間隔測定についてのシステムおよびそのシステムの操作方法
【課題】間隔検出システム（１１０）を提供する。
【解決手段】システム（１１０）は可変距離ｄ（１１６）によって検査対象（１１４）から離間されたプローブ（１１２）を含む。システム（１１０）はまたプローブ（１１２）を介して電流を供給するための交流（ＡＣ）電源（１１８）も含み、ＡＣ電源（１１８）およびプローブ（１１２）はプローブ（１１２）の先端と検査対象（１１４）の間に制御されたプラズマチャネル（１２０）を生成するように構成される。システム（１１０）はさらに、プローブ（１１２）の先端と検査対象（１１４）の間の電圧差に基づき可変距離ｄ（１１６）を決定するように構成された処理ユニット（１２４）を含む。
【解決手段】システム（１１０）は可変距離ｄ（１１６）によって検査対象（１１４）から離間されたプローブ（１１２）を含む。システム（１１０）はまたプローブ（１１２）を介して電流を供給するための交流（ＡＣ）電源（１１８）も含み、ＡＣ電源（１１８）およびプローブ（１１２）はプローブ（１１２）の先端と検査対象（１１４）の間に制御されたプラズマチャネル（１２０）を生成するように構成される。システム（１１０）はさらに、プローブ（１１２）の先端と検査対象（１１４）の間の電圧差に基づき可変距離ｄ（１１６）を決定するように構成された処理ユニット（１２４）を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねプローブおよびセンサシステムに関し、より具体的には２つの物体の間の間隔を測定するためのプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な種類のプローブおよびセンサシステムが２つの物体の間の距離を測定するために使用されてきている。加えて、プローブ装置は様々な用途に使用されてきている。例えば、タービンは、シュラウドに近接して配置されたいくつかのタービン翼を有する。タービン翼とシュラウドの間の間隔は、タービン翼の温度に応じて変動する。例えば、シュラウドとタービン翼の間の間隔は、タービンが冷たいときに最大であり、タービンが温まると次第に減少する。 タービン翼とシュラウドの間の間隙または間隔は、タービンの安全および効果的な動作のために維持されることが望ましい。センサはタービン内に配置されて、タービン翼とシュラウドの間の距離を測定することができる。この距離を使用して、シュラウドの移動を統制し、シュラウドとタービン翼の間の所望の変位を維持することができる。
【０００３】
タービンおよび圧縮機などの回転する構成部品の効率も回転翼と構成部品のケーシングとの間の間隙または間隔によって強く影響される。概して、間隙が最小になると構成部品の効率は最大になる。しかし、少量の間隔は、回転翼が構成部品のケーシングに当たるのを防ぐために望ましい。ある種の用途では、キャパシタンスプローブが２つの物体の間の距離を測定するために使用される。プローブは一方の物体の上に位置し、２つの物体の間の間隔を見積もるために他方の物体に対するキャパシタンスを測定する。しかし、ガスタービンなどの高温での用途については、既存の装置は、これを過酸な動作環境で動作させるために必要な要件が厳しいため、高価であり製造が難しい。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１２５４９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、上記の問題点に対処するように改善されたセンサシステムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態により、間隔検出システムが提供される。このシステムは、可変距離ｄによって検査対象から離間されたプローブを含む。このシステムはまた、プローブを介して電流を供給するための交流（ＡＣ）電源も含み、ＡＣ電源およびプローブは、プローブの先端と検査対象の間に制御されたプラズマチャネルを生成するように構成される。システムはさらに、プローブの先端と検査対象の間の電圧差に基づいて可変距離ｄを決定するように構成された処理ユニットを含む。
【０００６】
本発明の別の実施形態によると、導電性回転体への距離を測定する方法が開示される。この方法は、導電性回転体から可変距離ｄにプローブを配置する段階を含む。この方法はさらにプローブの先端と導電性回転体の間でプラズマ放電を開始し、安定させる段階を含む。方法はさらに、プローブの先端と導電性回転体の間に形成されたプラズマを介する電圧降下、電流、およびプローブのインピーダンスの少なくとも１つを測定する段階を含む。加えてこの方法は、電圧降下、電流、およびインピーダンスの少なくとも１つに基づいて、導電性回転体への距離を決定する段階を含む。
【０００７】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、図面にわたって同様の符号が同様の部品を表す添付の図面を参照して以下の詳細な記述が読まれるとき、よりよく理解されることになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に詳細に述べるように、本発明の実施形態は間隔検出システムおよびそのシステムを操作する方法を含む。本明細書で使用されるように、「プラズマ放電」は大気圧下で約１ＭＨｚより大きい周波数を有する高周波で発生したプラズマを表す。
【０００９】
ここで図を参照すると、図１はプラズマを開始および安定させるためのシステム１０の概略図である。システム１０はまたプラズマプローブ１０と称されることもできる。プラズマプローブ１０は交流（ＡＣ）電圧源１４に結合された内部導体１２を含む。例示された実施形態では、複数の巻線１８を含む外部導体１６が内部導体１２の周りに配置される。外部導体１６は、一方の端部でＡＣ電圧源１４に結合され、反対側の端部で第１の電極２０を形成する。第２の電極２２は、プラズマ放電２６を開始するための間隙２４によって第１の電極２０から離間される。特定の一実施形態では、内部導体１２は円筒の形状の導体を含む。別の実施形態では、内部導体１２はワイヤを含む。一例では、外部導体１６はソレノイドである。一つの例示的な実施形態では、内部導体１２は接地されている。別の実施形態では、外部導体１６はＡＣ電圧源１４を介して接地される。一例では、プラズマ放電２６は、約６ＭＨｚと約７．５ＭＨｚの間の範囲内の周波数を有する大気圧高周波プラズマを開始する。特定の一実施形態では、内部導体１２および外部導体１６は、プラズマ放電２６を開始するためにＡＣ電圧源１４によって供給される電圧を少なくとも約２０ｄＢ上げるように構成される。
【００１０】
図２は、図１のプラズマプローブ１０の等価回路３０である。例示された実施形態では、図１で示される内部導体１２および図１で示される外部導体１６は一連のＬＣ回路として構成され、Ｌはインダクタ３２によって表される外部導体１６のインダクタンスであり、ＣＳはキャパシタ３４によって表される、内部導体１２と外部導体１６の間のキャパシタンスである。インダクタ３２は、抵抗３６によって表される小さい実数の抵抗を有してよい。特定の一実施形態では、抵抗３６は約１０オームと約１００オームの間で変化してよい。図１で示されるプラズマプローブ１０は、内部導体１２および外部導体１６を介して分布した伝送線路３８を有する４分の１波長変圧器として作用する。外部導体１６は、単位長さ当たりのインダクタンスを増加させるために図１で示される多数の巻線１８を含んでよい。巻線１８は、巻線１８のそれぞれの間に寄生キャパシタンス４０を含んでよく、この寄生キャパシタンスはＣＳによって示されるキャパシタンス３４よりもずっと小さい。したがって、寄生キャパシタンス４０は無視してよい。等価回路３０はまたキャパシタンス３４の漏れ抵抗４２も含んでよく、この漏れ抵抗はＧによって示される。漏れ抵抗４２は非常に小さく、したがって無視してよい。
【００１１】
プラズマが開始されるより前に、負荷がないとき、ＡＣ電圧源１４は開放状態の回路の伝送線路に遭遇する。等価回路３０は４分の１波長で共振する。伝送線路３８の物理長が、定在波の波長の４分の１になるように電圧源の周波数が伝送線路３８で定在波を生成するときに、４分の１波長共振が発生する。したがって電圧源１４は、負荷４６を生じる、伝送線路３８の端部４４における短絡に遭遇する。これによって、伝送線路３８へ大量の電流が導かれることになる。生成された大電流はインダクタ３２およびキャパシタ３４を通って進む。さらに、２ｐｆＬ（ｆは電圧源１４の周波数である）によって与えられるインダクタ３２のインピーダンスは、Ｌおよびｆの両方が大きいとき大きい。したがって、インダクタ３２にかかる電圧降下は大きくなり、伝送線路３８の端部４４で高電圧を生じる。この高電圧によって負荷４６でのプラズマの生成が開始される。
【００１２】
プラズマの生成は負荷４６で伝送線路３８を短絡させることになる。このような状況では、伝送線路３８に導かれる電流は、２つの経路を有することができる。この経路の一方は、上述したようにインダクタ３２を介しており、他方はインダクタ３２をバイパスして負荷４６を介している。したがって、電流は２つの経路に分別され、より少量の電流がインダクタ３２を流れる。これによりインダクタ３２にかかる電圧降下はより低くなり、この電圧降下は負荷４６で発生したプラズマを介する電圧でもある。したがって、プラズマに流入する電流は減少し、その結果としてプラズマ抵抗が増加する。非常に速い負のフィードバックループが生成され、これにより負荷４６で生成されたプラズマを安定させる。したがって、プラズマプローブ１０は、プラズマを開始させ、次いでプラズマを消失させないように所望の値に電圧を安定させ、同時に発生する恐れのある任意の燃焼を防ぐことにおいて重要な役割を果たす。
【００１３】
本発明の別の例示の実施形態では、図３が、プラズマ生成を開始させ安定させるための遮蔽されたプローブシステム６０を示す。システム６０は、一方の端部がＡＣ電圧源６４に結合され、反対側の端部で第１の電極６６を形成する中央導体６２を含む。システム６０はまた、中央導体６２の周りに配置される複数の巻線７０を含む外部導体６８も含む。例示の実施形態について、外部導体６８は一方の端部でＡＣ電圧源６４に結合され、反対側の端部で第２の電極７２を形成する。第１の電極６６および第２の電極７２は、間隙７４によって分離されてプラズマ放電７６を開始する。遮蔽されたプローブシステム６０は、遮蔽されていないプローブよりもより高温のプラズマ放電、すなわち温プラズマ放電を開始することができる。システム６０はさらに電磁干渉遮蔽のために中央導体６２と同心に配置される遮蔽体７８を含む。外部導体６８によって生成される磁気領域は圧縮され、中央導体６２と遮蔽体７８の間の空間に存在する。中央導体６２および外部導体６８は、約３０ｄＢほどＡＣ電圧源６４の電圧を上げるように構成されてよい。絶縁体８０は中央導体６２と遮蔽体７８の間に配置されてよい。特定の一実施形態では、絶縁体８０はセラミック絶縁体を含んでよい。例では、遮蔽体７８は内部伝導性シリンダおよび外部伝導性シリンダを含んでよく、これらのシリンダは同心でお互いに接続され、外部導体６８は内部伝導性シリンダと外部伝導性シリンダの間に配置されてよい。
【００１４】
図４は、図３の遮蔽されたプローブシステム６０の等価回路９０である。例示された実施形態について、図３の中央導体６２および図３の外部導体６８は一連のＬＣ回路として構成される。図３で示される遮蔽体７８があることにより、回路９０の実効インダクタンスが減少し、実効キャパシタンスが増加する。実効インダクタンスは、インダクタ９２によって示される（Ｌ−Ｍ）に相当し、Ｌは中央導体のインダクタンスであり、Ｍは渦電流損による中央導体６２と遮蔽体７８の間の相互インダクタンスである。実効キャパシタンスは、キャパシタ９４によって示される（ＣＳ１＋ＣＳ２）に相当し、ＣＳ１は中央導体６２と外部導体６８の間のキャパシタンスであり、ＣＳ２は遮蔽体７８と外部導体６８の間のキャパシタンスである。インダクタ９２は、渦電流損による抵抗を含む、抵抗９６によって示される小さい実数の抵抗を有してよい。キャパシタ９４は漏れ抵抗９８によって示される無視できる漏れ抵抗を含んでよい。回路９０は、図３に示される巻線７０のそれぞれの間のキャパシタ１００によって示される無視できる寄生キャパシタンスを含んでもよい。実効インダクタンスがより小さく、渦電流の形態での損失がより多いので、プラズマ放電を開始するために必要な電圧が増加する。プラズマ放電の開始は、負荷１０４を有する端部１０２での短絡を引き起こす。したがって、これにより図１に示すプラズマプローブに比べてより効率が低いプラズマプローブをもたらす可能性がある。
【００１５】
図５は、間隔検出システム１１０の構成図を示す。システム１１０は、「ｄ」によって示される可変距離１１６によって検査対象１１４から離間されたプローブ１１２を含む。特定の実施形態では、検査対象１１４は導電性回転検査対象１１４である。特定の一実施形態では、プローブ１１２はタングステン、鉄、ニッケル、およびアルミニウムからなる群から選択される材料から作製されるワイヤを含んでよい。別の実施形態では、プローブ１１２は高周波（ＲＦ）プラズマプローブであってよい。例えば、ＲＦプラズマプローブは約６ＭＨｚと約７．５ＭＨｚの間の範囲の動作周波数を有してよい。特定の一実施形態では、ＲＦプラズマプローブは図１に示すように遮蔽されていないプラズマプローブである。別の実施形態では、ＲＦプラズマプローブは、例えば図３に示すような遮蔽されたプラズマプローブである。交流（ＡＣ）電源１１８はプローブ１１２に電流を供給するために設けられる。特定の実施形態については、ＡＣ電源 １１８はプローブ１１２に一定の電流量を供給する。制御されるプラズマチャネル１２０はプローブ１１２の先端と検査対象１１４の間で生成されることができる。プラズマチャネルのインピーダンスは主として抵抗であり、プラズマチャネルを通って流れる電流、チャネルの長さ、およびチャネル内の気体の性質（例えば気体の成分、圧力、および温度）に応じて約１キロオームと５００キロオームの範囲で変化することができる。特定の実施形態では、プラズマは一定の電流、高周波数（少なくとも約２０ｋＨｚ）の電源１１８を使用して安定する。電圧および電流プローブ１２２を使用して、プローブ１１２の先端と回転検査対象１１４の間の電圧差を測定することができる。システム１１０はまた、プローブ１１２の先端と回転検査対象１１４の間で測定した電圧差に基づいて可変距離「ｄ」１１６を決定するように構成された処理ユニット１２４を含む。電圧差はプローブ１１２のインピーダンスの変化に対応する。プローブ１１２のインピーダンスの変化は、距離「ｄ」１１６に比例する。特定の一実施形態では、処理ユニット１２４は測定したインピーダンスの変化と較正データを比較して「ｄ」１１６を決定するように構成される。例では、回転検査対象１１４はタービンまたは圧縮機の部分、例えばタービン翼であってよい。別の実施形態では、可変距離「ｄ」１１６は約１μｍから約２０ｍｍの間の範囲であってよい。
【００１６】
本発明は、本発明の処理タスクを実行するための任意の特定の処理ユニットに限定されるものではないことに留意されたい。「処理ユニット」という用語は、この用語が本明細書で使用されると、本発明のタスクを実行するために必要な計算または演算を実行することが可能な任意の機械を示すように意図されている。「処理ユニット」という用語は、体系的な入力を受け入れること、および規定の規則に従ってその入力を処理して出力を生成することが可能である任意の機械を示すように意図されている。本明細書で使用されるような「構成される」という表現は、当業者によって理解されるように、処理ユニットが本発明のタスクを実行するためのハードウェアおよびソフトウェアの組合せを装備していることを意味するということもやはり留意されたい。
【００１７】
図６は間隔検出システム１１０の特定の例を示す構成図である。例示の実施形態では、ＡＣ電流源はＲＦ搬送波源１３４を備える。ＲＦ搬送波源１３４からのＲＦ信号１３２は、ＲＦ信号１３２を増幅するＲＦ増幅器１３６に送り込まれる。示された例ではＲＦ増幅器１３６はＲＦ信号を５０ｄＢ増幅する。増幅されたＲＦ搬送波信号１３８は図５で示されるＲＦプラズマプローブ１１２に入力されて、図５で示されるように、ＲＦプラズマプローブ１１２と回転検査対象１１４の間の間隙１１６でプラズマを生成し、維持する。上述したように、プラズマチャネルのインピーダンスは主として抵抗であり、プラズマチャネルを通って流れる電流、チャネルの長さ、およびチャネル中の気体の性質に応じて約１キロオームと５００キロオームの範囲で変わることができる。プラズマが開始されると、負荷のインピーダンスが増加する。例では、インピーダンスは約５０オームから約３キロオームへ増加することができる。ＲＦ増幅器１３６からの増幅された搬送波信号１３８は減衰器１４０に送り込まれて、増幅されたＲＦ搬送波信号１３８の電圧を減衰された信号レベル１４２まで減少させ、また生成されたプラズマのインピーダンスを変化させることなく電圧を測定するようにする。例示の実施形態では、減衰器１４０は、例えば約１０キロオームから約１００キロオームのインピーダンスを有する高インピーダンス減衰器である。減衰された信号１４２は次いで、減衰された信号１４２から包絡線信号１４６を分割する復調器１４４へ入力される。約７ＭＨｚなどの 搬送波周波数で様々な源からの複数の電磁干渉信号がある。干渉信号を避けるために、包絡線信号１４６は分離される。包絡線信号１４６はさらに、包絡線信号１４６の電圧の変化を測定するために図５に示される処理ユニット１２４に送り込まれる。
【００１８】
図７は、導電性回転体までの距離を測定する方法１５０についての例示的な段階を示す流れ図である。方法１５０は、段階１５２で導電性回転体から可変距離ｄにプローブを配置することを含む。段階１５４で、プローブの先端と導電性回転体の間のプラズマ放電が開始され安定する。特定の一実施形態では、プラズマ放電は、プラズマを介する電流を減少させるためにプローブにフィードバックを与えることにより安定する。段階１５６で、電圧降下がプローブの先端と回転体の間のプラズマを介して測定される。別の実施形態では、段階１５６で電流がプラズマを介して測定される。さらに別の実施形態では段階１５６でさらに、測定された電圧降下および電流からインピーダンスが決定される。概して、複素インピーダンスは測定された電圧降下と一定の電流量の比に等しい。さらに別の実施形態では、プラズマプローブのインピーダンスが測定される。段階１５８で、回転体についての間隔が、測定された電圧、電流、および複素インピーダンスの大きさの少なくとも１つから決定される。間隔の決定には、複素インピーダンスと較正データを比較することを含む。
実施例
以下の実施例は単なる例示であり、請求の範囲に記載されている発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【００１９】
図８はテスト用具１６０の一部分の概略図である。テスト用具１６０は、例えばタービン翼を示すことができる突出部１６２および中央部分１６４を含む。突出部１６２とケーシングまたはシュラウド（図示せず）の間の間隔の最適な距離が決定されることになる。さらに突出部１６２のそれぞれは縁部１６６および中央平坦部１６８を含む。底平坦部１７０は中央部分１６４の縁部を示す。
【００２０】
図９は、図５で示されるＲＦプラズマプローブ１１２の先端と図８の回転テスト用具１６０の様々な部分の間で測定された電圧差を時間の関数として示したグラフ１８０である。テスト用具１６０の先端の回転速度は約０．４ｍ／ｓｅｃに設定された。Ｘ軸１８２は秒単位での経過時間を表し、Ｙ軸１８４は回転テスト用具の様々な部分がプラズマ放電を通るときの図６で示される包絡線信号１４６の電圧を表す。頂点１８６は、タービン翼１６２の図８に示される縁部１６６で測定された電圧を示す。同様に点１８８は突出部１６２の図８に示される中央平坦部１６８で測定された電圧を示し、点１９０は突出部１６２の間の図８に示される底平坦部１７０で測定された電圧を示す。突出部１６２の縁部１６６と中央平坦部１６８の間の距離は約１．３ｍｍであった。同様に、縁部１６６と底平坦部１７０の間の距離は約５ｍｍであった。図示のように約０．０４Ｖの電圧差が縁部１６６と中央平坦部１６８の間で測定され、一方で約０．０５５Ｖの電圧差が縁部１６６と底平坦部１７０の間で測定された。
【００２１】
本発明の特定の特徴のみが本明細書では例示され述べられてきたが、多くの修正および変更を当業者は思いつくだろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲にあれば、すべてのこのような修正および変更を包含することが意図される。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による、高周波でプラズマを開始および安定させるためのプローブシステムの概略図である。
【図２】図１のプローブ装置を表す等価回路の図である。
【図３】本発明の実施形態による、高周波でプラズマを開始させ、安定させるための遮蔽されたプローブ装置の概略図である。
【図４】図３の遮蔽されたプローブ装置を表す等価回路の図である。
【図５】本発明の実施形態による間隔検出システムを示す構成図である。
【図６】図５の間隔検出システムの特定の例を示す構成図である。
【図７】回転体についての間隔を測定する方法についての例示的な段階を示す流れ図である。
【図８】テスト用具の一部分を示す概略図である。
【図９】図１および図３のプローブ装置の先端と図８の突出部の間で測定された電圧降下を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１０ プラズマプローブ
１２ 内部導体
１４ ＡＣ電圧源
１６ 外部導体
１８ 巻線
２０ 第１電極
２２ 第２電極
２４ 間隙
２６ プラズマ放電
２８ 接地
３０ 等価回路
３２ インダクタ
３４ キャパシタ
３６ 抵抗
３８ 伝送線路
４０ 寄生キャパシタンス
４２ 漏れ抵抗
４４ 伝送線路の端部
４６ 負荷
６０ 遮蔽されたプローブシステム
６２ 中央導体
６４ ＡＣ電圧源
６６ 第１電極
６８ 外部導体
７０ 巻線
７２ 第２電極
７４ 間隙
７６ 温プラズマ放電
７８ 遮蔽体
８０ 絶縁体
９０ 等価回路
９２ インダクタ
９４ キャパシタ
９６ 抵抗
９８ 漏れ抵抗
１００ キャパシタ
１０２ 伝送線路の端部
１０４ 負荷
１１０ 間隔検出システム
１１２ プローブ
１１４ 検査対象
１１６ 可変距離ｄ
１１８ ＡＣ電源
１２０ 制御されたプラズマチャネル
１２２ 電圧および電流プローブ
１２４ 処理ユニット
１３２ ＲＦ信号
１３４ ＲＦ 搬送波源
１３６ ＲＦ増幅器
１３８ ＲＦ搬送波信号
１４０ 減衰器
１４２ 減衰された信号レベル
１４４ 復調器
１４６ 包絡線信号
１５０ 導電性回転体への距離の測定方法
１６０ テスト用具
１６２ 突出部
１６４ 中央部分
１６６ 縁部
１６８ 中央平坦部
１７０ 底平坦部
１８０ グラフ
１８２ 秒単位での時間経過を表すＸ軸
１８４ 包絡線信号の電圧を表すＹ軸
１８６ 頂点
１８８ 中央平坦部で測定された電圧
１９０ 底平坦部で測定された電圧
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概ねプローブおよびセンサシステムに関し、より具体的には２つの物体の間の間隔を測定するためのプローブに関する。
【背景技術】
【０００２】
様々な種類のプローブおよびセンサシステムが２つの物体の間の距離を測定するために使用されてきている。加えて、プローブ装置は様々な用途に使用されてきている。例えば、タービンは、シュラウドに近接して配置されたいくつかのタービン翼を有する。タービン翼とシュラウドの間の間隔は、タービン翼の温度に応じて変動する。例えば、シュラウドとタービン翼の間の間隔は、タービンが冷たいときに最大であり、タービンが温まると次第に減少する。 タービン翼とシュラウドの間の間隙または間隔は、タービンの安全および効果的な動作のために維持されることが望ましい。センサはタービン内に配置されて、タービン翼とシュラウドの間の距離を測定することができる。この距離を使用して、シュラウドの移動を統制し、シュラウドとタービン翼の間の所望の変位を維持することができる。
【０００３】
タービンおよび圧縮機などの回転する構成部品の効率も回転翼と構成部品のケーシングとの間の間隙または間隔によって強く影響される。概して、間隙が最小になると構成部品の効率は最大になる。しかし、少量の間隔は、回転翼が構成部品のケーシングに当たるのを防ぐために望ましい。ある種の用途では、キャパシタンスプローブが２つの物体の間の距離を測定するために使用される。プローブは一方の物体の上に位置し、２つの物体の間の間隔を見積もるために他方の物体に対するキャパシタンスを測定する。しかし、ガスタービンなどの高温での用途については、既存の装置は、これを過酸な動作環境で動作させるために必要な要件が厳しいため、高価であり製造が難しい。
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０１２５４９２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、上記の問題点に対処するように改善されたセンサシステムの必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態により、間隔検出システムが提供される。このシステムは、可変距離ｄによって検査対象から離間されたプローブを含む。このシステムはまた、プローブを介して電流を供給するための交流（ＡＣ）電源も含み、ＡＣ電源およびプローブは、プローブの先端と検査対象の間に制御されたプラズマチャネルを生成するように構成される。システムはさらに、プローブの先端と検査対象の間の電圧差に基づいて可変距離ｄを決定するように構成された処理ユニットを含む。
【０００６】
本発明の別の実施形態によると、導電性回転体への距離を測定する方法が開示される。この方法は、導電性回転体から可変距離ｄにプローブを配置する段階を含む。この方法はさらにプローブの先端と導電性回転体の間でプラズマ放電を開始し、安定させる段階を含む。方法はさらに、プローブの先端と導電性回転体の間に形成されたプラズマを介する電圧降下、電流、およびプローブのインピーダンスの少なくとも１つを測定する段階を含む。加えてこの方法は、電圧降下、電流、およびインピーダンスの少なくとも１つに基づいて、導電性回転体への距離を決定する段階を含む。
【０００７】
本発明のこれらおよび他の特徴、態様、および利点は、図面にわたって同様の符号が同様の部品を表す添付の図面を参照して以下の詳細な記述が読まれるとき、よりよく理解されることになるだろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に詳細に述べるように、本発明の実施形態は間隔検出システムおよびそのシステムを操作する方法を含む。本明細書で使用されるように、「プラズマ放電」は大気圧下で約１ＭＨｚより大きい周波数を有する高周波で発生したプラズマを表す。
【０００９】
ここで図を参照すると、図１はプラズマを開始および安定させるためのシステム１０の概略図である。システム１０はまたプラズマプローブ１０と称されることもできる。プラズマプローブ１０は交流（ＡＣ）電圧源１４に結合された内部導体１２を含む。例示された実施形態では、複数の巻線１８を含む外部導体１６が内部導体１２の周りに配置される。外部導体１６は、一方の端部でＡＣ電圧源１４に結合され、反対側の端部で第１の電極２０を形成する。第２の電極２２は、プラズマ放電２６を開始するための間隙２４によって第１の電極２０から離間される。特定の一実施形態では、内部導体１２は円筒の形状の導体を含む。別の実施形態では、内部導体１２はワイヤを含む。一例では、外部導体１６はソレノイドである。一つの例示的な実施形態では、内部導体１２は接地されている。別の実施形態では、外部導体１６はＡＣ電圧源１４を介して接地される。一例では、プラズマ放電２６は、約６ＭＨｚと約７．５ＭＨｚの間の範囲内の周波数を有する大気圧高周波プラズマを開始する。特定の一実施形態では、内部導体１２および外部導体１６は、プラズマ放電２６を開始するためにＡＣ電圧源１４によって供給される電圧を少なくとも約２０ｄＢ上げるように構成される。
【００１０】
図２は、図１のプラズマプローブ１０の等価回路３０である。例示された実施形態では、図１で示される内部導体１２および図１で示される外部導体１６は一連のＬＣ回路として構成され、Ｌはインダクタ３２によって表される外部導体１６のインダクタンスであり、ＣＳはキャパシタ３４によって表される、内部導体１２と外部導体１６の間のキャパシタンスである。インダクタ３２は、抵抗３６によって表される小さい実数の抵抗を有してよい。特定の一実施形態では、抵抗３６は約１０オームと約１００オームの間で変化してよい。図１で示されるプラズマプローブ１０は、内部導体１２および外部導体１６を介して分布した伝送線路３８を有する４分の１波長変圧器として作用する。外部導体１６は、単位長さ当たりのインダクタンスを増加させるために図１で示される多数の巻線１８を含んでよい。巻線１８は、巻線１８のそれぞれの間に寄生キャパシタンス４０を含んでよく、この寄生キャパシタンスはＣＳによって示されるキャパシタンス３４よりもずっと小さい。したがって、寄生キャパシタンス４０は無視してよい。等価回路３０はまたキャパシタンス３４の漏れ抵抗４２も含んでよく、この漏れ抵抗はＧによって示される。漏れ抵抗４２は非常に小さく、したがって無視してよい。
【００１１】
プラズマが開始されるより前に、負荷がないとき、ＡＣ電圧源１４は開放状態の回路の伝送線路に遭遇する。等価回路３０は４分の１波長で共振する。伝送線路３８の物理長が、定在波の波長の４分の１になるように電圧源の周波数が伝送線路３８で定在波を生成するときに、４分の１波長共振が発生する。したがって電圧源１４は、負荷４６を生じる、伝送線路３８の端部４４における短絡に遭遇する。これによって、伝送線路３８へ大量の電流が導かれることになる。生成された大電流はインダクタ３２およびキャパシタ３４を通って進む。さらに、２ｐｆＬ（ｆは電圧源１４の周波数である）によって与えられるインダクタ３２のインピーダンスは、Ｌおよびｆの両方が大きいとき大きい。したがって、インダクタ３２にかかる電圧降下は大きくなり、伝送線路３８の端部４４で高電圧を生じる。この高電圧によって負荷４６でのプラズマの生成が開始される。
【００１２】
プラズマの生成は負荷４６で伝送線路３８を短絡させることになる。このような状況では、伝送線路３８に導かれる電流は、２つの経路を有することができる。この経路の一方は、上述したようにインダクタ３２を介しており、他方はインダクタ３２をバイパスして負荷４６を介している。したがって、電流は２つの経路に分別され、より少量の電流がインダクタ３２を流れる。これによりインダクタ３２にかかる電圧降下はより低くなり、この電圧降下は負荷４６で発生したプラズマを介する電圧でもある。したがって、プラズマに流入する電流は減少し、その結果としてプラズマ抵抗が増加する。非常に速い負のフィードバックループが生成され、これにより負荷４６で生成されたプラズマを安定させる。したがって、プラズマプローブ１０は、プラズマを開始させ、次いでプラズマを消失させないように所望の値に電圧を安定させ、同時に発生する恐れのある任意の燃焼を防ぐことにおいて重要な役割を果たす。
【００１３】
本発明の別の例示の実施形態では、図３が、プラズマ生成を開始させ安定させるための遮蔽されたプローブシステム６０を示す。システム６０は、一方の端部がＡＣ電圧源６４に結合され、反対側の端部で第１の電極６６を形成する中央導体６２を含む。システム６０はまた、中央導体６２の周りに配置される複数の巻線７０を含む外部導体６８も含む。例示の実施形態について、外部導体６８は一方の端部でＡＣ電圧源６４に結合され、反対側の端部で第２の電極７２を形成する。第１の電極６６および第２の電極７２は、間隙７４によって分離されてプラズマ放電７６を開始する。遮蔽されたプローブシステム６０は、遮蔽されていないプローブよりもより高温のプラズマ放電、すなわち温プラズマ放電を開始することができる。システム６０はさらに電磁干渉遮蔽のために中央導体６２と同心に配置される遮蔽体７８を含む。外部導体６８によって生成される磁気領域は圧縮され、中央導体６２と遮蔽体７８の間の空間に存在する。中央導体６２および外部導体６８は、約３０ｄＢほどＡＣ電圧源６４の電圧を上げるように構成されてよい。絶縁体８０は中央導体６２と遮蔽体７８の間に配置されてよい。特定の一実施形態では、絶縁体８０はセラミック絶縁体を含んでよい。例では、遮蔽体７８は内部伝導性シリンダおよび外部伝導性シリンダを含んでよく、これらのシリンダは同心でお互いに接続され、外部導体６８は内部伝導性シリンダと外部伝導性シリンダの間に配置されてよい。
【００１４】
図４は、図３の遮蔽されたプローブシステム６０の等価回路９０である。例示された実施形態について、図３の中央導体６２および図３の外部導体６８は一連のＬＣ回路として構成される。図３で示される遮蔽体７８があることにより、回路９０の実効インダクタンスが減少し、実効キャパシタンスが増加する。実効インダクタンスは、インダクタ９２によって示される（Ｌ−Ｍ）に相当し、Ｌは中央導体のインダクタンスであり、Ｍは渦電流損による中央導体６２と遮蔽体７８の間の相互インダクタンスである。実効キャパシタンスは、キャパシタ９４によって示される（ＣＳ１＋ＣＳ２）に相当し、ＣＳ１は中央導体６２と外部導体６８の間のキャパシタンスであり、ＣＳ２は遮蔽体７８と外部導体６８の間のキャパシタンスである。インダクタ９２は、渦電流損による抵抗を含む、抵抗９６によって示される小さい実数の抵抗を有してよい。キャパシタ９４は漏れ抵抗９８によって示される無視できる漏れ抵抗を含んでよい。回路９０は、図３に示される巻線７０のそれぞれの間のキャパシタ１００によって示される無視できる寄生キャパシタンスを含んでもよい。実効インダクタンスがより小さく、渦電流の形態での損失がより多いので、プラズマ放電を開始するために必要な電圧が増加する。プラズマ放電の開始は、負荷１０４を有する端部１０２での短絡を引き起こす。したがって、これにより図１に示すプラズマプローブに比べてより効率が低いプラズマプローブをもたらす可能性がある。
【００１５】
図５は、間隔検出システム１１０の構成図を示す。システム１１０は、「ｄ」によって示される可変距離１１６によって検査対象１１４から離間されたプローブ１１２を含む。特定の実施形態では、検査対象１１４は導電性回転検査対象１１４である。特定の一実施形態では、プローブ１１２はタングステン、鉄、ニッケル、およびアルミニウムからなる群から選択される材料から作製されるワイヤを含んでよい。別の実施形態では、プローブ１１２は高周波（ＲＦ）プラズマプローブであってよい。例えば、ＲＦプラズマプローブは約６ＭＨｚと約７．５ＭＨｚの間の範囲の動作周波数を有してよい。特定の一実施形態では、ＲＦプラズマプローブは図１に示すように遮蔽されていないプラズマプローブである。別の実施形態では、ＲＦプラズマプローブは、例えば図３に示すような遮蔽されたプラズマプローブである。交流（ＡＣ）電源１１８はプローブ１１２に電流を供給するために設けられる。特定の実施形態については、ＡＣ電源 １１８はプローブ１１２に一定の電流量を供給する。制御されるプラズマチャネル１２０はプローブ１１２の先端と検査対象１１４の間で生成されることができる。プラズマチャネルのインピーダンスは主として抵抗であり、プラズマチャネルを通って流れる電流、チャネルの長さ、およびチャネル内の気体の性質（例えば気体の成分、圧力、および温度）に応じて約１キロオームと５００キロオームの範囲で変化することができる。特定の実施形態では、プラズマは一定の電流、高周波数（少なくとも約２０ｋＨｚ）の電源１１８を使用して安定する。電圧および電流プローブ１２２を使用して、プローブ１１２の先端と回転検査対象１１４の間の電圧差を測定することができる。システム１１０はまた、プローブ１１２の先端と回転検査対象１１４の間で測定した電圧差に基づいて可変距離「ｄ」１１６を決定するように構成された処理ユニット１２４を含む。電圧差はプローブ１１２のインピーダンスの変化に対応する。プローブ１１２のインピーダンスの変化は、距離「ｄ」１１６に比例する。特定の一実施形態では、処理ユニット１２４は測定したインピーダンスの変化と較正データを比較して「ｄ」１１６を決定するように構成される。例では、回転検査対象１１４はタービンまたは圧縮機の部分、例えばタービン翼であってよい。別の実施形態では、可変距離「ｄ」１１６は約１μｍから約２０ｍｍの間の範囲であってよい。
【００１６】
本発明は、本発明の処理タスクを実行するための任意の特定の処理ユニットに限定されるものではないことに留意されたい。「処理ユニット」という用語は、この用語が本明細書で使用されると、本発明のタスクを実行するために必要な計算または演算を実行することが可能な任意の機械を示すように意図されている。「処理ユニット」という用語は、体系的な入力を受け入れること、および規定の規則に従ってその入力を処理して出力を生成することが可能である任意の機械を示すように意図されている。本明細書で使用されるような「構成される」という表現は、当業者によって理解されるように、処理ユニットが本発明のタスクを実行するためのハードウェアおよびソフトウェアの組合せを装備していることを意味するということもやはり留意されたい。
【００１７】
図６は間隔検出システム１１０の特定の例を示す構成図である。例示の実施形態では、ＡＣ電流源はＲＦ搬送波源１３４を備える。ＲＦ搬送波源１３４からのＲＦ信号１３２は、ＲＦ信号１３２を増幅するＲＦ増幅器１３６に送り込まれる。示された例ではＲＦ増幅器１３６はＲＦ信号を５０ｄＢ増幅する。増幅されたＲＦ搬送波信号１３８は図５で示されるＲＦプラズマプローブ１１２に入力されて、図５で示されるように、ＲＦプラズマプローブ１１２と回転検査対象１１４の間の間隙１１６でプラズマを生成し、維持する。上述したように、プラズマチャネルのインピーダンスは主として抵抗であり、プラズマチャネルを通って流れる電流、チャネルの長さ、およびチャネル中の気体の性質に応じて約１キロオームと５００キロオームの範囲で変わることができる。プラズマが開始されると、負荷のインピーダンスが増加する。例では、インピーダンスは約５０オームから約３キロオームへ増加することができる。ＲＦ増幅器１３６からの増幅された搬送波信号１３８は減衰器１４０に送り込まれて、増幅されたＲＦ搬送波信号１３８の電圧を減衰された信号レベル１４２まで減少させ、また生成されたプラズマのインピーダンスを変化させることなく電圧を測定するようにする。例示の実施形態では、減衰器１４０は、例えば約１０キロオームから約１００キロオームのインピーダンスを有する高インピーダンス減衰器である。減衰された信号１４２は次いで、減衰された信号１４２から包絡線信号１４６を分割する復調器１４４へ入力される。約７ＭＨｚなどの 搬送波周波数で様々な源からの複数の電磁干渉信号がある。干渉信号を避けるために、包絡線信号１４６は分離される。包絡線信号１４６はさらに、包絡線信号１４６の電圧の変化を測定するために図５に示される処理ユニット１２４に送り込まれる。
【００１８】
図７は、導電性回転体までの距離を測定する方法１５０についての例示的な段階を示す流れ図である。方法１５０は、段階１５２で導電性回転体から可変距離ｄにプローブを配置することを含む。段階１５４で、プローブの先端と導電性回転体の間のプラズマ放電が開始され安定する。特定の一実施形態では、プラズマ放電は、プラズマを介する電流を減少させるためにプローブにフィードバックを与えることにより安定する。段階１５６で、電圧降下がプローブの先端と回転体の間のプラズマを介して測定される。別の実施形態では、段階１５６で電流がプラズマを介して測定される。さらに別の実施形態では段階１５６でさらに、測定された電圧降下および電流からインピーダンスが決定される。概して、複素インピーダンスは測定された電圧降下と一定の電流量の比に等しい。さらに別の実施形態では、プラズマプローブのインピーダンスが測定される。段階１５８で、回転体についての間隔が、測定された電圧、電流、および複素インピーダンスの大きさの少なくとも１つから決定される。間隔の決定には、複素インピーダンスと較正データを比較することを含む。
実施例
以下の実施例は単なる例示であり、請求の範囲に記載されている発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。
【００１９】
図８はテスト用具１６０の一部分の概略図である。テスト用具１６０は、例えばタービン翼を示すことができる突出部１６２および中央部分１６４を含む。突出部１６２とケーシングまたはシュラウド（図示せず）の間の間隔の最適な距離が決定されることになる。さらに突出部１６２のそれぞれは縁部１６６および中央平坦部１６８を含む。底平坦部１７０は中央部分１６４の縁部を示す。
【００２０】
図９は、図５で示されるＲＦプラズマプローブ１１２の先端と図８の回転テスト用具１６０の様々な部分の間で測定された電圧差を時間の関数として示したグラフ１８０である。テスト用具１６０の先端の回転速度は約０．４ｍ／ｓｅｃに設定された。Ｘ軸１８２は秒単位での経過時間を表し、Ｙ軸１８４は回転テスト用具の様々な部分がプラズマ放電を通るときの図６で示される包絡線信号１４６の電圧を表す。頂点１８６は、タービン翼１６２の図８に示される縁部１６６で測定された電圧を示す。同様に点１８８は突出部１６２の図８に示される中央平坦部１６８で測定された電圧を示し、点１９０は突出部１６２の間の図８に示される底平坦部１７０で測定された電圧を示す。突出部１６２の縁部１６６と中央平坦部１６８の間の距離は約１．３ｍｍであった。同様に、縁部１６６と底平坦部１７０の間の距離は約５ｍｍであった。図示のように約０．０４Ｖの電圧差が縁部１６６と中央平坦部１６８の間で測定され、一方で約０．０５５Ｖの電圧差が縁部１６６と底平坦部１７０の間で測定された。
【００２１】
本発明の特定の特徴のみが本明細書では例示され述べられてきたが、多くの修正および変更を当業者は思いつくだろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神の範囲にあれば、すべてのこのような修正および変更を包含することが意図される。また、図面の符号に対応する特許請求の範囲中の符号は、単に本願発明の理解をより容易にするために用いられているものであり、本願発明の範囲を狭める意図で用いられたものではない。そして、本願の特許請求の範囲に記載した事項は、明細書に組み込まれ、明細書の記載事項の一部となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態による、高周波でプラズマを開始および安定させるためのプローブシステムの概略図である。
【図２】図１のプローブ装置を表す等価回路の図である。
【図３】本発明の実施形態による、高周波でプラズマを開始させ、安定させるための遮蔽されたプローブ装置の概略図である。
【図４】図３の遮蔽されたプローブ装置を表す等価回路の図である。
【図５】本発明の実施形態による間隔検出システムを示す構成図である。
【図６】図５の間隔検出システムの特定の例を示す構成図である。
【図７】回転体についての間隔を測定する方法についての例示的な段階を示す流れ図である。
【図８】テスト用具の一部分を示す概略図である。
【図９】図１および図３のプローブ装置の先端と図８の突出部の間で測定された電圧降下を示すグラフである。
【符号の説明】
【００２３】
１０ プラズマプローブ
１２ 内部導体
１４ ＡＣ電圧源
１６ 外部導体
１８ 巻線
２０ 第１電極
２２ 第２電極
２４ 間隙
２６ プラズマ放電
２８ 接地
３０ 等価回路
３２ インダクタ
３４ キャパシタ
３６ 抵抗
３８ 伝送線路
４０ 寄生キャパシタンス
４２ 漏れ抵抗
４４ 伝送線路の端部
４６ 負荷
６０ 遮蔽されたプローブシステム
６２ 中央導体
６４ ＡＣ電圧源
６６ 第１電極
６８ 外部導体
７０ 巻線
７２ 第２電極
７４ 間隙
７６ 温プラズマ放電
７８ 遮蔽体
８０ 絶縁体
９０ 等価回路
９２ インダクタ
９４ キャパシタ
９６ 抵抗
９８ 漏れ抵抗
１００ キャパシタ
１０２ 伝送線路の端部
１０４ 負荷
１１０ 間隔検出システム
１１２ プローブ
１１４ 検査対象
１１６ 可変距離ｄ
１１８ ＡＣ電源
１２０ 制御されたプラズマチャネル
１２２ 電圧および電流プローブ
１２４ 処理ユニット
１３２ ＲＦ信号
１３４ ＲＦ 搬送波源
１３６ ＲＦ増幅器
１３８ ＲＦ搬送波信号
１４０ 減衰器
１４２ 減衰された信号レベル
１４４ 復調器
１４６ 包絡線信号
１５０ 導電性回転体への距離の測定方法
１６０ テスト用具
１６２ 突出部
１６４ 中央部分
１６６ 縁部
１６８ 中央平坦部
１７０ 底平坦部
１８０ グラフ
１８２ 秒単位での時間経過を表すＸ軸
１８４ 包絡線信号の電圧を表すＹ軸
１８６ 頂点
１８８ 中央平坦部で測定された電圧
１９０ 底平坦部で測定された電圧
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変距離ｄ（１１６）によって検査対象（１１４）から離間されたプローブ（１１２）と、
前記プローブ（１１２）を介して電流を供給するための交流（ＡＣ）電源（１１８）とを備える間隔検知システムであって、前記ＡＣ電源（１１８）および前記プローブ（１１２）は、前記プローブ（１１２）の先端と前記検査対象（１１４）の間に制御されたプラズマチャネル（１２０）を生成するように構成され、間隔検知システム（１１０）はさらに、
前記プローブ（１１２）の前記先端と前記検査対象（１１４）の間の電圧差に基づき前記可変距離ｄ（１１６）を決定するように構成された処理ユニット（１２４）を備える間隔検知装置（１１０）。
【請求項２】
前記プローブ（１１２）が高周波プラズマプローブを備える、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項３】
前記高周波プラズマプローブが約１ＭＨｚよりも大きい動作周波数を有する、請求項２記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項４】
前記ＡＣ電源（１１８）からＲＦ信号（１３８）を受け取り、増幅されたＲＦ信号を前記高周波プラズマプローブに供給するように構成された高周波（ＲＦ）増幅器（１３６）をさらに備える、請求項２記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項５】
前記検査対象（１１４）が回転検査対象を含む、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項６】
前記プローブ（１１２）の前記先端と前記回転検査対象（１１４）の間の前記電圧差を測定するよう構成された電圧および電流プローブ（１２２）をさらに備える、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項７】
前記処理ユニット（１２４）が、前記制御されたプラズマチャネル（１２０）についてのインピーダンスを決定し、前記インピーダンスと複数の較正データを比較して、前記可変距離ｄ（１１６）を決定するようにさらに構成される、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項８】
導電性回転体への距離を測定するための方法（１５０）であって、
前記導電性回転体から可変距離ｄにプローブを配置する段階（１５２）と、
前記プローブの先端と前記導電性回転体の間でプラズマ放電を開始し安定させる段階（１５４）と、
前記プローブの前記先端と前記導電性回転体の間に形成されたプラズマを介する電圧降下、電流、および前記プローブのインピーダンスの少なくとも１つを測定する段階（１５６）と、
前記電圧降下、前記電流、および前記インピーダンスの少なくとも１つに基づいて前記導電性回転体への前記距離を決定する段階（１５８）とを含む、方法。
【請求項９】
前記プローブにフィードバックを与えて前記プラズマ放電を安定させる段階をさらに含み、前記開始し安定させる段階（１５４）が、前記プローブを介して一定の電流量を維持する段階を含む、請求項８記載の方法（１５０）。
【請求項１０】
前記導電性回転体への前記距離を決定する段階（１５８）が、前記インピーダンスと複数の較正データを比較する段階を備える、請求項８記載の方法（１５０）。
【請求項１】
可変距離ｄ（１１６）によって検査対象（１１４）から離間されたプローブ（１１２）と、
前記プローブ（１１２）を介して電流を供給するための交流（ＡＣ）電源（１１８）とを備える間隔検知システムであって、前記ＡＣ電源（１１８）および前記プローブ（１１２）は、前記プローブ（１１２）の先端と前記検査対象（１１４）の間に制御されたプラズマチャネル（１２０）を生成するように構成され、間隔検知システム（１１０）はさらに、
前記プローブ（１１２）の前記先端と前記検査対象（１１４）の間の電圧差に基づき前記可変距離ｄ（１１６）を決定するように構成された処理ユニット（１２４）を備える間隔検知装置（１１０）。
【請求項２】
前記プローブ（１１２）が高周波プラズマプローブを備える、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項３】
前記高周波プラズマプローブが約１ＭＨｚよりも大きい動作周波数を有する、請求項２記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項４】
前記ＡＣ電源（１１８）からＲＦ信号（１３８）を受け取り、増幅されたＲＦ信号を前記高周波プラズマプローブに供給するように構成された高周波（ＲＦ）増幅器（１３６）をさらに備える、請求項２記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項５】
前記検査対象（１１４）が回転検査対象を含む、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項６】
前記プローブ（１１２）の前記先端と前記回転検査対象（１１４）の間の前記電圧差を測定するよう構成された電圧および電流プローブ（１２２）をさらに備える、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項７】
前記処理ユニット（１２４）が、前記制御されたプラズマチャネル（１２０）についてのインピーダンスを決定し、前記インピーダンスと複数の較正データを比較して、前記可変距離ｄ（１１６）を決定するようにさらに構成される、請求項１記載の間隔検出システム（１１０）。
【請求項８】
導電性回転体への距離を測定するための方法（１５０）であって、
前記導電性回転体から可変距離ｄにプローブを配置する段階（１５２）と、
前記プローブの先端と前記導電性回転体の間でプラズマ放電を開始し安定させる段階（１５４）と、
前記プローブの前記先端と前記導電性回転体の間に形成されたプラズマを介する電圧降下、電流、および前記プローブのインピーダンスの少なくとも１つを測定する段階（１５６）と、
前記電圧降下、前記電流、および前記インピーダンスの少なくとも１つに基づいて前記導電性回転体への前記距離を決定する段階（１５８）とを含む、方法。
【請求項９】
前記プローブにフィードバックを与えて前記プラズマ放電を安定させる段階をさらに含み、前記開始し安定させる段階（１５４）が、前記プローブを介して一定の電流量を維持する段階を含む、請求項８記載の方法（１５０）。
【請求項１０】
前記導電性回転体への前記距離を決定する段階（１５８）が、前記インピーダンスと複数の較正データを比較する段階を備える、請求項８記載の方法（１５０）。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−８９５９０（Ｐ２００８−８９５９０Ａ）
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２４５１２４（Ｐ２００７−２４５１２４）
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年４月１７日（２００８．４．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２１日（２００７．９．２１）
【出願人】（３９００４１５４２）ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ (6,332)
【氏名又は名称原語表記】ＧＥＮＥＲＡＬ ＥＬＥＣＴＲＩＣ ＣＯＭＰＡＮＹ
【Ｆターム（参考）】
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