(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定速度で移動する被測定物の表面を被覆して形成され、第一の波長の励起光を与えた時に、第二の波長の蛍光を発するコーティング層と、
前記コーティング層に、前記第一の波長の励起光を照射する光源と、
前記光源よりも前記被測定物の移動方向前方側に設けられ、前記第二の波長の蛍光を検出する受光部と、
を備え、
前記コーティング層は、多孔質部材からなり、前記被測定物の表面に複数積層され、
これら複数のコーティング層は、それぞれ前記第二の波長が相異なり、且つ、前記励起光、および、前記蛍光を前記多孔質部材の複数の孔部を通して透過可能とされ、
前記光源は、波長の異なる複数の励起光を照射するコーティング層監視システム。
【請求項２】
前記コーティング層が、希土類を含有することを特徴とする請求項１に記載のコーティング層監視システム。
【請求項３】
複数の前記コーティング層に対応して、複数の前記受光部が、前記被測定物の移動方向に沿って相異なる位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコーティング層監視システム。
【請求項４】
前記被測定物がタービン動翼であって、前記コーティング層が遮熱性を有する材料から形成されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のコーティング層監視システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面がコーティング層で被覆されて所定速度で移動する被測定物について、コーティング層に生じた損傷を検知するコーティング層監視システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガスタービンを構成する静翼や動翼のようなタービン翼は、ガスタービンの運転時に高温、高圧、高流速の過酷な環境下に曝される。従って、このような過酷な環境からタービン翼を守るべく、図２４に示すように、タービン翼を構成する母材７０の表面を被覆して、遮熱性を有するコーティング層７１が形成される。このコーティング層７１は、高温の作動流体Ｓの熱を遮熱するセラミックス層７１１と、母材７０とセラミックス層７１１の熱膨張量の差を緩和するボンドコート層７１２とを有している。
【０００３】
しかし、長時間に亘るガスタービンの運転に伴い、図２５に示すようにコーティング層７１に損傷が生じる場合がある。この場合、高温の作動流体Ｓとの接触や、図に矢印で示すように作動流体Ｓからの熱の移動等によって、例えば母材の融点を超える温度となった領域Ｘでは、母材７０が損傷する可能性がある。そして、このように母材７０が損傷すると、ガスタービンの運転に深刻な影響を及ぼしかねない。
【０００４】
尚、タービン翼の表面にコーティング層を形成する作業時に、コーティング層の品質を検査する方法として、希土類を含んだいわゆるタガントをコーティング層に添加する技術が従来提唱されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１４９４９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の方法によれば、コーティング層７１を形成する作業時にその品質を検査することはできるものの、ガスタービンの運転中にコーティング層７１に生じた損傷を検知することはできないという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、表面がコーティング層で被覆されて所定速度で移動する被測定物について、移動中にコーティング層が損傷したことを確実に検知する手段を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用している。すなわち、本発明に係るコーティング層監視システムは、所定速度で移動する被測定物の表面を被覆して形成され、第一の波長の励起光を与えた時に、第二の波長の蛍光を発するコーティング層と、前記コーティング層に、前記第一の波長の励起光を照射する光源と、前記光源よりも前記被測定物の移動方向前方側に設けられ、前記第二の波長の蛍光を検出する受光部と、を備え前記コーティング層は、多孔質部材からなり、前記被測定物の表面に複数積層され、これら複数のコーティング層は、それぞれ前記第二の波長が相異なり、且つ、前記励起光、および、前記蛍光を前記多孔質部材の複数の孔部を通して透過可能とされ、前記光源は、波長の異なる複数の励起光を照射する。
【０００９】
このような構成によれば、コーティング層に損傷がない時は、光源が照射する第一の波長の励起光がコーティング層を励起することにより、コーティング層で第二の波長の蛍光が発生する。そして、この蛍光は、励起光の照射開始から時間の経過と共にその強度が徐々に増加する。従って、被測定物の移動方向で光源より前方側に設けられた受光部により、蛍光をより確実に検出することができる。これにより、ユーザは、コーティング層に損傷がないことを確認することができる。
【００１０】
一方、コーティング層に損傷が生じた時は、励起光はコーティング層に照射しないため、コーティング層で蛍光が発生しない。これにより、ユーザは、コーティング層に損傷が生じたことを確認することができる。
さらに、コーティング層に損傷がない時は、各コーティング層を透過した励起光によって励起されることにより、複数のコーティング層では、第二の波長が相異なる蛍光がそれぞれ発生する。そして、これら蛍光は、各コーティング層を透過することにより、受光部によってそれぞれ検出される。これにより、ユーザは、コーティング層に損傷がないことを確認することができる。
一方、複数のコーティング層の一部に損傷が生じた時は、損傷が生じていないコーティング層が励起光によってそれぞれ励起されることにより、特有の第二の波長を有する蛍光がそれぞれ発生する。また、全てのコーティング層に損傷が生じた時は、蛍光は全く発生しない。これにより、ユーザは、蛍光が発生しているか否か、発生している場合にはその波長の種類を確認することにより、コーティング層が損傷しているか否か、損傷している時にはその程度を確認することができる。
【００１１】
また、本発明に係るコーティング層監視システムは、前記コーティング層が、希土類を含有することを特徴とする。
【００１２】
このような構成によれば、希土類は、第一の波長の励起光を吸収することにより、電子状態が安定した基底状態からエネルギーの高い励起状態へと移行する。そして、希土類は、この励起状態が緩和されるプロセスとして、光子を放出する。これにより、コーティング層で第二の波長の蛍光が発生する。
【００１６】
また、本発明に係るコーティング層監視システムは、複数の前記コーティング層に対応して、複数の前記受光部が、前記被測定物の移動方向に沿って相異なる位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする。
【００１７】
このような構成によれば、複数のコーティング層で発生し、時間の経過と共に異なる速度でその強度が増加する蛍光を、それに応じた位置に設けられた複数の受光部により、それぞれ確実に検出することができる。
【００２１】
また、本発明に係るコーティング層監視システムは、前記被測定物がタービン動翼であって、前記コーティング層が遮熱性を有する材料から形成されることを特徴とする。
【００２２】
このような構成によれば、タービン動翼の表面を被覆して形成された遮熱コーティング層について、作動流体の熱等によって損傷が生じたことを確実に検出することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るコーティング層監視システムによれば、表面がコーティング層で被覆されて所定速度で移動する被測定物について、移動中にコーティング層が損傷したことを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第一参考例に係るコーティング層監視システムを備えたガスタービンを示す全体構成図である。
【図２】本発明の第一参考例に係るコーティング層監視システムを示す模式図である。
【図３】本発明の第一参考例に係るタービン動翼の表面付近を示す概略断面図である。
【図４】本発明の第一参考例に係る蛍光発生部に励起光を照射してからの経過時間と、発生する蛍光の強度との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第一参考例について、コーティング正常時におけるコーティング層監視システムの動作説明図である。
【図６】本発明の第一参考例について、コーティング正常時にＡ／Ｄ変換器に表示される蛍光の波形を示すグラフである。
【図７】本発明の第一参考例について、コーティング損傷時におけるタービン動翼の表面付近を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第一参考例について、コーティング損傷時にＡ／Ｄ変換器に表示される蛍光の波形を示すグラフである。
【図９】本発明の第一実施形態に係るコーティング層監視システムを示す模式図である。
【図１０】本発明の第一実施形態に係るタービン動翼の表面付近を示す概略断面図である。
【図１１】本発明の第一実施形態について、蛍光発生部に励起光を照射してからの経過時間と、発生する蛍光の強度の割合との関係を示すグラフである。
【図１２】本発明の第一実施形態について、コーティング正常時におけるコーティング層監視システムの動作説明図である。
【図１３】本発明の第一実施形態について、コーティング正常時にＡ／Ｄ変換器に表示される蛍光の波形を示すグラフである。
【図１４】本発明の第一実施形態について、コーティング損傷時におけるタービン動翼の表面付近を示す概略断面図である。
【図１５】本発明の第一実施形態について、コーティング損傷時にＡ／Ｄ変換器に表示される蛍光の波形を示すグラフである。
【図１６】本発明の第二実施形態に係るコーティング層監視システムを示す模式図である。
【図１７】本発明の第二実施形態について、コーティング正常時におけるコーティング層監視システムの動作説明図である。
【図１８】本発明の第二参考例について、コーティング正常時におけるタービン動翼の表面付近を示す概略断面図である。
【図１９】本発明の第二参考例について、コーティング正常時にＡ／Ｄ変換器に表示される蛍光の波形を示すグラフである。
【図２０】本発明の第二参考例について、コーティング損傷時にＡ／Ｄ変換器に表示される蛍光の波形を示すグラフである。
【図２１】本発明の第三実施形態に係るコーティング層監視システムを示す模式図である。
【図２２】本発明の第三実施形態に係るピストンロッドの表面付近を示す概略断面図である。
【図２３】本発明の第三実施形態について、コーティング損傷時におけるピストンロッドの表面付近を示す概略断面図である。
【図２４】従来例について、コーティング正常時におけるタービン動翼の表面付近を示す概略断面図である。
【図２５】従来例について、コーティング損傷時におけるタービン動翼の表面付近を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
［第一参考例］
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。まず、本発明の第一参考例に係るコーティング層監視システムの構成について説明する。図１は、第一参考例に係るコーティング層監視システム１０を備えたガスタービン１を示す全体構成図である。尚、本参考例では、本発明に係る被測定物として、ガスタービン１のタービン動翼を例に説明する。
【００２６】
ガスタービン１は、流体の流通方向Ｆに沿って最も上流側の位置に設けられて圧縮空気を生成する圧縮機２と、その下流側に設けられて圧縮空気に燃料を噴射して燃焼させることで燃焼ガスを生成する燃焼器３と、更にその下流側に設けられて燃焼ガスにより回転駆動されるタービン４とを備えるものである。
【００２７】
タービン４は、図１に示すように、回転駆動されるロータ５を収容して内部に燃焼ガス流路が形成されたタービンケーシング４１と、タービンケーシング４１の内周面から突出して周方向に所定間隔で設けられた複数のタービン静翼４２と、ロータ５の外周面から突出して周方向に所定間隔で設けられた複数のタービン動翼４３（被測定物）と、タービン動翼４３に近接した位置に設置されたコーティング層監視システム１０とを備えるものである。そして、タービン静翼４２及びタービン動翼４３は、ロータ５の軸線方向に沿って交互に複数段がそれぞれ設けられている。
【００２８】
タービン静翼４２は、燃焼ガスを減速してその圧力を上昇させる役割を果たすものである。一方、タービン動翼４３は、タービン静翼４２によって昇圧された作動流体を受けて回転することにより、作動流体のエネルギーを回転エネルギーに変換する役割を果たすものである。
【００２９】
タービン動翼４３は、図１に示すように、ロータ５の周面に固定されて径方向に延びるとともに、周方向に向かって所定間隔で複数個が設けられている。また、図１に詳細は示さないが、このタービン動翼４３は、ロータ５の軸方向に沿って所定間隔で複数段に亘って設けられている。このように構成されるタービン動翼４３は、ロータ５の回転に伴って周方向に回転するようになっている。尚、図１では説明の便宜上、周方向に複数設けられたタービン動翼４３のうち、一部については図示を省略している。
【００３０】
図２は、コーティング層監視システム１０を示す模式図である。コーティング層監視システム１０は、図２に示すように、タービン動翼４３の表面を被覆して形成された遮熱コーティング層１１（Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｂａｒｒｉｅｒ  Ｃｏａｔｉｎｇ：ＴＢＣ）と、ロータ５から離間して設けられた光源１２と、ロータ５の回転方向（移動方向）に向かって光源１２の前方側に設けられた分光計１３（受光部）と、分光計１３に対して電気的に接続されたＡ／Ｄ変換器１４とを備えるものである。
【００３１】
（遮熱コーティング層）
図３は、タービン動翼４３の表面付近を示す概略断面図である。タービン動翼４３の表面を被覆して形成された遮熱コーティング層１１は、流路を流れる高温の作動流体から母材を保護する役割を果たすものである。この遮熱コーティング層１１は、タービン動翼４３の表面を被覆して形成されるアンダーコート部１１１と、アンダーコート部１１１の表面を被覆して形成されるトップコート部１１２と、トップコート部１１２の表面を被覆して形成される蛍光発生部１１３とを有している。尚、本発明においてアンダーコート部１１１及びトップコート部１１２は必須の構成ではなく、タービン動翼４３の表面を被覆して蛍光発生部１１３を形成してもよい。
【００３２】
ここで、アンダーコート部１１１は、タービン動翼４３とトップコート部１１２の熱膨張量の差を緩和する役割を果たすものである。このアンダーコート部１１１は、例えば、ＭＣｒＡｌＹ（ＭはＣｏ，Ｎｉ，Ｆeなど）からなる溶射粉を、タービン動翼４３の表面に溶射することにより形成することができる。
【００３３】
一方、トップコート部１１２は、高温の作動流体の熱を遮熱する役割を果たすものである。このトップコート部１１２は、アンダーコート部１１１の表面にセラミックス溶射粉を溶射することにより形成することができる。このセラミックス溶射粉としては、例えば、いわゆるＹＳＺ（Ｙｔｔｒｉａ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｚｉｒｃｏｎｉａ：イットリア安定化ジルコニア）を用いることができる。このＹＳＺとは、ジルコニア（酸化ジルコニウム：ＺｒＯ２）と、イットリア（酸化イットリウム：Ｙ２Ｏ３）とを含んで構成されるものである。本参考例では、イットリアの含有率が５〜１０％程度のＹＳＺを用いているが、イットリアの含有率は特に限定されない。
【００３４】
蛍光発生部１１３は、高温の作動流体の熱を遮熱する役割と、遮熱コーティング層１１が損傷したことを検出する役割の両方を果たすものである。この蛍光発生部１１３は、前述のトップコート部１１２に希土類を含有させたものである。尚、トップコート部１１２の材料は前述と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００３５】
一方、蛍光発生部１１３を構成する希土類とは、ランタノイドと呼ばれる１５種類の元素、原子番号２１番のスカンジウム（Ｓｃ）、及び原子番号３９番のイットリウム（Ｙ）の合計１７種類の元素、及びその酸化物を意味している。ここで、ランタノイドとは、原子番号５７番のランタン（Ｌａ）から原子番号７１番のルテシウム（Ｌｕ）までの１５の元素の総称である。このような希土類のイオンは、所定の第一の波長の励起光を吸収することにより、その電子状態が、最も安定した状態である基底状態から、エネルギーの高い状態である励起状態へと移行する。しかし、この励起状態には一定の寿命があり、その寿命に達すると希土類のイオンは励起状態が緩和されて低いエネルギー状態へと戻る。このように励起状態が緩和されるプロセスの一つとして光子の放出が挙げられ、この光子の放出に伴って発光現象が観測される。
【００３６】
そして、この発光現象で観測される蛍光は、励起光の第一の波長より長い第二の波長を有している。例えば、希土類の元素が原子番号６９番のツリウム（Ｔｍ）の場合、励起光の波長が略３５５ｎｍであって、蛍光の波長は略４５５ｎｍとなる。また、希土類の元素が原子番号６６番のジスプロシウム（Ｄｙ）の場合、励起光の波長が略３５５ｎｍであって、蛍光の波長は略４８５ｎｍ及び略５８５ｎｍの２種類となる。また、希土類の元素が原子番号６３番のユウロピウム（Ｅｕ）の場合、励起光の波長が略２６６ｎｍであって、蛍光の波長は略６０６ｎｍとなる。このように、希土類ごとに特有の励起光の波長及び蛍光の波長を有している。尚、各希土類の励起光及び蛍光の波長は、上記の数値に限定されるものではない。
【００３７】
（光源）
光源１２は、タービン動翼４３に向けて光を照射する役割を果たすものである。この光源１２は、図に詳細は示さないがタービンケーシング４１の内周面に設置され、図２に示すように、タービン動翼４３に対して第一の波長の励起光Ｒ１を常時照射またはタービン動翼４３の動きに合わせて点滅している。尚、第一の波長の大きさは、蛍光発生部１１３に含有される希土類の種類に応じて、より詳細には希土類が吸収する励起光の波長に応じて、適宜変更が可能である。尚、光源１２を設置する位置は、タービンケーシング４１の内周面に限定されず、ロータ５から離間した任意の位置とすることができる。
【００３８】
（分光計）
分光計１３は、蛍光発生部１１３で発生した蛍光を検知する役割を果たすものである。この分光計１３は、図に詳細は示さないがタービンケーシング４１の内周面において、ロータ５の回転方向で光源１２より前方側の位置に設けられている。そして、この分光計１３は、蛍光を検知すると、前記Ａ／Ｄ変換器１４に対してアナログ信号である検知信号を出力するようになっている。尚、分光計１３を設置する位置は、タービンケーシング４１の内周面に限定されず、光源１２より前方側の任意の位置とすることができる。
【００３９】
（Ａ／Ｄ変換器）
Ａ／Ｄ変換器１４は、分光計１３から入力される検知信号であるアナログ信号をデジタル信号へと変換し、モニタ等に表示する役割を果たすものである。ユーザは、このＡ／Ｄ変換器１４の表示を見ることにより、蛍光発生部１１３における蛍光の発生の有無を確認することができる。
【００４０】
（作用効果）
次に、本発明の第一参考例に係るコーティング層監視システム１０の作用効果について説明する。まず、図４は、蛍光発生部１１３に励起光を照射してからの経過時間と、発生する蛍光の強度との関係を示すグラフである。時刻ｔ０において、図２に示す光源１２からタービン動翼４３に向かって第一の波長の励起光Ｒ１が照射される。そうすると、図３に示す蛍光発生部１１３に含有される希土類が励起されることにより、蛍光発生部１１３から第二の波長の蛍光Ｋ２が発生する。そして、この第二の波長の蛍光Ｋ２は、時刻ｔ０から時間Ｔだけ経過後の時刻ｔ１に、その強度が最高値となる。
【００４１】
図５は、コーティング正常時すなわち遮熱コーティング層１１が損傷していない時におけるコーティング層監視システム１０の動作説明図である。本参考例では、ロータ５の回転速度と図４に示す前記時間Ｔとに基づいて、ロータ５の周方向で光源１２と分光計１３との離間距離を決定している。従って、コーティング正常時には、蛍光発生部１１３から発生する第二の波長の蛍光Ｋ２が最高の強度になった時に、分光計１３が第二の波長の蛍光Ｋ２を検出する。そして、分光計１３は、Ａ／Ｄ変換器１４に対して検知信号を出力する。
【００４２】
図６は、コーティング正常時にＡ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形を示すグラフであって、横軸が波長を縦軸が強度をそれぞれ示している。本参考例におけるコーティング正常時には、波長が５００ｎｍの付近に第一突出部Ｐ１が出現するとともに、波長が６００ｎｍの付近に第二突出部Ｐ２が出現する。すなわち、分光計１３により、波長が略５００ｎｍの蛍光Ｋと波長が略６００ｎｍの蛍光Ｋとがそれぞれ検出される。そして、ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図６の波形を、ガスタービン１の運転を開始する前に静止状態のタービン動翼４３について事前に確認した波形と比較することにより、遮熱コーティング層１１に損傷がないことを確認することができる。また、この波形の事前確認は、ガスタービン１として組み込まれた状態でのタービン動翼４３に限らず、単体の状態でのタービン動翼４３について行ってもよい。尚、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形は、図６に示した波形に限定されるものではない。
【００４３】
一方、図７は、コーティング損傷時すなわち遮熱コーティング層１１に損傷が発生した時におけるタービン動翼４３の表面付近を示す概略断面図である。遮熱コーティング層１１を構成する蛍光発生部１１３に損傷が生じると、当該損傷箇所ではその下のトップコート部１１２が露呈する。そうすると、光源１２が照射する第一の波長の励起光Ｒ１は、蛍光発生部１１３が損傷した箇所ではトップコート部１１２に照射する。ここで、トップコート部１１２に希土類は含有されていない。従って、トップコート部１１２から蛍光Ｋは発生せず、分光計１３によって蛍光Ｋは検出されない。従って、図８に示すように、Ａ／Ｄ変換器１４では、図６に示す第一突出部Ｐ１や第二突出部Ｐ２のない平坦な波形が表示される。ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図８の波形を目視することにより、遮熱コーティング層１１に損傷が生じたことを確認することができる。これにより、ユーザは、タービン動翼４３の補修作業や交換作業を行うことにより、遮熱コーティング層１１の損傷に対して速やかに対処することができる。このように、ユーザは、ガスタービン１の運転中であっても、遮熱コーティング層１１に損傷が生じたことを確実に検知することができる。尚、本発明における遮熱コーティング層１１の損傷としては、焼損、剥離、摩耗等が挙げられる。
【００４４】
［第一実施形態］
次に、本発明の第一実施形態に係るコーティング層監視システムの構成について説明する。図９は、第一実施形態に係るコーティング層監視システム２０を示す模式図である。
尚、コーティング層監視システム２０以外の構成は、図１に示す第一参考例と同じであるため、同じ符号を用いて説明を省略する。
【００４５】
コーティング層監視システム２０は、図２に示す第一参考例のコーティング層監視システム１０と比較すると、タービン動翼４３を被覆して形成される遮熱コーティング層２１の構成、及びタービン動翼４３からの蛍光Ｋを検知する分光計２３の構成、及び光源２２の構成が異なっている。それ以外の構成は、第一参考例のコーティング層監視システム１０と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００４６】
（遮熱コーティング層）
図１０は、タービン動翼４３の表面付近を示す概略断面図である。前記遮熱コーティング層２１は、タービン動翼４３の表面を被覆して形成されるアンダーコート部２４と、このアンダーコート部２４の表面を被覆して形成される蛍光発生部２５とを備えている。このうち、アンダーコート部２４は、第一参考例のアンダーコート部１１１と同じ構成であるため、その説明を省略する。一方、蛍光発生部２５は、最下層である第一蛍光発生部２５１と、中間層である第二蛍光発生部２５２と、最上層である第三蛍光発生部２５３とを有している。尚、アンダーコート部２４と第一蛍光発生部２５１との間に、第一参考例と同様にトップコート部１１２を形成してもよい。また、本実施形態では蛍光発生部２５を三層の積層構造としているが、その層数は任意に変更が可能である。
【００４７】
第一蛍光発生部２５１は、第一参考例の蛍光発生部１１３と同様に、高温の作動流体の熱を遮熱する役割と、遮熱コーティング層２１が損傷したことを検出する役割の両方を果たすものである。この第一蛍光発生部２５１は、トップコート部１１２に希土類を含有させたものであって、第三の波長の励起光Ｒ３が照射されると、それより長い第四の波長の蛍光Ｋ４を発する。尚、第三の波長は本発明に係る第一の波長に相当し、第四の波長は本発明に係る第二の波長に相当する。
【００４８】
ここで、図１１は、蛍光発生部２５に励起光Ｒを照射してからの経過時間と、発生する蛍光Ｋの強度の割合（取り得る最高値に対する比率）との関係を示すグラフである。図１１に実線で示すように、時刻ｔ０に励起光Ｒが照射されると、内部の希土類が励起されることにより、第一蛍光発生部２５１から蛍光Ｋ４が発生する。そして、この蛍光Ｋ４は、時刻ｔ０から時間の経過とともにその強度の割合が上昇し、時刻ｔ１に強度の割合が最高値となる。その後、この蛍光Ｋ４の強度の割合は、最高値を維持し、時刻ｔ４に励起光Ｒの照射をやめると降下し始め、時刻ｔ５に励起光Ｒの照射開始前の状態へと戻る。また、第一蛍光発生部２５１は、いわゆる多孔質部材であって、複数の孔部を通して光を透過可能である。
【００４９】
第二蛍光発生部２５２も、第一参考例の蛍光発生部１１３と同様の役割を果たすものである。この第二蛍光発生部２５２は、第一蛍光発生部２５１とは異なる種類の希土類をトップコート部１１２に含有させたものである。この第二蛍光発生部２５２は、第五の波長の励起光Ｒ５が照射されると、それより長い第六の波長の蛍光Ｋ６を発する。尚、第五の波長は本発明に係る第一の波長に相当し、第六の波長は本発明に係る第二の波長に相当する。ここで、図１１に二点鎖線で示すように、時刻ｔ０に励起光Ｒが照射されると、内部の希土類が励起されることにより、第二蛍光発生部２５２から蛍光Ｋ６が発生する。そして、この蛍光Ｋ６は、時刻ｔ０から時間の経過ととともにその強度の割合が上昇し、時刻ｔ２に強度の割合が最高値となる。その後、この蛍光Ｋ６の強度の割合は、最高値を維持し、時刻ｔ４に励起光Ｒの照射をやめると降下し始め、時刻ｔ６に励起光Ｒの照射開始前の状態へと戻る。また、第二蛍光発生部２５２も、第一蛍光発生部２５１と同様に多孔質部材であって、複数の孔部を通して光を透過可能である。
【００５０】
第三蛍光発生部２５３も、第一参考例の蛍光発生部１１３と同様の役割を果たすものである。この第三蛍光発生部２５３は、第一蛍光発生部２５１及び第二蛍光発生部２５２とは異なる種類の希土類をトップコート部１１２に含有させたものである。この第三蛍光発生部２５３は、第七の波長の励起光Ｒ７が照射されると、それより長い第八の波長の蛍光Ｋ８を発する。尚、第七の波長は本発明に係る第一の波長に相当し、第八の波長は本発明に係る第二の波長に相当する。ここで、図１１に破線で示すように、時刻ｔ０に励起光Ｒが照射されると、内部の希土類が励起されることにより、第三蛍光発生部２５３から蛍光Ｋ８が発生する。そして、この蛍光Ｋ８は、時刻ｔ０から時間の経過とともにその強度の割合が上昇し、時刻ｔ３に強度の割合が最高値となる。その後、この蛍光Ｋ８の強度の割合は、最高値を維持し、時刻ｔ４に励起光Ｒの照射をやめると降下し始め、時刻ｔ７に励起光Ｒの照射開始前の状態へと戻る。また、第三蛍光発生部２５３も、第一蛍光発生部２５１と同様に多孔質部材であって、複数の孔部を通して光を透過可能である。
【００５１】
尚、第一蛍光発生部２５１、第二蛍光発生部２５２、及び第三蛍光発生部２５３について、励起光Ｒを照射してからの経過時間と発生する蛍光Ｋの強度の割合との関係は、図１１に示した関係に限定されるものではない。例えば、蛍光Ｋが発生する時刻がそれぞれ異なっていてもよい。また、強度の割合が最高値になる時刻の先後が逆になってもよい。また、強度の割合の最高値がそれぞれ異なっていてもよい。
【００５２】
（分光計）
分光計２３は、図９に示すように、ロータ５の回転方向に沿って最も後方側すなわち光源２２の側に位置する第一分光計２３１と、その前方側に位置する第二分光計２３２と、更にその前方側に位置する第三分光計２３３とを備えている。このうち、第一分光計２３１は、第一蛍光発生部２５１で発生する蛍光Ｋ（Ｋ４）を検知するものである。また、第二分光計２３２は、第二蛍光発生部２５２で発生する蛍光Ｋ（Ｋ６）を検知するものである。また、第三分光計２３３は、第三蛍光発生部２５３で発生する蛍光Ｋ（Ｋ８）を検知するものである。そして、これら第一分光計２３１、第二分光計２３２、及び第三分光計２３３は、Ａ／Ｄ変換器１４に対してそれぞれ電気的に接続され、蛍光Ｋを検知すると、Ａ／Ｄ変換器１４に対してそれぞれ検知信号を出力する。
【００５３】
（光源）
光源２２は、第一参考例の光源１２と比較すると、波長の異なる複数の励起光Ｒをタービン動翼４３に照射する点で異なっている。具体的には、光源２２は、図に詳細は示さないが、第一蛍光発生部２５１を励起するための第三の波長の励起光Ｒ３、第二蛍光発生部２５２を励起するための第五の波長の励起光Ｒ５、及び第三蛍光発生部２５３を励起するための第七の波長の励起光Ｒ７を常時照射している。尚、それ以外の構成については第一参考例の光源１２と同じであるため、ここでは説明を省略する。また、光源２２が照射する励起光Ｒの数は三種類に限られず、励起すべき蛍光発生部２５の数に応じて任意に変更が可能である。
【００５４】
（作用効果）
次に、本発明の第一実施形態に係るコーティング層監視システム２０の作用効果について説明する。まず、図９に示すように、光源２２がタービン動翼４３に向かって励起光Ｒを照射する。ここで、この励起光Ｒには、前述のように第三の波長の励起光Ｒ３、第五の波長の励起光Ｒ５、及び第七の波長の励起光Ｒ７が含まれている。従って、図１０に示すように、第七の波長の励起光Ｒ７が第三蛍光発生部２５３を励起することにより、第八の波長の蛍光Ｋ８が発生する。
【００５５】
また、前述のように第二蛍光発生部２５２と第三蛍光発生部２５３は共に多孔質部材であって、光を透過可能である。従って、図１０に示すように、励起光Ｒは、その一部が第三蛍光発生部２５３を透過して第二蛍光発生部２５２に到達する。そして、到達した励起光Ｒのうち第五の波長の励起光Ｒ５が第二蛍光発生部２５２を励起することにより、第六の波長の蛍光Ｋ６が発生する。この第六の波長の蛍光Ｋ６は、第三蛍光発生部２５３を透過して、遮熱コーティング層２１の外部へ射出する。
【００５６】
更に、図１０に示すように、励起光Ｒは、その一部が第三蛍光発生部２５３及び第二蛍光発生部２５２をそれぞれ透過して第一蛍光発生部２５１に到達する。そして、到達した励起光Ｒのうち第三の波長の励起光Ｒ３が第一蛍光発生部２５１を励起することにより、第四の波長の蛍光Ｋ４が発生する。この第四の波長の蛍光Ｋ４は、第二蛍光発生部２５２及び第三蛍光発生部２５３をそれぞれ透過して、遮熱コーティング層２１の外部へ射出する。
【００５７】
そして、図１１に示すように、時刻ｔ０に第一蛍光発生部２５１で発生した第四の波長の蛍光Ｋ４は、時刻ｔ１にその強度の割合が最高値となる。また、時刻ｔ０に第二蛍光発生部２５２で発生した第六の波長の蛍光Ｋ６は、時刻ｔ２にその強度の割合が最高値となる。更に、時刻ｔ０に第三蛍光発生部２５３で発生した第八の波長の蛍光Ｋ８は、時刻ｔ３にその強度の割合が最高値となる。
【００５８】
ここで、図１２は、コーティング正常時におけるコーティング層監視システム２０の動作説明図である。本実施形態では、ロータ５の回転速度と、図１１に示す時間（ｔ１−ｔ０）とに基づいて、ロータ５の周方向に沿った光源２２と第一分光計２３１との離間距離を決定している。従って、コーティング正常時には、図１２（ａ）に示すように、第一蛍光発生部２５１から発生する第四の波長の蛍光Ｋ４が時刻ｔ１に最高の強度の割合となった時に、第一分光計２３１が第四の波長の蛍光Ｋ４を検出する。そして、第一分光計２３１が、Ａ／Ｄ変換器１４に対して検知信号を出力する。
【００５９】
また、本実施形態では、ロータ５の回転速度と、図１１に示す時間（ｔ２−ｔ０）とに基づいて、ロータ５の周方向に沿った光源２２と第二分光計２３２との離間距離を決定している。従って、コーティング正常時には、図１２（ｂ）に示すように、第二蛍光発生部２５２から発生する第六の波長の蛍光Ｋ６が時刻ｔ２に最高の強度の割合となった時に、第二分光計２３２が第六の波長の蛍光Ｋ６を検出する。そして、第二分光計２３２が、Ａ／Ｄ変換器１４に対して検知信号を出力する。
【００６０】
また、本実施形態では、ロータ５の回転速度と、図１１に示す時間（ｔ３−ｔ０）とに基づいて、ロータ５の周方向に沿った光源２２と第三分光計２３３との離間距離を決定している。従って、コーティング正常時には、図１２（ｃ）に示すように、第三蛍光発生部２５３から発生する第八の波長の蛍光Ｋ８が時刻ｔ３に最高の強度の割合となった時に、第三分光計２３３が第八の波長の蛍光Ｋ８を検出する。そして、第三分光計２３３が、Ａ／Ｄ変換器１４に対して検知信号を出力する。
【００６１】
尚、本実施形態では上述の通り、第四の波長の蛍光Ｋ４、第六の波長の蛍光Ｋ６、及び第八の波長の蛍光Ｋ８が最高の強度の割合となった時に検出されるよう、第一分光計２３１、第二分光計２３２、及び第三分光計２３３の設置位置をそれぞれ決定した。しかし、必ずしも蛍光Ｋが最高の強度の割合となった時に検出する必要はなく、例えば第四の波長の蛍光Ｋ４が最高の強度の割合となる前に、すなわち図１１に示す時刻ｔ１より若干前に第四の波長の蛍光Ｋ４を検出するように、第一分光計２３１の設置位置を決定してもよい。しかし、本実施形態のように第四の波長の蛍光Ｋ４、第六の波長の蛍光Ｋ６、及び第八の波長の蛍光Ｋ８が最高の強度の割合となった時に検出した方が、より確実に検出することができるという利点がある。
【００６２】
図１３は、コーティング正常時にＡ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形を示すグラフであって、横軸が波長を縦軸が強度をそれぞれ示している。本実施形態におけるコーティング正常時には、波長が３００ｎｍの付近に第一突出部Ｐ１が、略４００ｎｍの付近に第二突出部Ｐ２が、５００ｎｍの付近に第三突出部Ｐ３が、波長が６００ｎｍの付近に第四突出部Ｐ４が、波長が７００ｎｍの付近に第五突出部Ｐ５が、波長が８００ｎｍの付近に第六突出部Ｐ６がそれぞれ出現する。すなわち、第一分光計２３１により、波長が略８００ｎｍの蛍光Ｋと波長が略７００ｎｍの蛍光Ｋとがそれぞれ検出される。また、第二分光計２３２により、波長が略６００ｎｍの蛍光Ｋと波長が略５００ｎｍの蛍光Ｋとがそれぞれ検出される。更に、第三分光計２３３により、波長が略４００ｎｍの蛍光Ｋと波長が略３００ｎｍの蛍光Ｋとがそれぞれ検出される。そして、ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図１３の波形を目視することにより、遮熱コーティング層２１に損傷がないことを確認することができる。尚、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形は、図１３に示した波形に限定されるものではない。
【００６３】
一方、図１４は、コーティング損傷時におけるタービン動翼４３の表面付近を示す概略断面図である。遮熱コーティング層２１を構成する蛍光発生部２５のうち、例えば第二蛍光発生部２５２と第三蛍光発生部２５３に損傷が生じると、当該損傷箇所ではその下の第一蛍光発生部２５１が露呈する。そうすると、光源２２が照射する励起光Ｒは、蛍光発生部２５が損傷した箇所では第一蛍光発生部２５１に照射する。これにより、励起光Ｒに含まれる第三の波長の励起光Ｒ３が第一蛍光発生部２５１を励起することにより、第四の波長の蛍光Ｋ４が発生する。従って、図１２に示す第一分光計２３１により、波長が略８００ｎｍの蛍光Ｋと波長が略７００ｎｍの蛍光Ｋとがそれぞれ検出される。一方、当該損傷箇所では第二蛍光発生部２５２と第三蛍光発生部２５３からは蛍光Ｋが発生しない。従って、第二分光計２３２及び第三分光計２３３によって蛍光Ｋは検出されない。これにより、図１５に示すように、Ａ／Ｄ変換器１４では、図１３に示す第五突出部Ｐ５と第六突出部Ｐ６だけが出現するが、残余の第一突出部Ｐ１から第四突出部Ｐ４は出現することなく平坦な波形が表示される。ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図１５の波形を目視することにより、遮熱コーティング層２１を構成する蛍光発生部２５のうち、第二蛍光発生部２５２と第三蛍光発生部２５３に損傷が生じたことを確実に検知することができる。尚、コーティング損傷時にＡ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形は、図１５の形状に限定されず、遮熱コーティング層２１に生じた損傷の態様に応じて適宜変化する。
【００６４】
［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係るコーティング層監視システムの構成について説明する。図１６は、第二実施形態に係るコーティング層監視システム３０を示す模式図である。尚、コーティング層監視システム３０以外の構成は、図１に示す第一参考例と同じであるため、同じ符号を用いて説明を省略する。
【００６５】
コーティング層監視システム３０は、図９に示す第一実施形態のコーティング層監視システム２０と比較すると、タービン動翼４３からの蛍光Ｋを検知する分光計３３の構成だけが異なっている。それ以外の構成は、第一実施形態と同じであるため、図９と同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００６６】
（分光計）
分光計３３は、図１０に示す第一蛍光発生部２５１で発生する第四の波長の蛍光Ｋ４、第二蛍光発生部２５２で発生する第六の波長の蛍光Ｋ６、及び第三蛍光発生部２５３で発生する第八の波長の蛍光Ｋ８の全てを検知するものである。この分光計３３は、Ａ／Ｄ変換器１４に対してそれぞれ電気的に接続されている。そして、第四の波長の蛍光Ｋ４、第六の波長の蛍光Ｋ６、及び第八の波長の蛍光Ｋ８のいずれかを検知すると、分光計３３はそれに応じた検知信号をＡ／Ｄ変換器１４に対して出力する。
【００６７】
本実施形態では、ロータ５の回転速度と、図１１に示す時間（ｔ３−ｔ０）と時間（ｔ４−ｔ０）とに基づいて、ロータ５の周方向に沿った光源２２と分光計３３との離間距離を決定している。すなわち、図１１に実線で示す第四の波長の蛍光Ｋ４、二点鎖線で示す第六の波長の蛍光Ｋ６、及び破線で示す第八の波長の蛍光Ｋ８は、いずれも時刻ｔ３から時刻ｔ４までの区間で最高の強度の割合となる。従って、この区間で第四の波長の蛍光Ｋ４、第六の波長の蛍光Ｋ６、及び第八の波長の蛍光Ｋ８を全て検出するように、分光計３３の位置を決定している。
【００６８】
（作用効果）
次に、本発明の第二実施形態に係るコーティング層監視システム３０の作用効果について説明する。まず、図１６に示すように、光源２２がタービン動翼４３に向かって励起光Ｒを照射する。ここで、この励起光Ｒには、第一実施形態と同様に、第三の波長の励起光Ｒ３、第五の波長の励起光Ｒ５、及び第七の波長の励起光Ｒ７が含まれている。従って、図１０に示すように、第七の波長の励起光Ｒ７が第三蛍光発生部２５３を励起することにより、第八の波長の蛍光Ｋ８が発生する。また、第五の波長の励起光Ｒ５が第二蛍光発生部２５２を励起することにより、第六の波長の蛍光Ｋ６が発生する。更に、第三の波長の励起光Ｒ３が第一蛍光発生部２５１を励起することにより、第四の波長の蛍光Ｋ４が発生する。
【００６９】
ここで、図１７は、コーティング正常時におけるコーティング層監視システム３０の動作説明図である。本実施形態では、分光計３３の設置位置を前述のように決定しているため、分光計３３によって第四の波長の蛍光Ｋ４、第六の波長の蛍光Ｋ６、及び第八の波長の蛍光Ｋ８の全てが、いずれも最高の強度で検出される。尚、コーティング正常時及びコーティング損傷時にＡ／Ｄ変換器１４で表示される蛍光Ｋの波形は、第一実施形態と同じである。本実施形態によれば、第一実施形態と比較して、分光計３３の構成を簡略化する。
【００７０】
［第二参考例］
次に、本発明の第二参考例に係るコーティング層監視システムの構成について説明する。本参考例のコーティング層監視システムは、第一実施形態のコーティング層監視システム２０と比較すると、タービン動翼４３を被覆して形成される遮熱コーティング層の構成だけが異なっている。それ以外の構成は、第一実施形態のコーティング層監視システム２０と同じであるため、同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。
【００７１】
（遮熱コーティング層）
図１８は、コーティング正常時におけるタービン動翼４３の表面付近を示す概略断面図である。遮熱コーティング層４４は、タービン動翼４３の表面を被覆して形成されるアンダーコート部４５と、このアンダーコート部４５の表面を被覆して形成される蛍光発生部４６とを備えている。このうち、アンダーコート部４５は、第一参考例のアンダーコート部１１１と同じ構成であるため、その説明を省略する。一方、蛍光発生部４６は、第一実施形態と同様に、最下層である第一蛍光発生部４６１と、中間層である第二蛍光発生部４６２と、最上層である第三蛍光発生部４６３とを有している。尚、本参考例では蛍光発生部４６を三層構造としているが、その層数は任意に変更が可能である。
【００７２】
第一蛍光発生部４６１は、金属等からなるコーティングに希土類を含有させたものであって、光を透過不能である。この第一蛍光発生部４６１は、第一実施形態と同様に、第三の波長の励起光Ｒ３が照射されると、それより長い第四の波長の蛍光Ｋ４を発する。
【００７３】
第二蛍光発生部４６２は、金属等からなるコーティングに対して第一蛍光発生部４６１とは異なる種類の希土類を含有させたものであって、光を透過不能である。この第二蛍光発生部４６２は、第一実施形態と同様に、第五の波長の励起光Ｒ５が照射されると、それより長い第六の波長の蛍光Ｋ６を発する。
【００７４】
第三蛍光発生部４６３は、金属等からなるコーティングに対し、第一蛍光発生部４６１及び第二蛍光発生部４６２とは異なる種類の希土類を含有させたものであって、光を透過不能である。この第三蛍光発生部４６３は、第一実施形態と同様に、第七の波長の励起光Ｒ７が照射されると、それより長い第八の波長の蛍光Ｋ８を発する。
【００７５】
（作用効果）
次に、本発明の第二参考例に係るコーティング層監視システム４０の作用効果について説明する。まず、図９に示すように、光源２２がタービン動翼４３に向かって励起光Ｒを照射する。ここで、この励起光Ｒには、第一実施形態で説明したように、第三の波長の励起光Ｒ３、第五の波長の励起光Ｒ５、及び第七の波長の励起光Ｒ７が含まれている。従って、図１８に示すように、第七の波長の励起光Ｒ７が第三蛍光発生部４６３を励起することにより、第八の波長の蛍光Ｋ８が発生する。尚、前述のように第三蛍光発生部４６３は光を透過不能であるため、励起光Ｒは第二蛍光発生部４６２及び第一蛍光発生部４６１には到達しない。
【００７６】
図１９は、コーティング正常時にＡ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形を示すグラフであって、横軸が波長を縦軸が強度をそれぞれ示している。本参考例におけるコーティング正常時には、波長が３００ｎｍの付近に第一突出部Ｐ１が、略４００ｎｍの付近に第二突出部Ｐ２がそれぞれ出現する。すなわち、図９に示す第三分光計２３３により、波長が略４００ｎｍの蛍光Ｋと波長が略３００ｎｍの蛍光Ｋとがそれぞれ検出される。一方、第一分光計２３１及び第二分光計２３２によって蛍光Ｋは検出されない。そして、ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図１９の波形を目視することにより、遮熱コーティング層４４に損傷がないことを確認することができる。尚、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形は、図１９に示した波形に限定されるものではない。
【００７７】
一方、図に詳細は示さないが、遮熱コーティング層４４を構成する蛍光発生部４６のうち、例えば第三蛍光発生部４６３に損傷が生じると、当該損傷箇所ではその下の第二蛍光発生部４６２が露呈する。そうすると、光源２２が照射する励起光Ｒは、蛍光発生部４６が損傷した箇所では第二蛍光発生部４６２に照射する。これにより、励起光Ｒに含まれる第五の波長の励起光Ｒ５が第二蛍光発生部４６２を励起することにより、第六の波長の蛍光Ｋ６が発生する。尚、前述のように第二蛍光発生部４６２は光を透過不能であるため、励起光Ｒは第一蛍光発生部４６１には到達しない。
【００７８】
図２０は、コーティング損傷時にＡ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形を示すグラフであって、横軸が波長を縦軸が強度をそれぞれ示している。本参考例におけるコーティング損傷時には、波長が５００ｎｍの付近に第三突出部Ｐ３が、略６００ｎｍの付近に第四突出部Ｐ４がそれぞれ出現する。すなわち、図９に示す第二分光計２３２により、波長が略５００ｎｍの蛍光Ｋと波長が略６００ｎｍの蛍光Ｋとがそれぞれ検出される。一方、第一分光計２３１及び第三分光計２３３によって蛍光Ｋは検出されない。そして、ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図２０の波形を目視することにより、遮熱コーティング層４４を構成する蛍光発生部４６のうち、第三蛍光発生部４６３に損傷が生じたことを確実に検知することができる。尚、コーティング損傷時にＡ／Ｄ変換器１４に表示される蛍光Ｋの波形は、図２０の形状に限定されず、遮熱コーティング層４４に生じた損傷の態様に応じて適宜変化する。
【００７９】
［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係るコーティング層監視システムの構成について説明する。本実施形態のコーティング層監視システムは、エンジン等を構成するピストンロッド（被測定物）の表面に形成されたコーティング層に損傷が生じたことを検知するものである。
【００８０】
図２１は、第三実施形態に係るコーティング層監視システム５０を示す模式図である。また、図２２は、ピストンロッドの表面付近を示す概略断面図である。コーティング層監視システム５０は、シリンダー５１に挿入されて往復動するピストンロッド５２の表面に形成されたコーティング層５３と、シリンダー５１から離間して設けられた光源１２と、ピストンロッド５２の没入方向（移動方向）に向かって光源１２の前方側に設けられた分光計１３（受光部）と、分光計１３に対して電気的に接続されたＡ／Ｄ変換器１４とを備えるものである。尚、光源１２、分光計１３、及びＡ／Ｄ変換器１４は、第一参考例と同じ構成であるため、図２と同じ符号を用い、ここでは説明を省略する。また、没入方向とは逆の向きを本発明に係る移動方向とし、その方向に向かって光源１２の前方側に分光計１３を設けてもよい。
【００８１】
（コーティング層）
コーティング層５３は、摩擦や熱等からピストンロッド５２を保護する役割を果たすものである。このコーティング層５３は、ピストンロッド５２の表面を被覆して形成されるアンダーコート部５３１と、アンダーコート部５３１の表面を被覆して形成される蛍光発生部５３２とを有している。尚、アンダーコート部５３１及び蛍光発生部５３２が果たす役割やその材料は、第一参考例と同じであるため、ここでは説明を省略する。また、本発明においてアンダーコート部５３１は必須の構成ではなく、ピストンロッド５２の表面を被覆して蛍光発生部５３２を形成してもよい。
【００８２】
（作用効果）
次に、本発明の第三実施形態に係るコーティング層監視システム５０の作用効果について説明する。まず、図２１に示す光源１２からピストンロッド５２に向かって第一の波長の励起光Ｒ１が照射される。そうすると、コーティング正常時には、蛍光発生部５３２に含有される希土類が励起されることにより、蛍光発生部５３２で第二の波長の蛍光Ｋ２が発生する。そして、この蛍光Ｋは、図４に示す時刻ｔ０から時間Ｔだけ経過後の時刻ｔ１に、その強度が最高値となる。
【００８３】
本実施形態では、ピストンロッド５２の往復動速度と前記時間Ｔとに基づいて、光源１２と分光計１３との離間距離を決定している。従って、コーティング正常時には、蛍光発生部５３２から発生する蛍光Ｋが最高の強度になった時に、分光計１３が第二の波長の蛍光Ｋ２を検出する。そして、分光計１３は、Ａ／Ｄ変換器１４に対して検知信号を出力する。そして、ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図６の波形を目視することにより、コーティング層５３に損傷がないことを確認することができる。
【００８４】
一方、図２３は、コーティング損傷時におけるピストンロッド５２の表面付近を示す概略断面図である。コーティング層５３を構成する蛍光発生部５３２に損傷が生じると、当該損傷箇所ではその下のアンダーコート部５３１が露呈する。そうすると、光源１２が照射する第一の波長の励起光Ｒ１は、蛍光発生部５３２が損傷した箇所ではアンダーコート部５３１に照射するため、蛍光Ｋは発生せず、分光計１３によって蛍光Ｋは検出されない。そして、ユーザは、Ａ／Ｄ変換器１４に表示される図８の波形を目視することにより、コーティング層５３に損傷が生じたことを確認することができる。このようにユーザは、エンジン等の運転中であっても、ピストンロッド５２を被覆して形成されたコーティング層５３に損傷が生じたことを確実に検知することができる。
【００８５】
尚、本発明に係る被測定物としては、タービン動翼４３やピストンロッド５２に限定されず、熱や摩擦等から母材を保護するためにその表面にコーティング層が形成される任意の部材を適用することができる。
【００８６】
尚、上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ、或いは動作手順等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１  ガスタービン
２  圧縮機
３  燃焼器
４  タービン
４１  タービンケーシング
４２  タービン静翼
４３  タービン動翼
５  ロータ
１０  コーティング層監視システム
１１  遮熱コーティング層
１１１  アンダーコート部
１１２  トップコート部
１１３  蛍光発生部
１２  光源
１３  分光計
１４  Ａ／Ｄ変換器
２０  コーティング層監視システム
２１  遮熱コーティング層
２２  光源
２３  分光計
２３１  第一分光計
２３２  第二分光計
２３３  第三分光計
２４  アンダーコート部
２５  蛍光発生部
２５１  第一蛍光発生部
２５２  第二蛍光発生部
２５３  第三蛍光発生部
３０  コーティング層監視システム
３３  分光計
４０  コーティング層監視システム
４４  遮熱コーティング層
４５  アンダーコート部
４６  蛍光発生部
４６１  第一蛍光発生部
４６２  第二蛍光発生部
４６３  第三蛍光発生部
５０  コーティング層監視システム
５１  シリンダー
５２  ピストンロッド
５３  コーティング層
５３１  アンダーコート部
５３２  蛍光発生部
７０  母材
７１  コーティング層
７１１  セラミックス層
７１２  ボンドコート層
Ｆ  流通方向
Ｋ  蛍光
Ｋ２  第二の波長の蛍光
Ｋ４  第四の波長の蛍光
Ｋ６  第六の波長の蛍光
Ｋ８  第八の波長の蛍光
Ｐ１  第一突出部
Ｐ２  第二突出部
Ｐ３  第三突出部
Ｐ４  第四突出部
Ｐ５  第五突出部
Ｐ６  第六突出部
Ｒ  励起光
Ｒ１  第一の波長の励起光
Ｒ３  第三の波長の励起光
Ｒ５  第五の波長の励起光
Ｒ７  第七の波長の励起光
Ｓ  作動流体
ｔ０  時刻
ｔ１  時刻
ｔ２  時刻
ｔ３  時刻
ｔ４  時刻
ｔ５  時刻
ｔ６  時刻
ｔ７  時刻
Ｔ  時間
【図１】
0005766622.tif 000002
【図２】
0005766622.tif 000003
【図３】
0005766622.tif 000004
【図４】
0005766622.tif 000005
【図５】
0005766622.tif 000006
【図６】
0005766622.tif 000007
【図７】
0005766622.tif 000008
【図８】
0005766622.tif 000009
【図９】
0005766622.tif 000010
【図１０】
0005766622.tif 000011
【図１１】
0005766622.tif 000012
【図１２】
0005766622.tif 000013
【図１３】
0005766622.tif 000014
【図１４】
0005766622.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
0005766622.tif 000017
【図１７】
0005766622.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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