专利名称:辐射感应装置的制作方法
本发明涉及辐射感应装置，该装置包含一个装着辐射透明窗的内管。
本发明较为突出地但又不是唯一地涉及了诸如用于燃气轮机的辐辐射高温计。
燃气轮机叶片的温度能够用一种辐射高温计测量出来。安装高温计是为了能够透过发动机壳体上的小孔观察叶片。这种高温计在管子的一端有一个透镜，当叶片经过高温计的视界时，透镜就会把每一个叶片的辐射热直接地或通过辐射导向装置例如光导纤维电缆集中到辐射传感器上。透镜通常是用耐热材料如兰宝石制成的，或者装在耐热材料窗的后面，这样可以使它承受发动机的高温和温度变化。
这种高温计存在的一个问题是，发动机的碳灰或其他燃烧物会堆集在透镜镜面上，从而降低辐射量。为了减少这个问题的发生，已经提出了各种不同的方法，例如在镜面上使用催化剂(英国专利GB2121978A)或者使用净化空气(英国专利GB1589531)。
如果使用净化空气，则在高温计透镜前面装一个开口观察管，高温计穿过发动机的旁通管，观察管的前端通入发动机涡轮燃烧室。观察管上有一个空气入口，这样，从旁通管或一个独立的净化装置出来的净化气进入观察管并从观察管前端送入涡轮燃烧室，这时燃烧室的空气压力较低。净化空气经过观察管流入，起到了减少燃烧室污物在透镜上的堆集的作用。虽然这种方法的确减少了污物量，但还不是一种完全有效的方法，因为净化空气的流动产生涡流，会使一些污物从观察管前端带进来。
本发明的目的，在于提供一种高温计或类似装置，减少透镜或其它窗口上的污染。
本发明提供了上述种类的辐射感应装置，其特征是管子有一个前面部分，这部分的前端敞着口;
窗口装在管子的后面部分;
后面部分的内截面积大于前面部分;
这种装置包括一个气体通道，其入口位于管子前端，这样送入进气口的气体至少有一部分会沿着通道向前流动，并通过管子的前端，从而在管子的后面部分保持着恒定的压力。这样可以减少污物进入管子。
装置最好有一个外管，与内管的前面部分同轴，从而沿着内管前端的外面形成一个环形气体通道。外管可以有一个往里折的唇，与内管的前端形成间隙，气体通过间隙排出外管，气体的入口可以在外管上，其入口面积大于间隙的面积，外管的前端有一个小孔，小孔小于内管前面部分的外径，大于内管前面部分的内径，内管最好在前面部分与后面部分之间有一个内台阶，台阶可以是倾斜的，辐射透明窗最好是一个透镜。
现在我们参照附图用实例说明本发明的燃气轮机用辐射高温计，其中图1，是高温计的立剖图，
图2，是另一种高温计的局部示意图。
参照图1，可以看出，高温计为普通圆柱形，装在燃气轮机2上，其前端10透过小孔伸进发动机外壳4里，高温计1的头部11紧紧地与涡轮燃烧室壁6上的环形座5配合，又正对着观察孔7的中心，透过孔7可以观察到涡轮叶片8。
高温计1有一个防腐合金钢外管15，罩住整个高温计，外管15的后端与法兰16连接，法兰16与内套管18上的类似法兰17连接。内管18是不锈钢材料，基本上和外管15一样长，靠近内管18的前端有一个小小的间隙20，用于内外管18和15之间的轴向热膨胀。
光导纤维电缆22的前端21紧紧地接在高温计的后部，高温计在镜管32的后部。镜管32和内外管18和15之间用螺栓26连接在一起。镜管32是防腐合金钢材料，架着一个兰宝石透镜34。兰宝石透镜密封安装在管子前端的边缘附近。
内管18在透镜34前面的部分形成了一个观察管41，观察管41后端的内径约为12毫米。大约在观察管41的中间有一个斜肩44，成台阶形，直径为8毫米。观察管41的后面部分直径较大，与外管15紧配合。它前端的外径缩小，从而在观察管与管15之间形成一个环形通道45。
外管15顶端是一个往里折的唇46，形成了直径为9毫米的圆孔47。圆孔47大于观察管41前端的内径，但小于它的外径。唇46形成了内圆角48，在距离观察管端头约1毫米处被分隔开。六个净化空气入口50均匀地分布在外管15周围，使气体从发动机旁通管9流入环形通道45的后部，并且从观察管41的前端排出。这六个净化空气进入孔50的面积之和大大超过了间隙的面积，也就是说，观察管41与唇46之间形成的间隙是极小的。
运转时，高温计1视野范围内的涡轮叶片8产生的辐射热会经过观察孔7和高温计顶端的小孔47，最后由透镜34集中到电缆22的端头21。高温计的视野范围取决于电缆22前面镜管32上的聚焦栅的大小和形状。辐射热通过电缆22传递到一个检测器(未表示出来)，检测器根据温度给出输出信号。
净化空气输入旁通管9，其压力大大超过涡轮燃烧室内的气体压力。净化空气通过进气口50送入观察管41与外管15之间的环形通道45，一直向前流动，最后被唇46改变了流向，从而至少有一部分气体流经观察管41的前端，从小口径孔47排出。气体流经观察管41的前端，有助于气体流出管外，以致在观察管后部直径较大的地方只造成微小的压降。
气体顺着观察孔7排出高温计，这样的气体流动使主要污物不能进入高温计。但是，由于气体流动产生涡流，极少量的污物仍然可能会进入观察孔7和高温计端头的孔47。上面所说明的方法已经证明可以减少透镜34上的污物。虽然过去认为部分原因可能是因为充足的气体流动在观察管里形成的气体共振柱造成的，但仍然不能清楚地解释其中的确切机理。这种共振柱的频率取决于管子的尺寸，气体共振柱的性质是这样的，共振柱上任何一点的压力基本上都是恒定的，气体没有总体的质量交换，因而可以想象到，观察观41里的气体共振柱减少了进入管子和堆集在透镜34上的污物量。
在气体流量较低，不足以形成共振柱的情况下，可以想象到，气体流动在观察管41顶端产生的涡流仅仅限于观察管前面较细的部分，管子前面部分与后面较粗部分之间的台阶实际上成了涡流的障碍。
如图2所示，外形可以是各种各样的。根据图2的布置，观察管141架在管端不远的狭窄开孔142的台阶上，净化气送入观察管141与外管146之间的环形通道145，外管146在观察管141顶端有一段管子147直径收缩变小，并沿着观察管向前延伸。
这将会意识到，本发明不只局限于高温计，也可以用于含容易受污染透光窗的其他装置。有关这个问题，本发明不仅仅限于使用辐射传感器，也可以在辐射热发射装置上找到用途，从而减少对射透窗的污染。
权利要求
1.辐射感应装置包括一个带辐射透明窗的内管，其特征是管子(18，141)有一个前面部分，其前端敞着口；窗(34)装在管子的后面部分(43)；管子后面部分(43)的内截面积大于前面部分；装置包括一个气体通道(45)，通道的进气口(50)位于管子前端的后面位置(18，141)，这样送入进气口(50)的气体至少有一部分沿着通道(45)向前流动，并流经管子的前端(18，141)，从而能在管子的后面部分(43)基本上保持恒定压力。
2.根据权利要求
1，辐射感应装置的特征是，装置包括一个外管(15，146)，与内管的前面部分(18，141)同轴，从而在内管前端的外边形成了一个环形通道(45)。
3.根据权利要求
2，辐射感应装置的特征是，外管(15，146)有一个往里折的唇(46，147)，与内管的前端(18，141)形成一个间隙，气体通过这个间隙流出外管(15，146)。
4.根据权利要求
3，辐射感应装置的特征是，气体入口(50)位于外管(15，146)上，进气口的面积大于间隙的面积。
5.根据权利要求
第2至第4条，辐射感应装置的特征是，外管(15)的前端有一个小孔(47)，小孔小于内管的前面部分(18)的外径。
6.根据权利要求
5，辐射感应装置的特征是，小孔(47)大于内管的前面部分(18)的内径。
7.根据上述的权利要求
，辐射感应装置的特征是，内管(18)在它的后面部分与前面部分之间有一个内台阶(44)。
8.根据权利要求
7，辐射感应装置的特征是，内台阶(44)是倾斜的。
9.根据上述的权利要求
，辐射感应装置的特征是，辐射透明窗是一个透镜(34)。
专利摘要
一种辐射感应装置，它有一个内管。透镜装在内管的后面部分，内管的前、后部分连接处为台阶形，前面直径小且前端敞口。外管套在内管外，与内管同轴。两者之间隔着一个环形通道。外管的前端有一个比内管前端外径小，比内径大的小孔。外管上有一个与环形通道相连且位于内管前端后面的进气口，面积大于内管和外管在前端形成的间隙面积。气体从进气口送进通道，经内管前端，以小孔排出，因而在内管的后面部分基本上保持恒定的压力，减少污物的侵入。
文档编号G01J5/02GK85105211SQ85105211
公开日1987年1月14日 申请日期1985年7月10日
发明者梅森姆, 波恩达 申请人:史密斯公共有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan