(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に移動可能な突出する素材（２６）および隣接する摩耗し易いシール（１８）を有する機械用のエアパス間げきセンサーであって、前記シール（１８）と前記素材（２６）との間におけるエアパス間げき（Ｇ）と、前記センサー（１０）と前記素材（２６）との間における素材間隔（Ｄ２）と、を有するとともに、前記センサー（１０）が、くぼみ間隔（Ｄ）を有して前記シール（１８）内に配設されており、前記エアパス間げきセンサーは、
マイクロ波送信信号（３０）を供給する信号処理手段（１４）と、
前記信号処理手段（１４）に電気的に接続され、特性インピーダンスを有するとともに、前記マイクロ波送信信号（３０）を伝播する伝送手段（１２）と、
前記伝送手段（１２）に電気的に接続されるとともに、前記伝送手段（１２）の前記特性インピーダンスに実質的に適合するインピーダンスを有するセンサー手段（１０）であって、前記素材（２６）が前記センサー手段（１０）の前に位置していない時に、前記送信信号（３０）を受けるとともに、前記くぼみ間隔を示す反射マイクロ波信号（３２）を前記伝送手段（１２）に供給するためのセンサー手段（１０）と、
を備え、
前記伝送手段（１２）が、前記反射マイクロ波信号（３２）を伝播し、
前記信号処理手段（１４）が、前記反射マイクロ波信号（３２）を受信するとともに、前記くぼみ間隔（Ｄ）を示す電気信号を供給する手段を備え、
前記センサー手段（１０）からの前記反射マイクロ波信号は、前記移動可能な素材（２６）が前記センサー手段（１０）の前に位置する時に、前記素材間隔（Ｄ２）を示し、
前記信号処理手段（１４）が、前記エアパス間げき（Ｇ）を示す電気信号を供給する手段を備えることを特徴とするエアパス間げきセンサー。
【請求項２】
前記伝送手段が、同軸ケーブル（１２）を備えることを特徴とする請求項１に記載のエアパス間げきセンサー。
【請求項３】
前記センサー手段（１０）が、スパークプラグアッセンブリー（６１）と、検出アッセンブリー（４８）と、前記アッセンブリー間における導電性接続インタフェース（６０）と、を備えることを特徴とする請求項１に記載のエアパス間げきセンサー。
【請求項４】
相互に移動可能な突出する素材（２６）および隣接する摩耗し易いシール（１８）を有する機械用のエアパス間げきセンサーであって、前記シール（１８）と前記素材（２６）との間におけるエアパス間げき（Ｇ）と、前記センサー（１０）と前記素材（２６）との間における素材間隔（Ｄ２）と、を有するとともに、前記センサー（１０）が、くぼみ間隔（Ｄ）を有して前記シール（１８）内に配設されており、前記エアパス間げきセンサーは、
マイクロ波送信信号（３０）を供給する信号処理ロジック（１４）と、
前記信号処理ロジック（１４）に電気的に接続され、特性インピーダンスを有するとともに、前記マイクロ波送信信号（３０）を伝播する伝送媒体（１２）と、
前記伝送媒体（１２）に電気的に接続されるとともに、前記伝送媒体（１２）の前記特性インピーダンスに実質的に適合するインピーダンスを有するセンサー（１０）であって、前記素材（２６）が前記センサー（１０）の前に位置していない時に、前記送信信号（３０）を受けるとともに、前記くぼみ間隔を示す反射マイクロ波信号（３２）を前記伝送媒体（１２）に供給するためのセンサー（１０）と、
を備え、
前記伝送媒体（１２）が、前記反射マイクロ波信号（３２）を伝播し、
前記信号処理ロジック（１４）が、前記反射マイクロ波信号（３２）を受信するとともに、前記くぼみ間隔（Ｄ）を示す電気信号を供給し、
前記センサー（１０）からの前記反射マイクロ波信号は、前記移動可能な素材（２６）が前記センサー（１０）の前に位置する時に、前記素材間隔（Ｄ２）を示し、
前記信号処理ロジック（１４）が、前記エアパス間げき（Ｇ）を示す電気信号を供給することを特徴とするエアパス間げきセンサー。
【請求項５】
前記伝送媒体が、同軸ケーブル（１２）を備えることを特徴とする請求項４に記載のエアパス間げきセンサー。
【請求項６】
前記センサーが、スパークプラグアッセンブリー（６１）と、検出アッセンブリー（４８）と、前記アッセンブリー間における導電性接続インタフェース（６０）と、を備えることを特徴とする請求項４に記載のエアパス間げきセンサー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エアパス（空気通路）間げきセンサーに係り、特にマイクロ波エアパス間げきセンサーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機エンジン、および可動又は回転羽根板又はシール又はライナー（例えば羽根板に最も近いエンジンケースの部分）内の歯のある素材の分野において、ブレード（羽根板）の先端と他の縁（又は周辺）とシールの内面間のギャップを測定することが好ましいことは知られている。このギャップはエアパス（又はブレード先端）間げきと呼ばれる。
【０００３】
特に、ガスタービンエンジンに対して、流れとエンジン効率を適正化するために、エンジン間げきを小さくすることは望ましいことである。従って、あるエンジンにおいて、シール環はエアパス間げきを小さくするように調節される。
【０００４】
また、強制振動中のブレード先端の種々な過渡変位は、エアパス間げきを変化させたり、フラッター条件，エンジンのストール又はサージ，又は他の流路の不安定性にし、シール表面を消耗させるとともに、永久にエアパス間げきを増加させる。そのような一時的又は永久的なエアパス間げきの変化によって流れが変わり、エンジン効率を低下させる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
エアパス間げきを測定する一般の技術では、シールの環周のまわりに配設された容量性センサーの配列を使用している。しかしながら、容量性センサーは、シール厚みの変化を検出できないので、ブレード先端とシール間のエアパス間げきを正確に測定することができない。特に、センサーは、ブレードと接触することによって、シールが摩耗するにつれてセンサーが損傷するのを防ぐために、シール内のくぼみに所定の間隔で配置されている。しかしながら、センサーは、センサーとブレード先端間の距離を測定するのみである。かくして、シール厚み（センサー先端とシールの表面間の）は測定されず、考慮されていない。
【０００６】
エアパス間げきを測定又は摩耗を検出する他の技術は、渦電流，磁気リラクタンス，光学，空気のＸ線，およびタッチプローズを含んでいる。しかしながら、そのような技術はブレード先端をシール間の間げきは測定しない。また、これらの技術は、高温度では測定できないか、又はシールの厚みの変化に対しての調整を使用している間に再較正を必要とするか、又は動作しているエンジンでは使用できないので、必要とする能力を得ることが出来ない。
【０００７】
それ故に、ブレードチップ（又はエアパス）間げきを決めるための高性能な方法を得ることが出来ない。
【０００８】
本発明の目的は、高性能なエアパス間げきセンサーを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、突出する素材と隣り合う摩耗し易いシールを有し、互に移動可能である機械用のエアパス間げきセンサーは、シールと素材のエアパス間げきおよびセンサーと素材間の距離を有するとともに、くぼみ距離によってシール内のくぼみに配置されているセンサーは、マイクロ波送信信号を供給するための信号処理手段と、信号に電気的に接続されマイクロ波伝送信号を伝搬するための伝送手段と、伝送手段の特性インピーダンスに本質的に適合し伝送信号を受けるとともに反射したマイクロ波信号を素材がセンサー手段の前にない時くぼみ間隔を示す伝送手段に供給するためのインピーダンスを有するセンサー手段、および反射したマイクロ波信号を受信するとともにくぼみ距離を示す電気信号を供給するための信号処理手段、によって構成されている。
【００１０】
さらに、本発明によれば、センサー手段からの反射したマイクロ波信号は、移動可能な素材がセンサー手段の前にない時、素材間隔を示すとともに、信号処理手段はエアパス間げきを示す電気信号を供給するための手段によって構成されている。
【００１１】
図１を参照すると、マイクロ波エアパス（又はブレード先端）間げきシステムは、同軸ケーブル１２例えば標準の同軸マイクロ波伝送線の一端に接続されており約５０Ωの特性インピーダンスを有するマイクロ波エアパス間げきセンサー１０を備える。同軸ケーブル１２は、送信（又は励磁）マイクロ波信号３０をセンサー１０に送信するとともに、受信（又は戻り又は反射）マイクロ波信号３２をセンサー１０から受信する。同軸ケーブル１２は他端が間げき／厚み回路１４に接続されており、回路１４は、マイクロ波信号３０をセンサー１０に供給するとともに、マイクロ波信号３２をセンサー１０から受信する。必要ならば、他の同軸ケーブル又は送信媒体又はインピーダンスが使用される。
【００１２】
センサー１０は、エンジンのケース（ケーシング）に設けられている。エンジン１６の最内側領域は、摩耗し易い高温度電気導電金属で作られた摩耗し易いシール１８（すなわち、摩耗又は消耗できるシール）と、高温度電気導電物質例えばＩｎＣｏ７１８（ニッケル，コバルトおよびスチールからなる）によって作られたシール背板２０によって構成されている。シール１８と板２０は、各々、約０．１インチ（２．５４ｍｍ）の厚さである。他の厚さと物質をシール１８と板２０に使用してもよい。ケース１６の残りの外部部分は符号２２によって示されており、公知のように、物質の多くの部分と層によって構成されている。必要ならば、シール用の他の物質を使用できる。また、必要ならば、領域１８，２０，２２は同じ物質又は一つ以上の物質で作ることが出来る。
【００１３】
センサー１０は所定のくぼみ間隔又は厚さＤ、例えば２５−５０ミル（０．６３５−１．２７ミリメートル）をもって摩耗し易いシール１８の内面２８内のくぼみに配置される。必要ならば、間隔Ｄに対して他の間隔を使用することができる。
【００１４】
シール１８が摩耗するにつれて、くぼみ間隔Ｄは減少する。ブレードとセンサー１０の接触を防ぐために、間隔Ｄは、シール１８の取替前に消耗してもよいような最大の間隔よりも大きくなるように設定されるべきである。
【００１５】
センサー１０は、厚みＤの減少によって生じるシールの消耗量を検出する。また、センサー１０は、ブレード２６の先端２４とシール１８の内面２８間のエアパス間げき（Ｇ）を検出する（後述するように）。
【００１６】
図２を参照すると、センサー１０は検出装置４８，スパークプラグアッセンブリー６１，および前記２つのアッセンブリー４８，６１を接続する電気接続線６０を備える。検出装置４８は、同軸ケーブル１２の中心導体７０に接続されている中心導体５０を備える。中心導体５０の外側で同心をなしているのは、例えばアルミナのような高温度セラミックで作られた絶縁体５４である。前縁体５４の外側で同心をなしているのは電気的に接地された外部導体５６である。検出装置４８は、ネジ５３によって板２０に接続されているとともに、ネジ５５によってスパークプラグアッセンブリー６１に接続されている。ネジ５３の代りに、センサー１０を板およびシール１８の孔を通して挿入することが出来るとともに、エンジンケース１６の外部２２は、センサー１０を受けるために部分的に孔を備えていてもよい。シール１８を通しての漏れを少なくするために、気密ネジテープ、又は板２０の上面とアッセンブリー４８間のガスケットのようなシールによって、センサー１０を嵌合させることができる。必要ならば、漏れを少なくするために他の手段を使用することができる。また、動きを少なくするために、セラミック接着剤のような接着剤で、内部導体５０，絶縁体５４，および外部導体５６を互に接合することができる。さらに、外部導体５６の長さＬは、ケーシング１６の外部領域２２を越えて伸びるように、充分に長くすることができる。必要ならば、シール１８にセンサー１０を取付けるための他の手段も使用できる。
【００１７】
（１）径方向および円周方向に広がる最高オーダの電磁モードを避けるために、（２）センサー１０の開口端（ブレード２６に面する）からの電磁放射を抑えるために、（３）フリンジ電界を減らし、内部導体と外部導体間の直接結合、を減らすために、および／若しくは、（４）エアギャップ間げき（Ｇ）の所望の範囲にわたって、過渡の損失を生じることなく、ブレード２６に対するセンサー１０の感度を最大にするために、内部導体５０，絶縁体５４，および外部導体５６の寸法がマイクロ波周波数の選択に関連して選択される。そのような特性は、必須ではないが、最良の性能をもたらす。
【００１８】
例えば、２０ＧＨｚセンサー励磁に対して、外部導体５６は、空洞のテーパシリンダーであるとともに、それぞれ、約０．９センチメートルと１．５センチメートルの外径Ｄｃ１，Ｄｃ２を持っている。大きい外径Ｄｃ２はセンサー１０の挿入用の止め具となる。必要ならば、外部導体５６は、２つの異なる外径Ｄｃ１，Ｄｃ２の代りに、１つの共通な外径Ｄｃ１であってもよい。導体５０（絶縁体５４の外径である）の近くの外部導体の内径Ｄｃ３は、約６ミリメートルの値から約５ミリメートルの値まで小さくなるテーパである。中心導体５０は、中実のテーパシリンダーであり、最も広い点の約４ミリメートルから約３ミリメートルまでテーパになっている直径Ｄｃ４（絶縁体５４の内径である）を持っている。真直ぐな部分５８の長さは約１ミリメートルであり、かつテーパの角度は垂直に対して約３０°である。テーパによって、内部導体５０と絶縁体５４が外部導体５６から脱落するのが防止される。外部導体５６の全長Ｌは約１７ミリメートルである。必要ならば、他の長さ，角度，および寸法を用いることが出来る。
【００１９】
絶縁体５４は外部導体５６の下面５１から約１ミル（０．０２５４ミリメートル）の距離だけブレード２６の方向に突出する。また、内部導体５０は外部導体５６の下面５１から約２ミル（０．０５ミリメートル）の距離だけブレード２６の方向に突出する。そのような内部導体５０と絶縁体５４の突出は、必須ではないが、フリンジ電界の伸びを増加させることによってセンサーの検出範囲を増加させる。
【００２０】
必要ならば、部品５０，５４，５６の他の寸法と形状を使用できる。一般に、励磁周波数が大きければ許容寸法が小さくなる。また、一般に、ブレード２６に面する導体５０の面４９の表面積が大きければ、フリンジ電界７６の伸びは強くかつ大きくなり、かつシールの厚さとエアギャップ間げきの変化に対して感度がよくなる。
【００２１】
接続線６０は、導体５０の頂上における小さな挿入孔５７からスパークプラグアッセンブリー６１の底側まで伸びる電気導体線である。線６０と外部導体５６の内径との間の線６０のまわりの領域５９は空気である。線６０は、約７ミリメートル長さで、約０．６４ミリメートル（８ミル）の直径を持っている。インピーダンスが接続部品４８，６１に適合するならば、必要に応じて、線６０を他の長さと寸法にしてもよい。
【００２２】
また、領域５９は、例えばインピーダンスに適合するように設計された高温度セラミック物質のような、空気以外の物質で満たすことが出来る。代りに、導体５０は上方に突出する導電部を持っており、この導電部は導体６４に接続する。必要ならば、スパークプラグアッセンブリー６１を検出装置４８に接続するために、他の導体接続インタフェースを用いることが出来る。
【００２３】
スパークプラグアッセンブリー６１は、ウイルトロン（Ｗｉｌｔｒｏｎ）又は等価な５０オームコネクターによって作られたＫコネクター（登録商標）、部品番号Ｋ１０２Ｆ、とすることができる。アッセンブリー６１は、約８ミリメートルの長さであり、約５ミリメートルの外径Ｄｓ１を持っている。アッセンブリー６１はネジ５５によって外部導体５６の上部に固定される。アッセンブリー６１は、外部導体（又はスパークプラグ）６２と，中心導体６４と、スパークプラグ６２内にスライドして電気的に接触する円筒状の導体ビード６６と，中心導体６４と導体ビード６６との間の絶縁体６８と、を備える。スパークプラグアッセンブリー６１は、同軸ケーブル１２のインピーダンス（すなわち、５０オーム）に適合するインピーダンスを維持するように、設計されている。中心導体６４は円筒状であり、導体６４の上部６５はビード６６と絶縁体６８から約５ミリメートル上方に突出する。部分６５とスパークプラグ６２間の突出した部分６５のまわりの領域６９は、空気である。内径Ｄｓ２は約３ミリメートルである。インピーダンスが適合するならば、必要に応じて、空気以外の物質を用いることができる。また、中心導体６４は、他の導体に接続するための挿入孔６３，６７を設けるために、各端部では空洞である。導体６４の下部挿入孔６３は挿入された線６０を有し、上部挿入孔６７は挿入された同軸ケーブル１２の中心導体７０を有する。必要ならば、スパークプラグアッセンブリー６１の他の長さ，形状，寸法および直径、又はいずれかの部分を用いることが出来る。
【００２４】
同軸ケーブル１２は、絶縁体７２によって囲まれた中心導体７０によって構成されている。絶縁体７２は、外部絶縁体７５によって囲まれた電気接地シールド導体７４、によって囲まれている。シールド７４の一部は絶縁体７５にわたって折り曲げられており、エンドキャップ８０はシールド７４とケーブル１２の端部に固定されている。エンドキャップ８０は、導体７０が通る絶縁部８１と、導電部８３を持っている。エンドキャップ８０の導電部８３は径方向に伸びるフランジ８２を有し、ナット８４はフランジ８２に回転可能に取付けられている。また、エンドキャップ８０に配設されかつ導体７０に接続された導電ワッシャー８５がある。ナット８４の内部ネジ部分は、ネジ５５によってスパークプラグ６２のネジ切りされた上外部にネジ止めされている。同軸ケーブル１２がセンサー１０に接続される時、導体７０は導体６４の突出部６５の上部挿入孔６７内に伸びる。図２は縮尺したものではない。
【００２５】
同軸ケーブル１２による導体７０から内部導体５０までのインピーダンスは本質的に５０オームである。
【００２６】
検出装置４８，スパークプラグアッセンブリー６１および接続線６０の代りに、他の構造，寸法，形状，および物質を、センサー１０を作るために使用できる。
【００２７】
図１と２を参照すると、間げき／厚み回路１４はマイクロ波励磁（又は送信された）信号３０、例えば逆電磁（ＴＥＭ）波を供給し、後述するように検出装置の中心導体５０に接続されている同軸ケーブル１２の中心導体７０に導かれる。送信された電磁波３０は、導体５０（図２）の端部に至り、電界線７６は導体５０の端部から外部導体５６とシール１８まで伸びる。これらの双方は接地電位である。
【００２８】
導体５０の端部の電磁波３０によって示されているインピーダンスに基づいて、電磁エネルギーのある量は、導体５０に反射され、同軸ケーブル１２に沿って間げき／厚み回路１４に戻る。この戻り又は反射された電磁波はライン３２（図１）によって示されている。
【００２９】
間げき／厚み回路１４（図１）は、送信された電磁波３０と反射波３２間の位相差の変化を測定するとともに、エアパス間げきＧおよび／若しくはシール１８の厚さＤ（より後述する）を示す出力信号をライン１５に供給する。
【００３０】
図３を参照すると、センサー１０の前にブレードがないとき、ターミナルインピーダンスはシール厚さＤに依存する。特に、例えば摩耗により、シール１８の厚さＤが減少する（すなわち、シールが薄くなる）、につれて、導体５０の端部に見られるターミナルインピーダンスが変化し、２つの波３０，３２間の位相差も変化する。また、シール１８が消耗（すなわち、厚さＤが減少）するにつれて、位相変化は、カーブ１００で示すように、ほぼ直線的である。カーブ１００は、センサー１０をシール１８の内面２８の方向に摺動させ、減少したシール厚さＤをシュミレートすることによって得られた。さらに、もしシール１８が収縮する代りに厚くなれば（異なった種類の用途において）、カーブ１０２で示すように、測定は双方向性である。カーブ１０２はセンサーアッセンブリー１０をブレード２６から離して摺動させ、増加したシール厚さＤをシュミレートすることによって得られた。図３のカーブは２０ＧＨｚの励磁周波数を使用して得られた。カーブ１００，１０２は、約０．１１２インチ（０．２８４センチメートル）のシール厚みの変化にわたる約３度の位相差の変化を示す。現存するマイクロ波位相測定装置は約０．１度以下の位相差の変化を測定できるので、発明は充分な測定精度とエアパス間げき感度を提供することになる。エアパス間げきＧの値の代表的な範囲は約０から０．１４０インチ（０．３５５センチメートル）であり、そのような間げきに対して必要とされる精度は±０．００１インチ（０．０２５４ミリメートル）である。また、他のマイクロ波周波数、例えば１から４０ＧＨｚを使用できる。
【００３１】
図３のカーブ１００，１０２は、センサー１０の前にブレードがないときのためのものであり、ブレード２６が動かないか又は非常に遅くスピニングしている時、すなわちエンジンが動作していない時に本発明を用いてもよい。
【００３２】
代りに、エンジンが動作しているときに本発明を使用してもよい。その場合に、位相差測定は、ブレードがセンサー１０の前にあるときにシール摩耗測定データが、測定されないか、あるいは無視されるように、ブレードの通過と同期される。ブレードがセンサー１０の前にあるとき、ブレード同期がインピーダンスに関連する位相差を拒否する。ブレード同期は、例えばブレード通過周波数にロックされている同期検出のような多くの異なる方法、によって達成される。ブレード通過周波数は、インピーダンス測定，反射信号，位相測定のいずれかによって導出されるとともに、ブレード通過センサーから独立に導出されるか、又はブレード通過速度を示す回転計（さらに後述する）によって導出される。
【００３３】
図１を参照すると、シール厚さＤを決めるのに加えて、エアパス間げきＧはセンサー１０からブレード２６までの間隔Ｄ２を測定することによって決められる。
【００３４】
さらに詳しくは、点線９０（図１）で示すように、ブレード２６がセンサー１０の前にある時、センサー１０の導体５０（図２）によって示されているインピーダンスは本質的に短絡回路であり、ブレード２６（図１）はターミナルインピーダンスの変化によるエネルギーを導波管内に反射する。結果として、送信および反射した波３０，３２の位相差は、公知のように、センサー１０とブレード２４間のブレード間隔Ｄ２によって変わる。従って、ベーカー（Ｂａｋｅｒ）による米国特許第４，３８４，８１９、“近接検出”、およびテンプル（Ｄ．Ｗ．Ｔｅｍｐｌｅ）による英国特許第１２７７４８で述べられているような公知のマイクロ波位相差測定技術を使用して間隔を測定できる。
【００３５】
ブレードがセンサー１０の前にないとき、シール１８の厚みＤは前述したように測定される。従って、センサー１０からブレードチップ２４までの間隔Ｄ２とシール１８の厚さＤを知ることによって、Ｄ２からＤを引算（すなわち、Ｇ＝Ｄ２−Ｄ）して、ブレードチップ２４とシール１８の内面間のエアパス間げきを計算することが出来る。
【００３６】
図４を参照すると、間げき／厚み回路１４は、マイクロ波電源１５０例えばコーヒレント、低位相ノイズ源によって構成され、例えばマイクロ波サーキュレータのようなマイクロ波カプラー１５４にライン１５２上のマイクロ波励磁信号３０を供給する。カプラー１５４は、センサー１０に接続されている同軸ケーブル１２にマイクロ波信号３０を結合する。また、カプラー１５４は、ケーブル１２上の反射信号を受け、それをライン１５６に結合する。適正な特性にするために、カプラー１５４は、カプラー１５４からセンサー１０の方向への戻り信号３２の最小戻り反射を示すべきである。ライン１５６は反射マイクロ波信号３２を受信する位相検出ロジック１５８に供給され、マイクロ波位相測定技術を使用することによって、センサーからブレードまでの間隔Ｄ２を示すライン１６０上のブレード間隔信号と、シール厚さＤを示すライン１６２上のシール厚み信号が供給される。
【００３７】
また、位相検出ロジック１５８はブレード間隔ロジック１６４とシール厚みロジック１６６によって構成されている。
【００３８】
ブレード間隔ロジック１６４とシール厚みロジック１６６は、必要ならば、単一の回路として結合でき、又は別々の回路とすることが出来る。
【００３９】
ロジック１６４，１６６は、同軸ケーブル１２のターミナルインピーダンスに基づくマイクロ波位相差を決めることができるあらゆる標準マイクロ波回路であってもよく、これは、チバース（Ｃｈｉｖｅｒｓ）による“マイクロ波干渉計”と題する米国特許第４，３５９，６８３と、テンプル（Ｄ．Ｗ．Ｔｅｍｐｌｅ）による“近接検出装置の改良”と題する英国特許第１２７７７４８に、開示されている。また、間げき／厚み回路１４は、例えばヒュレットパッカードによるモデルＮｏ．ＨＰ８５１０Ｂなどのネットワークアナライザーと同様なものであるか、又は同じものであってもよい。
【００４０】
ブレード同期を得るために、位相検出ロジック１５８は禁止ロジック１７４からライン１７０と１７２に禁止信号を受ける。禁止ロジック１７４は、ブレード２６がセンサー１０の前にある時を示すライン１７６上のブレード通過信号を受ける。ブレード２６がセンサー１０の前にある時、禁止ロジック１７４はロジックハイであるシール厚み禁止信号をライン１７０に供給する。さもなければ、シール厚み禁止信号はロジックローである。ライン１７６上のブレード通過信号が、ブレード２６がセンサー１０の前にないことを示す時、禁止ロジック１７４は、ロジックハイであるライン１７２上のブレード間隔禁止信号を供給する。そうでなければ、ブレード間隔禁止信号はロジックローである。ライン１７０，１７２上の禁止信号は相互に排他的である。
【００４１】
ライン１７２上のシール厚み禁止信号がアクティブ（又はハイ）である時、シール厚みロジック１６６は禁止される。さもなければ、ロジック１６６はエネーブルである。同様にして、ライン１７０上のブレード間隔禁止信号がアクティブ（ハイ）である時、ブレード間隔ロジック１６４は禁止である。さもなければ、ロジック１６６はエネーブルである。ロジック１６６又はロジック１６４が禁止される時、スプリアス信号はそのロジックに対する計算を行うことが防止される。ライン１６０と１６２は、エアパス間げきＧ（すなわち、Ｄ２−Ｄ）を計算するエアパス間げきロジック１８０に供給され、ライン１８２に供給される。代りに、又はエアパス間げき信号を供給することに加えて、間げき／厚み回路１４は、ライン１６２に出力信号としてシール厚み信号を供給してもよい。
【００４２】
位相検出ロジック１５８は、同軸ケーブルの端部から測定される基準位相（又は時間）信号で予備較正される。かくして、位相（又は反射時間）に対する変化が生じるにつれて、これらの変化は較正中にセットされた基準点から生じる。また、ケーブル１２の変化によるエラーは、Ｄ２とＤの両方が測定され減算されるので、エアギャップ間げきＧを計算する時、キャンセルされる。
【００４３】
センサー１０のインピーダンスをケーブル１２と適合させ、センサー１０内の全ての内部インピーダンスに適合させることにより、適正な性能と感度がもたらされるが、ある程度のインピーダンス不適合がある場合でも、システムはまだ動作することを理解されたい。不適合が大きければ大きい程、反射が大きくなるとともに信号／ノイズ比が小さくなる。許容かのうな不適合の量は各適用に対して変わる。
【００４４】
また、電子的なノイズの効果を減らすために、公知のマイクロ波変調器１９０を、ライン１５２の励磁信号３０を変調するために、電源５０の出力に設けることができる。その場合に、公知の同期復調器（又は検出器）１９２をカプラー１５４の出力に設けて、ライン１５６の戻り信号３２を復調することが出来る。変調回路１９０を電源５０内に設けることが出来るとともに、復調回路１９２を位相検出ロジック１５８内に設けることもできる。
【００４５】
また、間げき／厚み回路１４の部分はソフトウェアにおけるディジタルコンピュータによって実施できることを理解すべきである。また、回路１４の全ての機能は、単一の電子回路によって実施できるか、又はそれらの全ては複数の分離した回路によって実施できる。
【００４６】
また、複数のセンサーを、多くの点の間げき検出をできるようにするために、エンジンの環周のまわりに配分することが出来ることを、理解すべきである。
【００４７】
さらに、発明はガスタービンエンジンに使用されているものとして述べられているけれども、発明は、突出する部材例えばブレード又は歯および隣り合う摩耗し易いシール、又は互に移動可能にしてそれらの間の間げきの検出が望ましいライナーのような、いかなる装置又は機械にも使用できることは、理解されるべきである。かくして、素材は動くことができ、シールは動くことができ、又はそれらの両方が相互に関して動くことができる。また、素材を、シール表面に対して、その内部、外側、又は平行に配置することができる。
【００４８】
さらにまた、本発明は、エアパス間げきを検出することを必要とするのではなく、単にシール厚みを検出するとともに、シール厚み測定装置として使用できるものである。その場合に、ブレード間隔ロジック１６４とエアパス間げきロジック１８０は、必要とされず、ロジック１４の唯一の出力はライン１６２のシール厚み信号である。
【００４９】
発明は、模範的実施例について開示されているけれども、前述および種々な他の変形、省略および追加が、発明の精神と範囲から逸脱することなく、できることは理解されるべきである。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、ブレード先端とシールの内面間の間隔（すなわち、エアパス間げき）を正確に決める高性能なセンサーを設けることによって、従来技術のものに比べて極めて改良されている。本発明の他の利点は、空洞の導波管の代りに、同軸ケーブルを使用でき、これにより軽量にして、安価で、かつ省電力となるとともに、低損失となる。
【００５１】
また、発明によれば、シールの消耗量（又は厚さ）を直接検出および測定することができる。さらにまた、本発明は、エンジンが動作している時でも動作していない時でも使用できる。
【００５２】
本発明の前述のおよび他の目的、特徴および利点は、添付図面に示されているような説明に鑑みて、より明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による、エアパス（又はブレード先端）間げき、間げき／厚み回路および電気接続の概略ブロック図。
【図２】本発明による、ブレードがセンサーの前にない時のエアパス（又はブレード先端）の側断面図。
【図３】本発明による、シール厚みに対する、基準信号と反射マイクロ波信号間の位相差を示すグラフ。
【図４】図１の間げき／厚み回路の一実施例の概略ブロック図。
【符号の説明】
１０…センサー
１２…同軸ケーブル
１４…間げき／厚み回路
１６…ケース
１８…シール
２０…シール背板
２６…羽根板（ブレード）
２８…内面
３０…マイクロ波信号
３２…マイクロ波信号
４７…インタフェース
４８…検出器
５０…内部導体
５４，６８，７２，７５…絶縁体
５６，６２…外部導体
５７，６３，６７…挿入孔
６０…接続線
６１…スパークプラグ
６４，７０…中心導体
６６…導体ビード
７４…シールド導体
８０…エンドキャップ
８１…絶縁部
８２…フランジ
８３…導電部
１５０…マイクロ波電源
１５４…カプラー
１５８…位相検出ロジック
１６４…羽根板間隔ロジック
１６６…シール厚みロジック
１７４…禁止ロジック
１８０…エアパス間げきロジック
１９０…マイクロ波モジュレータ
１９２…同期モジュレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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