JPH1164113A - タービン翼の温度及び回転数測定装置 - Google Patents
タービン翼の温度及び回転数測定装置Info
- Publication number
- JPH1164113A JPH1164113A JP9229783A JP22978397A JPH1164113A JP H1164113 A JPH1164113 A JP H1164113A JP 9229783 A JP9229783 A JP 9229783A JP 22978397 A JP22978397 A JP 22978397A JP H1164113 A JPH1164113 A JP H1164113A
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- JP
- Japan
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- turbine blade
- temperature
- blades
- blade
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- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
- G01F1/00—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
- G01F1/05—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects
- G01F1/06—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission
- G01F1/065—Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow by using mechanical effects using rotating vanes with tangential admission with radiation as transfer means to the indicating device, e.g. light transmission
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
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- Turbine Rotor Nozzle Sealing (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 測定系を簡素化するタービン翼の温度及び回
転数測定装置を提供する。 【解決手段】 回転されるタービン翼１に臨ませて放射
光を取り込む光学系２を設け、この放射光を受光して、
その受光強度からタービン翼１の温度を求めると共にそ
の受光強度の変化の周期性からタービン翼１の回転数を
求める。一つの光学系２を介してセンサで温度と回転数
とを測定できるので、測定系が簡素化される。
転数測定装置を提供する。 【解決手段】 回転されるタービン翼１に臨ませて放射
光を取り込む光学系２を設け、この放射光を受光して、
その受光強度からタービン翼１の温度を求めると共にそ
の受光強度の変化の周期性からタービン翼１の回転数を
求める。一つの光学系２を介してセンサで温度と回転数
とを測定できるので、測定系が簡素化される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ガスタービンの制
御要素としてタービン翼の温度及び回転数を測定する測
定装置に係り、特に、測定系を簡素化するタービン翼の
温度及び回転数測定装置に関するものである。
御要素としてタービン翼の温度及び回転数を測定する測
定装置に係り、特に、測定系を簡素化するタービン翼の
温度及び回転数測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ガスタービンは、軸の周囲を回転する多
数のブレードからなるタービン翼を有する。タービン翼
は、運転中に高温になるので、ガスタービンの制御要素
としてタービン翼の温度を用いることが望ましい。ま
た、タービン翼の回転数もガスタービン制御要素とな
る。
数のブレードからなるタービン翼を有する。タービン翼
は、運転中に高温になるので、ガスタービンの制御要素
としてタービン翼の温度を用いることが望ましい。ま
た、タービン翼の回転数もガスタービン制御要素とな
る。
【０００３】従来技術では、温度は温度センサを使用し
て測定し、回転数は回転数センサを使用して測定するこ
とになる。
て測定し、回転数は回転数センサを使用して測定するこ
とになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ガスタービンの制御要
素として種々の測定項目があるために、測定項目ごとに
センサを設けると、重量の増加や測定の繁雑化を招くこ
とになる。また、センサの配置箇所も考慮しなければな
らないし、配線も多数になる。
素として種々の測定項目があるために、測定項目ごとに
センサを設けると、重量の増加や測定の繁雑化を招くこ
とになる。また、センサの配置箇所も考慮しなければな
らないし、配線も多数になる。
【０００５】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、測定系を簡素化するタービン翼の温度及び回転数測
定装置を提供することにある。
し、測定系を簡素化するタービン翼の温度及び回転数測
定装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、回転されるタービン翼に臨ませて放射光を
取り込む光学系を設け、この放射光を受光して、その受
光強度からタービン翼の温度を求めると共にその受光強
度の変化の周期性からタービン翼の回転数を求めるもの
である。
に本発明は、回転されるタービン翼に臨ませて放射光を
取り込む光学系を設け、この放射光を受光して、その受
光強度からタービン翼の温度を求めると共にその受光強
度の変化の周期性からタービン翼の回転数を求めるもの
である。
【０００７】上記受光強度の変化を平均化してタービン
翼の温度を求めてもよい。
翼の温度を求めてもよい。
【０００８】上記受光強度の変化の一周期分をブレード
１枚分として、所定時間内に現れるブレード枚数を計数
し、計数されたブレード枚数と総ブレード枚数との比か
ら回転数を求めてもよい。
１枚分として、所定時間内に現れるブレード枚数を計数
し、計数されたブレード枚数と総ブレード枚数との比か
ら回転数を求めてもよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。
図面に基づいて詳述する。
【００１０】図１に示されるように、本発明の温度及び
回転数測定装置は、主に、回転されるタービン翼１に軸
方向から臨ませて設けられたパイロメータ２と、パイロ
メータ２より延長された光ファイバ３と、光ファイバに
光結合された信号変換器４とから構成されている。
回転数測定装置は、主に、回転されるタービン翼１に軸
方向から臨ませて設けられたパイロメータ２と、パイロ
メータ２より延長された光ファイバ３と、光ファイバに
光結合された信号変換器４とから構成されている。
【００１１】詳しくは、図２に示されるように、パイロ
メータ２は、放射温度センサのプローブ部分（光学系）
を構成するものであり、中空円筒状に形成された金属製
ホルダ２１と、その金属製ホルダ２１の一端に取り付け
られた集光レンズ２２と、光ファイバ３の一端を集光レ
ンズ２２の焦点に保持するフェルール２３とからなる。
信号変換器４は、放射温度センサの回路部分を構成する
ものであり、光ファイバ３により導かれた測定光を受光
するフォトダイオード４１と、フォトダイオード４１の
検出電流を電圧信号に変換する電流電圧変換器４２と、
この電圧信号の平均化を行う低域通過フィルタ４３と、
電圧信号の変化波形をパルス状に波形整形する波形整形
回路４４と、そのパルス個数を計数するカウンタ４５
と、カウンタ４５の作動を所定のゲート時間内に制限す
るゲート発生器４６と、タービン翼１の総ブレード枚数
が設定された総ブレード枚数設定部４７と、パルス個数
と総ブレード枚数とゲート時間とを演算して回転数を得
る演算部（図示せず）とからなる。低域通過フィルタ４
３の出力が測定した平均温度となる。
メータ２は、放射温度センサのプローブ部分（光学系）
を構成するものであり、中空円筒状に形成された金属製
ホルダ２１と、その金属製ホルダ２１の一端に取り付け
られた集光レンズ２２と、光ファイバ３の一端を集光レ
ンズ２２の焦点に保持するフェルール２３とからなる。
信号変換器４は、放射温度センサの回路部分を構成する
ものであり、光ファイバ３により導かれた測定光を受光
するフォトダイオード４１と、フォトダイオード４１の
検出電流を電圧信号に変換する電流電圧変換器４２と、
この電圧信号の平均化を行う低域通過フィルタ４３と、
電圧信号の変化波形をパルス状に波形整形する波形整形
回路４４と、そのパルス個数を計数するカウンタ４５
と、カウンタ４５の作動を所定のゲート時間内に制限す
るゲート発生器４６と、タービン翼１の総ブレード枚数
が設定された総ブレード枚数設定部４７と、パルス個数
と総ブレード枚数とゲート時間とを演算して回転数を得
る演算部（図示せず）とからなる。低域通過フィルタ４
３の出力が測定した平均温度となる。
【００１２】次に、動作を説明する。
【００１３】パイロメータ２がタービン翼１に軸方向か
ら臨ませて設けられているので、タービン翼１が回転す
ると、タービン翼１の同一径部分からの放射光が順次、
取り込まれることになる。タービン翼１は多数のブレー
ド１１からなるが、タービン翼１の温度は一様でなく、
ブレード１１上で温度分布を有する。このため取り込ま
れる放射光は、タービン翼１の周方向の温度分布に従う
ものとなる。タービン翼１の回転対象性から個々のブレ
ード１１毎の温度差はなく、各ブレード１１上での温度
分布に従う放射光が繰り返し取り込まれることになる。
ら臨ませて設けられているので、タービン翼１が回転す
ると、タービン翼１の同一径部分からの放射光が順次、
取り込まれることになる。タービン翼１は多数のブレー
ド１１からなるが、タービン翼１の温度は一様でなく、
ブレード１１上で温度分布を有する。このため取り込ま
れる放射光は、タービン翼１の周方向の温度分布に従う
ものとなる。タービン翼１の回転対象性から個々のブレ
ード１１毎の温度差はなく、各ブレード１１上での温度
分布に従う放射光が繰り返し取り込まれることになる。
【００１４】パイロメータ２により取り込まれた放射光
は、光ファイバ３に導かれてフォトダイオード４１で受
光される。フォトダイオード４１は、受光強度に比例し
た検出電流を出力し、この検出電流を電流電圧変換器４
２で電圧信号に変換したものは、現在、パイロメータ２
が臨んでいるブレード１１上の点の温度を表している。
従って、この温度を時間に沿って掃引すると、図３に示
されるように、ブレード１１上での温度分布が周期的に
繰り返された波形が得られる。この波形の１周期Ｔはブ
レード１１の１枚分に相当する。
は、光ファイバ３に導かれてフォトダイオード４１で受
光される。フォトダイオード４１は、受光強度に比例し
た検出電流を出力し、この検出電流を電流電圧変換器４
２で電圧信号に変換したものは、現在、パイロメータ２
が臨んでいるブレード１１上の点の温度を表している。
従って、この温度を時間に沿って掃引すると、図３に示
されるように、ブレード１１上での温度分布が周期的に
繰り返された波形が得られる。この波形の１周期Ｔはブ
レード１１の１枚分に相当する。
【００１５】この波形は低域通過フィルタ４３を通過す
ることにより平均化され、温度分布の平均温度Θが得ら
れる。なお、最高温度が必要な場合にはピークホールド
回路を使用すればよい。
ることにより平均化され、温度分布の平均温度Θが得ら
れる。なお、最高温度が必要な場合にはピークホールド
回路を使用すればよい。
【００１６】一方、波形整形回路４４は、電圧信号（温
度）の変化波形をパルス状に波形整形する。このパルス
は源波形の１周期につき１個出力されるので、カウンタ
４５で計数すると、パイロメータ２の前方を通過したブ
レード１１の枚数に相当するパルス個数が得られる。ゲ
ート発生器４６によりカウンタ４５の作動がゲート時間
内に制限されているので、ゲート時間内に通過したブレ
ード１１の枚数に相当するパルス個数が得られる。この
パルス個数を総ブレード枚数設定部４７に設定されてい
るタービン翼１の総ブレード枚数で除すと、ゲート時間
内にタービン翼１が回転した回数が得られる。さらに、
この回転の回数をゲート時間で除すと、単位時間に回転
した回数、即ち、回転数（ターン／単位時間）が得られ
る。
度）の変化波形をパルス状に波形整形する。このパルス
は源波形の１周期につき１個出力されるので、カウンタ
４５で計数すると、パイロメータ２の前方を通過したブ
レード１１の枚数に相当するパルス個数が得られる。ゲ
ート発生器４６によりカウンタ４５の作動がゲート時間
内に制限されているので、ゲート時間内に通過したブレ
ード１１の枚数に相当するパルス個数が得られる。この
パルス個数を総ブレード枚数設定部４７に設定されてい
るタービン翼１の総ブレード枚数で除すと、ゲート時間
内にタービン翼１が回転した回数が得られる。さらに、
この回転の回数をゲート時間で除すと、単位時間に回転
した回数、即ち、回転数（ターン／単位時間）が得られ
る。
【００１７】本発明は、ガスタービンに限らず、過給器
等の多数の羽根を有する機構の温度及び回転数測定に利
用することができる。
等の多数の羽根を有する機構の温度及び回転数測定に利
用することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【００１９】（１）一つのセンサで異なる項目を測定で
きるので、測定系が簡素化される。
きるので、測定系が簡素化される。
【図１】本発明の一実施形態を示す温度及び回転数測定
装置の概略構成図である。
装置の概略構成図である。
【図２】図１の温度及び回転数測定装置の詳細構成図で
ある。
ある。
【図３】測定される温度の時間変化を示す波形図であ
る。
る。
１ タービン翼 ２ パイロメータ（光学系） ３ 光ファイバ ４ 信号変換器 １１ ブレード ４３ 低域通過フィルタ ４５ カウンタ ４６ ゲート発生器 ４７ 総ブレード枚数設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｐ 3/36 Ｇ０１Ｐ 3/36 Ｚ
Claims (3)
- 【請求項１】 回転されるタービン翼に臨ませて放射光
を取り込む光学系を設け、この放射光を受光して、その
受光強度からタービン翼の温度を求めると共にその受光
強度の変化の周期性からタービン翼の回転数を求めるこ
とを特徴とするタービン翼の温度及び回転数測定装置。 - 【請求項２】 上記受光強度の変化を平均化してタービ
ン翼の温度を求めることを特徴とする請求項１記載のタ
ービン翼の温度及び回転数測定装置。 - 【請求項３】 上記受光強度の変化の一周期分をブレー
ド１枚分として、所定時間内に現れるブレード枚数を計
数し、計数されたブレード枚数と総ブレード枚数との比
から回転数を求めることを特徴とする請求項１又は２記
載のタービン翼の温度及び回転数測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229783A JPH1164113A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | タービン翼の温度及び回転数測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9229783A JPH1164113A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | タービン翼の温度及び回転数測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1164113A true JPH1164113A (ja) | 1999-03-05 |
Family
ID=16897612
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9229783A Pending JPH1164113A (ja) | 1997-08-26 | 1997-08-26 | タービン翼の温度及び回転数測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1164113A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012047525A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 検査装置 |
| KR101165233B1 (ko) | 2010-04-12 | 2012-07-16 | 한국항공우주산업 주식회사 | 로터 블레이드의 온도측정장치 |
| CN105587404A (zh) * | 2014-11-06 | 2016-05-18 | 保时捷股份公司 | 涡轮增压器布置结构 |
| WO2022013241A1 (fr) | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Système à rotor de mesure du débit d'un fluide comportant du liquide, et équipement associé |
-
1997
- 1997-08-26 JP JP9229783A patent/JPH1164113A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101165233B1 (ko) | 2010-04-12 | 2012-07-16 | 한국항공우주산업 주식회사 | 로터 블레이드의 온도측정장치 |
| JP2012047525A (ja) * | 2010-08-25 | 2012-03-08 | Yokogawa Denshikiki Co Ltd | 検査装置 |
| CN105587404A (zh) * | 2014-11-06 | 2016-05-18 | 保时捷股份公司 | 涡轮增压器布置结构 |
| JP2016089842A (ja) * | 2014-11-06 | 2016-05-23 | ドクター エンジニール ハー ツェー エフ ポルシェ アクチエンゲゼルシャフトＤｒ． Ｉｎｇ． ｈ．ｃ． Ｆ． Ｐｏｒｓｃｈｅ Ａｋｔｉｅｎｇｅｓｅｌｌｓｃｈａｆｔ | ターボチャージャ配置構成 |
| US10094387B2 (en) | 2014-11-06 | 2018-10-09 | Dr. Ing. H.C.F. Porsche Aktiengesellschaft | Turbocharger |
| WO2022013241A1 (fr) | 2020-07-17 | 2022-01-20 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Système à rotor de mesure du débit d'un fluide comportant du liquide, et équipement associé |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040628 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060714 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060801 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20061128 |