(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシング（１）と、ケーシング（１）内で回転可動なインペラ（２）であって、ケーシング（１）に対向する先端（２１）を有する少なくとも１つのベーン（２０）を備えるインペラ（２）とを備えるタービンエンジン用アセンブリ（Ｅ）であって、先端（２１）は磁石（３）を備えること、およびケーシング（１）は、対向する先端（２１）の磁石（３）によって誘導される電圧信号であり、インペラ（２）が回転した時にベーン（２０）の先端（２１）が受ける振動を表す電圧信号を端子間で生成するのに適した導電体（４）を備え、導電体（４）は、
２つの対向する端部を有する中心部（４０）、および
導電体（４）の端子を形成する２つの枝部（４４、４４’）であり、中心部（４０）の各端部（４２もしくは４２’）からそれぞれ伸びる２つの枝部（４４、４４’）を備え、
中心部は、一方の端部から他方の端部までの全長にわたってインペラ（２）の回転軸（ｚ）を中心とした磁石（３）の磁路面内に延在することを特徴とするアセンブリ（Ｅ）。
【請求項２】
中心部（４０）が、インペラ（２）の回転軸（ｚ）を中心とした異なる角度位置に位置する２つの端部（４２、４２’）を備える、請求項１に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項３】
中心部（４０）が、インペラ（２）の回転軸（ｚ）を中心として３６０°未満の範囲にわたって延在する、請求項１または請求項２に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項４】
中心部（４０）が、インペラ（２）のの回転軸（ｚ）を中心とした円形である、請求項２または請求項３に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項５】
導電体（４）がさらに、導電体（４）の端子を形成する２つの枝部（４４、４４’）であって、中心部（４０）のそれぞれの端部（４２、４２’）からインペラ（２）の回転軸（ｚ）に対して半径方向外側に向かって伸びる枝部（４４、４４’）を備え、中心部（４０）および２つの枝部（４４、４４’）は、同一平面上に位置する、請求項２〜請求項４のうちの一項に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項６】
磁石（３）が、インペラ（２）の回転軸（ｚ）に対して半径方向の向きを有する磁場（Ｂ）を放射するように適合される、請求項１〜請求項５のうちの一項に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項７】
導電体（４）の端子に接続される電圧増幅器（５）をさらに備える、請求項１〜請求項６のうちの一項に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項８】
導電体（４）が、インペラ（２）に対向するケーシング（１）の内側面（１０）に配置される磨耗可能な皮膜に少なくとも部分的に埋め込まれ、磨耗可能な皮膜は、常磁性材料製もしくは反磁性材料製である、請求項１〜請求項７のうちの一項に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項９】
電圧信号にフーリエ変換を適用して、ベーン（２０）の振動の周波数を表すスペクトルを生成するように適合された測定装置（６）をさらに備える、請求項１〜請求項８のうちの一項に記載のアセンブリ（Ｅ）。
【請求項１０】
請求項１〜請求項９のうちの一項に記載のタービンエンジン用アセンブリ（Ｅ）のベーン（２０）の振動を特性化する特徴付け方法であって、
−ケーシング（１）内でインペラ（２）を回転させるステップ（１０１）と、
−導電体（４）の端子で、ケーシング（１）に対向するベーン（２０）の先端（２１）に含まれる磁石（３）によって誘導される電圧信号を測定するステップ（１０３）と、
−測定電圧からベーン（２０）の先端（２１）が受ける振動を表す情報を決定するステップ（１０４）と、
を含む、特徴付け方法。
【請求項１１】
ベーン（２０）の少なくとも１回の回転に対して連続して行われる電圧の測定ステップ（１０３）は、電圧時間信号を提供し、決定ステップ（１０４）は、ベーン（２０）の振動の周波数を表すスペクトルへの前記時間信号のフーリエ変換を含む、請求項１０に記載の特徴付け方法。
【請求項１２】
測定ステップ（１０３）の前に実行される磁石（３）によって誘導される電圧の増幅ステップ（１０２）をさらに含む、請求項１０または請求項１１に記載の特徴付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転可動ブレードの分野に関する。
【０００２】
特に、本発明は、該ブレードが回転される時に受ける振動の特徴付けの分野に関する。
【背景技術】
【０００３】
インペラは、複数のブレードもしくはベーンを備えたハブである。タービンエンジンの設計および認可の際に、ケーシング内の回転可動インペラが該タービンエンジンの原動機の動作領域で励振されやすい適切な周波数を有するのか否かを検証する必要がある。
【０００４】
さらに、この動作領域において特定される関連振動制限のレベルを定量化する必要ある。
【０００５】
ブレードが動作時に受ける振動を特徴付けする第１の周知の技術は、インペラに貼りつけられた変形ゲージを使用することから成る。周波数領域内でブレードを特徴付けして、材料の表面の微小変形を測定することで材料内の拘束値を計算することができる。
【０００６】
しかし、この第１の技術は、多くの不利点を含む。
【０００７】
第一に、ベーンに貼りつけられたゲージは、特に、計測が高圧タービンで行われる際に、非常に高い温度を伴う可能性のある大きな遠心力（約１００，０００ｇ）を受ける。その結果、ゲージの寿命は制限される。
【０００８】
第二に、ゲージの配置には、（特に、ゲージが配置されるセメントの焼成のための）実質的なノウハウ、詳細点および時間が必要である。
【０００９】
第三に、可動インペラに埋め込まれたゲージからの信号を固定マーカーに移行させる必要がある。そのためには、原動機軸上の接続線を回転コレクタにつなぐ必要がある。接続線の長さやコレクタの回転接続は別として、ノイズの測定、原動機に回転コレクタを組み込むための予備調査は、長い時間がかかりコスト高となる。
【００１０】
上記不利点を解消するために、回転ベーンに対向して、つまり、固定マーカー内に位置決めされるプローブの使用に基づいた第２の技術が提案されている。
【００１１】
この第２の技術により、ベーンの２つの振動状態（振動がある状態もしくは振動がない状態）に対して光プローブの前の時間経過広がりの測定が可能になる。この「チップタイミング」と呼ばれる測定方法は、ベーン先端における交互のシフトの振幅を再計算するものである。モードの形態を知ることで、ベーンの先端部におけるシフトのレベルがベーンの拘束レベルに関連付けられる。
【００１２】
米国特許第３２０８２６９号明細書および米国特許第４７５７７１７号明細書に記載されているこの「チップタイミング」の方法は、特に、ジグザグ形状で、ベーンの回転軸の周囲に配置される導電体を使用する。
【００１３】
しかし、この第２の技術は、測定される振動の周波数情報を生成するものではない。使用される導電体のジグザグ形状であるために、実際には、どのベーンモードが励振されるのかを認識せずに、この第２の技術によりベーン先端における全体的なシフトレベルのみが確認できる。振動を監視するために、この制限は大きな不利益をもたらす可能性がある。
【００１４】
さらに、「チップタイミング」プロセスでは、記録されたシフトのレベルに関与する励振の次数を確認できないという曖昧さが生じる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第３２０８２６９号明細書
【特許文献２】米国特許第４７５７７１７号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の目的は、ベーンが回転時に受ける振動の特徴付け、特に、ベーンの振動周波数を表す情報の測定を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
第１の態様によれば、ケーシングと、ケーシング内で回転可動なインペラであって、ケーシングに対向する先端を有する少なくとも１つのベーンを備えるインペラとを備えるタービンエンジン用アセンブリであって、先端は磁石を備えること、およびケーシングは、対向する先端の磁石によって誘導される電圧であり、インペラが回転されている時にベーンの先端が受ける振動を表す電圧を端子間で生成するのに適した導電体を備えることを特徴とするアセンブリが提案される。
【００１８】
第２の態様によれば、第１の態様のタービンエンジン用アセンブリのベーンが受ける振動を特徴付けする特徴付け方法がさらに提案される。該方法は、
−ケーシング内でインペラを回転させるステップと、
−導電体の端子で、ケーシングに対向するベーンの先端に含まれる磁石によって誘導される電圧を測定するステップと、
−測定電圧からベーンの先端が受ける振動を表す情報を決定するステップと、
を含む。
【００１９】
磁石は、磁場を生成する。回転可動インペラがケーシングに対して回転すると、導電体に対する磁場の相対運動（インペラの回転および振動よる運動）は、磁石を備えるベーンの先端に対向して配置されたケーシング内の導電体内に電流を誘導する。この電流は、導電体の端子まで流れる。これらの端子の電圧は、ベーンが受ける振動を特徴付けし、特に、ベーンの適切なモードの周波数を特定する。
【００２０】
第１の態様のタービンエンジン用アセンブリおよび第２の態様の方法は、インペラにおける拘束の直接測定を克服し、ベーンに連結される可動マーカーにおける多くの計装を避けることにより、磁石が取り付けられたベーンの振動を特徴付けする。前置きで説明した先行技術の装置により得られる情報と同等の情報を得るために、この可動マーカーにおける計装は最小限に抑えられ（１つの磁石のみがベーンに組み込まれる）、ケーシングに連結される固定マーカーにおける計装も最小限に抑えられる（ケーシングに導電体を挿入）。
【００２１】
導電体の端子で測定された電圧は、磁路面外側で生成される磁石の振動を表すが、この電圧は、ベーンの回転軸を中心とした回転運動の影響を受けない（したがって、ベーンが全く振動を受けない理想的な状況では、磁石が導電体の中心部の一部に面する場合に導電体の端子の電圧は０になる）。
【００２２】
さらに、導電体の中心部が全長にわたって磁石の磁路面内に延在することにより、周波数領域における分析に使用できる連続信号電圧を経時的に生成することができる。一方、先行技術の方法で使用されるジグザグ状の導電体は、スペクトル分析には適さない断片化およびセグメント化された信号のみを生成する。
【００２３】
第１の態様のアセンブリは、以下の特徴を単独でもしくは技術的に可能な組み合わせを使用することによって完成される。
【００２４】
インペラの回転軸を中心として延在する中心部は、インペラの回転軸を中心とした異なる角度位置に位置する２つの端部を備える。この実施形態では、インペラの回転軸を中心としたベーンの異なる角度位置振動情報が得られ、また、中心部の２つの端部の異なる角度位置により、導電体の端子で行われる連続測定時の時間基準としての機能を果たすことができる「ターンピーク」を形成する不連続性が生成される。
【００２５】
また中心部は、回転軸を中心として３６０°未満の範囲にわたって延在することにより、特に、ケーシング上もしくはケーシング内への導電体の取り付けを容易にすることができる。中心部の長さが短くなるこの実施形態では、導電体で覆われないスペースが中心部の２つの端部間のインペラの回転軸の周囲に残される。このスペースは、「巻き開口部」とも呼ばれる。
【００２６】
中心部および２つの枝部は、同一平面上に位置してよく、各枝部は、それぞれの端部からインペラの回転軸に対して半径方向外側に向かって伸びる。
【００２７】
さらに、磁石は、インペラの回転軸に対して半径方向の向きを有する磁場を放射するように適合されてよい。
【００２８】
通常、導電体の端子の電圧は低い。さらに、電圧増幅器が導電体の端子に接続されて、この増幅器の出力部で測定が行われてよい。
【００２９】
導電体は、インペラに対向するケーシングの内側面に配置される磨耗可能な皮膜に少なくとも部分的に埋め込まれてよく、磨耗可能な皮膜は、常磁性材料製もしくは反磁性材料製である。このように、磁石の磁気の流れはほとんど変化せず、磁石によって生成される全体の磁気の流れが、行われる測定で利用される。
【００３０】
アセンブリはさらに、電圧信号にフーリエ変換を適用して、ベーンの振動の周波数を表すスペクトルを生成するように適合された測定装置を備えてよい。
【００３１】
本発明の他の特徴、目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。以下の説明は、一例に過ぎず、非限定的であり、添付図面を参照しながら考察されなければならない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態のタービンエンジン用アセンブリの第１の部分断面図である。
【図２】図１のアセンブリの第２の部分断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に従ってベーンが受ける振動を特徴付けする方法のステップを示したフローチャートである。
【図４】図１および図２に示されているアセンブリＥの様々な要素に関連付けられたマーカーを示した図である。
【図５】図１および図２に示されているタービンエンジン用アセンブリの要素間の電磁相互作用を示した概略図である。
【図６ａ】図３の方法の実行時に得られる電圧時間信号を示した図である。
【図６ｂ】図３の方法の実行時に得られる電圧時間信号を示した図である。
【図６ｃ】図３の方法の実行時に得られる電圧時間信号を示した図である。
【図７】図６ｃに示されている信号に対応するスペクトルを示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
全ての図面において、同様の要素には同一の参照番号が使用されている。
【００３４】
図１において、タービンエンジン用アセンブリＥは、ケーシング１と、ケーシング１に対して回転可動なインペラ２とを備える。インペラ１は、この場合、ホイールの周囲にわたって配置されたベーン（もしくはブレード）の組によって定義される。
【００３５】
ケーシング１は、インペラ２を収容するスペースを画定する内側面１０を有する。この内側面１０は、例えば、円筒状である。
【００３６】
インペラ２は、回転軸に沿って（図１の面に垂直に）伸びる原動機軸２４に取り付けられる。インペラ２は、シャフト２４を中心としたディスク２２と、複数のベーンとを備える。各ベーンは、ディスク２２から略半径方向に伸びて、各々の先端で終端する。このように、各ベーンの先端は、ケーシング１に対して可動なインペラ２によって占められる角度位置に関係なく、ケーシング１の表面部分に対向している。
【００３７】
インペラのベーン（参照番号２０）の少なくとも１つは、先端２１に磁石３を備える。磁石は、例えば、回転軸に対してベーン先端の最大半径部をすれすれに通ることができる。
【００３８】
磁石３は、ベーン２０に取り付けられ、ベーン２０は、ディスク２２に取り付けられるので、以降では、磁石３の運動はベーン２０の先端２１の運動を表すものとする。
【００３９】
磁石３によって生成される磁場のトポロジは、複数巻きのソレノイドのトポロジと同様である、つまり、磁石３を囲み、Ｎ極からＳ極に向かうトーラスを形成する。磁石３は、インペラ２の回転軸に対して半径方向の向きの磁場を生成するように適合される。
【００４０】
図２では、ケーシング１は、導電体４を備える。
【００４１】
導電体４は、インペラ２の回転軸を中心とした一巻きもしくは一巻きの一部を形成する、いわゆる「中心」部を備える。この中心部４０は、例えば、インペラ２に対向するケーシング１の内側面１０に固定される。
【００４２】
中心部４０は、インペラ２の回転軸を中心とした異なる角度位置に位置する２つの端部４２、４２’を備える。
【００４３】
導電体４はさらに、中心部４０のそれぞれの端部を延長させる２つの枝部４４、４４’を備える。
【００４４】
中心部４０は、好ましくは、インペラ２の回転軸を中心としたケーシング１の全周囲にわたって延在せず、インペラの回転軸を中心とした３６０°未満の角度セクタで形成される円弧を形成する。２つの端部４２、４２’は、中心部４０で覆われないケーシング１の周囲の一部を画定し、この覆われていない部分は、以降、「巻き開口部」として番号４６で示されている。
【００４５】
図示されていない変形形態では、中心部はインペラの回転軸を中心とした１回転を超える範囲に及ぶ。
【００４６】
枝部４４、４４’は、ケーシング１内でインペラ２の回転軸に対して略半径方向外側に向かって伸びる。各枝部４４（４４’）が伸びる各端部４２（４２’）では、各枝部４４（４４’）は、例えば、中心部４０と８０°〜１００°の角度を成し、好ましくは、９０°の角度を成す。
【００４７】
中心部４０は、インペラ２の回転軸を中心としたベーン２０の回転の間、端部４２、４２’間の全長にわたって磁石３の磁路面と同一平面に延在する。
【００４８】
さらに、この中心部４０を延長した枝部４４、４４’もこの同じ磁路面に延在してよい。
【００４９】
インペラ２が、磁石３が中心部４０の一点に対向するような角度位置をとると、中心部４０に対して磁石３によって生成される磁場の相対振動運動が、この点付近の長さＬの中心部４０の一部に電流を誘導し、電流は枝部４４、４４’で形成される端子まで流れる。導電体４の２つの端子間で電圧Ｕ１が生成される。
【００５０】
図２に示されている実施形態では、第１の導電体４の中心部４０は、回転軸の一点を中心とした円の一部を形成し、そのため、磁石３と中心部４０の任意の点との間の空隙は一定の間隔になる。変形形態として、中心部は、円形もしくは円の一部の以外の他の形状を有してもよい。
【００５１】
導電体４の端子は、電圧増幅器５の入力部に接続される。
【００５２】
電圧増幅器５の出力部は、増幅器５によって増幅された電圧時間信号のスペクトル分析実行手段を備えた電圧測定装置６に接続される。
【００５３】
ベーン振動を特徴付ける方法の一般原理
図３は、磁石３を備えるベーン２０が受ける振動を特徴付ける方法のステップを示した図である。
【００５４】
予備ステップ１０１において、インペラ２は、回転軸を中心として回転される。この回転始動は、ベーン２０の振動を発生させやすい。
【００５５】
インペラ２の回転軸を中心としたベーン２０の１回転周期は、ケーシング１に対して可動なインペラ２の角度位置の各範囲にそれぞれ対応する２つの異なる段階、つまり、磁石３が中心部４０の一部に対向する段階と、磁石３が２つの端部４２、４２’間に残された巻き開口部４６に対向する段階とを含む。
【００５６】
磁石３が中心部４０の一部に対向する場合、中心部４０に対して磁石３によって生成される磁場Ｂに対する振動運動は、中心部４０内に電流を発生させ、その電流は枝部４４、４４’で形成される端子まで流れる。導電体４の２つの端子間に電圧Ｕ１が生成される。
【００５７】
通常、この電圧Ｕ１は、非常に低いが、ステップ１０２において、増幅器５によって増幅される。
【００５８】
ステップ１０３において、測定装置６は、増幅器５によって増幅された電圧から、回転軸を中心としたベーン２０の回転周期より長い期間の電圧時間信号を取得する。
【００５９】
ステップ１０４において、測定装置は、取得された電圧時間信号のフーリエ変換の計算を行う。この変換結果は、磁石３が埋め込まれたベーン２０の振動周波数を表すスペクトルとなる。
【００６０】
導電体の中心部４０は、磁石の磁路面に連続して延在するので、磁石が中心部４０に沿って通過する時に得られる時間信号も連続的である。この連続信号は、フーリエ変換の計算後に利用可能な周波数情報を多く含む。
【００６１】
これに対して、「チップタイミング」方法のようなジグザグ状の導電体は、磁石の磁路面内で連続的でない。このジグザグ状導電体によって取得される信号は不連続であり、したがって、フーリエ変換によって得られたスペクトルによって提供される情報を利用することを考えると、この信号のフーリエ変換を行うのに十分なサンプリングができない。
【００６２】
上述の２つの段階における磁石３の電磁作用について、より詳細に説明する。
【００６３】
磁石が中心部に対向する時の磁石の電磁作用
図４を参照すると、固定フレームＲはケーシング１に関連付けられ、可動フレームＲ’は磁石３に関連付けられる。
【００６４】
固定フレームＲは、中心Ｏ、インペラ２の回転軸ｚ、および原動機軸に垂直な面を画定し、磁石３の運動を含む軸ｘ、ｙによって定義される。
【００６５】
可動フレームＲ’は、磁石３の位置を表す中心Ｏ’、軸ｚに平行な軸ｚ’、直線ＯＯ’によって支持される軸ｘ’、およびマーカーＲ’が直交三面体となるような軸によって定義される。可動フレームＲ’は、固定マーカーＲに対して角度θを成す。
【００６６】
一般に、点ＭのフレームＲからフレームＲ’への変化の法則は、以下の関係式で表される。
【００６７】
【数１】
0006590808.tif 000002
【００６８】
図５では、中心部４０の点はＭと見なされる。これを以下のように示すことができる。
【００６９】
【数２】
0006590808.tif 000003
この関係式は、同じように、ベーン２０の先端の磁石３が固定マーカーに固定された中心部４０に対して移動する、または中心部４０が可動マーカーに固定された磁石３に対して移動することを示している。
【００７０】
中心部４０にある電子が固定フレームＲ内で動かないと仮定すると、回転フレームＲ’における見掛け速度は、ベクトル
【００７１】
【数３】
0006590808.tif 000004
になる、すなわち、距離ｒ＋ｅにおける固定マーカー内の回転マーカーの一点が有するであろう速度となる。この場合、ｅは磁石３と中心部４０との間の空隙を示し、ｒは距離ＯＯ’を示す。
【００７２】
この点Ｍが完全に磁石３の軸Ｏ’ｘ’にあると仮定すると、結果として電子に加わるローレンツ力Ｆｌは、図５に示されているような向きになる。
【００７３】
装置は面Ｏ’ｘ’ｚ内にあり、磁場Ｂの成分は成分ｘ’および成分ｚのみと考えることができる。ブレードの半径がｒ、磁石３と点Ｍの回転マーカー内の横座標との間の空隙がｅとすると、回転フレーム内の電子の進行速度は、距離ｒ＋ｅにおける回転マーカー内の固定点が有する速度になる。電動機の電場は、以下のように表される。
【００７４】
【数４】
0006590808.tif 000005
【００７５】
磁石３がベーン２０の振動を受けると、このようにベーン２０の振動運動によって生成された電動機の電場は、以下のようになる。
【００７６】
【数５】
0006590808.tif 000006
この場合、
【００７７】
【数６】
0006590808.tif 000007
である。
【００７８】
中心部４０に誘導される電流は、電動機の電場が成分ｙに従う向きになる、すなわち、導電体の軸に沿った向きになると測定可能になる。したがって、測定可能な成分は、以下のようになる。
【００７９】
【数７】
0006590808.tif 000008
【００８０】
さらに、磁石３が中心部４０の面内に含まれると仮定すると、この成分は以下のように書き換えられる。
【００８１】
【数８】
0006590808.tif 000009
【００８２】
したがって、磁石３が中心部４０の面内にある場合、軸ｚ（回転軸）に沿った振動挙動のみが測定可能な誘導電流を生成することになる。したがって、振動動作がない場合、測定可能な信号がないことになる。
【００８３】
セグメントＡＢが磁石３の影響を受ける領域にある時に導電体４の端子で測定される瞬間電圧Ｕ１は、以下の形で表される。
【００８４】
【数９】
0006590808.tif 000010
この場合、ｌＡＢは、磁石３の影響を受けるセグメントＡＢの長さを示し、Ｂｘ’は、磁石３によって生成される磁場の半径方向成分であり、Ｖｖｉｂｚは、軸ｘに沿った磁石３の振動速度成分である。
【００８５】
磁石が巻き開口部に対向する時の磁石の電磁作用
磁石３が巻き開口部４６に対向し、導電体４が磁石３の磁場Ｂの影響から逃れる場合、当然、誘導電流を発生させる現象が生じる。
【００８６】
この巻き開口部４６は軸ｘ’に沿って形成されるので、電動機の磁場の成分ｘ’のみが中心部４０の出力枝部４４、４４’に電圧を生成する。
【００８７】
中心部４０の出力枝部４４、４４’に生成される電動機の磁場は、回転子の回転速度および磁場成分に比例する。
【００８８】
機器を備えたベーン２０がこの巻き開口部４６の前を通過することにより、測定装置６によって測定された電圧時間信号のいわゆる「ターンピーク」（図６に示されている）が生じる。したがって、巻き開口部４６は、このターンピークの形成を可能にする。
【００８９】
ターンピークは、測定装置６によって測定された関心対象の時間信号電圧の情報から成る。実際に、ターンピークは、インペラ２の軸を中心とした回転速度を測定するための時間基準としての役割を果たす。ターンピークはさらに、行われる測定の感度を表す。
【００９０】
しかし、これらのターンピークは、測定装置６によって生成された電圧時間信号もしくは対応するスペクトルの解釈に支障を来す可能性のある高調波を発生させる。
【００９１】
したがって、電圧時間信号におけるこれらのピークの存在を最小限に抑えることが興味深いことが分かる。
【００９２】
ターンピークの時間範囲は、巻き開口部４６のサイズを小さくすることによって最小限に抑えることができる。例えば、インペラの回転軸を中心とした２０°未満、さらには１０°未満の角度セクタで形成される円弧の遠端４２、４２’を形成することができる。巻き開口部のサイズを最小限に抑えることにより、中心部４０がインペラ２０の振動の影響を受ける時間を最大化することができる。
【００９３】
ターンピークはさらに、導電体４の各枝部を、この枝部の根元にあたる中心部４０の端部に対して８０°〜１００°の角度で、好ましくは、９０°の角度で配向することによって最小限に抑えられる。さらに、この角度の配向により、ケーシング１に枝部を組み込みやすくなる。
【００９４】
時間分析
中心部４０の端子で記録された電圧の時間信号ｓ（ｔ）は、インペラ２の回転軸ｚ’に平行なベーン２０の振動速度成分の直接画像である。
【００９５】
ベーン２０が全く振動を受けない理想的な状況では、得られる信号ｓ（ｔ）は、原動機速度に依存するパターンｍ（ｔ）の繰り返しと見なされる。この信号は、周期Ｔｒとしてインペラ２の回転軸を中心とした磁石３の回転周期を有するディラックの櫛形関数δＴｒ（ｔ）によるパターンｍ（ｔ）の畳み込みと見なすことができる。
【００９６】
【数１０】
0006590808.tif 000011
【００９７】
図６ａは、この理想的な状況に対応し、期間ｄＴにおける２つのターンピークを含む信号ｓ（ｔ）を示している。
【００９８】
磁石３がベーン２０の先端２１の振動運動を受ける実際の状況において、電圧信号は以下のようになる。
【００９９】
【数１１】
0006590808.tif 000012
この場合、Ｓｖ（ｔ）は、振動成分である。該信号の一例は、図６ｂに示されている。回転時に、ブレードが磁石３の軸方向成分を含む振動運動によって駆動される場合、振動運動は軸方向速度に比例した電圧（わずかなシフトのため）を誘導する。
【０１００】
図６ｃはさらに、ベーンの回転周期より長い周期にわたる電圧時間信号を示しており、したがって、この信号には複数のターンピークが存在する。
【０１０１】
スペクトル分析
ステップ１０４で得られた図７に示されている信号ｓ（ｔ）に対応するスペクトルＳ（ｆ）は、以下の形で表される。
【０１０２】
【数１２】
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この場合、Ｍ（ｆ）はパターンｍ（ｔ）のスペクトルであり、Ｓｖ（ｆ）は振動信号ｓｖ（ｔ）のスペクトルであり、Ｆｒは周期Ｔｒに対応するインペラ２の回転周波数である。
【０１０３】
したがって、導電体４の端子で測定された信号の周波数表現は、振動成分のスペクトルと、パターンの組に対応する追加項とから構成されることは明らかである。この追加項は、パターンｍ（ｔ）のスペクトルによって変調された周波数Ｆｒのディラックの櫛形関数である。
【０１０４】
タービンのシグネチャ分析は、通常、異なる移動発電装置（ＮＧ）またはフリータービンの速度の関数として行われる。実際に、これらの移動発電装置は、タービンエンジン内の主励振源となり、そのことから、スペクトル成分の展開は励振速度の関数として示される。ｆｅｘｃ＝速度／６０のような励振周波数ｆｅｘｃは、移動発電装置の速度に関連付けられる。
【０１０５】
したがって、信号のスペクトル成分Ｓ（ｆ）の振動は、インペラ２の速度の関数として表される。このためには、ステップ１０３が繰り返され、トリガ状態が予め決定される時に各々の測定が開始される。取得された異なる時間信号はそれぞれ、同じ期間もしくは時間幅の個々の観察窓に対応する。
【０１０６】
各時間窓は、例えば、速度変化に応じて得られる。対応スペクトルの計算（ステップ１０４）と同じように、条件を考慮する度に、時間窓が取得されることになる。
【０１０７】
時間窓の取得は、一般的に、速度が所定速度の１ピッチ（例えば、６０ｒｐｍ）上昇する度に、または周期的に開始される。
【０１０８】
時間窓は、時間的に連続または不連続としてよい。実際に、観察窓は、確実にスペクトルの展開に時間的に後続できるように連続したものであるのが有利である。各窓の幅は、好適な周波数分解能およびスペクトルの「リフレッシュ」レートに応じて同時に制御される。
【０１０９】
各スペクトルは、上述したように、個々の時間信号から決定されてよく、または変形形態としては、連続してトリガされるＮ個の時間信号取得の平均から決定されてよい。
【０１１０】
いずれの場合も、ステップ１０３とステップ１０４の繰り返しにより、複数のスペクトルが生成され、これらのスペクトルは、当業者に周知である関心対象の異なるタイプのダイアグラム（例えば、時間周波数ダイアグラムまたはキャンベルダイアグラム）を作成するために組み合わせられてよい。
【０１１１】
時間周波数ダイアグラムは、時間の関数として、先端２１の振動に関連付けられたスペクトルの展開を表示するためのダイアグラムである（実行されるフーリエ変換は短時間フーリエ変換である）。この場合、時間周波数ダイアグラムの時間周波数分解能を向上させるので、部分的観察窓が有利である。
【０１１２】
キャンベルダイアグラムは、原動機速度の関数として先端２１の振動に関連付けられたスペクトルの展開を表示したものである。
【０１１３】
このようにして作成されたスペクトルの信号の周波数分析の結果、複数の次数が得られる。つまり、
−全体の原動機次数は、ディラックの櫛形関数によって、周波数が速度に同期するスペクトルにおいて明確に実現される。
【０１１４】
−異なる原動機次数の振幅は、ターンパターンのスペクトルによって周波数が変調され、分析帯域の限界付近のピークの振幅が低減される。
【０１１５】
−原動機次数および有効信号に対応する項は追加項であり、このことにより任意のベーンの共振現象がより明らかになるが、ベーンモード２と原動機次数との間で識別される共振はそれぞれ、これら２つの寄与の合計になる（したがって、ベーンの振動振幅を表さない）。
【０１１６】
定式化されたスペクトルは、周波数領域内の他の処理のオブジェクトを形成することができる。このような処理を実行するために、当業者は、Ｍ．Ｋａｙ氏による「Ｍｏｄｅｒｎ  Ｓｐｅｃｔｒａｌ  Ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ」と呼ばれる研究を参照することができる。
【０１１７】
材料
導電体４は、インペラ２に対向するケーシング１の内側面１０に直接位置決めされる。
【０１１８】
変形形態として、導電体はケーシング１の内側に位置決めされるが、このことにより導電体４と磁石３との間に位置するケーシング１の材料の任意の部分が磁石３によって生成された磁場を導電体４の一部に十分に伝達できるようになる。材料の前記部分は、常磁性材料製および反磁性材料製である（これらの材料は、実際に、１に近い透磁率を有する）。磁石３の磁気の流れの変化はわずかであるので、磁石３によって生成される全体の磁気の流れは、行われる測定で利用される。
【０１１９】
導電体４は、例えば、全てもしくは一部が、インペラ２に対向するケーシング１の内側面１０に配置される磨耗可能な皮膜に埋め込まれる。磨耗可能な皮膜は、常磁性材料製もしくは反磁性材料製である。
【０１２０】
磁石３はさらに、８００℃〜８５０℃のキュリー点（キュリー点は、材料が自発磁化を失う温度のことである）を有するアルミニウム−ニッケル−コバルト（ＡｌＮｉＣｏ）を含んでよい。
【０１２１】
増幅器５は、定電流タイプの増幅器とすることができ、有利には、最大で３０００のゲインを印加することができる。導電体４の端子の電圧を上昇させて、およそ１ミリボルトの測定可能な電圧を生成することができる。
【０１２２】
説明されているタービンエンジン用アセンブリＥは、ケーシングと同様の固定構造体（例えば、軸方向ホイール、遠心羽根車、高圧タービン、フリータービンなど）内で回転可動な任意のタイプのインペラに適用可能である。
【０１２３】
該アセンブリＥを備えるタービンエンジンはさらに、任意のタイプの車両、特に、航空機に組み込まれてよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６ａ】
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【図６ｂ】
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【図６ｃ】
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【図７】
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