JPS62118226A - エンジンの飛行中制御用光学式高温計 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、光学式高温計に係り、更に詳細にはジェット
エンジンの飛行中制御に使用される光学式高温計に係る
。

従来の技術 デュアルスペクトル光学式高温計は当技術分野に於てよ
く知られており、ジェットエンジンの診断試験に於て広
範囲に使用されている。デュアルスペクトル光学式高温
計は対象物であるタービンブレードより放射された放射
線とブレードにより反射された放射線とを区別し、反射
された放射線がもたらす測定された温度の誤差を補正す
るために開発された。米国特許第４，２２２．６６３号
には二つの互いに独立した高温計を含むデュアル帯域（
二色）型光学式高温計が開示されている。

各高温計はタービンブレードよりの放射線、即ち光の全
スペクトルの互いに異なるが互いにオーバーラツプする
成分を受けるようになっている。

従来のデュアルスペクトル光学式高温計は、一般に、ジ
ェットエンジンのハウジングの底部に装着されるオプチ
カルプローブを含んでいる。凹転するタービンブレード
よりの放射線はプローブにより収集され、光線を検出モ
ジュールへ案内する光ファイバ束へ供給される。光線を
二つの光線に分割するために二股状の光フアイバカプラ
ーが最もよ（使用されており、二つに分割された光線の
一方は通過帯域がタービンブレードよりの光線のスペク
トル幅よりも小さく選定された通常の光学フィルタを通
過する。光検出器が光線を受け、信号処理装置へエネル
ギ信号を供給する。受信されたエネルギ信号は線形化さ
れた温度信号に変換される。信号処理装置は補正された
温度信号を出力する。

従来のデュアルスペクトル光学式高温計は幾つかの理由
から診断手段として使用することに制限されている。オ
プチカルプローブの位置は一般にジェットエンジンのハ
ウジングの底部に限定される。従ってタービンブレード
よりの放射線を収集するために使用されている光学的構
成要素が埃や水分によって汚染され、そのため頻繁に浄
化を行うことが必要である。この問題はエンジンの運転
始動時やエンジンの運転停止時に最も激しい。

更に従来の検出モジュールはかさばったものであり、機
械的振動により整合が悪影響を受ける光学的構成要素を
存している。検出モジュールは典型的には対象物よりの
光線をただ単に二つに分割する二股状の光フアイバカプ
ラを含んでいる。通常の光学フィルタがカプラより出力
される二つの光線の一方の経路に挿入されている。従っ
て光線の分割はスペクトル帯域に感応するものではなく
、従って各光線中の放射線の一部が浪費され、またノイ
ズに対する信号の比（ＳＮ比）が制限される。

従来使用されている信号処理装置は線形化された温度信
号を発生したり補正された温度信号を演算する際に骨の
折れる処理が行われなければならないので大きなハード
ウェアのものである。更に増幅器は有用な信号の帯域幅
を犠牲にしてエネルギ信号の大きいダイナミックレンジ
を受入れるよう選定されなければならない。従って従来
の信号処理装置はエンジンの飛行中制御の用途には不適
当なものである。

発明の開示 本発明の目的は、エンジンの飛行中制御に使用すべく、
ジェットエンジン内のタービンブレートノ温度を測定す
るデュアルスペクトル光学式高温計を提供することであ
る。

本発明によれば、ジェットエンジン内のタービンブレー
ドの温度を測定するエンジンの飛行中制御用光学式高温
計は、タービンブレードよりの光線を光学的に受けるよ
うジェットエンジン内に配置されるオプチカルプローブ
を含んでいる。タービンブレードより収集される光線は
或るスペクトル幅を有しており、またタービンブレード
より放射された成分と或る等価黒体温度を有するシェド
エンジンのファイヤボールより放射されブレードにより
反射された成分とを有している。また高温計にはサイト
チューブ（光を導くチューブ）が含まれており、該サイ
トチューブはタービンブレードよりの光線を受けるよう
構成されたインナボアを有し、また内部に光ガイドを位
置決めするようになっている。サイトチューブは更にシ
ャッタを含んでおり、該シャッタはジェットエンジン内
の空気圧に応答し、空気圧が或る所定のしきい値を越え
る場合にのみタービンブレードよりの光線を光ガイドへ
供給するようになっている。また本発明の光学式高温計
は光ガイドを受入れるハウジングを有する光検出器モジ
ュールを含んでいる。ハウジング内には第一の光検出器
が収容されており、該第−の光検出器はタービンブレー
ドよりの光線よりその光線のスペクトル幅の一部である
よう選定された第一のスペクトル幅を有する第一の光成
分を吸収する。この第一の光検出器は第一の光成分と等
価な第一の電気信号を発生する。またハウジング内には
第二の光検出器が収容されており、該第二の光検出器は
第一の光検出器を通過した残りの光線を受け、該残りの
光線と等価な第二の電気信号を発生する。また高温計に
は第一及び第二の電気信号を受け、更にエネルギ比信号
を受ける信号処理装置が含まれており、該信号処理装置
はエネルギ比信号と第二の電気信号との積と第一の電気
信号との間の差より反射補正されたエネルギ信号を出力
するようになっている。

以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施例について
詳細に説明する。

発明を実施するための最良の形態 第１図は本発明によるエンジンの飛行中制御用高温計の
簡略化されたブロック線図を示しており、高温計１０は
ジェットエンジンのケーシング１４内に装着されるプロ
ーブ１２を含んでいる。プローブは回転するタービンブ
レード１６及び１８の如き対象物よりの光を光学的に受
は得るよう配置されなければならない。

運転状態にあるジェットエンジンに於ては、タービンの
ブレードは高温度になる。従ってブレードは放射線を放
射し、その強度及びスペクトル分布は温度の関数であり
、周知の黒体近似により、又は放射性の補正が行われる
場合には、天体近似により近似され得る。更にジェット
エンジンのファイヤボール（火炎）より来る放射線（光
）はタービンブレードによって反射され、対象物光線の
一部となる。ファイヤボール、即ち燃焼火炎の温度はタ
ービンブレードの温度よりも実質的に高く、従って二つ
の光線の合計によりタービンブレードの実際の温度より
も遥かに高い温度を生じる等価黒体スペクトルエネルギ
分布が発生される。対象物であるタービンブレードより
の光は或るスペクトル幅を有し、タービンブレードの光
線を含んでいる。

プローブはジェットエンジンのハウジング内に配置され
、タービンブレードの光線を受ける。第２図との関連で
後に詳細に説明する如く、プローブはタービンブレード
の光線が受けられ、焦点合せされど低温の環境にある光
ファイバへ供給されるよう、通常の集光用光学要素がイ
ンナボアに配置されたサイトチューブを含んでいる。高
温度の用途に対してはサフフイヤロッドや融合された光
ファイバ束が光フアイバケーブルの前に挿入されてよい
。周囲の空気圧が所定のしきい値未満である場合はエン
ジンの環境より光学的構成要素をシールし、これにより
敏感な光学的構成要素へ侵入する汚染物質の量を低減す
べく、サイトチューブ内には空気圧に感応するシャッタ
が配置されている。

タービンブレードよりの光線は通常の方法によりプロー
ブに固定された光ガイド２０により受けられる。光ガイ
ド２０は通常の構造のものであり、典型的には溶製され
た光ファイバ束や通常の広帯域水晶や溶製されたシリカ
繊維を含んでいる。

第３図に関し後に詳細に説明する如く、タービンブレー
ドよりの対象物である光線は検出モジュール２２へ供給
される。最良の形態の実施例に於ては、検出モジュール
はタービンブレードよりの光線のスペクトル幅の一部で
あるよう選定された或るスペクトル幅を有する対象物光
線の第一の成分を吸収し、対象物光線の残りを通過させ
る第一の光検出器を含んでいる。また検出モジュールは
第一の光検出器の後方にこれに対し直列的に配置され対
象物光線の残りを吸収する第二の光検出器を含んでいる
。第一の光検出器に対し第二の光検出器を直列的に配置
することにより、第一の光検出器が第二の光検出器へ供
給される光を通すこととによりスペクトル帯域が二つの
分割される。本発明の検出モジュールによれば、二つの
光検出器への結合効率はそれぞれの全スペクトル範囲の
ほぼ１００％である。

第一の光検出器はそれが受けた第一の光成分のエネルギ
を示す信号をライン２４へ出力するようになっており、
スペクトル帯域が第一の光成分のスペクトル帯域に対応
する第一の信号チャンネルを含んでいる。同様に第二の
光検出器はスペクトル帯域が残りの光線のスペクトル帯
域に制限された第二の信号チャンネルを含んでおり、残
りの光線のスペクトル帯域を示す信号をライン２６へ出
力する。

これらの信号は信号処理装置２８により受信される。第
４図との関連で後に詳細に説明する如く、信号処理装置
２８はそれが受信した全ての信号より下記の式により定
義される反射補正されたエネルギ信号（Ｅ）を演算する
。

Ｅ　＝　Ｅ　　　　ＲＥ　２／　　・・・・・・・・・
（１）■ ここにＥ　及びＥ２°はそれぞれ第一及び第二の光検出
器より受信した信号の大きさに対応しており、Ｒは第４
図との関連で後に説明するエネルギ比信号であり、外部
信号処理装置３２によりライン３０を経て受信される。

パラメータＥは対象物のみより放射された放射線の関数
であり、従ってブレードの真の温度に直接関連している
。ファイヤボールの概算された等価黒体温度及び検出器
及びフィルタのスペクトル特性が与えられると、正しい
温度と反射補正されたエネルギ信号（Ｅ）との間に或る
関数関係が決定される。この関係は二つの値をもつ関数
であるが、聞届の温度範囲に於ては一つの値をもつ関数
である。用途に応じて、信号処理装置は外部信号処理装
置３６へ至るライン３４へ演算された反射補正された信
号（Ｅ）又は補正温度信号を出力する。

両方のエネルギ信号を線形化し、各信号チャンネルにつ
いて黒体温度を求めなければならない従来のデュアルス
ペクトル光学式高温計とは異なり、本発明によるエンジ
ンの飛行中制御用光学式高温計に於ては、それが受ける
エネルギ信号の線形化を行うことは不要である。更に反
射補正された信号（Ｅ）のダイナミックレンジはフィル
タに通されるエネルギ信号及びフィルタに通されないエ
ネルギ信号のダイナミックレンジよりも実質的に小さく
、従って信号処理装置のハードウェアに対する要求が低
減され、また必要な演算が単純化されることにより信号
処理速度が増大される。

第２図は第１図に示されたエンジンの飛行中制御用光学
式高温計に使用されるチカルブローブ１２の一部を示す
断面図である。このプローブはジェットエンジンのケー
シング（第１図のケーシング１４）に通常の態様にて装
着されるサイトチューブ３８を含んでいる。例えば典型
的なジェットエンジン用のプローブはステンレス鋼にて
形成され、第一段タービンの吸入側に配置される。サイ
トチューブは長手方向軸線４２を有するインナボア４０
を有しており、該ボア内にサファイアレンズ４４の如き
通常の集光用光学要素が固定される。

最良の形態の実施例に於ては、タービンブレードより来
る光線のスポットサイズは約０．２００ｉｎｃｈ（５，
０８＋＋ｍ）であり、タービンブレードヨリ約３　、　
５１ｎｃｈ　（８９ｇｅｍ）の位置に配置され、０゜４
４２ｉｎｃｈ（１１，２ｆｌ１ｍ）以上の直径のインナ
ボアが必要とされる。更にインナボアには通常の螺旋状
ばねや孔の如き内部反射を防止する装置が配置される。

タービンブレードよりの光線は通常のリテーナ４８によ
りインナボア内に配置された先ファイバ４６へ供給され
る。リテーナ４８はインナボアの長手方向軸線に沿って
光ファイバを位置決めする手段を含んでいる。光ファイ
バ又は融合された光ファイバ束は焦点合せされたタービ
ンブレードよりの光線の全てのエネルギを受入れるよう
選定されなければならない。またプローブは外部供給源
よりパージガスを受入れるための取付具５０を含んでい
る。パージガスはサイトチューブに形成された適当な孔
５２によりプローブのインナボアへ供給される。プロー
ブは通常の０リング５４によりシールされている。第２
図に於ては、通常の構造を有しエンジンの型式に応じて
変化するサイトチューブをジェットエンジンに装着する
手段は図示されていない。

サイトチューブのインナボア内には、ジェットエンジン
内の空気圧に応答し、タービンブレードが回転する際に
該タービンブレードよりの光線を受けるよう、オプチカ
ルシャッタ５６が配置されている。

シャッタ５６はジェットエンジン内の空気圧が所定のし
きい値を越えるまで、集光用光学要素及び光ファイバを
インナボア内にシールする。またシャッタはジェットエ
ンジン内の空気圧がしきい値を越えている限り開かれた
状態に維持される。

例えば典型的なジェットエンジンに於ては、シャッタの
開閉のしきい値は約５０　　ｐｓｉ（３，５ｋｇ／ｉ）
に設定される。エンジンの空気圧がこの圧力以下に低下
すると、シャッタが閉じられる。

最良の形態の実施例に於ては、シャッタはインナボアの
長手方向軸線に垂直な軸線６２に沿ってサイトチューブ
のアウタリセス６０内に配置された可動ピストン５８を
含んでいる。通常の螺旋形のばね６４がピストンに対し
軸線６２に平行な力を及ぼすようピストンの背後に配置
されている。

シャッタハウジング内の空気圧は該ハウジング内の表面
に垂直な力を及ぼす。空気圧はピストンの表面６６に軸
線６２に平行であり且ばね６４のばね力に対抗する力を
及ぼす。力の大きさはピストンの面積及び空気圧の関数
である。

空気圧が増大すると、ピストンに作用する力も増大し、
その結果酸る値を越えると空気圧による力はばねのばね
力を−１−回り、これによりピストンがサイトチューブ
の長手方向軸線より離れる方向へ駆動され、これにより
タービンブレードよりの光線が通過し得るようになる。

ばね力の大きさはばねのパラメータ（コイルの直径、コ
イルの厚さ等の関数であることがよく知られており、ピ
ストンの面積及びエンジンの空気圧との関連で選定され
なければならない。

楔状や放射状の断面形状を有するピストンを含む他のシ
ャッタ構造が採用されてよいことは当業者にとって明ら
かであろう。更にばねの代りに電気ソレノイドの如き他
の等価な付勢手段が採用されてよい。

最良の形態の実施例に於ては、パージガスはシャッタを
駆動し、プローブの構成要素を冷却し、更には汚染を低
減すべく選択的な量にてサイトチューブへ供給される。

パージガスは通常の方法によりジェットエンジンの圧縮
機より抽気される。

第３図は第１図に示された光学式高温計に使用される直
列型光検出器モジュールを示す断面図である。この直列
型光検出器モジュール６８は適宜に修正された金属ヘッ
ダ７４及びケース７２を含むＴＯ−５又はＴｏ−８の如
き通常の型式のハウジング７０を含んでいる。またハウ
ジング７０は通常の方法によりケース７２に取付けられ
た光ガイドコネクタ７６を含んでいる。最良の形態の実
施例に於ては、ケース７２は、光ファイバ２０が光ガイ
ドコネクタに取付けられ、該コネクタを貫通して延在し
、光軸７８を郭定するよう、中央部を貫通する孔を穿孔
することにより修正されている。

ヘッダ７４内には光検出器８０及び８２を含む直列の検
出器列が配置されている。光榛出器８２は通常の方法に
よりヘッダに装着されている。長波長の光に対する応答
性を向上させるべく、光検出器８２に当接する位置には
金属層８４が形成されている。電極８６及び８８が部分
的にのみ図示されており、これらの電極は光軸７８に沿
って装着された光検出器８２との電気接点を与えている
。

更にケース７２は電気絶縁され隔置された電極９０及び
９２のための手段を有しており、電極９０及び９２は光
検出器８２のすぐ上側（図Ｃ゛こで左側）にて光軸と同
軸にセラミックワッシャ９４が配置されるようヘッダを
貫通して延在している。セラミックワッシャは通常の型
式のものであり、円形の孔を有している。光検出器８０
は通常の方法により光検出器８２とほぼ平行にセラミッ
クワッシャの孔上にてセラミックワッシャ上に直接装着
されている。光検出器８０には通常の方法により電極９
０及び９２により電気接点が与えられており、最良の形
態の実施例に於てはセラミックワッシャの上面に形成さ
れた金属接点を含んでいる。

金属製のケース７２は、対象物光線、即ちタービンブレ
ードよりの光線が光ファイバより出て光検出器８０へ供
給され、これにより光検出器８゜が対象物光線よりその
第一の成分を吸収するよう、実質的に光検出器８０と接
触した状態に光ファイバを位置決めすべく、摺動によっ
てヘッダ７４上に装着されるようになっている。対象物
光線の残りの光線は光検出器８０を通過し、光検出器８
２へ供給される。ヘッダとケースと光ファイバとの間の
空隙を充填し、これにより水分や他の汚染物質を排出さ
せるべく、前記空隙にはシリコンエポキシ樹脂の如き通
常の封人材９６が使用されている。

従来のデュアルスペクトル光学式高温計は一般にシリコ
ンよりなる二つの光検出器を有している。

シリコンの光検出器は信頼性が高く、また低置であり、
温度の関数としての性能上の乱れが小さいものである。

両方の光検出器に対し同一の材料を使用することにより
生じるスペクトル帯域のオーバラップにより性能上の固
有の制限が課せられる。

対象物光線内のエネルギの大部分はシリコンにより吸収
されるエネルギよりも長い波長を有するので、ノイズに
対する信号の比が制限される。更にタービンブレードに
より反射される対象物光線の成分は非常に弱い強度しか
有しておらず、二つのスペクトル帯域が互いにオーバラ
ップしていることにより更にノイズに対する信号の比が
低減される。

本発明による直列型光検出器モジュールは機械的安定性
に優れ、また光学的構成要素が少ないだけでなく、光検
出器の材料の応答性のオーバラップが無視し得る程度で
あることによりノイズに対する信号の比が高い。

最良の形態の実施例に於ては、第二の光検出器と直列に
配列された第一の光検出器はシリコンを含んでいる。第
２図に関し上述した如く、タービンブレードよりの光線
が第一の光検出器８０へ入射されると、シリコンは０．
４〜１．０５μの波長を有する部分を実質的に吸収する
。タービンブレードよりの光線の残りの光線はシリコン
を通過し、第二の光検出器８２へ供給される。第二の光
検出器は１．０５〜１．８μの波長を有する光に応答す
る。最良の形態の実施例に於ては、光検出器８２はヒ化
インジウム−ガリウムのフォトダイオードを含んでおり
、このフォトダイオードはその応答性及び高周波応答性
が優れており、また中間の周囲温度に於ける暗電流及び
ノイズが比較的低いので選定されている。ゲルマニウム
の如き他の赤外線検出材料が使用されてもよい。

更に上述の如く光検出器モジュールを直列に配列するこ
とにより、光ファイバと光検出器との間の放射線パワー
の伝達が効率的に行われるので、高周波応答性が改善さ
れる。光検出器８０は光ファイバと検出器との間の界面
に於ける僅かな結合損失を除き、光ガイドより出る全て
の放射線パワーを受ける。光検出器８２は最良の形態の
実施例に於ては約１．０５μよりその応答範囲の上限、
即ち約１．８μまでの実質的に全ての入射パワーを受け
る。光検出器８２が受けるパワーはその応答範囲の最も
高い出力部分の７５％以上を含んでおり、これにより高
温計のノイズに対する信号の比の全体としての性能が向
上される。

第４図は第１図に示された高温計に使用される信号処理
装置２８を示す拡大されたブロック線図である。タービ
ンブレードよりの対象物光線は、ブレードより放射され
たエネルギと、燃焼火炎、即ちファイヤボールにて発生
されブレードにより反射されたエネルギとの合計である
熱エネルギＥ１を含んでおり、下記の式にて表わされる
。

Ｅ　翼Ｅｂ＋Ｅｒ・・・・・・・・・（２）を 上記式に於けるｂ及び、はそれぞれブレードより放射さ
れたエネルギ及びファイヤボールにて発生されブレード
により反射されたエネルギを示している。タービンブレ
ードよりの光線は上述の如く検出モジュールにより互い
に異なるスペクトル幅をａする二つの光線に分割される
。Ｅ、及びＥ２はそれぞれ第一の信号チャンネルに於て
受けた全エネルギ及び第二の（残りの）信号チャンネル
にて受けた全エネルギに対応している。

全エネルギＥＩ及びＥ２は以下の如く表わされる。

Ｅ　　−Ｅ　　＋Ｅ　　・・・・・・・・・（３）１　
　　１ｂ　　　１ｒ Ｅ２−　Ｅ２ｂ＋Ｅ２ｒ’・・・・・・・・（４）或る
与えられた反射されたエネルギの等価黒体温度に於ては
、二つの信号チャンネルの間のエネルギ比は一定である
。即ち下記の式が成立する。

従って第一の信号チャンネルに於ける全エネルギの式は
以下の如く書き直される。

Ｅ　繻Ｅ　　＋ＲＥ　　・・・・・・・・・（６）１　
　　ｌｂ　　　　２ｒ 第二の信号チャンネルに於ける反射されたエネルギは以
下の如くなる。

Ｅ２ｒ−Ｅ２−Ｅ２ｂ−・−−−−−・−（７）式（７
）を式（６）に代入することにより下記の式が得られる
。

Ｅ　　−ＲＥ　　−Ｅ　　−ＲＥ２ｂ・・−・−・（８
）１　　　２　　　ｌｂ 新たなパラメータ、即ち反射補正されたエネルギ（Ｅ）
は式（８）より以下の如く表わされる。

Ｅ　　−ＲＥ　　−Ｅ　−ＲＥ　ｔｂ−Ｅ　２ｂ・・・
・・・・・・（９）式（９）の左辺は両方のチャンネル
に於ける全エネルギ、即ちブレードより放射されたエネ
ルギとブレードにて反射されたエネルギとの合計のみの
関数であるのに対し、式（９）の右辺はブレードより放
射されたエネルギのみの関数である。従ってパラメータ
Ｅはタービンブレードより放射されたエネルギのみの関
数であり、燃焼火炎より発生されブレードにより反射さ
れたエネルギが存在することにより影響を受けないもの
である。更にＥはエネルギ比の大きさの値と共に両方の
信号チャンネルに於ける全エネルギより得られるもので
ある。

反射等価黒体温度のファイヤボール、即ち燃焼火炎につ
いてのエネルギ比（Ｒ）は、ジエ・ソトエンジン内のフ
ァイヤボールの等価黒体温度（例えば４５００下（２４
８０℃））にほぼ等しい温度に於ける黒体よりの放射線
にて光検出器モジュールを照射することにより演算され
実験的に求められる。

同様にＥと反射補正された温度との間の関係は、Ｒの或
る与えられた値について種々の温度（約１３００下（約
７００℃））の黒体放射線を光検出器モジュールへ供給
することにより演算され実験的に求められる。問題の各
パワー比について同様の関係が得られる。Ｅと補正温度
との間の関係が得られると、信号処理装置の構造が決定
される。

最良の形態の実施例に於ては、信号はその高速処理及び
ハードウェアの簡素化を図るべくアナログ式に処理され
る。Ｅｌ及びＥ２のエネルギ信号はそれぞれライン２４
及び２６を経て受信され、光検出器モジュール２２内の
光検出器よりの光電流を含んでいる。通常の゛トランス
インピーダンス増幅器９８及び１００がエネルギ信号を
受け、通常の広帯域増幅器１０６及び１０８へ通ずるラ
イン１０２及び１０４へ等値電圧を出力する。更にパワ
ー比の大きさくＲ）を示す信号がライン１１０を経て増
幅器１０６により受信される。最良の形態の実施例に於
ては、Ｒの大きさは増幅器のフィードバック調節、典型
的には或る選定された大きさを存するフィードバック用
可変抵抗器に対応している。

広帯域増幅器よりの出力信号はそれぞれ式（２）於ける
Ｅ　及びＲＥ　２に対応している。これらの信号はライ
ン１１２及び１１４を経て通常の差動増幅器１１６へ出
力され、増幅器１１６は上述の如く定義される反射補正
されたエネルギ信号をライン１１８へ出力する。反射補
正されたエネルギ信号はエンジン制御回路のフィードバ
ック信号としてそのままの形態にて使用される。或いは
反射補正されたエネルギ信号は、オンボード型飛行制御
装置の如き本発明の一部を構成せず図には示されていな
い外部信号処理装置へ供給され、該処理裡装置に於てそ
れらのエネルギ信号がデジタル化され、通常のルックア
ップテーブルフォーマットにて正しいブレード温度の関
数として記憶された反射補正されたエネルギ信号の大き
さと比較されてよい。

第５図は第４図の信号処理装置の他の一つの実施例１２
０を示している。

信号処理装置１２０はエネルギ信号をライン１２２及び
１２４をより受信する。これらの信号はＡ／Ｄ変換器１
２６及び１２８により変換され、バス１３０へ供給され
る。信号処理装置１２０は通常の中央処理ユニット（Ｃ
ＰＵ）１３２と信号を記憶するランダムアクセスメモリ
（ＲＡＭ）１３４とを含んでいる。反射補正されたエネ
ルギ信号を正しい温度信号に関連付けるコンビレージジ
ンが通常のルックアップテーブルフォーマットにてリー
ドオンリメモリ（ＲＯＭ）１３６に記憶されている。

ＣＰ０１３２はそれに人力されたエネルギ信号及びライ
ン１３８より受信しＤ／Ａ変換器１４０によりデジタル
化されたエネルギ比信号よりＥの値を演算する。反射補
正されたエネルギ信号の大きさが解ると、信号処理装置
はＲＯＭ１３６より対応する正しい温度信号の値を選定
する。ＲＡＭ１３４はかかるプロセス中に必要に応じて
ＣＰ０１３２によりアクセスされる。正しい温度に対応
する信号は（８号処理装置により或る用途に於ては外部
信号処理装置へライン１４２を経て直接供給され、或い
はＤ／Ａ変換器１４４へ出力され、次いで外部アナログ
電子装置へ出力される。

或いはまた、デジタル信号処理装置は、エネルギ比信号
をＲＯＭ１３６に関し上述した信号と共にＲＯＭ１３６
に記憶されているファイヤボールの等価黒体温度の信号
に関連付けるルックアップテーブル信号コンビレ−ジョ
ンを含んでいてよい。

ファイヤボールの等価黒体温度の信号に応答して、信号
処理装置はまずメモリ内のＲの対応する値を選定し、上
述の如く反射補正されたエネルギ信号を演算する。更に
他のアナログ又はデジタル式のハードウェア及びソフト
ウェアを使用する他のアルゴリズムが採用されてもよい
ことは当業者にとって明らかであろう。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内にて他の種々の実施例が可能である
ことは当業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるエンジンの飛行中制御用光学式高
温計の簡略化されたブロック線図である。 第２図は本発明による空気圧感応式シャッタを有するオ
プチカルプローブを示す断面図である。 第３図は本発明による直列型光検出器モジュールを示す
断面図である。 第４図は第１図に示されたエンジンの飛行中制御用光学
式高温計に使用される信号処理装置の拡大されたブロッ
ク線図である。 第５図は第４図に示された信号処理装置の他の一つの実
施例を示している。 １０・・・高温計、１２・・・プローブ、１４・・・ケ
ーシング、１６．１８・・・タービンブレード、２０・
・・光ガイド、２２・・・検出モジュール、２４．２６
・・・ライン、２８・・・信号処理装置、３０・・・ラ
イン、３２・・・外部信号処理装置、３４・・・ライン
、３６・・・外部信号処理装置、３８・・・サイトチュ
ーブ、４０・・・インナボア、４２・・・長手方向軸線
、４４・・・サファイアレンズ、４６・・・光ファイバ
、４８・・・リテーナ。 ５０・・・取付具、５２・・・孔、５４・・・０リング
、５６・・・シャッタ、５８・・・ピストン、６０・・
・アウタリセス、６２・・・軸線、６４・・・ばね、６
６・・・ピストンの表面、６８・・・光検出器モジュー
ル、７０・・・ハウジング、７２・・・ケース、７４・
・・ヘッダ、７６・・・光ガイドコネクタ、７８・・・
光軸、８０．８２・・・光検出器、８４・・・金属層、
８６．８８．９０．９２・・・電極、９４・・・セラミ
ックワッシャ、９６・・・対人材。 ９８．１００・・・トランスインピーダンス増幅器。 １０２．１０４・・・ライン、１０６．１０８・・・増
幅器、１１０．１１２．１１４・・・ライン、１１６・
・・差動増幅器、１１８・・・ライン、１２０・・・信
号処理装置、１２２．１２４・・・ライン、１２６．１
２８・・・Ａ／Ｄ変換器、１３０・・・バス、１３２・
・・中央処理ユニット（ＣＰＵ）、１３４・・・ランダ
ムアクセスメモリ　（ＲＡＭ）、１３６・・・リードオ
ンリメモリ　（ＲＯＭ）、１３８・・・ライン、１４０
・・・Ｄ／Ａ変換器、１４２・・・ライン、１４４・・
・Ｄ／Ａ変換器特許出願人　　ユナイテッド・チクノロ
シーズ・コーポレイション 代　　理　　人　　　弁理士　　　明　　石　　昌　　
毅（方　式）（自　発） 手続補正書 昭和６１年１２月１１日 １、事件の表示　昭和６１年特許願第２７１６４１号２
、発明の名称 エンジンの飛行中制御用光学式高温計 ３６補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　アメリカ合衆国コネチカット州、ハートフォ
ード、フィナンシャル・プラザ　１ 名　称　　ユナイテッド・チクノロシーズ・コーポレイ
シ】ン４、代理人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ジェットエンジン内のタービンブレードの温度を検出す
   るエンジンの飛行中制御用光学式高温計にして、 前記タービンブレードより放射された成分と或る等価黒
   体温度を有するファイヤボールよりの反射された成分と
   を有し或るスペクトル幅を有する光線を前記タービンブ
   レードより収集するようジェットエンジン内に配置され
   るオプチカルプローブ手段であって、前記タービンブレ
   ードよりの光線を受けるよう構成されたインナボアを有
   し該インナボア内に光ガイド手段を位置決めするサイト
   チューブ手段を含み、前記サイトチューブ手段は更に前
   記サイトチューブ内に配置され前記ジェットエンジンの
   空気圧に応答し前記空気圧が或るしきい値を越える場合
   にのみ前記タービンブレードよりの光線を前記光ガイド
   手段へ供給するよう構成されたシャッタ手段を含み、 前記光ガイド手段を受入れるよう構成され たハウジング手段を含む光検出器モジュール手段と、 前記ハウジング手段内に収容され、前記タ ービンブレードよりの光線より該光線のスペクトル幅の
   一部であるよう選定された第一のスペクトル幅を有する
   第一の光成分を吸収し、残りの光線を通過させ、前記第
   一の光成分と等価な第一の電気信号を発生する第一の光
   検出器手段と、 前記ハウジング手段内に収容され、前記残 りの光線を受け、該残りの光線と等価な第二の電気信号
   を発生する第二の光検出器手段と、を含むオプチカルプ
   ローブ手段と、 前記第一及び第二の電気信号を受け、更にエネルギ比信
   号を受け、前記エネルギ比信号と前記第二の電気信号と
   の積と前記第一の電気信号との間の差より反射補正され
   たエネルギ信号を発生する信号処理手段と、 を含むエンジンの飛行中制御用光学式高温計。