CN102576148B - 用于燃气轮机的柔性成像光纤束监测系统 - Google Patents

Abstract

一种成像系统，用于燃气涡轮发动机中的部件的在线成像。该成像系统包括由多个光学元件形成的柔性成像束。该光学元件的成像端在发动机的运行期间对发动机的热燃气路径中的部件进行成像，并且观看端在离开热燃气路径的位置处提供部件的图像。光学元件被柔性金属护套围绕，该柔性金属护套可透气以从围绕该柔性成像束的空气源向光学元件提供冷却空气。

Description

用于燃气轮机的柔性成像光纤束监测系统

技术领域

本发明涉及一种用于监测涡轮发动机部件的装置，并且更具体地涉及一种用于在燃气涡轮发动机的运行期间对热燃气路径中的涡轮机叶片上的位置进行成像的装置。

背景技术

诸如燃气涡轮发动机的内部部件之类的难以接近或者受限制的区域通常需要例行检查，以在部件的故障之前通过识别潜在的问题、即部件中的缺陷来检验内部发动机部件的完整性并保持发动机的安全运行，或者识别存在的问题的来源。例如，可以比如在燃气涡轮发动机的例行停机维护期间利用管道镜通过目视检查来识别问题。

可以在发动机运行期间对涡轮发动机进行额外的监测，以进一步识别设置在发动机的热燃气路径中的部件的状态。虽然各种结构和材料可以合并到用于在部件相对冷的涡轮发动机停机期间检查内部涡轮机部件的管道镜中，但在涡轮机的运行期间目视监测涡轮机部件对监测设备设置了额外的限制。在已知的高温监测系统中，可以使用观看管来支承光学部件、即一系列透镜，以将从热燃气路径中的位置获得的图像传送到在发动机的外部的位置，以及将光学部件与热燃气的热量隔绝。另外，可能需要冷却空气流，比如可以通过管道从涡轮发动机外部的冷却空气源提供，以将冷却流体的加压流引入到监测系统中。

另外，可用于现有监测系统(比如那些用于在发动机的运行期间连续监测涡轮发动机部件的监测系统)的可利用的监测位置基本上包括那些提供从涡轮发动机的外壳壁到内部的预定访问路径的监测位置，比如通常直通的访问路径。因此，用连续监测系统来监测涡轮发动机中的部件通常局限于那些在发动机的外壳壁与内部之间呈现基本上不受阻碍的访问的位置。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供了一种用于对燃气涡轮发动机中的部件进行成像的成像系统。该成像系统包括柔性成像束，该柔性成像束包括用于对发动机的热燃气路径中的部件进行成像的成像端、以及在离开热燃气路径的位置处提供部件的图像的观看端。成像端包括多个限定成像平面的接收器部位，用于接收部件的图像。柔性成像束限定由多个高温光学元件限定的多个单独的光路，每个光路与接收器部位相对应。观看端包括多个发射部位，每个发射部位与接收器部位相对应，其中，形成观看端的发射部位的位置和数目与形成成像端的成像部位的位置和数目一一对应，以实现相干图像通过柔性成像束从成像端到观看端的传送。

在成像端处的接收器部位可以以并排的关系相对于彼此放置在预定的成像阵列中，并且在观看端处的发射部位可以以并排的关系相对于彼此放置在预定的观看阵列中。

形成观看阵列的发射部位的位置和数目优选地与形成成像阵列的成像部位的位置和数目一一对应。

成像阵列优选地包括在成像端处以矩形阵列布置的多行和多列接收器部位，并且观看阵列包括在观看端处以矩形阵列布置的多行和多列发射部位。

高温光学元件包括耐热温度至少为大约350℃的光纤。

光学元件可以包括多个光纤，并且柔性成像束可以至少包括大约1000个光纤以在观看端处提供相干图像。

可以围绕光学元件设置柔性金属护套，柔性金属护套可透气以使空气穿过柔性金属护套而与光学元件冷却接触。

该成像系统可以包括：外壳，外壳封闭成像端和至少一个被设置为将来自部件的光成像到成像端的光学元件；以及可穿过外壳限定冷却通道，用于提供冷却空气的通道。

该成像系统可以包括：摄像机，摄像机用于接收和记录从发射部位发射的通过成像束传送的二维近红外图像；以及至少一个透镜，至少一个透镜用于将从发射部位发射的光成像到摄像机。

根据本发明的另一方面，提供了一种在燃气涡轮发动机中使用的装置，所述装置用于对涡轮叶片上的位置进行成像，燃气涡轮发动机包括外壳壁、从外壳壁向内径向设置的叶片环形结构、以及细长涡轮叶片，细长涡轮叶片被支承以绕限定于叶片环形结构内的热燃气路径中的旋转轴旋转。该装置包括柔性光纤成像束，该柔性光纤成像束包括成像端和观看端，成像端邻近叶片环形结构安装到涡轮发动机，用于在热燃气路径中的叶片经过成像端的旋转运动期间对叶片上的预定位置进行成像，观看端邻近外壳壁安装到涡轮发动机并且在离开热燃气路径的位置处提供叶片的相干图像。成像端包括多个限定成像平面的接收器部位，用于在叶片经过成像端的运动期间接收叶片的图像。柔性光纤成像束包括多个高温光学元件，每个光学元件限定与接收器部位相对应的单独的光路。柔性金属护套围绕光学元件并且延伸穿过叶片环形结构与外壳壁之间的壳体区域。观看端包括多个发射部位，每个发射部位被限定在成像束的光学元件的端部处并且与接收器部位相对应，以实现与成像端处接收到的图像相对应的相干二维图像的发射。

成像端可以被定向为接收来自叶片上的预定位置的图像，预定位置包括在叶片的端部与旋转轴之间的位置。

柔性金属护套可以包括柔性编织金属护套，该柔性编织金属护套可透气以向柔性光纤成像束内的光学元件提供冷却空气的通道。冷却空气包括穿过叶片环形结构与外壳壁之间的壳体区域的空气并且包括压力比热燃气路径中的压力更高的空气。

成像端可以接收通过光学元件传送的包括近红外图像的图像作为高速图像，以在发射端处提供近红外图像，该近红外图像提供温度测绘(temperature mapping)，温度测绘包括在燃气涡轮发动机的运行期间从叶片上的预定位置获得的强度变化的图像。

高温光学元件可以包括耐热温度至少为大约350℃的光纤，以在燃气涡轮发动机的运行期间传送图像。

成像束可以形成叶片环形结构与外壳壁之间的柔性非直线视线的光学路径。

成像端邻近叶片环形结构被设置和取向，而与邻近外壳壁的观看端的位置和取向无关。

可以设置用于封闭成像端的外壳，并且可以穿过该外壳来限定空气通道，用于接收冷却空气，冷却空气包括穿过叶片环形结构与外壳壁之间的壳体区域的空气并且包括压力比热燃气路径中的压力更高的空气。

附图说明

尽管说明书以权利要求书结束，其中权利要求书特别地指出并且清楚地要求保护本发明，但是认为结合附图根据以下描述将更好地理解本发明，在附图中，相同的附图标记表示相同的部件，并且其中：

图1是穿过涡轮发动机的一部分的剖视图，其描绘了包括柔性成像束的成像系统，该柔性成像束被设置为接收来自发动机的部件的图像；

图2描绘了设置在柔性成像束的端部处的阵列的一部分的放大端视图；

图3是柔性成像束的端部的局部剖面图；以及

图4是支承在叶片环形结构处的柔性成像束的成像端的放大视图。

具体实施方式

在下面的优选实施例的详细说明中，参考构成说明书的一部分的附图，并且在附图中通过示例而非限制的方式示出了可以实施本发明的具体的优选实施例。应当理解，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以采用其它实施例，并且可以进行改变。

首先参考图1，示出了成像系统10，其用于在燃气涡轮发动机12的运行期间提供对涡轮发动机12中的部件的成像。特别地，成像系统10被示出为安装到涡轮发动机12并且放置成在涡轮发动机12的涡轮部分中的外壳壁18与叶片环形结构20之间延伸，其中叶片环形结构20从外壳壁18向内径向地被支承。在示出的实施例中，成像系统10被设置成用于对包括细长涡轮叶片14的部件上的位置进行成像。叶片14在限定于发动机12的叶片环形结构20内的热燃气路径22中延伸，并且叶片14被支承用于绕发动机12的转子(未示出)的旋转轴16旋转。

成像系统10包括柔性成像束24，柔性成像束24包括位于成像系统10的内端25处的成像端26，成像端26用于对发动机12的热燃气路径22中的部件、即叶片14进行成像。成像束24还包括位于成像系统10的外端27处的观看端28，观看端28用于在离开热燃气路径22的位置处、即在外壳18外部的位置处提供叶片14的图像。

如图2所示，其示出了柔性成像束24的成像端26的一部分的放大的端视图，其中成像端26包括多个限定成像平面32(见图3)的接收器部位30，用于接收叶片14的图像。还参见图3，在本实施例中，柔性成像束24限定多个单独的光路，这些单独的光路由多个光纤束元件34(在下文中，光学元件34)来限定。每个光路的端部由与接收器部位30对应的光学元件34的端部限定，并且多个光学元件34形成柔性成像束24内的光纤束35。

柔性成像束24的观看端28形成为具有与成像端26基本上相同的构造，并且观看端28在图2中用括号中的附图标记示出。即，观看端28包括多个发射部位36，每个发射部位36与相应的接收器部位30对应，以实现与成像端26处接收到的图像对应的图像的发射。

如图2中看到的那样，在成像端26处的接收器部位30以并排的关系相对于彼此放置在预定的成像阵列38中。类似地，在观看端28处的发射部位36以并排的关系相对于彼此放置在预定的观看阵列40中。形成观看阵列40的发射部位36的位置和数目优选地与形成成像阵列38的接收器部位30的位置和数目一一对应。成像阵列38优选地包括在成像端26处以矩形阵列布置的多行(沿参考线R间隔)和多列(沿参考线C间隔)的接收器部位30。观看阵列40形成为具有对应的配置并且包括在观看端28处以矩形阵列布置的多行和多列发射部位36。

如图2中看到的那样，在本发明的实施例中，每个光学元件34包括以6×6矩形阵列布置的三十六个10μm光纤33的高温多光纤束。优选地，光纤33耐热温度达到至少约350℃或者更高，例如可以从纽约埃尔姆斯福德(Elmsford)的SCHOTT北美公司获得这种光纤33。此外，优选地，光纤33可传送波长在从可见光到近红外光的范围内的光，即波长达到大约1.7μm的光。

接收器部位30与发射部位36之间的一一对应提供柔性成像束24的配置，其中柔性成像束24用于将来自成像阵列38的相干图像传送到观看阵列40。近红外波长的相干图像的传送使得能够在柔性成像束24的观看端28处形成高分辨率的近红外图像，以对叶片14上的成像位置进行温度测绘。即，可以获得成像位置内的可见光强度或近红外光强度的变化来形成温度图，以分析如图像中的强度变化所指示的叶片14中的热变化和/或结构变化。

认为，需要至少大约1000个光纤33以提供相干图像的传送。因此，在本发明的实施例中，可以设置至少大约30个光学元件34以限定接收器部位30和发射部位36中的每一个，其中，30个光学元件34对应于在成像端26和观看端28处的30×36＝1080个光纤33，以提供相干图像。应当注意，可以设置大大地多于1000个光纤33以提高提供到观看端28的图像的分辨率。在优选实施例中，成像束24可以包括360,000个光纤33，这360,000个光纤33对应于10,000个光学元件34。另外，光学元件34中的每一个可以形成为具有比本文中描述的更多数目或者更少数目的光纤33。可替代地，光学元件34可以包括在成像端26和观看端部28中的每一个处以阵列布置的单独的光纤33，而不是包括多个光纤33的分组，例如，以上针对光学元件34中的每个描述的六个光纤33。

参照图3，柔性成像束24还包括围绕光纤束35的柔性金属护套42。柔性金属护套42由耐受至少大约350℃或者更高的高温的金属形成。在本发明的实施例中，柔性金属护套42可以包括柔性编织不锈钢金属护套。柔性金属护套42向光学元件34提供保护以保护光学元件34免于受热，并且保护光学元件34免于因与设置在壳体区域44(图1)内的部件(未示出)接触而受损，其中，柔性成像束24以在叶片环形结构20与外壳壁18之间延伸的方式穿过壳体区域44。举例来说，用于延伸穿过壳体区域44的光学元件的长度可以大约为1.2米。另外，可以在光纤束35的外部周围设置中间套筒37，以保护光学元件34免于与柔性金属护套42的内部接触。例如，中间套筒37可以包括玻璃纤维套筒以向光纤束35提供保护而免于受损，比如磨损。

如图3中看到的那样，柔性成像束24包括端头外壳66，端头外壳66固定于柔性金属护套42的端部，从而为柔性成像束24的成像端26限定刚性的端头部分。端头外壳66可以通过高温铜焊68或者通过其它已知的附连机构附连到柔性金属护套42。光纤束35的成像阵列端部通过衬套70被支承在端头外壳66中，衬套70可以形成为具有内部开口72，内部开口72被配置成与成像阵列38的外部形状相匹配。例如，内部开口72可以具有与成像阵列38的矩形形状相匹配的矩形形状。

参照图4，成像系统10包括成像外壳46，成像外壳46包括物镜部分47和安装部分49。将安装部分49安装成穿过叶片环形结构20中的孔51，并且可以延伸到叶片环形结构20的向内径向设置的叶片护罩部分21(图1)。物镜部分47延伸到安装部分49中并且由安装部分49支承。物镜部分47包括近端59，近端59与端头外壳66接合并刚性地相连以封闭成像端26。端头外壳66与近端59之间的连接可以包括螺纹连接61。

物镜部分47包括位于热燃气路径上或者与热燃气路径邻近的远端55，并且还包括光学部件，该光学部件包括多个沿物镜部分47从邻近远端55的位置到邻近近端59的位置设置的透镜48。物镜部分47将来自叶片14上的预定位置50(图1)的光成像到柔性成像束24的成像端26处的成像平面32上(图3)。特别地，物镜部分47的透镜48被配置成将预定位置50聚焦到接收器部位30的成像平面32。

预定位置50可以位于沿叶片14的长度方向的在叶片14的径向外端头52(图1)与旋转轴16之间的位置处。预定位置包括由物镜部分47的透镜48形成并且由角θ限定的视野63内的区域(图1)。视野的角θ可以大约为50°。

参考图1，柔性成像束24的观看端28可以形成为具有与针对观看端26描述的构造基本上相同的构造。成像系统10的外端27延伸到外壳壁18上的访问孔76并包括观看外壳54，观看外壳54刚性地安装到访问孔76并且被配置成容纳柔性成像束24的观看端28处的端头外壳74。观看外壳54还可以封闭包括透镜56的至少一个光学元件，被设置成用于将从观看端28处的发射部位36发射的光成像到摄像机58。

如图1中看到的那样，成像系统10还包括处理器60，处理器60用于控制由摄像机58接收到的图像的获取和记录。摄像机58可以包括具有阵列的近红外焦平面摄像机，该阵列用于接收和处理以大约1.5μm的波长、即以近红外光谱范围中的波长传送的图像，以及用于处理在可见光范围内的图像。

参照图4，物镜部分47的透镜48用提供到壳体区域44的壳体空气来冷却，例如，提供到壳体区域44以冷却涡轮部件(例如叶片和相关联的护罩结构)的空气。特别地，可以在物镜部分47与孔51之间，以及在物镜部分47与安装部分49的内直径之间设置间隙80，以限定穿过成像外壳46的空气通道。间隙80可以由围绕物镜部分47的环形区域限定。提供到壳体区域44的空气可以在物镜部分47与叶片环形结构20的壳体侧表面84相交的位置82处流动到间隙80中。穿过间隙80的空气流动到远端55，在远端55处，空气可以流动到腔室86中以邻近远端透镜48a提供清扫和冷却空气流。

另外参考图3，本发明还提供冷却空气流以冷却光学元件34，因而促进成像系统10在涡轮机运行期间的长期使用。特别地，包括壳体空气的冷却空气流动穿过柔性金属护套42的壁而与光纤束35冷却接触。即，如图3和图4中的流动线88所示，柔性金属护套42可透气，其中，空气可以流动穿过在限定柔性金属护套42的柔性编织不锈钢金属护套的壁中的编织元件之间形成的小的间隙。另外，空气可以穿过中间套筒37以冷却光学元件34。穿过柔性金属护套42的空气流88还可以在成像端26处流出柔性成像束24，通过衬套70与端头外壳66之间的一个或多个间隙流出，或者通过衬套70与光学元件34的端部处的成像阵列38之间的间隙或多个间隙流出，以使冷却空气进入物镜部分47中以对透镜48进行冷却。在物镜部分47处从柔性成像束24接收到的冷却空气与穿过间隙80并通过远端55流出的空气流汇合。

应当注意，壳体区域44内的空气一般处于大约250psi的压力，因此提供加压的空气源以使空气穿过柔性金属护套42并沿物镜部分47流动以对光纤束35和透镜48进行冷却。特别地，壳体区域44内的空气处于比热燃气路径22的压力高很多的压力，使得冷却空气将沿热燃气路径22的方向流动。这种冷却布置实现对光纤34的连续冷却，基本上防止了在由柔性成像束24提供的连续在线成像期间光纤34的热劣化和/或损坏。

该成像系统10用于在涡轮发动机的运行期间，即在叶片或多个叶片14经过成像系统10的成像端26的旋转运动期间，提供叶片14的预定位置50的二维图像。成像系统10提供包括位于预定位置50的区域(如限定在视野63内)内的特征的图像，该图像具有可以分别与由参考线R和参考线C限定的方向对应的高度和长度尺寸。因此，如通常由图1中的观看位置50示出的，预定位置50包括叶片14上的观看区域或位置。

成像系统10特别地被配置成通过柔性成像束24传送可见光图像和近红外图像。由系统10成像的特征可以包括预定位置50内的缺陷或应力的指示符，这些指示符例如包括可见光强度或近红外光强度的变化，即提供温度测绘。例如，这些特征可以经由在成像平面32处形成的并且通过柔性成像束24传送到发射部位36的近红外光谱中的图像来指示，其中，在发射部位36处，与成像平面32处的图像对应的二维图像形成并传送到摄像机58。预定位置50的温度测绘在线进行并且例如可以用来识别部件的状况，其中部件的状况指示在发动机12运行期间的部件的潜在故障。

成像系统10被配置成提供对根据多次叶片经过而获得的图像的高速处理。特别地，成像系统10针对设置在涡轮发动机12的转子(未示出)周围的叶片14的每次叶片经过获取图像。成像系统10在涡轮发动机12的运行期间运行于连续在线模式下，在该模式下，可以随着每次转子旋转针对每次叶片经过连续地获取可见光图像和红外图像。

本文中公开的柔性成像束24被配置成避免之前在用于观看内部发动机部件的现有系统中遇到的访问限制。柔性成像束24使得能够布置成像端26以观看特定的选择的预定位置50，而没有观看端28的位置强加的大量限制。例如，如图1中所示，柔性成像束24可以在成像端26与观看端28之间限定非线性的(非直线的)的视线，并且柔性成像束24可以基本上弯折或弯曲，即以一个或更多个曲率半径弯曲，以在柔性成像束24的相对端之间提供自由配置的路径。即，成像端26可以邻近叶片环形结构20被设置和取向，而与邻近外壳壁18的观看端28的位置和取向无关。因此，柔性成像束24在壳体区域44内的形状和位置可以被容易地改变成围绕和/或穿过位于壳体区域44内的部件(未示出)而延伸。另外，柔性成像束24采用从外壳空气到光纤束35的冷却的实现促进柔性成像束24在高温在线应用中的使用，即直接邻近热燃气路径22，而高温光学元件34和/或透镜48基本上没有劣化。

根据本发明，应当明显的是，本发明提供一种穿过涡轮发动机的用于传送图像的柔性管道，其中，柔性成像束的相对端可以独立地放置在涡轮机上的优选位置处。另外，本发明提供诸如耐用柔性结构的柔性成像束，该耐用柔性结构被配置成在高温环境中，即在至少350℃的温度下传送相干近红外图像，使得可以在涡轮机运行期间获得来自涡轮机的内部部件的相干图像。

应当理解，尽管具体地参考对包括叶片14的部件进行观看而描述了本发明，但本发明可以用来观看位于涡轮发动机12中的其它部件。例如，成像系统10也可以实施为观看固定部件，比如位于热燃气路径22中的固定叶片(未示出)。

尽管示出和描述了本发明的具体实施例，但是对本领域的技术人员来说明显的是，在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以进行各种其它改变和修改。因此，本发明旨在在所附权利要求中覆盖所有在本发明范围内的这样的改变和修改。

Claims (19)

1.一种成像系统，用于提供燃气涡轮发动机中的部件的成像，所述成像系统包括：

柔性成像束，所述柔性成像束包括用于对所述发动机的热燃气路径中的部件进行成像的成像端、以及在离开所述热燃气路径的位置处提供所述部件的图像的观看端；

所述成像端包括多个限定成像平面的接收器部位，用于接收所述部件的图像；

所述柔性成像束限定由多个高温光学元件限定的多个单独的光路，每个光路与接收器部位相对应；

所述观看端包括多个发射部位，每个发射部位与接收器部位相对应，其中，形成所述观看端的所述发射部位的位置和数目与形成所述成像端的所述成像部位的位置和数目一一对应，以实现相干图像通过所述柔性成像束从所述成像端到所述观看端的传送；

外壳，所述外壳封闭所述成像端和至少一个被设置成用于将来自所述部件的光成像到所述成像端的光学元件；以及

穿过所述外壳而限定的冷却通道，用于提供冷却空气的通道。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中，在所述成像端处的所述接收器部位以并排的关系相对于彼此放置在预定的成像阵列中。

3.根据权利要求2所述的成像系统，其中，在所述观看端处的所述发射部位以并排的关系相对于彼此放置在预定的观看阵列中。

4.根据权利要求3所述的成像系统，其中，所述成像阵列包括在所述成像端处以矩形阵列布置的多行和多列所述接收器部位，并且所述观看阵列包括在所述观看端处以矩形阵列布置的多行和多列所述发射部位。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述高温光学元件包括耐热温度至少为大约350℃的光纤。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其中，所述光学元件包括多个光纤并且所述柔性成像束包括至少大约1000个光纤以在所述观看端处提供相干图像。

7.根据权利要求6所述的成像系统，包括围绕所述光学元件的柔性金属护套，所述柔性金属护套可透气以使空气穿过所述柔性金属护套而与所述光学元件冷却接触。

8.根据权利要求1所述的成像系统，包括：摄像机，所述摄像机用于接收和记录从所述发射部位发射的通过所述成像束传送的二维近红外图像；以及至少一个透镜，所述至少一个透镜用于将从所述发射部位发射的光成像到所述摄像机。

9.一种在燃气涡轮发动机中使用的装置，所述燃气涡轮发动机包括外壳壁、从所述外壳壁向内径向地放置的叶片环形结构、以及细长涡轮叶片，所述细长涡轮叶片被支承以绕限定在所述叶片环形结构内的热燃气路径中的旋转轴旋转，所述装置用于对所述涡轮叶片上的位置进行成像，所述装置包括：

柔性光纤成像束，所述柔性光纤成像束包括成像端和观看端，所述成像端邻近所述叶片环形结构安装到所述涡轮发动机，用于在所述热燃气路径中的所述叶片经过所述成像端的旋转运动期间对所述叶片上的预定位置进行成像，所述观看端邻近所述外壳壁安装到所述涡轮发动机并且在离开所述热燃气路径的位置处提供所述叶片的相干图像；

所述成像端包括多个限定成像平面的接收器部位，用于在所述叶片经过所述成像端的运动期间接收所述叶片的图像；

所述柔性光纤成像束包括多个高温光学元件，每个光学元件限定与接收器部位相对应的单独的光路；

柔性金属护套，所述柔性金属护套围绕所述光学元件并且延伸穿过所述叶片环形结构与所述外壳壁之间的壳体区域；以及

所述观看端包括多个发射部位，每个发射部位被限定在所述成像束的光学元件的端部处并且与接收器部位相对应，以实现与所述成像端处接收到的图像相对应的相干二维图像的发射。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述成像端被定向为接收来自所述叶片上的所述预定位置的图像，所述预定位置包括在所述叶片的端部与所述旋转轴之间的位置。

11.根据权利要求9所述的装置，其中，所述柔性金属护套包括柔性编织金属护套，并且可透气以向所述柔性光纤成像束内的所述光学元件提供冷却空气的通道。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述冷却空气包括穿过所述叶片环形结构与所述外壳壁之间的所述壳体区域的空气，并且包括压力比所述热燃气路径中的压力更高的空气。

13.根据权利要求9所述的装置，其中，所述光学元件的相对端限定所述接收器部位和所述发射部位，并且所述接收器部位和所述发射部位分别在所述成像端和所述观看端处以并排的关系放置，并且形成在所述接收器部位处的所述叶片上的所述预定位置的图像基本上被复制在所述发射部位处。

14.根据权利要求13所述的装置，其中，所述成像端接收通过所述光学元件传送的包括近红外图像的图像，以在所述发射端处提供近红外图像，所述近红外图像提供温度测绘，所述温度测绘包括在所述燃气涡轮发动机的运行期间从所述叶片上的所述预定位置获得的强度变化的图像。

15.根据权利要求14所述的装置，其中，所述高温光学元件包括耐热温度至少为大约350℃的光纤以在所述燃气涡轮发动机的运行期间传送图像。

16.根据权利要求9所述的装置，其中，所述柔性光纤成像束形成所述叶片环形结构与所述外壳壁之间的柔性非直线视线的光学路径。

17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述成像端邻近所述叶片环形结构被设置和取向，而与邻近所述外壳壁的所述观看端的位置和取向无关。

18.根据权利要求9所述的装置，包括外壳，所述外壳封闭所述成像端和设置在所述外壳内的至少一个光学元件，用于将来自所述叶片的光成像到所述成像端。

19.根据权利要求17所述的装置，包括穿过所述外壳而限定的空气通道，用于接收冷却空气，所述冷却空气包括穿过所述叶片环形结构与所述外壳壁之间的所述壳体区域的空气并且包括压力比所述热燃气路径中的压力更高的空气。