Brevet FR2615248A1 — publié le 19881118

-' 2615248 Dispositif de détection de l'interstice rotor-stator d'une turbomachine. La présente invention se rapporte à un dispositif de -détection de l'interstice rotor-stator d'une turbomachine, et plus particulièrement à un dispositif de mesure de cet interstice existant en rotation, entre la face interne de la coquille, enveloppe ou "carter" formant stator et les pales du rotor, ce dispositif utilisant les propriétés d'une capacitance. Les sondes à capacitance sont déjà utilisées pour la détermination de l'interstice précité. Pour ces sondes con- nues, une électrode de forme ronde et relativement petite, fixée sur la face interne du carter d'une turbomachine, recouvre une faible partie d'une batterie d'extrémités de pales rotatives au moment o elles passent à hauteur de cette -électrode. En pratique, les pales du rotor subissent des dépla- cements axiaux lorsqu'elles tournent dans les conditions opérationnelles, de sorte que l'électrode précitée vient recouvrir différentes portions de l'extrémité radiale de la pale, ces différentes portions ayant différentes dimen- sions. Il s'en suit que ce déplacement axial des pales rotor affecte la mesure par capacitance. Ce phénomène peut être atténué par un calibrage de la sonde pour plusieurs positions axiales des pales rotor par rapport à la face intérieure du carter. Mais dans un tel cas, il est néces- saire de connaître les positions axiales relatives des pales rotor en cours de fonctionnement, ce qui nécessite une seconde sonde uniquement pour satisfaire à cette obli- gation. Finalement, on est en pratique amené à accepter l'erreur commise ou à approximer la position axiale des pales rotor. L'invention a pour objet un dispositif de détection de l'interstice rotorstator d'une turbomachine, qui est amélioré dans ce sens qu'il n'est pas affecté par le déplacement axial des pales rotor. Conformément à l'invention, ce dispositif de détec- tion de l'interstice rotor-stator d'une turbomachine com- porte un carter dont la face intérieure est radialement distante d'une batterie de pales rotor, une électrode qui s'étend en direction axiale étant prévue sur cette face intérieure tout en en étant isolée par une couche en maté- riau isolant, cette électrode et cette batterie de pales rotor formant une capacité avec un espace diélectrique entre elles, la longueur axiale de cette électrode étant supérieure à celle balayée par les extrémités radiales ex- térieures des pales rotor, de façon à empêcher substan- tiellement que le déplacement axial des pales rotor n'af- fecte, dans les conditions de marche, la capacitance de la sonde. L'invention sera maintenant décrite au moyen d'un ou plusieurs exemples, en référence aux dessins annexés dans lesquels: Figure 1 est une section partielle à travers l'enve- loppe d'une turbomachine équipée d'une sonde conforme à l'invention; Figure 2 est une section partielle élargie, selon A-A de figure 1; Figure 3 est une vue selon la direction B de figure 1; et Figure 4 est une section partielle à travers une enve- loppe de turbomachine pourvue d'une autre forme de sonde conforme à l'invention. En se référant aux figures 1 à 3, le carter 10 de turbomachine est pourvu d'une couche protectrice 12 sur sa face interne, cette couche 12 étant interrompue par une couche isolante 14 constituée par une matière céramique qui a été pulvérisée sur la partie intérieure de ce carter 10. Une électrode 16 est insérée dans la couche isolante 14 et est polarisée par une tension continue amenée par un câble coaxial 18. Les pâles rotor 22 forment l'autre électrode de la capacité, tandis que l'espace entre l'électrode 16 sur la coquille et les pales rotor forme le diélectrique, cet espace correspondant à l'interstice à mesurer en fonc- tionnement de la machine. L'électrode 16 s'étend en direction axiale le long de la partie interne du carter 10, sur une distance qui est supérieure à la longueur axiale balayée par les extrémités périphériques 22 A des pales rotor, de sorte que la capaci- tance de cette sonde de mesure n'est pas affectée, en cours de fonctionnement, par un déplacement axial des pales rotor. Par conséquent, la longueur axiale de l'électrode 16 est égale ou supérieure à la longueur axiale des extrémités périphériques des pales rotor, augmentée de la valeur ma- ximale possible du déplacement axial des pales rotor. Par suite, la capacitance de la sonde dépendra uniquement de l'interstice existant entre le bord extérieur des pales rotor et l'électrode fixée sur le carter. Sur les figures 1 à 3 l'électrode de carter 16 est constituée par un insert conducteur mince, et une broche conductrice 24 connecte l'électrode au câble coaxial 18. La broche 24 est isolée du carter par un manchon céramique isolant 26. En variante, le câble coaxial peut être pro- longé de telle manière que son fil central soit connecté directement à l'électrode. L'insert peut être réalisé en platine avec 10% de rhodium. Le détecteur d'interstice peut être tout d'abord calibré à l'extérieur de la turbomachine, afin de déter- miner la relation entre interstice et capacitance, et est ensuite installé dans la turbomachine à la place d'une couche interne de carter standard. Si l'on utilise un câble tri-axial, une tension modulée en fréquence peut être utilisée à la place d'une tension continue. Le cir- cuit électrique nécessaire à l'affichage de l'interstice 6 15248 n'est pas décrit ici, étant déjà bien connu dans la tech- nique. Sur la figure 4 est représentée une électrode 28 obtenue par pulvérisation, cette électrode remplaçant le mince insert précité. Le terme "carter se rapporte à toute forme de contenant qui définit un-tube à section générale circulaire, et qui entoure une batterie de pales rotor. - REVENDICATIONS - 1. Dispositif de détection de l'interstice rotor- stator d'une turbomachine, comportant un carter (10) dont la face intérieure est radialement distante d'une batterie de pales rotor:(22) et une électrode (16) prévue sur le carter (10) et isolée de celui-ci par une couche de maté- riau isolant (14), l'électrode (16) et la batterie de pales rotor (22) constituant une capacité avec l'espace diélectrique qui les sépare, caractérisé en ce que l'élec- trode (16) s'étend en direction axiale le long du carter (10) sur une distance supérieure à celle balayée par les bords radiaux extérieurs des pales rotor, de manière à sensiblement réduire l'influence du déplacement axial des pales rotor, dans les conditions de fonctionnement, sur la capacitance du détecteur. 2. Dispositif de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche de matériau isolant (14) est constituée par une céramique qui est pulvérisée sur la face interne du carter (10). 3. Dispositif de détection selon la revendication 1, ou la revendication 2, caractérisé en ce que l'électrode (16) est obtenue par pulvérisation sur la face interne du carter (10).