JP6629118B2 - 光学センサ及び回転機械 - Google Patents
光学センサ及び回転機械 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6629118B2 JP6629118B2 JP2016067343A JP2016067343A JP6629118B2 JP 6629118 B2 JP6629118 B2 JP 6629118B2 JP 2016067343 A JP2016067343 A JP 2016067343A JP 2016067343 A JP2016067343 A JP 2016067343A JP 6629118 B2 JP6629118 B2 JP 6629118B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light receiving
- optical fiber
- light
- face
- illumination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
-
- 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
- F01D21/00—Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
- F01D21/003—Arrangements for testing or measuring
-
- 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
- F01D25/00—Component parts, details, or accessories, not provided for in, or of interest apart from, other groups
- F01D25/24—Casings; Casing parts, e.g. diaphragms, casing fastenings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02C—GAS-TURBINE PLANTS; AIR INTAKES FOR JET-PROPULSION PLANTS; CONTROLLING FUEL SUPPLY IN AIR-BREATHING JET-PROPULSION PLANTS
- F02C7/00—Features, components parts, details or accessories, not provided for in, or of interest apart form groups F02C1/00 - F02C6/00; Air intakes for jet-propulsion plants
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
- H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
- H02K11/21—Devices for sensing speed or position, or actuated thereby
- H02K11/22—Optical devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
センサヘッドの先端面と、被計測対象とのクリアランスを計測する光学センサであって、
発光部からの照明光を、前記センサヘッドの先端面から前記被計測対象に向けて出射する、照明用光ファイバと、
前記被計測対象にて反射された前記照明光である反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第1受光部に入力する、第1受光用光ファイバと、
前記反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第2受光部に入力する、第2受光用光ファイバと、
前記第1受光部と前記第2受光部とにそれぞれ入力される前記反射光のタイミングに基づき、前記被計測対象と前記センサヘッドとのクリアランスを計測する、測定部と
を備え、
前記被計測対象に反射し、前記第1受光用光ファイバに入射される前記反射光と、前記被計測対象に反射し、前記第2受光用光ファイバに入射される前記反射光との交点が、前記センサヘッドの先端面上に位置するようにして設けられる
ことを特徴とする。
上記第1の発明に係る光学センサにおいて、
前記センサヘッドの先端面において、
前記第1受光用光ファイバの端面と、前記第2受光用光ファイバの端面との離間距離が0であり、かつ、
前記第1受光用光ファイバの端面と、前記第2受光用光ファイバの端面とは、センサ軸方向中心線を中心として対称に傾斜して配される
ことを特徴とする。
上記第1又は2の発明に係る光学センサにおいて、
前記照明用光ファイバの端面は、前記センサヘッドの先端面において、前記第1受光用光ファイバの端面及び前記第2受光用光ファイバの端面から離隔して配される
ことを特徴とする。
上記第3の発明に係る光学センサにおいて、
前記照明用光ファイバの端面は、前記センサヘッドの先端面において、前記第1受光用光ファイバの端面及び前記第2受光用光ファイバの端面の周囲に放射状に配される
ことを特徴とする。
センサヘッドの先端面と、被計測対象とのクリアランスを計測する光学センサであって、
発光部からの照明光を、前記センサヘッドの先端面から前記被計測対象に向けて出射する、照明用光ファイバと、
前記被計測対象にて反射された前記照明光である反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第1受光部に入力する、第1受光用光ファイバと、
前記反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第2受光部に入力する、第2受光用光ファイバと、
前記第1受光部と前記第2受光部とにそれぞれ入力される前記反射光のタイミングに基づき、前記被計測対象と前記センサヘッドとのクリアランスを計測する、測定部と
を備え、
前記センサヘッドの先端面には、熱による形状変化が等方変形であるブロックが設けられ、
前記ブロックには、
前記照明用光ファイバの端面と接続する貫通孔である照明用孔、前記第1受光用光ファイバの端面と接続する貫通孔である第1受光用孔、及び、前記第2受光用光ファイバの端面と接続する貫通孔である第2受光用孔が形成され、
前記第1受光用孔及び前記第2受光用孔は、前記被計測対象に向けて互いの離間距離が狭まる方向に傾斜する形状である
ことを特徴とする。
上記第5の発明に係る光学センサにおいて、
前記第1受光用孔及び前記第2受光用孔は、前記ブロックの先端面で合流する
ことを特徴とする。
上記第5又は6の発明に係る光学センサにおいて、
前記照明用孔は、第1受光用孔及び第2受光用孔から離隔して配される
ことを特徴とする。
上記第7の発明に係る光学センサにおいて、
前記照明用孔は、第1受光用孔及び第2受光用孔の周囲に放射状に配される
ことを特徴とする。
上記第5から8のいずれか1つの発明に係る光学センサにおいて、
前記照明用孔は、前記ブロックの先端面へ向けて逆テーパ状に形成される
ことを特徴とする。
上記第1から9のいずれか1つの発明に係る光学センサにおいて、
各前記光ファイバの端面には、耐環境性窓が設けられる
ことを特徴とする。
上記第1から10のいずれか1つの発明に係る光学センサが設けられる回転機械であって、
前記被計測対象は回転体であり、
前記回転体は、ハウジング内に、該ハウジングの内周面とクリアランスを有して配され、
さらに、前記光学センサの先端は、前記回転体の周面と対向するようにして、前記ハウジングの内周面に配される
ことを特徴とする。
以上が、本発明に係る回転機械に設けられた光学センサによる計測の手順である。
図8は、従来の光学センサにおけるセンサヘッド周辺の概略図であり、図8(a)はセンサ軸方向断面図(回転体103(図1参照)の径方向断面と平行な断面図)、図8(b)は図8(a)のC‐C矢視図である。
図5は、本実施例に係る光学センサのセンサヘッド周辺の概略図であり、図5(a)はセンサ軸方向断面図(すなわち回転体103(図1参照)の径方向断面と平行な断面図)、図5(b)は図5(a)のB‐B矢視図である。また、図6は、本実施例に係る光学センサから回転体103に対して照明光を当てた状態を示す概略図である。
2 発光部
3 第1受光部
4 第2受光部
5 測定部
10,20,30 光学センサ
11,21,31 センサヘッド
11a,21a,31a (センサヘッドの)先端面
12,22,32 照明用光ファイバ
13,23,33 第1受光用光ファイバ
14,24,34 第2受光用光ファイバ
12a,22a,32a (照明用光ファイバ)端面
13a,23a,33a (第1受光用光ファイバ)端面
14a,24a,34a (第2受光用光ファイバ)端面
25 照明用孔
26 第1受光用孔
27 第2受光用孔
28 ブロック
28a (ブロックの)先端面
29 耐環境性窓
101 ハウジング
102 回転軸
103 回転体
103a 動翼
103b 外側端面
Claims (11)
- センサヘッドの先端面と、被計測対象とのクリアランスを計測する光学センサであって、
発光部からの照明光を、前記センサヘッドの先端面から前記被計測対象に向けて出射する、照明用光ファイバと、
前記被計測対象にて反射された前記照明光である反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第1受光部に入力する、第1受光用光ファイバと、
前記反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第2受光部に入力する、第2受光用光ファイバと、
前記第1受光部と前記第2受光部とにそれぞれ入力される前記反射光のタイミングに基づき、前記被計測対象と前記センサヘッドとのクリアランスを計測する、測定部と
を備え、
前記被計測対象に反射し、前記第1受光用光ファイバに入射される前記反射光と、前記被計測対象に反射し、前記第2受光用光ファイバに入射される前記反射光との交点が、前記センサヘッドの先端面上に位置するようにして設けられる
ことを特徴とする光学センサ。 - 前記センサヘッドの先端面において、
前記第1受光用光ファイバの端面と、前記第2受光用光ファイバの端面との離間距離が0であり、かつ、
前記第1受光用光ファイバの端面と、前記第2受光用光ファイバの端面とは、センサ軸方向中心線を中心として対称に傾斜して配される
ことを特徴とする請求項1に記載の光学センサ。 - 前記照明用光ファイバの端面は、前記センサヘッドの先端面において、前記第1受光用光ファイバの端面及び前記第2受光用光ファイバの端面から離隔して配される
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の光学センサ。 - 前記照明用光ファイバの端面は、前記センサヘッドの先端面において、前記第1受光用光ファイバの端面及び前記第2受光用光ファイバの端面の周囲に放射状に配される
ことを特徴とする請求項3に記載の光学センサ。 - センサヘッドの先端面と、被計測対象とのクリアランスを計測する光学センサであって、
発光部からの照明光を、前記センサヘッドの先端面から前記被計測対象に向けて出射する、照明用光ファイバと、
前記被計測対象にて反射された前記照明光である反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第1受光部に入力する、第1受光用光ファイバと、
前記反射光を、前記センサヘッドの先端面にて受光し、第2受光部に入力する、第2受光用光ファイバと、
前記第1受光部と前記第2受光部とにそれぞれ入力される前記反射光のタイミングに基づき、前記被計測対象と前記センサヘッドとのクリアランスを計測する、測定部と
を備え、
前記センサヘッドの先端面には、熱による形状変化が等方変形であるブロックが設けられ、
前記ブロックには、
前記照明用光ファイバの端面と接続する貫通孔である照明用孔、前記第1受光用光ファイバの端面と接続する貫通孔である第1受光用孔、及び、前記第2受光用光ファイバの端面と接続する貫通孔である第2受光用孔が形成され、
前記第1受光用孔及び前記第2受光用孔は、前記被計測対象に向けて互いの離間距離が狭まる方向に傾斜する形状である
ことを特徴とする光学センサ。 - 前記第1受光用孔及び前記第2受光用孔は、前記ブロックの先端面で合流する
ことを特徴とする請求項5に記載の光学センサ。 - 前記照明用孔は、第1受光用孔及び第2受光用孔から離隔して配される
ことを特徴とする請求項5又は6に記載の光学センサ。 - 前記照明用孔は、第1受光用孔及び第2受光用孔の周囲に放射状に配される
ことを特徴とする請求項7に記載の光学センサ。 - 前記照明用孔は、前記ブロックの先端面へ向けて逆テーパ状に形成される
ことを特徴とする請求項5から8のいずれか1項に記載の光学センサ。 - 各前記光ファイバの端面には、耐環境性窓が設けられる
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか1項に記載の光学センサ。 - 請求項1から10のいずれか1項に記載の光学センサが設けられる回転機械であって、
前記被計測対象は回転体であり、
前記回転体は、ハウジング内に、該ハウジングの内周面とクリアランスを有して配され、
さらに、前記光学センサの先端は、前記回転体の周面と対向するようにして、前記ハウジングの内周面に配される
ことを特徴とする回転機械。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016067343A JP6629118B2 (ja) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 光学センサ及び回転機械 |
CN201780020511.1A CN108885091B (zh) | 2016-03-30 | 2017-01-18 | 光学传感器及旋转机械 |
US16/088,656 US11255660B2 (en) | 2016-03-30 | 2017-01-18 | Optical sensor and rotating machine |
PCT/JP2017/001575 WO2017168970A1 (ja) | 2016-03-30 | 2017-01-18 | 光学センサ及び回転機械 |
DE112017001659.2T DE112017001659T5 (de) | 2016-03-30 | 2017-01-18 | Optischer Sensor und Rotationsmaschine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016067343A JP6629118B2 (ja) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 光学センサ及び回転機械 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017181238A JP2017181238A (ja) | 2017-10-05 |
JP2017181238A5 JP2017181238A5 (ja) | 2019-04-18 |
JP6629118B2 true JP6629118B2 (ja) | 2020-01-15 |
Family
ID=59964056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016067343A Active JP6629118B2 (ja) | 2016-03-30 | 2016-03-30 | 光学センサ及び回転機械 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11255660B2 (ja) |
JP (1) | JP6629118B2 (ja) |
CN (1) | CN108885091B (ja) |
DE (1) | DE112017001659T5 (ja) |
WO (1) | WO2017168970A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20240003678A1 (en) * | 2022-06-30 | 2024-01-04 | General Electric Company | Apparatus and method for transmitting radiation to a rotating component |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4766323A (en) | 1986-08-29 | 1988-08-23 | B. C. Hydro | Method and apparatus for determining the distance of an object |
JP2000162318A (ja) * | 1998-11-24 | 2000-06-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 全方位距離検出装置 |
CN1248058C (zh) * | 2000-09-14 | 2006-03-29 | 约翰尼斯海登海恩博士股份有限公司 | 位置测量装置 |
US20040125702A1 (en) * | 2002-10-21 | 2004-07-01 | Hideki Kitajima | Rotational position detection device, hand position detection device and clock using the hand position detection device |
EP1429155B1 (de) | 2002-12-12 | 2009-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Messung des Abstands eines an einer Referenzfläche vorbei gefürhrten Bauteils und Durchführung des Verfahrens |
NO320062B1 (no) * | 2003-11-19 | 2005-10-17 | New Interaction Devices And Te | Anordning til a detektere naerhet mellom et forste objekt (malobjekt) og et annet objekt (referanseobjekt), samt tegne-, skrive- og/eller pekeredskap for datapresentasjon etc. |
US8121813B2 (en) | 2009-01-28 | 2012-02-21 | General Electric Company | System and method for clearance estimation between two objects |
US8553237B2 (en) | 2011-01-14 | 2013-10-08 | Prime Photonics, Lc | Optical blade clearance probe |
US8970228B2 (en) | 2012-05-31 | 2015-03-03 | General Electric Company | Rotational clearance measurement system and method of operation |
JP5984527B2 (ja) * | 2012-06-21 | 2016-09-06 | オリンパス株式会社 | 導光路センサ、導光路センサを形成する方法 |
JP2014040795A (ja) | 2012-08-22 | 2014-03-06 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 回転機械及びそのクリアランス調整方法 |
CN104619235B (zh) * | 2012-09-13 | 2017-03-29 | 奥林巴斯株式会社 | 测量探头以及生物体光学测量系统 |
US9274135B2 (en) | 2012-10-12 | 2016-03-01 | Advanced Systems & Technologies, Inc. | Method and system for conformal imaging vibrometry |
CN203100688U (zh) * | 2013-02-28 | 2013-07-31 | 济南大学 | 一种测量旋转叶片叶尖间隙的光纤传感器 |
JP6143085B2 (ja) | 2013-06-14 | 2017-06-07 | 三菱重工業株式会社 | チップクリアランス計測装置 |
EP2924453B1 (en) | 2014-03-26 | 2018-10-31 | Siemens Aktiengesellschaft | Method of inspecting a generator air-gap |
CN104501728A (zh) | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 天津大学 | 一种基于全光纤叶尖定时的叶尖间隙测量方法 |
-
2016
- 2016-03-30 JP JP2016067343A patent/JP6629118B2/ja active Active
-
2017
- 2017-01-18 DE DE112017001659.2T patent/DE112017001659T5/de active Pending
- 2017-01-18 CN CN201780020511.1A patent/CN108885091B/zh active Active
- 2017-01-18 WO PCT/JP2017/001575 patent/WO2017168970A1/ja active Application Filing
- 2017-01-18 US US16/088,656 patent/US11255660B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017181238A (ja) | 2017-10-05 |
WO2017168970A1 (ja) | 2017-10-05 |
US11255660B2 (en) | 2022-02-22 |
CN108885091A (zh) | 2018-11-23 |
US20200300609A1 (en) | 2020-09-24 |
CN108885091B (zh) | 2020-08-18 |
DE112017001659T5 (de) | 2018-12-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6532061B2 (ja) | 光計測装置、光計測方法及び回転機械 | |
US20180340441A1 (en) | Optical fiber probe, optical fiber measuring device, and clearance control system | |
US8847145B2 (en) | Method for working out the angular position of a rotating element and device for carrying out such a method | |
WO2018043547A1 (ja) | クリアランス計測装置およびクリアランス制御システム | |
EP3001139B1 (en) | System and method of measuring geometric characteristics of an object | |
US20190086195A1 (en) | Optical measurement device, optical measurement method, and rotary machine | |
US20070284512A1 (en) | External force detecting device | |
JP2004191374A (ja) | 距離測定方法および距離測定装置 | |
JP6629118B2 (ja) | 光学センサ及び回転機械 | |
CN108458672A (zh) | 基于双曲面透镜的角度传感器及其测量方法 | |
US9035232B2 (en) | Method for working out the eccentricity and the angular position of a rotating element and device for carrying out such a method | |
JPH06241064A (ja) | ターボ機械のシュラウド接触磨耗センサー | |
JP6959027B2 (ja) | クリアランス計測装置、クリアランス計測センサ及びクリアランス計測方法 | |
JP6599285B2 (ja) | 光学センサ | |
CN208282795U (zh) | 基于双曲面透镜的角度传感器 | |
CN106323186B (zh) | 一种测量密封面动环微位移的系统 | |
JP2014077676A (ja) | 有限角センサ | |
KR101047479B1 (ko) | 회전축 변위 측정 장치 | |
US20210140337A1 (en) | Turbine and compressor blade deformation and axial shift monitoring by pattern deployment and tracking in blade pockets | |
JP2017181238A5 (ja) | 光学センサ及び回転機械 | |
EP3380815B1 (en) | Multi-mode sensor | |
CZ2007803A3 (cs) | Obrábecí nástroj a zpusob merení jeho deformace pri obrábení | |
CN104094091A (zh) | 半导体发光元件用测定装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190221 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190221 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190311 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190221 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20190523 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190605 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20190529 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20191105 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20191204 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6629118 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |