JPH1068617A - エアパス間げきセンサー - Google Patents
エアパス間げきセンサーInfo
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- JPH1068617A JPH1068617A JP9117697A JP11769797A JPH1068617A JP H1068617 A JPH1068617 A JP H1068617A JP 9117697 A JP9117697 A JP 9117697A JP 11769797 A JP11769797 A JP 11769797A JP H1068617 A JPH1068617 A JP H1068617A
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B15/00—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/02—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages by non-contact sealings, e.g. of labyrinth type
- F01D11/025—Seal clearance control; Floating assembly; Adaptation means to differential thermal dilatations
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D11/00—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages
- F01D11/08—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator
- F01D11/12—Preventing or minimising internal leakage of working-fluid, e.g. between stages for sealing space between rotor blade tips and stator using a rubstrip, e.g. erodible. deformable or resiliently-biased part
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01D—NON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/04—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for responsive to undesired position of rotor relative to stator or to breaking-off of a part of the rotor, e.g. indicating such position
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
- G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
- G01S13/06—Systems determining position data of a target
- G01S13/08—Systems for measuring distance only
- G01S13/32—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
- G01S13/36—Systems for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated with phase comparison between the received signal and the contemporaneously transmitted signal
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05D—INDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
- F05D2260/00—Function
- F05D2260/80—Diagnostics
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
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- Length-Measuring Devices Using Wave Or Particle Radiation (AREA)
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 高性能なエアパス間げきセンサーを提供す
る。 【解決手段】 突出する素材と、互に移動可能である隣
り合う摩耗し易いシール１８と、シール１８と素材２６
間のエアパス間げき１８、およびセンサー１０と素材２
６間の素材間隔Ｄ２を有する機械は、くぼみ間隔Ｄによ
ってシール１８内に配置されるセンサー１０を備えてい
る。間げき／厚み回路１４は、特性インピーダンスを有
する同軸ケーブル１２に沿って、本質的にケーブル１２
の特性インピーダンスに適合するインピーダンスを有す
る送信および反射マイクロ波信号３０，３２を供給す
る。回路１４は、反射信号３２を受信するとともに、く
ぼみ間隔Ｄおよび／若しくはエアパス間げきＧを示す電
気信号を供給する。また、回路１４はくぼみ間隔Ｄのみ
を供給する。センサー１０は機械が動作しているかどう
かの測定も行う。
る。 【解決手段】 突出する素材と、互に移動可能である隣
り合う摩耗し易いシール１８と、シール１８と素材２６
間のエアパス間げき１８、およびセンサー１０と素材２
６間の素材間隔Ｄ２を有する機械は、くぼみ間隔Ｄによ
ってシール１８内に配置されるセンサー１０を備えてい
る。間げき／厚み回路１４は、特性インピーダンスを有
する同軸ケーブル１２に沿って、本質的にケーブル１２
の特性インピーダンスに適合するインピーダンスを有す
る送信および反射マイクロ波信号３０，３２を供給す
る。回路１４は、反射信号３２を受信するとともに、く
ぼみ間隔Ｄおよび／若しくはエアパス間げきＧを示す電
気信号を供給する。また、回路１４はくぼみ間隔Ｄのみ
を供給する。センサー１０は機械が動作しているかどう
かの測定も行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアパス（空気通
路）間げきセンサーに係り、特にマイクロ波エアパス間
げきセンサーに関する。
路）間げきセンサーに係り、特にマイクロ波エアパス間
げきセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】航空機エンジン、および可動又は回転羽
根板又はシール又はライナー（例えば羽根板に最も近い
エンジンケースの部分）内の歯のある素材の分野におい
て、ブレード（羽根板）の先端と他の縁（又は周辺）と
シールの内面間のギャップを測定することが好ましいこ
とは知られている。このギャップはエアパス（又はブレ
ード先端）間げきと呼ばれる。
根板又はシール又はライナー（例えば羽根板に最も近い
エンジンケースの部分）内の歯のある素材の分野におい
て、ブレード（羽根板）の先端と他の縁（又は周辺）と
シールの内面間のギャップを測定することが好ましいこ
とは知られている。このギャップはエアパス（又はブレ
ード先端）間げきと呼ばれる。
【０００３】特に、ガスタービンエンジンに対して、流
れとエンジン効率を適正化するために、エンジン間げき
を小さくすることは望ましいことである。従って、ある
エンジンにおいて、シール環はエアパス間げきを小さく
するように調節される。
れとエンジン効率を適正化するために、エンジン間げき
を小さくすることは望ましいことである。従って、ある
エンジンにおいて、シール環はエアパス間げきを小さく
するように調節される。
【０００４】また、強制振動中のブレード先端の種々な
過渡変位は、エアパス間げきを変化させたり、フラッタ
ー条件，エンジンのストール又はサージ，又は他の流路
の不安定性にし、シール表面を消耗させるとともに、永
久にエアパス間げきを増加させる。そのような一時的又
は永久的なエアパス間げきの変化によって流れが変わ
り、エンジン効率を低下させる。
過渡変位は、エアパス間げきを変化させたり、フラッタ
ー条件，エンジンのストール又はサージ，又は他の流路
の不安定性にし、シール表面を消耗させるとともに、永
久にエアパス間げきを増加させる。そのような一時的又
は永久的なエアパス間げきの変化によって流れが変わ
り、エンジン効率を低下させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】エアパス間げきを測定
する一般の技術では、シールの環周のまわりに配設され
た容量性センサーの配列を使用している。しかしなが
ら、容量性センサーは、シール厚みの変化を検出できな
いので、ブレード先端とシール間のエアパス間げきを正
確に測定することができない。特に、センサーは、ブレ
ードと接触することによって、シールが摩耗するにつれ
てセンサーが損傷するのを防ぐために、シール内のくぼ
みに所定の間隔で配置されている。しかしながら、セン
サーは、センサーとブレード先端間の距離を測定するの
みである。かくして、シール厚み（センサー先端とシー
ルの表面間の）は測定されず、考慮されていない。
する一般の技術では、シールの環周のまわりに配設され
た容量性センサーの配列を使用している。しかしなが
ら、容量性センサーは、シール厚みの変化を検出できな
いので、ブレード先端とシール間のエアパス間げきを正
確に測定することができない。特に、センサーは、ブレ
ードと接触することによって、シールが摩耗するにつれ
てセンサーが損傷するのを防ぐために、シール内のくぼ
みに所定の間隔で配置されている。しかしながら、セン
サーは、センサーとブレード先端間の距離を測定するの
みである。かくして、シール厚み（センサー先端とシー
ルの表面間の）は測定されず、考慮されていない。
【０００６】エアパス間げきを測定又は摩耗を検出する
他の技術は、渦電流，磁気リラクタンス，光学，空気の
Ｘ線，およびタッチプローズを含んでいる。しかしなが
ら、そのような技術はブレード先端をシール間の間げき
は測定しない。また、これらの技術は、高温度では測定
できないか、又はシールの厚みの変化に対しての調整を
使用している間に再較正を必要とするか、又は動作して
いるエンジンでは使用できないので、必要とする能力を
得ることが出来ない。
他の技術は、渦電流，磁気リラクタンス，光学，空気の
Ｘ線，およびタッチプローズを含んでいる。しかしなが
ら、そのような技術はブレード先端をシール間の間げき
は測定しない。また、これらの技術は、高温度では測定
できないか、又はシールの厚みの変化に対しての調整を
使用している間に再較正を必要とするか、又は動作して
いるエンジンでは使用できないので、必要とする能力を
得ることが出来ない。
【０００７】それ故に、ブレードチップ（又はエアパ
ス）間げきを決めるための高性能な方法を得ることが出
来ない。
ス）間げきを決めるための高性能な方法を得ることが出
来ない。
【０００８】本発明の目的は、高性能なエアパス間げき
センサーを提供することである。
センサーを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、突出す
る素材と隣り合う摩耗し易いシールを有し、互に移動可
能である機械用のエアパス間げきセンサーは、シールと
素材のエアパス間げきおよびセンサーと素材間の距離を
有するとともに、くぼみ距離によってシール内のくぼみ
に配置されているセンサーは、マイクロ波送信信号を供
給するための信号処理手段と、信号に電気的に接続され
マイクロ波伝送信号を伝搬するための伝送手段と、伝送
手段の特性インピーダンスに本質的に適合し伝送信号を
受けるとともに反射したマイクロ波信号を素材がセンサ
ー手段の前にない時くぼみ間隔を示す伝送手段に供給す
るためのインピーダンスを有するセンサー手段、および
反射したマイクロ波信号を受信するとともにくぼみ距離
を示す電気信号を供給するための信号処理手段、によっ
て構成されている。
る素材と隣り合う摩耗し易いシールを有し、互に移動可
能である機械用のエアパス間げきセンサーは、シールと
素材のエアパス間げきおよびセンサーと素材間の距離を
有するとともに、くぼみ距離によってシール内のくぼみ
に配置されているセンサーは、マイクロ波送信信号を供
給するための信号処理手段と、信号に電気的に接続され
マイクロ波伝送信号を伝搬するための伝送手段と、伝送
手段の特性インピーダンスに本質的に適合し伝送信号を
受けるとともに反射したマイクロ波信号を素材がセンサ
ー手段の前にない時くぼみ間隔を示す伝送手段に供給す
るためのインピーダンスを有するセンサー手段、および
反射したマイクロ波信号を受信するとともにくぼみ距離
を示す電気信号を供給するための信号処理手段、によっ
て構成されている。
【００１０】さらに、本発明によれば、センサー手段か
らの反射したマイクロ波信号は、移動可能な素材がセン
サー手段の前にない時、素材間隔を示すとともに、信号
処理手段はエアパス間げきを示す電気信号を供給するた
めの手段によって構成されている。
らの反射したマイクロ波信号は、移動可能な素材がセン
サー手段の前にない時、素材間隔を示すとともに、信号
処理手段はエアパス間げきを示す電気信号を供給するた
めの手段によって構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】図１を参照すると、マイクロ波エ
アパス（又はブレード先端）間げきシステムは、同軸ケ
ーブル１２例えば標準の同軸マイクロ波伝送線の一端に
接続されており約５０Ωの特性インピーダンスを有する
マイクロ波エアパスセンサー１０によって構成されてい
る。同軸ケーブル１２は、送信（又は励磁）マイクロ波
信号３０をセンサー１０に送信するとともに、受信（又
は戻り又は反射）マイクロ波信号３２をセンサー１０か
ら受信する。同軸ケーブル１２は他端が間げき／厚み回
路１４に接続されており、回路１４は、マイクロ波信号
３０をセンサー１０に供給するとともに、マイクロ波信
号３２をセンサー１０から受信する。必要ならば、他の
同軸ケーブル又は送信媒体又はインピーダンスが使用さ
れる。
アパス（又はブレード先端）間げきシステムは、同軸ケ
ーブル１２例えば標準の同軸マイクロ波伝送線の一端に
接続されており約５０Ωの特性インピーダンスを有する
マイクロ波エアパスセンサー１０によって構成されてい
る。同軸ケーブル１２は、送信（又は励磁）マイクロ波
信号３０をセンサー１０に送信するとともに、受信（又
は戻り又は反射）マイクロ波信号３２をセンサー１０か
ら受信する。同軸ケーブル１２は他端が間げき／厚み回
路１４に接続されており、回路１４は、マイクロ波信号
３０をセンサー１０に供給するとともに、マイクロ波信
号３２をセンサー１０から受信する。必要ならば、他の
同軸ケーブル又は送信媒体又はインピーダンスが使用さ
れる。
【００１２】エンジン１６の最内側領域は、摩耗し易い
高温度電気導電金属で作られた摩耗し易いシール１８
（すなわち、摩耗又は消耗できるシール）と、高温度電
気導電物質例えばＩｎＣｏ７１８（ニッケル，コバルト
およびスチールからなる）によって作られたシール背板
２０によって構成されている。シール１８と板２０は、
各々、約０．１インチ（２．５４ｍｍ）の厚さである。
他の厚さと物質はシール１８と板２０に使用できる。ケ
ース１６の残りの外部部分は符号２２によって示されて
おり、公知のように、物質の多くの部分と層によって構
成されている。必要ならば、シール用の他の物質を使用
できる。また、必要ならば、領域１８，２０，２２は同
じ物質又は一つ以上の物質で作ることが出来る。
高温度電気導電金属で作られた摩耗し易いシール１８
（すなわち、摩耗又は消耗できるシール）と、高温度電
気導電物質例えばＩｎＣｏ７１８（ニッケル，コバルト
およびスチールからなる）によって作られたシール背板
２０によって構成されている。シール１８と板２０は、
各々、約０．１インチ（２．５４ｍｍ）の厚さである。
他の厚さと物質はシール１８と板２０に使用できる。ケ
ース１６の残りの外部部分は符号２２によって示されて
おり、公知のように、物質の多くの部分と層によって構
成されている。必要ならば、シール用の他の物質を使用
できる。また、必要ならば、領域１８，２０，２２は同
じ物質又は一つ以上の物質で作ることが出来る。
【００１３】センサー１０は所定のくぼみ間隔又は厚さ
Ｄ、例えば２５−５０ミル（０．６３５−１．２７ミリ
メートル）をもって摩耗し易いシール１８の内面２８内
のくぼみに配置される。必要ならば、間隔Ｄに対して他
の間隔を使用することができる。
Ｄ、例えば２５−５０ミル（０．６３５−１．２７ミリ
メートル）をもって摩耗し易いシール１８の内面２８内
のくぼみに配置される。必要ならば、間隔Ｄに対して他
の間隔を使用することができる。
【００１４】シール１８が摩耗するにつれて、くぼみ間
隔Ｄは減少する。ブレードとシール１８の接触を防ぐた
めに、間隔Ｄは、シール１８の取替前に消耗してもよい
ような最大の間隔よりも大きくなるように設定されるべ
きである。
隔Ｄは減少する。ブレードとシール１８の接触を防ぐた
めに、間隔Ｄは、シール１８の取替前に消耗してもよい
ような最大の間隔よりも大きくなるように設定されるべ
きである。
【００１５】センサー１０は、厚みＤの減少によって生
じるシールの消耗量を検出する。また、センサー１０
は、ブレード２６の先端２４とシール１８の内面２８間
のエアパス間げき（Ｇ）を検出する（後述するよう
に）。
じるシールの消耗量を検出する。また、センサー１０
は、ブレード２６の先端２４とシール１８の内面２８間
のエアパス間げき（Ｇ）を検出する（後述するよう
に）。
【００１６】図２を参照すると、センサー１０は検出装
置４８，スパークプラグアッセンブリー６１，および２
つのアッセンブリーを接続する電気接続線６０によって
接続される。検出装置４８は、同軸ケーブル１２の中心
導体７０に接続されている中心導体５０によって構成さ
れている。中心導体の外側および中心は、例えばアルミ
ナのような高温度セラミックで作られた絶縁体５０であ
る。導体５４の外側と中心は電気的に接地された外部導
体５６である。検出装置４８は、ネジ５３によって板２
０に接続されているとともに、ネジ５５によってスパー
クプラグアッセンブリー６１に接続されている。ネジ５
３の代りに、センサー１０を板の孔を通して挿入するこ
とが出来るとともに、ネジ５５によってエンジンケース
１６，外部２２をセンサー１０を受けるために部分的に
ネジ込むことが出来る。シール１８を通しての漏れを少
なくするために、気密ネジテープ、又は板２０の上面と
アッセンブリー４８間のガスケットのようなシールによ
って、センサー１０を嵌合させることができる。必要な
らば、漏れを少なくするために他の手段を使用すること
ができる。また、動きを少なくするために、セラミック
接着剤のような接着剤で、内部導体５０，絶縁体５４，
および外部導体５６を互に接合することができる。さら
に、外部導体５６の長さＬは、ケーシング１６の外部領
域２２を越えて伸びるように、充分に長くすることがで
きる。必要ならば、シール１８にセンサー１０を取付け
るための他の手段も使用できる。
置４８，スパークプラグアッセンブリー６１，および２
つのアッセンブリーを接続する電気接続線６０によって
接続される。検出装置４８は、同軸ケーブル１２の中心
導体７０に接続されている中心導体５０によって構成さ
れている。中心導体の外側および中心は、例えばアルミ
ナのような高温度セラミックで作られた絶縁体５０であ
る。導体５４の外側と中心は電気的に接地された外部導
体５６である。検出装置４８は、ネジ５３によって板２
０に接続されているとともに、ネジ５５によってスパー
クプラグアッセンブリー６１に接続されている。ネジ５
３の代りに、センサー１０を板の孔を通して挿入するこ
とが出来るとともに、ネジ５５によってエンジンケース
１６，外部２２をセンサー１０を受けるために部分的に
ネジ込むことが出来る。シール１８を通しての漏れを少
なくするために、気密ネジテープ、又は板２０の上面と
アッセンブリー４８間のガスケットのようなシールによ
って、センサー１０を嵌合させることができる。必要な
らば、漏れを少なくするために他の手段を使用すること
ができる。また、動きを少なくするために、セラミック
接着剤のような接着剤で、内部導体５０，絶縁体５４，
および外部導体５６を互に接合することができる。さら
に、外部導体５６の長さＬは、ケーシング１６の外部領
域２２を越えて伸びるように、充分に長くすることがで
きる。必要ならば、シール１８にセンサー１０を取付け
るための他の手段も使用できる。
【００１７】（１）径方向および円周方向に広がる最高
オーダの電磁モードを避けるために、（２）センサー１
０の開口端（ブレード２６に面する）からの電磁放射を
抑えるために、（３）フリンジング電界を減らし、内部
導体と外部導体間の直接結合、を減らすために、および
／若しくは、（４）エアギャップ（Ｇ）の所望の範囲に
わたって、過渡の損失を生じることなく、ブレード２６
に対するセンサー１０の感度を最大にするために、内部
導体５０，絶縁体５４，および外部導体５６の寸法がマ
イクロ波周波数の選択に関連して選択される。そのよう
な特性は、必要であるのではなく、最良の性能が得られ
る。
オーダの電磁モードを避けるために、（２）センサー１
０の開口端（ブレード２６に面する）からの電磁放射を
抑えるために、（３）フリンジング電界を減らし、内部
導体と外部導体間の直接結合、を減らすために、および
／若しくは、（４）エアギャップ（Ｇ）の所望の範囲に
わたって、過渡の損失を生じることなく、ブレード２６
に対するセンサー１０の感度を最大にするために、内部
導体５０，絶縁体５４，および外部導体５６の寸法がマ
イクロ波周波数の選択に関連して選択される。そのよう
な特性は、必要であるのではなく、最良の性能が得られ
る。
【００１８】例えば、２０ＧＨｚセンサ励磁に対して、
外部導体５６は、空洞のテーパシリンダーであるととも
に、それぞれ、約０．９センチメートルと１．５センチ
メートルの外径Ｄｃ１，Ｄｃ２を持っている。大きい外
径Ｄｃ２はセンサー１０の挿入用の止め具となる。必要
ならば、外部導体５６は、２つの異なる外径Ｄｃ１，Ｄ
ｃ２の代りに、１つの共通な外径Ｄｃ１であってもよ
い。導体５０（絶縁体５４の外径である）の近くの外部
導体の内径Ｄｃ３は、約６ミリメートルの値から約５ミ
リメートルの値まで下がるテーパである。中心導体５０
は、固体テーパシリンダーであり、最も広い点で約４ミ
リメートルで約３ミリメートルのテーパになっている直
径Ｄｃ４（絶縁体５４の内径である）を持っている。真
直ぐな部分５８の長さは約１ミリメートルであり、かつ
テーパの角度は垂直に対して約３０°である。テーパに
よって、内部導体５０と絶縁体５４が外部導体５６の脱
落するのが防止される。外部導体５６の全長Ｌは約１７
ミリメートルである。必要ならば、他の長さ，角度，お
よび寸法を用いることが出来る。
外部導体５６は、空洞のテーパシリンダーであるととも
に、それぞれ、約０．９センチメートルと１．５センチ
メートルの外径Ｄｃ１，Ｄｃ２を持っている。大きい外
径Ｄｃ２はセンサー１０の挿入用の止め具となる。必要
ならば、外部導体５６は、２つの異なる外径Ｄｃ１，Ｄ
ｃ２の代りに、１つの共通な外径Ｄｃ１であってもよ
い。導体５０（絶縁体５４の外径である）の近くの外部
導体の内径Ｄｃ３は、約６ミリメートルの値から約５ミ
リメートルの値まで下がるテーパである。中心導体５０
は、固体テーパシリンダーであり、最も広い点で約４ミ
リメートルで約３ミリメートルのテーパになっている直
径Ｄｃ４（絶縁体５４の内径である）を持っている。真
直ぐな部分５８の長さは約１ミリメートルであり、かつ
テーパの角度は垂直に対して約３０°である。テーパに
よって、内部導体５０と絶縁体５４が外部導体５６の脱
落するのが防止される。外部導体５６の全長Ｌは約１７
ミリメートルである。必要ならば、他の長さ，角度，お
よび寸法を用いることが出来る。
【００１９】絶縁体５４は外部導体５６の下面５１から
約１ミル（０．０２５４ミリメートル）の距離だけブレ
ード２６の方向に突出する。また、内部導体５０は外部
導体５６の下面５１から約２ミル（０．０５ミリメート
ル）の距離だけブレード２６の方向に突出する。そのよ
うな内部導体５０と絶縁体５４の突出は、必要ではフリ
ンギング電界の伸びを増すことによってセンサーの検出
範囲を増加させる。
約１ミル（０．０２５４ミリメートル）の距離だけブレ
ード２６の方向に突出する。また、内部導体５０は外部
導体５６の下面５１から約２ミル（０．０５ミリメート
ル）の距離だけブレード２６の方向に突出する。そのよ
うな内部導体５０と絶縁体５４の突出は、必要ではフリ
ンギング電界の伸びを増すことによってセンサーの検出
範囲を増加させる。
【００２０】必要ならば、部品５０，５４，５６の他の
寸法と形状を使用できる。一般に、励磁周波数が大きけ
れば許容寸法が小さくなる。また、一般に、ブレード２
６に面する導体５０の面４９の表面積が大きければ、電
界２６の伸びは強くかつ大きくなり、かつシールの厚さ
とエアギャップ間げきの変化に対して感度がよくなる。
寸法と形状を使用できる。一般に、励磁周波数が大きけ
れば許容寸法が小さくなる。また、一般に、ブレード２
６に面する導体５０の面４９の表面積が大きければ、電
界２６の伸びは強くかつ大きくなり、かつシールの厚さ
とエアギャップ間げきの変化に対して感度がよくなる。
【００２１】接続線６０は、導体５０の頂上における小
さな挿入孔５７からスパークプラグアッセンブリー６１
の底側まで伸びる電気導体線である。線６０と外部導体
５６の内径との間の線６０のまわりの領域５９は空気で
ある。線６０は、約７ミリメートル長く、約０．６４ミ
リメートル（８ミル）の直径を持っている。必要なら
ば、線６０は他の長さと寸法にすることができ、インピ
ーダンスが接続部品４８，６１に適合する。
さな挿入孔５７からスパークプラグアッセンブリー６１
の底側まで伸びる電気導体線である。線６０と外部導体
５６の内径との間の線６０のまわりの領域５９は空気で
ある。線６０は、約７ミリメートル長く、約０．６４ミ
リメートル（８ミル）の直径を持っている。必要なら
ば、線６０は他の長さと寸法にすることができ、インピ
ーダンスが接続部品４８，６１に適合する。
【００２２】また、領域５９は、例えばインピーダンス
に適合するように設計された高温度セラミック物質のよ
うな、空気以外の物質で満たすことが出来る。代りに、
導体５０は上方に突出する導電部を持っており、この導
電部は導体６４に接続する。必要ならば、スパークプラ
グアッセンブリー６１を検出装置６１に接続するため
に、他の導体接続インタフェースを用いることが出来
る。
に適合するように設計された高温度セラミック物質のよ
うな、空気以外の物質で満たすことが出来る。代りに、
導体５０は上方に突出する導電部を持っており、この導
電部は導体６４に接続する。必要ならば、スパークプラ
グアッセンブリー６１を検出装置６１に接続するため
に、他の導体接続インタフェースを用いることが出来
る。
【００２３】スパークプラグアッセンブリー６１は、ウ
イルトロン（Ｗｉｌｔｒｏｎ又は等価な５０オームコネ
クターによって作られたＫコネクター（登録商標）、部
品番号Ｋ１０２Ｆ、とすることができる。アッセンブリ
ー６１は、約８ミリメートルの長さであり、約５ミリメ
ートルの外径Ｄｓ１を持っている。アッセンブリー６１
はネジ５５によって外部導体５６の上部に固定される。
アッセンブリー６１は、外部導体（又はスパークプラ
グ）６２，スライドしかつスパークプラグと電気的に接
触する円筒状の導体ビード６６，および中心導体６４と
導体ビード６６間の絶縁体６８によって構成されてい
る。スパークプラグアッセンブリー６１は、同軸ケーブ
ル１２のインピーダンス（すなわち、５０オーム）に適
合するインピーダンスを維持するように、設計されてい
る。中心導体６４は円筒状であり、導体６４の上部６５
はビード６６と絶縁体６８から約５ミリメートル上方に
突出する。部分６５とスパークプラグ６２間の突出した
部分６５のまわりの領域６５は、空気である。内径Ｄｓ
２は約３ミリメートルである。必要ならば、インピーダ
ンスが適合する、空気以外の物質を用いることができ
る。また、中心導体６４は、他の導体に接続するための
孔６３，６７を設けるために、各端部では空洞である。
導体６４の下部挿入孔６３はそこに挿入された線６０を
有し、上部挿入孔６７はそこに挿入される同軸ケーブル
１２の中心導体７０を持っている。必要ならば、スパー
クプラグアッセンブリー６１の他の長さ，形状，寸法お
よび直径、又はいずれかの部分を用いることが出来る。
イルトロン（Ｗｉｌｔｒｏｎ又は等価な５０オームコネ
クターによって作られたＫコネクター（登録商標）、部
品番号Ｋ１０２Ｆ、とすることができる。アッセンブリ
ー６１は、約８ミリメートルの長さであり、約５ミリメ
ートルの外径Ｄｓ１を持っている。アッセンブリー６１
はネジ５５によって外部導体５６の上部に固定される。
アッセンブリー６１は、外部導体（又はスパークプラ
グ）６２，スライドしかつスパークプラグと電気的に接
触する円筒状の導体ビード６６，および中心導体６４と
導体ビード６６間の絶縁体６８によって構成されてい
る。スパークプラグアッセンブリー６１は、同軸ケーブ
ル１２のインピーダンス（すなわち、５０オーム）に適
合するインピーダンスを維持するように、設計されてい
る。中心導体６４は円筒状であり、導体６４の上部６５
はビード６６と絶縁体６８から約５ミリメートル上方に
突出する。部分６５とスパークプラグ６２間の突出した
部分６５のまわりの領域６５は、空気である。内径Ｄｓ
２は約３ミリメートルである。必要ならば、インピーダ
ンスが適合する、空気以外の物質を用いることができ
る。また、中心導体６４は、他の導体に接続するための
孔６３，６７を設けるために、各端部では空洞である。
導体６４の下部挿入孔６３はそこに挿入された線６０を
有し、上部挿入孔６７はそこに挿入される同軸ケーブル
１２の中心導体７０を持っている。必要ならば、スパー
クプラグアッセンブリー６１の他の長さ，形状，寸法お
よび直径、又はいずれかの部分を用いることが出来る。
【００２４】同軸ケーブル１２は、絶縁体７２によって
囲まれた中心導体７０によって構成されている。絶縁体
７２は、外部絶縁体７５によって囲まれた電気接地シー
ルド導体７４、によって囲まれている。シールド７４の
一部は絶縁体７５にわたって折り曲げられており、エン
ドキャップ８０はシールド７４とケーブル１２の端部に
固定されている。エンドキャップ８０は、導体７０が通
る絶縁部８１と、導電部８３を持っている。エンドキャ
ップ８０の導電部８３は径方向に伸びるフランジ８２を
有し、ナット８４はフランジ８２に回転可能に取付けら
れている。また、キヤップエンド８０に配設されかつ導
体７０に接続された導電ワッシャー８５がある。ナット
８４の内部ネジ部分は、ネジ５５によってスパークプラ
グ６２のネジ切りされた上外部にネジ止めされている。
同軸ケーブル１２がセンサー１０に接続される時、導体
７０は導体６４の突出部６５の上部挿入孔６７内に伸び
る。図２は縮尺したものではない。
囲まれた中心導体７０によって構成されている。絶縁体
７２は、外部絶縁体７５によって囲まれた電気接地シー
ルド導体７４、によって囲まれている。シールド７４の
一部は絶縁体７５にわたって折り曲げられており、エン
ドキャップ８０はシールド７４とケーブル１２の端部に
固定されている。エンドキャップ８０は、導体７０が通
る絶縁部８１と、導電部８３を持っている。エンドキャ
ップ８０の導電部８３は径方向に伸びるフランジ８２を
有し、ナット８４はフランジ８２に回転可能に取付けら
れている。また、キヤップエンド８０に配設されかつ導
体７０に接続された導電ワッシャー８５がある。ナット
８４の内部ネジ部分は、ネジ５５によってスパークプラ
グ６２のネジ切りされた上外部にネジ止めされている。
同軸ケーブル１２がセンサー１０に接続される時、導体
７０は導体６４の突出部６５の上部挿入孔６７内に伸び
る。図２は縮尺したものではない。
【００２５】同軸ケーブル１２による導体７０から内部
導体５０までのインピーダンスは本質的に５０オームで
ある。
導体５０までのインピーダンスは本質的に５０オームで
ある。
【００２６】検出装置４８，スパークプラグアッセンブ
リー６１および接続線の代りに、他の構造，寸法，形
状，および物質を、センサー１０を作るために使用でき
る。
リー６１および接続線の代りに、他の構造，寸法，形
状，および物質を、センサー１０を作るために使用でき
る。
【００２７】図１と２を参照すると、間げき／厚み回路
１４はマイクロ波励磁（又は送信された）信号３０、例
えば逆電磁（ＴＥＭ）波を供給し、後述するように検出
装置の中心導体５０に接続されている同軸ケーブル１２
の中心導体７０に導かれる。送信された電磁波３０は、
導体５０（図２）の端部に至り、電界線７６は導体５０
の端部から外部導体５６とシール１８まで伸びる。これ
らの双方は接地電位である。
１４はマイクロ波励磁（又は送信された）信号３０、例
えば逆電磁（ＴＥＭ）波を供給し、後述するように検出
装置の中心導体５０に接続されている同軸ケーブル１２
の中心導体７０に導かれる。送信された電磁波３０は、
導体５０（図２）の端部に至り、電界線７６は導体５０
の端部から外部導体５６とシール１８まで伸びる。これ
らの双方は接地電位である。
【００２８】導体５０の端部の電磁波によつて示されて
いるインピーダンスに基づいて、電磁エネルギーのある
量は、導体５０に反射され、同軸ケーブル１２に沿って
間げき／厚み回路１４に戻る。この戻り又は反射された
電磁波はライン３２（図１）によって示されている。
いるインピーダンスに基づいて、電磁エネルギーのある
量は、導体５０に反射され、同軸ケーブル１２に沿って
間げき／厚み回路１４に戻る。この戻り又は反射された
電磁波はライン３２（図１）によって示されている。
【００２９】間げき／厚み回路１４（図１）は、送信さ
れた電磁波３０と反射波３２間の位相差の変化を測定す
るとともに、エアパス間げきＧおよび／若しくはシール
１８の厚さＤ（より後述する）を示すライン１５に出力
信号を供給する。
れた電磁波３０と反射波３２間の位相差の変化を測定す
るとともに、エアパス間げきＧおよび／若しくはシール
１８の厚さＤ（より後述する）を示すライン１５に出力
信号を供給する。
【００３０】図３を参照すると、センサー１０の前にブ
レードがないとき、ターミナルインピーダンスはシール
厚みＤに依存する。特に、例えば摩耗により、シール１
８の厚さＤが減少（すなわち、シールが薄くなる）、に
つれて、導体５０の端部に見られるターミナルインピー
ダンスが変化し、２つの波３０，３２間の位相差も変化
する。また、シール１８が消耗（すなわち、厚さＤが減
少）するにつれて、位相変化は、カーブ１００で示すよ
うに、ほぼ直線的である。カーブ１００は、センサー１
０をシール１８の内面２８の方向に摺動させ、減少した
シール厚みＤをシュミレートすることによって得られ
た。さらに、もしシール１８が収縮する代りに成長すれ
ば、カーブ１０２で示すように、測定は双方向性であ
る。カーブ１０２はセンサーアッセンブリー１０をブレ
ード２６から摺動させ、増加したシール厚さＤをシュミ
レートすることによって得られた。図３のカーブは２０
ＧＨｚの励磁周波数を使用して得られた。カーブ１０
０，１０２は、約０．１１２インチ（０．２８４センチ
メートル）のシール厚みの変化にわたる約３度の位相差
の変化を示す。現存するマイクロ波位相測定装置は約
０．１度以下の位相差の変化を測定できるので、発明は
充分な測定精度とエアパス間げき感度を提供することに
なる。エアパス間げきＧの値の代表的な範囲は約０から
０．１４０インチ（０．３５５センチメートル）であ
り、そのような間げきに対して必要とされる精度は±
０．００１インチ（０．０２５４ミリメートル）であ
る。また、他のマイクロ波周波数、例えば１から４０Ｇ
Ｈｚを使用できる。
レードがないとき、ターミナルインピーダンスはシール
厚みＤに依存する。特に、例えば摩耗により、シール１
８の厚さＤが減少（すなわち、シールが薄くなる）、に
つれて、導体５０の端部に見られるターミナルインピー
ダンスが変化し、２つの波３０，３２間の位相差も変化
する。また、シール１８が消耗（すなわち、厚さＤが減
少）するにつれて、位相変化は、カーブ１００で示すよ
うに、ほぼ直線的である。カーブ１００は、センサー１
０をシール１８の内面２８の方向に摺動させ、減少した
シール厚みＤをシュミレートすることによって得られ
た。さらに、もしシール１８が収縮する代りに成長すれ
ば、カーブ１０２で示すように、測定は双方向性であ
る。カーブ１０２はセンサーアッセンブリー１０をブレ
ード２６から摺動させ、増加したシール厚さＤをシュミ
レートすることによって得られた。図３のカーブは２０
ＧＨｚの励磁周波数を使用して得られた。カーブ１０
０，１０２は、約０．１１２インチ（０．２８４センチ
メートル）のシール厚みの変化にわたる約３度の位相差
の変化を示す。現存するマイクロ波位相測定装置は約
０．１度以下の位相差の変化を測定できるので、発明は
充分な測定精度とエアパス間げき感度を提供することに
なる。エアパス間げきＧの値の代表的な範囲は約０から
０．１４０インチ（０．３５５センチメートル）であ
り、そのような間げきに対して必要とされる精度は±
０．００１インチ（０．０２５４ミリメートル）であ
る。また、他のマイクロ波周波数、例えば１から４０Ｇ
Ｈｚを使用できる。
【００３１】図３のカーブ１００，１０２は、センサー
１０の前にブレードがないので、発明はブレード２６が
動かないか又は非常に遅くスピニングしている時、すな
わちエンジンが動作していない時を用いる。
１０の前にブレードがないので、発明はブレード２６が
動かないか又は非常に遅くスピニングしている時、すな
わちエンジンが動作していない時を用いる。
【００３２】代りに、発明はエンジンが動作していると
きに使用される。その場合に、位相差測定は、ブレード
がセンサー１０の前にあるときにシール摩耗測定データ
が無視されるように、ブレードの通過と同期される。ブ
レードがセンサー１０の前にあるとき、ブレード同期が
インピーダンスに関連する位相差を拒否する。ブレード
同期は、例えばブレード通過周波数にロックされている
同期検出のような多くの異なる方法、によって達成され
る。ブレード通過周波数は、インピーダンス測定，反射
信号，位相測定のいずれかによって導出されるととも
に、ブレード通過センサーから独立に導出されるか、又
はブレード通過速度を示す（さらに後述する）によって
導出される。
きに使用される。その場合に、位相差測定は、ブレード
がセンサー１０の前にあるときにシール摩耗測定データ
が無視されるように、ブレードの通過と同期される。ブ
レードがセンサー１０の前にあるとき、ブレード同期が
インピーダンスに関連する位相差を拒否する。ブレード
同期は、例えばブレード通過周波数にロックされている
同期検出のような多くの異なる方法、によって達成され
る。ブレード通過周波数は、インピーダンス測定，反射
信号，位相測定のいずれかによって導出されるととも
に、ブレード通過センサーから独立に導出されるか、又
はブレード通過速度を示す（さらに後述する）によって
導出される。
【００３３】図１を参照すると、シール厚みＤを決める
のに加えて、エアパス間げきＧはセンサー１０からブレ
ード２６までの間隔を測定することによって決められ
る。
のに加えて、エアパス間げきＧはセンサー１０からブレ
ード２６までの間隔を測定することによって決められ
る。
【００３４】さらに詳しくは、点線９０（図１）で示す
ように、ブレード２６がセンサー１０の前にある時、セ
ンサー１０の導体５０（図２）によって示されているイ
ンピーダンスは本質的に短絡回路であり、ブレード２６
（図１）はターミナルインピーダンスの変化によるエネ
ルギーを導波管内に反射する。結果として、送信および
反射した波３０，３２は、公知のように、センサー１０
とブレード２４間のブレード間隔Ｄ２によって変わる。
従って、ベーカー（Ｂａｋｅｒ）による米国特許第４，
３８４，８１９、“近接検出”、およびテンプル（Ｄ．
Ｗ．Ｔｅｍｐｌｅ）による米国特許第１２７７４８で述
べられているような公知のマイクロ波位相差測定技術を
使用して間隔を測定できる。
ように、ブレード２６がセンサー１０の前にある時、セ
ンサー１０の導体５０（図２）によって示されているイ
ンピーダンスは本質的に短絡回路であり、ブレード２６
（図１）はターミナルインピーダンスの変化によるエネ
ルギーを導波管内に反射する。結果として、送信および
反射した波３０，３２は、公知のように、センサー１０
とブレード２４間のブレード間隔Ｄ２によって変わる。
従って、ベーカー（Ｂａｋｅｒ）による米国特許第４，
３８４，８１９、“近接検出”、およびテンプル（Ｄ．
Ｗ．Ｔｅｍｐｌｅ）による米国特許第１２７７４８で述
べられているような公知のマイクロ波位相差測定技術を
使用して間隔を測定できる。
【００３５】ブレードがセンサー１０の前にないとき、
シール１８の厚みＤは前述したように測定される。従っ
て、センサー１０からブレードチップ２４までの間隔Ｄ
２とシール１８の厚さＤを知ることによって、Ｄ２から
Ｄを引算（すなわち、Ｇ＝Ｄ２−Ｄ）して、ブレードチ
ップ２４とシール１８の内面間のエアパス間げきを計算
することが出来る。
シール１８の厚みＤは前述したように測定される。従っ
て、センサー１０からブレードチップ２４までの間隔Ｄ
２とシール１８の厚さＤを知ることによって、Ｄ２から
Ｄを引算（すなわち、Ｇ＝Ｄ２−Ｄ）して、ブレードチ
ップ２４とシール１８の内面間のエアパス間げきを計算
することが出来る。
【００３６】図４を参照すると、間げき／厚み回路１４
は、マイクロ波電源１５０例えばコーヒレント、低位相
ノイズ源によって構成され、例えばマイクロ波サーキュ
レータのようなマイクロ波カプラー１５４にライン１５
２上のマイクロ波励磁信号３０を供給する。カプラー１
５４は、センサー１０に接続されている同軸ケーブル１
２に結合する。また、カプラー１５４は、ケーブル１２
上の反射信号を受け、それをライン１５６に結合する。
適正な特性にするために、カプラー１５４は、カプラー
１５４からセンサー１０の方向への戻り信号３２の最小
戻り反射を、禁止すべきである。ライン１５６は反射マ
イクロ波信号３２を受信する位相検出ロジック１５８に
供給され、マイクロ波位相測定技術を使用することによ
って、センサーからブレードまでの間隔Ｄ２を示すライ
ン１６０上のブレード間隔信号と、シール厚さを示すラ
イン１６２上のシール厚み信号が供給される。
は、マイクロ波電源１５０例えばコーヒレント、低位相
ノイズ源によって構成され、例えばマイクロ波サーキュ
レータのようなマイクロ波カプラー１５４にライン１５
２上のマイクロ波励磁信号３０を供給する。カプラー１
５４は、センサー１０に接続されている同軸ケーブル１
２に結合する。また、カプラー１５４は、ケーブル１２
上の反射信号を受け、それをライン１５６に結合する。
適正な特性にするために、カプラー１５４は、カプラー
１５４からセンサー１０の方向への戻り信号３２の最小
戻り反射を、禁止すべきである。ライン１５６は反射マ
イクロ波信号３２を受信する位相検出ロジック１５８に
供給され、マイクロ波位相測定技術を使用することによ
って、センサーからブレードまでの間隔Ｄ２を示すライ
ン１６０上のブレード間隔信号と、シール厚さを示すラ
イン１６２上のシール厚み信号が供給される。
【００３７】また、位相検出ロジック１５８はブレード
間隔ロジック１６４とシール厚みロジック１６６によっ
て構成されている。
間隔ロジック１６４とシール厚みロジック１６６によっ
て構成されている。
【００３８】ブレード間隔ロジック１６４とシール厚み
ロジック１６６は、必要ならば、単一の回路として結合
でき、又は別々の回路とすることが出来る。
ロジック１６６は、必要ならば、単一の回路として結合
でき、又は別々の回路とすることが出来る。
【００３９】ロジック１６４，１６６は、同軸ケーブル
１２のターミナルインピーダンスに基づくマイクロ波位
相差を決めるとともに、チバース（Ｃｈｉｖｅｒｓ）に
よる“マイクロ波干渉計”と題する米国特許第４，３５
９，６８３と、テンプル（Ｄ．Ｗ．Ｔｅｍｐｌｅ）によ
る“近接検出装置の改良”と題する米国特許第１２７７
７４８に、開示されている。また、間げき／厚み回路１
４は、例えばヒュレットパッカードによるモデルＮｏ．
ＨＰ８５１０Ｂネットワークアナライザーと同様なもの
であるか、又は同じものである。
１２のターミナルインピーダンスに基づくマイクロ波位
相差を決めるとともに、チバース（Ｃｈｉｖｅｒｓ）に
よる“マイクロ波干渉計”と題する米国特許第４，３５
９，６８３と、テンプル（Ｄ．Ｗ．Ｔｅｍｐｌｅ）によ
る“近接検出装置の改良”と題する米国特許第１２７７
７４８に、開示されている。また、間げき／厚み回路１
４は、例えばヒュレットパッカードによるモデルＮｏ．
ＨＰ８５１０Ｂネットワークアナライザーと同様なもの
であるか、又は同じものである。
【００４０】ブレード同期を得るために、位相検出ロジ
ック１５８は禁止ロジック１７４からライン１７０と１
７２に禁止信号を受ける。禁止ロジック１７４は、ブレ
ード２６がセンサー１０の前にない時を示すライン１７
６上のブレード通過信号を受ける。ブレード２６がセン
サー１０の前にある時、シール厚み禁止ロジック１７４
はロジックハイであるシール厚み禁止信号をライン１７
０に供給する。さもなければ、シール厚み禁止信号はロ
ーである。ライン１７６上のブレード通過信号が、セン
サー２６がセンサー１０の前にないことを示す時、禁止
ロジック１７４は、ロジックハイであるライン１７２上
のブレード間隔禁止信号を供給する。そうでなければ、
ブレード間隔禁止信号はロジックローである。ライン１
７０，１７２上の禁止信号は相互に排他的である。
ック１５８は禁止ロジック１７４からライン１７０と１
７２に禁止信号を受ける。禁止ロジック１７４は、ブレ
ード２６がセンサー１０の前にない時を示すライン１７
６上のブレード通過信号を受ける。ブレード２６がセン
サー１０の前にある時、シール厚み禁止ロジック１７４
はロジックハイであるシール厚み禁止信号をライン１７
０に供給する。さもなければ、シール厚み禁止信号はロ
ーである。ライン１７６上のブレード通過信号が、セン
サー２６がセンサー１０の前にないことを示す時、禁止
ロジック１７４は、ロジックハイであるライン１７２上
のブレード間隔禁止信号を供給する。そうでなければ、
ブレード間隔禁止信号はロジックローである。ライン１
７０，１７２上の禁止信号は相互に排他的である。
【００４１】ライン１７２上のシール厚み禁止信号がア
クティブ（又はハイ）である時、シール厚みロジック１
６６は禁止される。さもなければ、ロジック１６６はエ
ネーブルである。同様にして、ブレード間隔禁止信号が
アクティブ（ハイ）である時、ブレード間隔ロジック１
６４は禁止である。ロジック１６６又はロジック１６４
が禁止される時、信号はそのロジックに対する計算を行
うことが防止される。ライン１６０と１６２は、エアパ
ス間げきＧ（すなわち、Ｄ２−Ｄ）を計算するエアパス
間げきロジック１８０に供給され、ライン１８２に供給
される。その代り又はエアパス間げき信号を供給するこ
とに加えて、間げき／厚み回路１４はライン１６２に出
力信号としてシール厚み信号を供給する。
クティブ（又はハイ）である時、シール厚みロジック１
６６は禁止される。さもなければ、ロジック１６６はエ
ネーブルである。同様にして、ブレード間隔禁止信号が
アクティブ（ハイ）である時、ブレード間隔ロジック１
６４は禁止である。ロジック１６６又はロジック１６４
が禁止される時、信号はそのロジックに対する計算を行
うことが防止される。ライン１６０と１６２は、エアパ
ス間げきＧ（すなわち、Ｄ２−Ｄ）を計算するエアパス
間げきロジック１８０に供給され、ライン１８２に供給
される。その代り又はエアパス間げき信号を供給するこ
とに加えて、間げき／厚み回路１４はライン１６２に出
力信号としてシール厚み信号を供給する。
【００４２】位相検出ロジック１５８は、同軸ケーブル
の端部から測定される基準位相（又は時間）で予備較正
される。かくして、位相（又は反射時間）に対する変化
が生じるにつれて、これらの変化は較正中にセットされ
た基準点から生じる。また、ケーブル１２の変化による
エラーは、両方のＤ２とＤが測定減算されるので、エア
ギャップ間げきを計算する時、キャンセルされる。
の端部から測定される基準位相（又は時間）で予備較正
される。かくして、位相（又は反射時間）に対する変化
が生じるにつれて、これらの変化は較正中にセットされ
た基準点から生じる。また、ケーブル１２の変化による
エラーは、両方のＤ２とＤが測定減算されるので、エア
ギャップ間げきを計算する時、キャンセルされる。
【００４３】センサー１０のインピーダンスをケーブル
１２とセンサー１０内の全ての内部インピーダンスに適
合させることにより適正な性能と感度が得られるけれど
も、もしインピーダンス不適合があればシステムはまだ
動作していることを、理解すべきである。不適合が大き
ければ大きい程、反射が大きくなるとともに信号／ノイ
ズ比が小さくなる。許容不適合の量は各適用に対して変
わる。
１２とセンサー１０内の全ての内部インピーダンスに適
合させることにより適正な性能と感度が得られるけれど
も、もしインピーダンス不適合があればシステムはまだ
動作していることを、理解すべきである。不適合が大き
ければ大きい程、反射が大きくなるとともに信号／ノイ
ズ比が小さくなる。許容不適合の量は各適用に対して変
わる。
【００４４】また、電子的なノイズの効果を減らすため
に、公知のマイクロ波変調器１９０を、ライン１５２の
励磁信号３０を変調するために、電源５０の出力に設け
ることができる。その場合に、公知の同期復調器（又は
検出器）１９２をカプラー１５４の出力に設けて、ライ
ン１５６の戻り信号３２を復調することが出来る。変調
回路１９０を電源５０内に設けることが出来るととも
に、復調回路１９２を位相検出ロジック１５８内に設け
ることもできる。
に、公知のマイクロ波変調器１９０を、ライン１５２の
励磁信号３０を変調するために、電源５０の出力に設け
ることができる。その場合に、公知の同期復調器（又は
検出器）１９２をカプラー１５４の出力に設けて、ライ
ン１５６の戻り信号３２を復調することが出来る。変調
回路１９０を電源５０内に設けることが出来るととも
に、復調回路１９２を位相検出ロジック１５８内に設け
ることもできる。
【００４５】また、間げき／厚み回路１４の部分はソフ
トウェアにおけるディジタルコンピュータによって実施
できることを理解すべきである。また、回路１４の全て
の機能は、単一の電子回路によって実施できるか、又は
それらの全ては複数の分離した回路によって実施でき
る。
トウェアにおけるディジタルコンピュータによって実施
できることを理解すべきである。また、回路１４の全て
の機能は、単一の電子回路によって実施できるか、又は
それらの全ては複数の分離した回路によって実施でき
る。
【００４６】また、複数のセンサーを、多くの点の間げ
き検出をできるようにするために、エンジンの環周のま
わりに配分することが出来ることを、理解すべきであ
る。
き検出をできるようにするために、エンジンの環周のま
わりに配分することが出来ることを、理解すべきであ
る。
【００４７】さらに、発明はガスタービンエンジンに使
用されているものとして述べられているけれども、発明
は、突出する部材例えばブレード又は歯および隣り合う
摩耗し易いシール、又は互に移動可能にしてそれらの間
の間げきの検出が望ましいライナーのような、いかなる
装置又は機械にも使用できることは、理解されるべきで
ある。かくして、素材は動くことができ、シールは動く
ことができ、又はそれらの両方が相互に関して動くこと
ができる。また、素材を、シール表面に対して、その内
部、外側、又は平行に配置することができる。
用されているものとして述べられているけれども、発明
は、突出する部材例えばブレード又は歯および隣り合う
摩耗し易いシール、又は互に移動可能にしてそれらの間
の間げきの検出が望ましいライナーのような、いかなる
装置又は機械にも使用できることは、理解されるべきで
ある。かくして、素材は動くことができ、シールは動く
ことができ、又はそれらの両方が相互に関して動くこと
ができる。また、素材を、シール表面に対して、その内
部、外側、又は平行に配置することができる。
【００４８】さらにまた、本発明は、エアパス間げきを
検出することを必要とするのではなく、単にシール厚み
を検出するとともに、シール厚み測定装置として使用で
きるものである。その場合に、ブレード間隔ロジック１
４４とエアパス間げきロジック１８０は、必要とされな
いとともに、ロジック１４の唯一の出力はライン１６２
のシール厚み信号である。
検出することを必要とするのではなく、単にシール厚み
を検出するとともに、シール厚み測定装置として使用で
きるものである。その場合に、ブレード間隔ロジック１
４４とエアパス間げきロジック１８０は、必要とされな
いとともに、ロジック１４の唯一の出力はライン１６２
のシール厚み信号である。
【００４９】発明は、模範的実施例について開示されて
いるけれども、前述および種々な他の変形、省略および
追加が、発明の精神と範囲から逸脱することなく、でき
ることは理解されるべきである。
いるけれども、前述および種々な他の変形、省略および
追加が、発明の精神と範囲から逸脱することなく、でき
ることは理解されるべきである。
【００５０】
【発明の効果】本発明によれば、ブレード先端とシール
の内面間の間隔（すなわち、エアパス間げき）を正確に
決める高性能なセンサーを設けることによって、従来技
術のものに比べて極めて改良されている。本発明の他の
利点は、空洞の導波管の代りに、同軸ケーブルを使用で
き、これにより軽量にして、安価で、かつ省電力となる
とともに、低損失となる。
の内面間の間隔（すなわち、エアパス間げき）を正確に
決める高性能なセンサーを設けることによって、従来技
術のものに比べて極めて改良されている。本発明の他の
利点は、空洞の導波管の代りに、同軸ケーブルを使用で
き、これにより軽量にして、安価で、かつ省電力となる
とともに、低損失となる。
【００５１】また、発明によれば、シールの消耗量（又
は厚さ）を直接検出および測定することができる。さら
にまた、本発明は、エンジンが動作している時でも動作
していない時でも使用できる。
は厚さ）を直接検出および測定することができる。さら
にまた、本発明は、エンジンが動作している時でも動作
していない時でも使用できる。
【００５２】本発明の前述のおよび他の目的、特徴およ
び利点は、添付図面に示されているような説明に鑑み
て、より明らかである。
び利点は、添付図面に示されているような説明に鑑み
て、より明らかである。
【図１】本発明による、エアパス（又はブレード先端）
間げき、間げき／厚み回路および電気接続の概略ブロッ
ク図。
間げき、間げき／厚み回路および電気接続の概略ブロッ
ク図。
【図２】本発明による、ブレードがセンサーの前にない
時のエアパス（又はブレード先端）の側断面図。
時のエアパス（又はブレード先端）の側断面図。
【図３】本発明による、シール厚みに対する、基準信号
と反射マイクロ波信号間の位相差を示すグラフ。
と反射マイクロ波信号間の位相差を示すグラフ。
【図４】図１の間げき／厚み回路の一実施例の概略ブロ
ック図。
ック図。
１０…センサー １２…同軸ケーブル １４…間げき／厚み回路 １６…ケース １８…シール ２０…シール背板 ２６…羽根板（ブレード） ２８…内面 ３０…マイクロ波信号 ３２…マイクロ波信号 ４７…インタフェース ４８…検出器 ５０…内部導体 ５４，６８，７２，７５…絶縁体 ５６，６２…外部導体 ５７，６３，６７…挿入孔 ６０…接続線 ６１…スパークプラグ ６４，７０…中心導体 ６６…導体ビード ７４…シールド導体 ８０…エンドキャップ ８１…絶縁部 ８２…フランジ ８３…導電部 １５０…マイクロ波電源 １５４…カプラー １５８…位相検出ロジック １６４…羽根板間隔ロジック １６６…シール厚みロジック １７４…禁止ロジック １８０…エアパス間げきロジック １９０…マイクロ波モジュレータ １９２…同期モジュレータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェラルド メルツ アメリカ合衆国，コネチカット，エイヴォ ン，ダヴェントリー ヒル ロード 77
Claims (8)
- 【請求項１】 相互に移動可能な突出する素材と隣り合
う摩耗し易いシールを有し、シールと素材間のエアパス
間げきと、センサーと素材間の素材間隔を有するととも
に、センサーがくぼみ間隔でシール内に配設された、機
械用のエアパス間げきセンサーであって、 マイクロ波送信信号を供給するための信号処理手段と、 前記信号処理手段に電気的に接続され、特性インピーダ
ンスを有するとともに、前記マイクロ波送信信号を伝播
する、伝送手段、および前記送信手段に電気的に接続さ
れ、前記送信手段の前記特性に本質的に適合するインピ
ーダンスを有するとともに、素材が前記センサーの前に
ない時くぼみ間隔を示す反射マイクロ波信号を前記送信
手段に供給するための、センサー手段、によって構成さ
れ、 前記送信手段が前記マイクロ波信号を伝播するととも
に、 前記信号処理手段が、前記反射マイクロ波信号を受信す
るとともにくぼみ間隔を示す電気信号を供給するための
手段によって構成する、 ことを特徴とするエアパス間げきセンサー。 - 【請求項２】 前記センサー手段からの反射マイクロ波
信号は、可動部材が前記センサー手段の前にある時、素
材間隔を示すとともに、 前記信号処理手段が、エアパス間げきを示す電気信号を
供給することを特徴とする、請求項１に記載のエアパス
間げきセンサー。 - 【請求項３】 前記送信手段が同軸ケーブルによって構
成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエア
パス間げきセンサー。 - 【請求項４】 前記センサー手段が、スパークプラグア
ッセンブリーと、検出アッセンブリーおよび導電性接続
インタフェースによって構成されていることを特徴とす
る、請求項１に記載のエアパス間げきセンサー。 - 【請求項５】 相互に移動可能な突出する素材と隣り合
う摩耗し易いシールを有し、シールと素材間のエアパス
間げきと、センサーと素材間の素材間隔を有するととも
に、センサーがくぼみ間隔でシール内に配設された、機
械用のエアパス間げきセンサーであって、 マイクロ波送信信号を供給する信号処理ロジックと、 前記信号処理ロジックに電気的に接続され、特性インピ
ーダンスを有するとともに、前記マイクロ波送信信号を
伝播する、伝送媒体、および前記送信媒体に電気的に接
続され、前記送信ロジックの前記特性に本質的に適合す
るインピーダンスを有するとともに、素材が前記センサ
ーの前にない時くぼみ間隔を示す反射マイクロ波信号を
前記送信媒体に供給するための、センサー、によって構
成され、 前記送信媒体が前記マイクロ波信号を伝播するととも
に、 前記信号処理ロジックが、前記反射マイクロ波信号を受
信するとともにくぼみ間隔を示す電気信号を供給する、 ことを特徴とするエアパス間げきセンサー。 - 【請求項６】 前記センサーからの反射マイクロ波信号
は、可動部材が前記センサーの前にある時、素材間隔を
示すとともに、 前記信号処理ロジックが、エアパス間げきを示す電気信
号を供給することを特徴とする、請求項５に記載のエア
パス間げきセンサー。 - 【請求項７】 前記送信媒体が同軸ケーブルによって構
成されていることを特徴とする、請求項５に記載のエア
パス間げきセンサー。 - 【請求項８】 前記センサーが、スパークプラグアッセ
ンブリーと、検出アッセンブリーおよび導電性接続イン
タフェースによって構成されていることを特徴とする、
請求項５に記載のエアパス間げきセンサー。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/646,577 US5818242A (en) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Microwave recess distance and air-path clearance sensor |
| US08/646577 | 1996-05-08 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068617A true JPH1068617A (ja) | 1998-03-10 |
| JP3890112B2 JP3890112B2 (ja) | 2007-03-07 |
Family
ID=24593592
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11769797A Expired - Fee Related JP3890112B2 (ja) | 1996-05-08 | 1997-05-08 | エアパス間げきセンサー |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5818242A (ja) |
| EP (1) | EP0806680B1 (ja) |
| JP (1) | JP3890112B2 (ja) |
| CA (1) | CA2204693C (ja) |
| DE (1) | DE69727169T2 (ja) |
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