。すなわち、シース部材１０８の中央ボア２６８は、第２の支持端部２７２で閉じられている。他の実施形態では、第２の支持端部２７２は開いている。図示する実施形態では、光パイプ８４の第２の端部２０４は、第２の支持端部２７２と同一平面にある。しかし、他の実施形態では、第２の支持端部２７２は、光パイプ８４の第２の端部２０４を越えて延在してもよい。
シース部材１０８の中央ボア２６８内に光パイプ８４を配置した後に、半径方向支持体１６４を用いて光パイプ８４をシース部材１０８に固定し、サーモグラフィ検出アセンブリ２８８を形成する。例えば、接着剤（例えば、セメント接着剤）を複数の孔１１６の各孔に注入してもよい。接着剤は、光パイプ８４の外壁１３０の一部分およびシース部材１０８の複数の孔１１６内の側壁１６８に結合し、それによって光パイプ８４をシース部材１０８に固定する。他の実施形態では、耐熱材料で作られたロッドを複数の孔１１６の各孔に挿入し、光パイプ８４の外壁１３０およびシース部材１０８の側壁１６８に接着剤で固定することができる。シース部材１０８の長手方向軸１００および円周方向軸１０４に沿った分離した位置で半径方向支持体１６４を使用することによって、光パイプ８４が円周方向軸１０４の周りにエアクラッドを有することができるように、光パイプ８４をシース部材１０８内に固定することができる。エアクラッド（例えば、エアギャップ）は、シース部材１０８の内壁１３２と光パイプ８４の外壁１３０との間の第１の環状部１３８内の空気から生じる。このようにして、光パイプ８４はシース部材１０８内に浮遊しているように見える。
特定の実施形態では、シース部材１０８は、クラムシェルに類似していてもよい。この特定の実施形態では、シース部材は、結合される（例えば、第１の長手方向寸法１８４に沿って結合される）とシース部材を形成する２つの半分部分を含むことができる。例えば、図１４は、第１の半分部分２８２と、第２の半分部分２８３と、光パイプ８４を支持する成形された中央通路２８５と、を有するクラムシェルシース部材２８１の断面図である。特定の実施形態では、第１の半分部分２８２は、第２の半分部分２８３とは別個の部分である。他の実施形態では、部分２８２、２８３は、クラムシェルシース部材２８１の一方の側（例えば、外壁）に長手方向寸法１８４に沿って配置されたヒンジによって共に保持されてもよい。各半分部分２８２、２８３は、クラムシェルシース部材２８１の長手方向の長さ（例えば、第１の長手方向寸法１８４）に沿って延在するＶ溝２８７を含むことができる。各半分部分２８２、２８３のＶ溝２８７は、半分部分２８２、２８３が当接面２８９を介して互いに結合された場合に成形された中央通路２８５を画定する。部分的には、Ｖ溝２８７のＶ字形状に起因して、成形された中央通路２８５は正方形の幾何学的形状を有することができる。したがって、光パイプ８４が成形された中央通路２８５内に配置される際に、成形された中央通路２８５の頂点２９１は光パイプ８４と接触せず、それによってエアギャップ１５０を形成する。特定の実施形態では、Ｖ溝は、一方または両方の半分部分２８２、２８３の長手方向の長さに沿って延在する１つまたは複数の凹部２９２を含むことができる。頂点２９１と同様に、１つまたは複数の凹部２９２は、Ｖ溝２８７の内面の特定の部分が光パイプ８４と接触しないように、エアギャップ１５０を形成することができる。図示する実施形態では、１つまたは複数の凹部２９２はＶ字形状を有するが、１つまたは複数の凹部２８７は任意の他の適切な幾何学的形状を有してもよい。
図１１の方法２６０に再び戻り、光パイプ８４をシース部材１０８の中央ボア２６８内に固定してサーモグラフィ検出アセンブリ２８８を生成すると、方法２６０は、光ファイバケーブル１２８をサーモグラフィ検出アセンブリ２８８に取り付けるステップを含む（ブロック２９０）。これは、光ファイバケーブル１２８をサーモグラフィ検出アセンブリ２８８、移行部材１１０、またはサーモグラフィ検出アセンブリ２８８の上に配置されたセンサスリーブに直接取り付けることによって達成することができる。例えば、図１５は、光パイプ８４の端面１４６に取り付けられた光ファイバケーブル１２８の光ファイバ端面１４８を有するサーモグラフィ検出アセンブリ２８８の一実施形態を示す。この特定の実施形態では、端面１４６、１４８は互いに接触している。光ファイバケーブル１２８は、締結具、接着剤、または任意の他の適切な取り付け技術を用いてサーモグラフィ検出アセンブリ２８８に取り付けることができる。例えば、一実施形態では、接合部２８９を光パイプ８４および光ファイバケーブル１２８のそれぞれの端面１４６、１４８の上に配置して、光ファイバケーブル１２８をサーモグラフィセンサアセンブリ２８８に取り付けることができる。接合部２８９は、光パイプ８４および光ファイバケーブル１２８の両方に適合するようにサイズが決められた内径を有することができる。すなわち、接合部２８９の端部部分の内径は光パイプ８４の外径１２７にほぼ等しくてもよく、接合部２８９の別の端部部分の内径は光ファイバケーブル１２８の外径にほぼ等しくてもよい。
特定の実施形態では、移行部材１１０を使用して、光ファイバケーブル１２８のサーモグラフィセンサアセンブリ２８８への取り付けを容易にすることができる。例えば、図５に示すように、光ファイバケーブル１２８は移行部材１１０内に配置することができる。移行部材１１０への光ファイバケーブル１２８の挿入に続いて、移行部材１１０をサーモグラフィ検出アセンブリ２８８に結合することができる（例えば、ねじ込みまたは締まりばめ接続により）。移行部材１１０はまた、端面１４６、１４８が互いに接触しないように、光パイプ８４と光ファイバケーブル１２８のそれぞれの端面１４６、１４８の分離を容易にすることができる。例えば、上述したように、移行部材１１０は、移行部材１１０の中央通路１５８の少なくとも一部を通って光パイプ８４および光ファイバケーブル１２８が前進するのを阻止する機構（例えば、ステップ２４２、２４６）を有することができる。その結果、エアギャップ１５０は、光パイプ８４と光ファイバケーブル１２８のそれぞれの端面１４６、１４８を分離することができる。一実施形態では、プローブ８０の組み立てを完了するために、サーモグラフィセンサアセンブリ２８８および移行部材１１０の結合の前または後に、配管１２０を移行部材１１０に取り付けることができる。
他の実施形態では、サーモグラフィセンサアセンブリ２８８を、サーモグラフィセンサアセンブリ２８８を封入するスリーブに挿入することができ、光ファイバケーブル１２８を、スリーブを介してサーモグラフィセンサアセンブリ２８８に取り付けることができる。例えば、図１６は、スリーブ２９６に挿入されたサーモグラフィセンサアセンブリ２８８を有するプローブ８０の一部を示しており、このスリーブ２９６は、長手方向軸１００に沿ったシース部材１０８および光パイプ８４を円周方向１０４に囲んでいる。シース部材１０８と同様に、スリーブ２９６は、高温環境に適した耐熱材料（例えば、セラミック）から製造することができる。スリーブ２９６は、第１のスリーブ端部２９８と、シース部材１０８に適合するようにサイズが決められたスリーブ内径３００と、を含む。スリーブ内径３００は、シース部材１０８の第１の外側寸法１８６よりも約１％～約１５％大きくすることができる。プローブ８０の組み立て中に、サーモグラフィセンサアセンブリ２８８を第１のスリーブ端部２９８に挿入することができる。サーモグラフィセンサアセンブリ２８８がスリーブ２９６内に配置されると、サーモグラフィセンサアセンブリ２８８をスリーブ２９６に固定するために、サーモグラフィセンサアセンブリ２８８とスリーブ２９６との間の第２の環状部３０２を接着剤３０３（例えば、セラミック接着剤）で充填することができる。光ファイバケーブル１２８は、スリーブ２９６の第２の端部３０４に配置されたチャネル３０５に挿入され、例えば接着剤を用いてサーモグラフィセンサアセンブリ２８８の光パイプ８４に結合することができる。
スリーブ２９６は、シース部材１０８と同様に、移行部材１１０上に固定することができる。例えば、スリーブ２９６は、接着剤を使用しても使用しなくてもよい、ねじ式接続および／または締まりばめ接続により移行部材１１０に固定することができる。したがって、シース部材１０８が移行部材１１０に固定されるのではなく、スリーブ２９６が移行部材１１０に固定されてプローブ８０を形成する。例えば、第２のスリーブ端部３０４は、第１のスリーブ外径２９６より小さい第２のスリーブ外径３０６を有してもよい。第２のスリーブ外径３０６は、移行部材１１０内の中央通路１５８の第３の部分２２０の第３の外径２３６にほぼ等しくてもよい。したがって、第２のスリーブ端部３０４は、シース部材１０８と同様に、移行部材１１０に結合することができる。第２のスリーブ端部３０４と移行部材１１０との結合の前または後に、配管１２０を移行部材１１０に取り付けて、プローブ８０の組み立てを完了させることができる。
特定の実施形態では、プローブ８０は、移行部材１１０を含まなくてもよい。したがって、配管１２０は、第２のスリーブ端部３０４に結合されてもよい。配管１２０は、接着剤を用いて、および／または配管１２０を第２のスリーブ端部３０４にクリンピングまたはスエージ加工することにより、スリーブ２９６上に固定することができる。
上述したように、サーモグラフィ蛍光体（例えば、プローブ８０）を有する温度センサを使用して、熱電対温度センサには適さない場合がある高温環境（例えば、ガスタービンエンジンの燃焼器内）における流体（例えば、排気ガス）の温度を直接測定することができる。プローブ８０は、とりわけ、例えばガスタービンシステムおよびガス化システムに一般的に見られる高温に耐えることができる耐熱材料（例えば、セラミック材料）から製造することができる。プローブ８０は、放射源（例えば、光源９０）によって放射された放射（例えば、光９２）を吸収し、それに応答して発光する（例えば、光９４を放射する）光パイプ８４の端部にサーモグラフィ蛍光体８６を含む。サーモグラフィ蛍光体８６の発光寿命は温度に依存する。したがって、光９４の強度を経時的に測定して、対象とする流体（例えば、排気ガス２４）の温度を測定することができる。本明細書に開示した温度センサは、例えば熱電対温度センサの温度しきい値の外にある可能性のある温度環境において、熱電対の使用を置き換えおよび／または補完することができる。ガスタービンシステムやガス化システムなどの高温システムにおいて温度を測定するための熱電対温度センサの使用を置き換えることにより、温度限界を超える温度に曝された熱電対の交換に伴う全体的なコストを低減することができる。
本明細書は、最良の形態を含めて、本発明を開示するために実施例を用いており、また、任意のデバイスまたはシステムを製作し使用し、任意の組み込まれた方法を実行することを含めて、いかなる当業者も本発明を実施することが可能となるように実施例を用いている。本発明の特許可能な範囲は、特許請求の範囲によって定義され、当業者が想到する他の実施例を含むことができる。このような他の実施例は、特許請求の範囲の文言との差がない構造要素を有する場合、または特許請求の範囲の文言との実質的な差がない等価の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内にあることを意図している。
１０ ガスタービンシステム
１２ ガスタービンエンジン
１４ 燃焼器
１６ タービン
２０ サーモグラフィ温度センサ
２２ 流路
２４ 高温加圧排気ガス
２８ 燃料
３０ 空気
３４ 制御システム
３６ メモリ回路
３８ マイクロプロセッサ
４０ 入力信号
４２ 出力信号
５０ 温度マニホールド
５２ 本体
５４ チャネル
５６ マニホールド端部
５８ マニホールド側壁
６２ 開口部
７０ ポート
７２ 先端部
８０ プローブ
８２ ハウジング
８４ 光パイプ
８６ サーモグラフィ蛍光体
９０ 光源
９２ 光
９４ 光
９６ 検出器
１００ 長手方向、軸方向、長手方向軸
１０２ 半径方向
１０４ 円周方向、円周方向軸
１０８ シース部材
１１０ 移行部材
１１４ 外面
１１６ 孔
１２０ 配管
１２４ 近位表面
１２７ 外径
１２８ 光ファイバケーブル
１２９ 第１の内径
１３０ 外面、外壁
１３２ 内面、内壁
１３４ 距離
１３８ 第１の環状部
１４０ シース端面
１４２ 第１の内面
１４６ 端面
１４８ 光ファイバ端面、ファイバ端面
１５０ エアギャップ
１５４ 近位端
１５８ 中央通路
１６４ 半径方向支持体
１６８ シース側壁
１７０ 第１の寸法
１７２ 第２の寸法
１８０ 距離
１８４ 第１の長手方向寸法
１８６ 第１の外側寸法、第１の外径
１９０ 角度
１９２ シース近位端
１９４ ねじ付き外面
１９６ 第２の外径
１９８ 近位先端部
２００ 第１の端部
２０４ 第２の端部
２０６ 第１の部分
２０８ 第２の部分
２０９ 界面点
２１０ 第２の長手方向長さ
２１６ 第１の部分
２１８ 第２の部分
２２０ 第３の部分
２２６ 移行遠位端
２３０ 第１の直径
２３２ 第２の直径
２３６ 第３の直径、第３の外径
２３８ ねじ付き内面
２４２ 第１のステップ
２４６ 第２のステップ
２５０ 第２の内面
２５４ 第２のねじ付き内面
２６０ 方法
２６４ ブロック
２６８ 中央ボア
２７０ 第１の支持端部
２７２ 第２の支持端部
２７４ 厚さ
２７６ 支持壁
２７８ 支持外面
２８０ 内径
２８１ クラムシェルシース部材
２８２ 第１の半分部分
２８３ 第２の半分部分
２８４ ブロック
２８５ 成形された中央通路
２８６ ブロック
２８７ Ｖ溝、凹部
２８８ サーモグラフィ検出アセンブリ、サーモグラフィセンサアセンブリ
２８９ 接合部、当接面
２９０ ブロック
２９１ 頂点
２９２ 凹部
２９６ スリーブ、第１のスリーブ外径
２９８ 第１のスリーブ端部
３００ スリーブ内径
３０２ 第２の環状部
３０３ 接着剤
３０４ 第２のスリーブ端部
３０５ チャネル
３０６ 第２のスリーブ外径

Claims (10)

  1. 流体の温度を測定するように構成され、プローブ（８０）と、光ファイバケーブル（１２８）を介して前記プローブ（８０）に結合された光源（９０）と、前記光ファイバケーブル（１２８）を介して前記プローブ（８０）に結合された検出器（９６）と、を含む温度センサ（２０）と、
    を含み、
    前記プローブ（８０）は、
    ハウジング（８２）と、
    前記ハウジング（８２）内に配置され、前記光源（９０）からの光（９２）を吸収することに応答して燐光を発するように構成された蛍光体（８６）を含む、光パイプ（８４）と、を含み、
    前記ハウジング（８２）内のエアギャップ（１５０）が、前記光パイプ（８４）の端面（１４６）と前記光ファイバケーブル（１２８）の光ファイバ端面（１４８）とを所定の距離に分離し、前記蛍光体（８６）による前記燐光は、前記流体の流路内の前記流体の温度を表し、前記検出器（９６）は、前記蛍光体（８６）による前記燐光を検出するように構成される、センサシステム。
  2. 流体の温度を測定するように構成され、プローブ（８０）と、光ファイバケーブル（１２８）を介して前記プローブ（８０）に結合された光源（９０）と、前記光ファイバケーブル（１２８）を介して前記プローブ（８０）に結合された検出器（９６）と、を含む温度センサ（２０）と、
    を含み、
    前記プローブ（８０）は、
    ハウジング（８２）と、
    前記ハウジング（８２）内に配置され、前記光源（９０）からの光（９２）を吸収することに応答して燐光を発するように構成された蛍光体（８６）を含む、光パイプ（８４）と、を含み、
    前記ハウジング（８２）は、近位端と遠位端との間に延在する中央ボア（２６８）を含み、
    前記光パイプ（８４）は前記中央ボア（２６８）内に入れ子状に配置され、
    前記蛍光体（８６）は、前記ハウジング（８２）の前記遠位端に隣接し、
    前記ハウジング（８２）の前記遠位端は、前記蛍光体（８６）が前記ハウジング（８２）を介さずに前記流体を直接測定できるように開いており、
    前記蛍光体（８６）による前記燐光は、前記流体の流路内の前記流体の温度を表し、前記検出器（９６）は、前記蛍光体（８６）による前記燐光を検出するように構成される、センサシステム。
  3. 前記燐光の強度の経時変化に基づいて前記流体の前記温度を決定するために、制御システム（３４）の１つまたは複数のプロセッサ（３８）によって実行可能な１つまたは複数の命令セットを格納するメモリ回路（３６）を有する前記制御システム（３４）を含む、請求項１または２に記載のセンサシステム。
  4. 前記プローブ（８０）、前記光パイプ（８４）と前記ハウジング（８２）との間で半径方向（１０２）に延在する複数の半径方向支持体（１６４）を含み、
    前記光パイプ（８４）は、前記光パイプ（８４）の全表面積が前記ハウジング（８２）の内面と接触しないように前記ハウジング（８２）の前記内面から離間されている、請求項１乃至３のいずれかに記載のセンサシステム。
  5. 前記ハウジング（８２）内のエアギャップ（１５０）が、前記光パイプ（８４）の端面（１４６）と前記光ファイバケーブル（１２８）の光ファイバ端面（１４８）とを分離し、
    前記ハウジング（８２）は、シース部材（１０８）および移行部材（１１０）を含み、
    前記光パイプ（８４）は、前記シース部材（１０８）内に配置され、
    前記移行部材（１１０）は、前記シース部材（１０８）と前記光ファイバケーブル（１２８）の間に配置され、前記エアギャップ（１５０）を画定する、請求項２に記載のセンサシステム。
  6. 前記ハウジング（８２）は、前記シース部材（１０８）の内面と前記光パイプ（８４）の外面との間にエアクラッドを含み、前記エアクラッドは前記光パイプ（８４）の少なくとも一部を円周方向に囲む、請求項５に記載のセンサシステム。
  7. 前記光パイプ（８４）は、イットリウムアルミニウムガーネット（ＹＡＧ）、イットリウムアルミニウムホウ素窒素ガーネット（ＹＡＢＮＧ）、イットリウムアルミニウムホウ素ガーネット（ＹＡＢＧ）、ルテチウムアルミニウムガーネット（ＬｕＡＧ）、スカンジウムアルミニウムガーネット（ＳｃＡＧ）、サファイア、または石英を含む結晶であり、
    前記結晶の一部は、前記蛍光体（８６）でドープされ、前記蛍光体（８６）は希土類元素または遷移金属を含む、請求項１乃至６のいずれかに記載のセンサシステム。
  8. 燃料および空気を受け取り、排気ガスを生成するように構成された燃焼器（１４）を含むガスタービンエンジン（１２）と、
    請求項１乃至７のいずれかに記載のセンサシステムと、
    を含み、
    前記センサシステムの前記プローブが、前記排気ガスの流路内に配置される、システム。
  9. 前記排気ガスの前記流路内に配置されたマニホールド（５０）を含み、前記マニホールド（５０）は複数のチャネル（５４）を含み、前記複数のチャネル（５４）のチャネルは、前記プローブ（８０）を受け入れて前記排気ガスの前記流路に導くように構成される、請求項８に記載のシステム。
  10. 請求項１乃至７のいずれかに記載のセンサシステムが流体の温度を測定する方法であって、
    前記流体に接触するように構成され、ハウジング（８２）と、前記ハウジング（８２）内に配置された光パイプ（８４）と、を有するプローブ（８０）に光源（９０）からの光（９２）を導くステップと、
    前記光（９２）を吸収することに応答して前記光パイプ（８４）の蛍光体（８６）から燐光を発生させるステップと、
    前記光パイプ（８４）からの前記燐光を前記プローブ（８０）に結合された検出器（９６）に導くステップと、
    前記燐光の強度の経時変化に基づいて前記流体の前記温度を決定するステップと、を含む方法。
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