JPS60125512A - 液圧作動近接プローブ - Google Patents

液圧作動近接プローブ

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Publication number
JPS60125512A
JPS60125512A JP59242202A JP24220284A JPS60125512A JP S60125512 A JPS60125512 A JP S60125512A JP 59242202 A JP59242202 A JP 59242202A JP 24220284 A JP24220284 A JP 24220284A JP S60125512 A JPS60125512 A JP S60125512A
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JP
Japan
Prior art keywords
probe
rotating body
rotating
pulses
rotatable body
Prior art date
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Pending
Application number
JP59242202A
Other languages
English (en)
Inventor
クラーク・ステフエン・ボスター
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Borg Warner Corp
Original Assignee
Borg Warner Corp
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Publication date
Application filed by Borg Warner Corp filed Critical Borg Warner Corp
Publication of JPS60125512A publication Critical patent/JPS60125512A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B13/00Measuring arrangements characterised by the use of fluids
    • G01B13/12Measuring arrangements characterised by the use of fluids for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
  • Transmission And Conversion Of Sensor Element Output (AREA)
  • Measuring Arrangements Characterized By The Use Of Fluids (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 光里□□□狡血分互 本発明は液圧作動近接プローブに関する。
皿米致血 それぞれ1つの軸に連結される1つまたはそれ以上の回
転インペラーが流体を取入れ口から排出口または渦形室
(volute)に推進させるようになっている回転ポ
ンプまたは遠心力ポンプはその容積効率を連続的に保つ
ために擦過面(rubbing 5urfaces)の
間の甚だ緊密な間隙を保持する必要がある。
この種のポンプは屡比較的高温の液体を推進するのに使
用され、作動の間にポンプを物理的に検査できないよう
な場合に使用される。
例えば、原子炉のポンプおよびダウンホールポンプ(d
ownhole pump)の構造は、相対的に回転す
る部分の間の間隙の変動のような作動上の問題について
検査を行うことができなかった。このような回転する部
分は軸、インペラー等のようなものを含んでいる。間隙
の変動は種々の部分の円周方向の対称性が欠けているた
め、および/またはこれらの部分の熱的膨張を起させる
推進される液体の温度の上昇の結果生ずる不平衡な半径
方向の力によって生ずるのである。
バイアーは米国特許第3.754.433号においてガ
スタービンエンジン圧縮機のブレードの先端と圧縮機の
ハウジングの隣接する壁部との間の間隙を感知するのに
特に適した液体近接感知装置を教示している。1つの実
施例においては、直列の流通関係にある人口および制限
された出口を設けられた室を有する空気流通路が設けら
れている。人口は圧縮機で圧縮された空気を受入れ、圧
縮機のブレードの先端に対称的予め定められた比較的電
接した間隙を有する関係に配置されていて、ブレードの
先端が人口を掃引して入口の有効流通面積を変化させる
ようになっている。その結果生ずる圧力パルスは室内で
蓄積されて、その圧力が圧力差応答装置によって調整さ
れた参照流体圧力と比較され、その出力が圧縮機のブレ
ードの先端と隣接するハウジングの壁部との間の半径方
向の間隙を表すようになっている。他の実施例において
は、上述の空気流通路と並列な流れの関係にて接続され
る第二の空気流通路に1対の直列な流れ制限部が設けら
れ、これらの制限部の間に参照圧力が生ずるようになっ
ている。第二の通路に対する人口は圧縮機のブレードの
先端によって影響を受けない。この参照圧力が前記室の
圧力と比較されて圧縮機のブレードの先端と隣接する壁
部との間の半径方向の間隙を表すのである。
上述のように、バイアーの実施例では外部の圧力源を必
要とする。
ゼンガーは米国特許第2,684.568号において、
不平均な熱の分布によって生ずるターボ機械のハウジン
グおよびローターの変形を確認するための方法および装
置を教示している。蒸気または空気のようなガス状の流
体の流れがターボ機械に供給されて、ハウジングおよび
ローターの変形がガス状の流体の圧力変化を生ずるので
ある。この圧力変化が変形を指示するのに利用される。
ガスの流れに接続される測定管を含む装置がローターの
回転面に対向してハウジング内に組込まれる。口部を構
成するこの測定管の一端は回転面から小さい距離だけ間
隔をおかれてこの回転面に対面する。
測定管の他端はスロットルオリフィスを設けられ、これ
の断面積はローターに対面する測定管の口部の間の間隙
の平均断面積と大体同じ寸法となされていて、ハウジン
グおよびローターの変形によって測定管に生ずる圧力変
化が変形を指示するのに利用されるのである。ノズルプ
レートと管の口部との間の背圧はローターとハウジング
との間の半径方向の間隙を指示する。測定管に接続され
るマノメーターがこの背圧を測定し、半径方向の間隙を
指示するように較正されることができる。
バイアーと同様にゼンガーの方法および装置には外部の
圧力源が必要である。
ベントリー・ネバダ・カンパニーによって製造されるベ
ントリー・プローブは間隙対電圧変換器として使用され
る非接触性渦電流プローブすなわち近接プローブである
。このプローブは例えば回転機械の回転軸のような導電
性材料に対する距離および距離の変化すなわち変動を測
定するのに使用される。このプローブは発生されるR 
1?電圧によって駆動され、電圧発生装置により発生さ
れる信号出力はプローブと観察される面との間の間隙距
離に比例する電圧を与える。
上述のベントリー・プローブは比較的低い電圧のDC電
源およびこの電圧を磁場として周囲の面積部分に放射さ
れるR F信号に変換する装置を必要とする。この磁場
はこのエネルギーを吸収する導電性材料によってしか影
響を受けない。プローブおよび回転部分の間の所望の間
隙は、全体のエネルギーが導電性材料の表面によって吸
収された時に指示され、この間隙は回転装置を構成する
のに使用される材料の導電性の差によって変化する。
温度が高く、圧力が大なる環境では、電気的誘導近接プ
ローブは誤動作を生じ易く、組立および保守が甚だ高価
となる。
衾肌色旦負 本発明の目的は上述のような従来の液圧作動近接プロー
ブの欠点を排除し、誤動作を生ずることがなく、しかも
安価で組立および保守の容易な液圧作動近接プローブを
提供することである。
鬼貫■貞1 本発明は回転可能の本体が流体の中で回転している時に
、位置を固定された部分からの前記回転可能の本体の表
面の間隔の異常を検出する装置において、前記回転可能
の本体の廻りに互いに円周方向に間隔をおかれ、それぞ
れその一端部が前記回転可能の本体の表面から予め定め
られた等距離だけ間隔をおかれている少なくとも1対の
プローブと、前記回転可能の本体が、その周囲に互いに
等間隔に配置された同じ寸法および形状の多数の表面不
規則形状部を有し、前記表面不規則形状部が前記プロー
ブの前記端部を大体通る平面内に配置されていること\
、前記表面不規則形状部が、前記本体が回転するにつれ
て流体媒質圧力変化パルスを発生ずること\、前記プロ
ーブが前記回転する本体の表面および前記プローブの隣
接する前記端部の間の間隔に関係してその振幅を変化す
る前記流体媒質圧力変化パルスを拾い上げること一1前
記流体媒質圧力変化パルスを、前記プローブからの前記
回転する本体の表面の間隔を指示する信号に変換する装
置とを含む検出装置を特徴とするものである。
本発明は内部に誘起される流体圧力の変遷を利用して参
照面からの回転体の表面の間隔の異常を検出する装置で
あって、ポンプや圧縮機等のような装置に使用するのに
特に適している。これらの装置においては、例えば圧縮
機のブレードまたはインペラーとそれぞれのハウジング
との間または軸と固定部分との間のような半径方向の間
隙を確認することが望まれる0本発明は回転部分に接近
することが制限され、または装置が作動している時に回
転部分に接近することができないような応用面において
特に有用である。
本発明の重要な応用面は、水原子炉に対して作動環境が
約302℃(約575 °F)の温度で、158kg/
 cj(2250psDまでの圧力で、液体金属原子炉
に対して作動環−境が約538 °C(約1000@F
)であるような原子炉の一次ボンブに使用することであ
る0本発明は潜在的なポンプの作動上の問題を前辺て知
らせるようにポンプの流体静力学的または・炭素軸受に
関連して使用されることができる0本発明は、またポン
プの相対的に回転する磨耗面が地震の場合に損傷を生じ
たか否かを決定するための核女全用ポンプに使用される
ことができる。
このような異常または間隙を検出するために少なくとも
1対の中空の管状プローブが回転体の廻りに円周方向に
互いに約90″の角度で配置される。それぞれのプロー
ブの端部は静止状態で回転体の表面から既知の距離だけ
間隔をおかれるのである。このような回転体の表面から
の距離はそれぞれのプローブに対して同じになされる0
回転体は、プローブと同じ平面内に整合されるのが望ま
しい凹部または突起のような円周方向に等間隔に配置さ
れる多数の表面不規則形状部を設けられている。それぞ
れの表面不規則形状部は互いに同じになされる。回転体
が流媒質内で回転する時に、圧力パルスが生じ、プロー
ブが回転体の表面不規則形状部の数および回転体の回転
速度によって決定される周波数にてこれらのパルスを拾
上げるのである。パルスの振1陥はプローブからの回転
体の表面の間隔の関数である。これらの圧力パルスは中
空のプローブによっ°C圧力変換器に供給され゛ζ信号
に変換される。圧力変換器からの信号は較正された変化
または変動信号と比較されてプローブからの回転体の表
面の間隔を指示するデータを与える。このようにして相
対的に回転する部分の正しくない間隔に基いて、装置の
誤動作が予想されるのである。
較正された信号を与えるために、回転装置の試験的な実
物大模型が組立てられる。実際の表面不規則形状部の断
面積の測定および数および種類は実際の生産品の構造と
同じになされる。回転速度が再現される。プローブが装
置の廻りに配置されて回転体の表面に接近し、または離
隔するように半径方向に運動可能に取付けられる。回転
体の表面からの既知の測定された距離にて発生されるパ
ルスによって生ずる信号が記録されて実際の装置が作動
する時に発生される信号と比較されるようになされる。
外部の供給源からの流体圧力は回転体には衝突すること
なく、また回転体に接続され、または電接して配置され
る電気的接続部は必要でない。
圧力変換器のようなパルスを信号に変換する装置、記録
および測定装置、および比較チャートは作業を容易にな
し、また安全性を確保するために回転体の外部に配置さ
れるのが望ましい。
光凱Ω1施開 添付図面は本発明による回転体および本発明の近接プロ
ーブの配置および発生されたパルスをプローブの端部か
らの回転体の表面の間隔を指示する信号に変換する機構
の断面を示す。
図面において、回転体loは多数の同じ寸法および形状
の凹部12を存し、これらの凹部は互いに等間隔の位置
にて回転体1oの理論的軸線に垂直な平面内に配置され
ている。1対の中空の管状10−ブ18および2oが前
記凹部の平面内に約90″の角度で配置される。プロー
ブ18および20の内端22および24は回転体10の
表面26に電接して軸線14から等しい既知の距離に配
置される。プローブは内部で軸が回転する本体の壁部に
よるようにして適当な方法で支持される。
プローブの外端は圧力変換器28および30に接続され
る。
回転体10が回転すると、凹部12が周囲の流体媒質を
乱し、圧力パルスを生ずる。これらのパルスの周波数は
凹部の数および回転体10の回転速度によって決定され
る。パルスの振幅はプローブからの回転体の表面の距離
の関数である。これらの値は間隔が最小限の時に最大限
になり、またはこの反対に最大限の時に最小限になる。
凹部すなわち表面不規則形状部12は圧力パルスを発生
し、これらのパルスの振幅はプローブの内端からの表面
26の間隔を指示し、このようにして発生された圧力パ
ルスはそれぞれの中空のプローブによって圧力変換器に
供給され、圧力変換器はパルスをそれぞれのプローブか
らの表面の間隔を指示する信号に変換する。これらの信
号を特定の回転体に対する較正信号と比較することによ
って固定されたプローブからの表面の間隔位置が決定さ
れることができる。
上述の表面不規則形状部は本発明の範囲を逸脱しないで
凹部と同様に等間隔に配置され寸法および形状がそれぞ
れ同じになされた突起となし得ることは理解されなけれ
ばならない。
本発明は特定の実施例を参照して説明されたが、この実
施例に制限されることなく、特許請求の範囲に限定され
た範囲およびその等個物を広く包含するものである。
光■■例来 上述のように本発明によれば簡単な構造で安価に製造で
き、誤動作のない性能の良好な液圧作動近接プローブが
提供されるのである。
【図面の簡単な説明】
添付図面は本発明による回転体および本発明の近接プロ
ーブの配置および発生されたパルスをプローブの端部か
らの回転体の表面の間隔を指示する信号に変換する機構
を示す断面図。 10・・・・・・・・回転体 12・・・・・・・・凹部すなわち表面不規則形状部 14・・・・・・・・回転軸線 18.20−・・・・・プローブ 26・・・・・・・・表面 28.30・・・・・圧力変換器

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回転可能の本体が流体の中で回転している時に、
    位置を固定された部分からの前記回転可能の本体の表面
    の間隔の異常状態を検出する装置において、 前記回転可能の本体(10)の廻りに互いに円周方向に
    間隔をおかれ、それぞれその一端部(22,24)が前
    記回転可能の本体の表面から予め定められた等距離だけ
    間隔をおかれている少なくとも1対のプローブ(18,
    20)と、前記回転可能の本体が、その周囲に互いに等
    間隔に配置された同じ寸法および形状の多数の表面不規
    則形状部(12)を有し、前記表面不規則形状部が前記
    プローブの前記端部を大体通る平面内に配置されている
    こと−1 前記表面不規則形状部が、前記本体が回転するにつれて
    流体媒質圧力変化パルスを発生すること前記プローブ(
    1B、20)が前記回転する本体の表面および前記プロ
    ーブの隣接する前記端部の間の間隔に関係してその振幅
    を変化する前記流体媒質圧力変化パルスを拾い上げムこ
    と\、前記流体媒質圧力変化パルスを、前記プローブか
    らの前記回転する本体の表面の間隔を指示する信号に変
    換する装置(28,30)と、を含むことを特徴とする
    検出装置。
  2. (2)前記表面不規則形状部が凹部となされていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。
  3. (3)前記表面不規則形状部が突起となされていること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。
  4. (4)前記プローブが中空の管となされていることを特
    徴とする特許請求の範囲第1項記載の装置。
  5. (5)前記プローブが、外部の流体媒質供給源との連結
    がなされていないことを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の装置。
JP59242202A 1983-11-17 1984-11-16 液圧作動近接プローブ Pending JPS60125512A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US552882 1983-11-17
US06/552,882 US4523451A (en) 1983-11-17 1983-11-17 Hydraulic proximity probe

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60125512A true JPS60125512A (ja) 1985-07-04

Family

ID=24207205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59242202A Pending JPS60125512A (ja) 1983-11-17 1984-11-16 液圧作動近接プローブ

Country Status (7)

Country Link
US (1) US4523451A (ja)
EP (1) EP0145190B1 (ja)
JP (1) JPS60125512A (ja)
KR (1) KR850003782A (ja)
AU (1) AU574394B2 (ja)
CA (1) CA1212439A (ja)
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