具有用分离的管部分以容纳光学元件的光学探头制造技术

一种光学探头(10)，包括一个或多个光学元件(32)、用以容纳光学元件的内管(30)。内管可以由沿着内管的纵向轴彼此分离的至少两个协同操作的内部管段(34、36)构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有用分离的管部分以容纳光学元件的光学探头相关申请的交叉引用本申请要求2013年8月15日提交的美国临时申请N0.61/866，206的权益，其全部内容通过引用合并于此。
本专利技术大体涉及涡轮发动机的监测，更具体地涉及用于涡轮发动机监测的光学探头。
技术介绍
虽然在本
已经做出了很多改进，但是仍然需要用于对涡轮发动机中的感兴趣的高温区域进行监测的改进的装置和/或技术。【附图说明】本专利技术基于附图在以下描述中进行了解释，附图示出了:图1是实施本专利技术的方面的光学探头的非限制性实施例的等距视图，其可以用于例如涡轮发动机的内燃机的各种部件的光监测。图2是实施本专利技术的方面的光学探头的一个非限制实施例的大体横截面视图。图3是实施了本专利技术的方面的光学探头的内管的等距视图，其中可以被理解为在一个非限制性实施例中，内管可以包括至少两个沿着内管的纵向轴彼此分离的内部管段。图4是图示附接至另一个的内管的等距视图，并且进一步图示了光重定向元件(例如，棱镜、镜子)，其可以通过实施本专利技术的另一个方面的固定结构在内管的远端支持。图5是图示与图4中图示的固定结构相结合的进一步细节的等距视图。图6-8每一个图示可以与本文公开的用于检测涡轮发电机的光学探头结合应用的非限制性实施例的相应流程图。图9示出了两个分离的管结构的相应的等距视图，其可以非对称地分叉以补偿材料的损耗以构建实施本专利技术的方面的光学探头。。【具体实施方式】本专利技术创新性地考虑了用于监测例如涡轮发动机的内燃机的组件的现有光学探头的适用性，可以基本通过包含各种光学元件的结构的单片(例如，单个片)构造来限制，该光学元件可以通过这种光学探头来利用以传输成像数据至成像传感器。在这种光学部件中任一个损坏的情况下，如果完全可行，获得可访问性以替换或修复任何这种部件基本上是繁重的。本专利技术进一步考虑当这种元件通过可以包含一个或多个棱镜的光学工作表面的环氧树脂来附接时，现有的光学探头的特定光学元件(例如，棱镜)的光学特性可以削弱。根据本专利技术的一个或多个实施例，本文描述了有利于改进的光学探头的结构装置和/或技术。例如，代替单片结构，在一个非限制性实施例中，这种改进的光学探头可以提供沿着内管的纵向轴彼此分离的至少两个相对应的内部管段。在另一个非限制性实施例中，这种改进的光学探头可以提供不附加至光重定向元件(例如，棱镜、镜子)的光学工作表面的固定结构。在以下的详细描述中，阐述各种具体信息以便提供该实施例的贯穿理解。然而，本领域技术人员将理解本专利技术的实施例可以实施而没有这些具体细节，本专利技术并不限制于描述的实施例，并且本专利技术可以以各种替换实施例实施。其他可以被本领域技术人员很好理解的示例、方法、过程和部件并没有详细描述以避免不必要和冗余的解释。此外，各种操作可以被描述为以有助于本专利技术的实施例的理解的方式执行的多个分离的步骤。然而，描述的顺序可以不被解释为暗示这些操作需要以呈现的顺序来执行，或者它们甚至是依赖于顺序的，除非进行了如此描述。此外，短语“在一个实施例中”的重复使用不必须指示相同的实施例，虽然也有可能是。最后，如在本申请中使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等旨在于同意义地除非另外指出。图1是实施本专利技术的方面的光学探头10的非限制性实施例的等距视图，其可以用于例如涡轮发动机的内燃机14的各种部件(例如，叶片、翼等)的光学监测。光学探头10可以通过涡轮机外壳16中的观察口 15来安装，并且可以部分地设置在用于发动机的高温工作气体的路径17中。圆圈19用于概念化通过光学探头10提供的场的一个非限制性示例。图2是实施本专利技术的方面的光学探头10的一个非限制实施例的基本横截面视图。探头10可以包括配件20，其包括端口 21和用于接收冷却流体的可控供应的集气室23，其在一个非限制性实施例中可以是气态氮(GN2)。探头10还可以包括在近端24连接至配件20以及在远端26连接至探头尖部28的中间的外部管22，其可以包括观察窗27并且其还可以限定用于清洗冷却流体(示意性地用箭头25表示)的开口。外部管22和探头尖部28可以被配置为在其相应的中空内部接收内管30，其还可以容纳至少一个光学元件(例如，一个或多个光透镜32，其可以布置为替续光学系统)。图2还图示了成像传感器33，响应于设置在探头的视图的场中的涡轮发动机的一个或多个部件的成像数据，并且该成像数据可以通过替续光学系统被传输至成像传感器33。在一个非限制性实施例中的成像传感器33可以是红外(IR)相机(例如，可以以近红外光谱操作)或者其他合适的二维成像传感阵列。在一个非限制性实施例中，代替光学透镜，可以使用光纤以传输成像数据至成像传感器33。图3是内管30的等距视图，其中可以被理解为在一个非限制性实施例中，内管30可以包括至少两个沿着内管30的纵向轴38彼此分离的协同操作的内部管段34、36。图3图示了在分离的状态中的内管34、36，而图4图示了在结合的状态中的内管34、36。也就是说，图4中图示的内部管段34、36附接至彼此。图3还图示了可以用沿着内管30的纵向轴38的堆叠的一系列光学透镜40(例如，替继光学系统)填充的内部管段(例如，内部管段36)中的一个。在一个非限制性实施例中，至少一个光学间隔件42可以插入在至少一对光学透镜之间。在一个非限制性实施例中，内管30的内部管段34、36可以限定具有变化的直径的中空内部，如通过D1和D2的双向箭头概念上示意的，其进而允许容纳具有可变直径的光学元件。在一个非限制性实施例中，内管30可以包括形成在内管30的外部表面上的至少一个对准标号44。内管30可以还包括形成在其外部表面上的挡块44。在一个非限制性实施例中，内管30可以被配置为限定在其外部表面和外部管22的相应的内部表面以及探头尖部28之间的相应的环形间隔29、31(图2)。这些环形间隔件允许外部供应的冷却流体在这样的表面之间流动，并且该冷却装置被期待为避免相对贵的以及非常高温光学元件的需求，其另外可以被需要以便承受在涡轮发动机环境中遭受的相对高温度。此外，这样的冷却装置被期待为消除在探头中的相对高温波动，其否则将产生诸如由于光学元件的物理偏移和/或其中的结构的变形导致的光学畸变(例如，焦点波动)。虽然管段34、36不需要通过铰链附接至另一个，管段34、36可以概念上类推为蛤壳结构，用于包含并且影响包含在内管30的内部中的各种光学元件中的任一个(在需要时)的快速和不复杂的取回。—种用于可移动地固定内部管段34、36至彼此的装置可以包括一个或多个固定元件。如图4中所图示的，固定元件的非限制性示例可以包括带48(例如，镍铬合金带)、定位焊50、螺纹固定元件52(例如，螺丝、螺栓和螺母)，其例如可以通过相应的开口 53插入在相对应的对准接片上，以及两个或多个这种固定元件的组合。图4进一步图示了光重定向元件54，其可以设置在内管30的远端56。在一个非限制性实施例中，光重定向元件54可以是棱镜(例如，三角形棱镜)，其可以通过未附接至光重定向元件54的光学工作表面58的固定结构57来在远端56处支持(例如，棱镜的后端)。在一个非限制性实施例中，固定结构57可以包括从具有附接至光重定向元件的对应的非光学工作表面的支持表面63(图5)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学探头，包括：至少一个光学元件；以及内管，所述内管容纳所述至少一个光学元件，其中所述内管包括沿着所述内管的纵向轴彼此分离的至少两个协同操作的内部管段。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·H·勒米厄，D·W·福克斯，J·P·威廉姆斯，
申请(专利权)人：西门子能源公司，
类型：发明
国别省市：美国;US