具有基于陣列的應(yīng)變傳感器的構(gòu)件及用于監(jiān)測其的方法技術(shù)

構(gòu)件可包括基底和設(shè)置在基底上的基于陣列的應(yīng)變傳感器，其中基于陣列的應(yīng)變傳感器包括多個參考特征，其沿著第一軸線和第二軸線兩者分布以形成至少一個二維陣列。

Component with array based strain sensor and method for monitoring the same

Strain sensor array based on component comprises a substrate and disposed on the substrate, which is based on the strain sensor array includes a plurality of reference features along the first axis and the second axis two distribution to form at least one dimensional array.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
具有基于陣列的應(yīng)變傳感器的構(gòu)件及用于監(jiān)測其的方法
本文中公開的主題涉及應(yīng)變傳感器，并且更具體地，涉及具有基于陣列的應(yīng)變傳感器的構(gòu)件和用于監(jiān)測該構(gòu)件的方法。
技術(shù)介紹
一些構(gòu)件可需要在包括升高溫度和/或腐蝕條件的環(huán)境中操作。例如，渦輪機廣泛用于如發(fā)電和飛行器發(fā)動機的領(lǐng)域中。此類燃氣渦輪系統(tǒng)包括壓縮機區(qū)段、燃燒器區(qū)段，以及至少一個渦輪區(qū)段。壓縮機區(qū)段構(gòu)造成在空氣流動穿過壓縮機區(qū)段時壓縮空氣。空氣接著從壓縮機區(qū)段流動至燃燒器區(qū)段，其中其與燃料混合并且燃燒，生成熱氣流。熱氣流提供至渦輪區(qū)段，其通過從熱氣流抽取能量以向壓縮機、發(fā)電機和其它多種負載供能來利用熱氣流。在燃氣渦輪發(fā)動機的操作期間，燃燒氣體的溫度可超過3000°F，比與這些氣體接觸的發(fā)動機的金屬部分的熔化溫度高相當(dāng)多。在高于金屬部分熔化溫度的氣體溫度下的這些發(fā)動機的操作可部分取決于一個或更多個保護涂層和/或通過多種方法將冷卻空氣供應(yīng)至金屬部分的外表面。特別地經(jīng)受高溫并且因此需要關(guān)于冷卻的特別關(guān)注的這些發(fā)動機的金屬部分是形成燃燒器的金屬部分和位于燃燒器后方的部分。此外，這些和其它的構(gòu)件可在其操作生命周期內(nèi)經(jīng)歷來自多種力的應(yīng)力和/或應(yīng)變。雖然多種工具可用于在相對標準的環(huán)境中測量給予的應(yīng)力和應(yīng)變，但是渦輪和其它構(gòu)件可與在單個點處或沿著線性路徑相反橫跨多種位置經(jīng)歷多種力。因此，具有基于陣列的應(yīng)變傳感器的備選構(gòu)件和用于監(jiān)測該構(gòu)件的方法將是現(xiàn)有技術(shù)中受歡迎的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
在一個實施例中，公開了一種構(gòu)件。構(gòu)件可包括基底和設(shè)置在基底上的基于陣列的應(yīng)變傳感器，其中基于陣列的應(yīng)變傳感器包括多個參考特征，其沿著第一軸線和第二軸線兩者分布以形成至少一個二維陣列。在另一個實施例中，公開了一種用于監(jiān)測構(gòu)件的方法。該方法可包括測量構(gòu)件上的基于陣列的應(yīng)變傳感器的多個參考特征之間的多個第二距離，其中多個參考特征沿著第一軸線和第二軸線兩者分布以形成至少一個二維陣列，以及將多個第二距離與來自第一時間間隔的應(yīng)變傳感器的多個參考特征之間的多個第一距離比較。技術(shù)方案1.一種構(gòu)件，包括：基底；以及設(shè)置在所述基底上的基于陣列的應(yīng)變傳感器，其中所述基于陣列的應(yīng)變傳感器包括多個參考特征，其沿著第一軸線和第二軸線兩者分布以形成至少一個二維陣列。技術(shù)方案2.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征包括多個點。技術(shù)方案3.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征在所述至少二維陣列內(nèi)大致均勻地分布。技術(shù)方案4.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征的第一部分包括大致實心形狀，并且其中所述多個參考特征的第二部分包括形狀的外形。技術(shù)方案5.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征包括氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。技術(shù)方案6.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征包括所述至少二維陣列內(nèi)的一個或更多個串行區(qū)域。技術(shù)方案7.如技術(shù)方案6所述的構(gòu)件，其特征在于，所述一個或更多個串行區(qū)域中的至少一個包括用于識別所述構(gòu)件的信息。技術(shù)方案8.如技術(shù)方案6所述的構(gòu)件，其特征在于，所述一個或更多個串行區(qū)域中的至少一個包括用于識別所述基于陣列的應(yīng)變傳感器或使所述基于陣列的應(yīng)變傳感器定向的信息。技術(shù)方案9.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述第一軸線和所述第二軸線以大致90度角相交。技術(shù)方案10.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述基于陣列的應(yīng)變傳感器的所述多個參考特征分布在百分之50或更多的所述基底之上。技術(shù)方案11.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述基于陣列的應(yīng)變傳感器的多個參考特征分布在整個基底之上。技術(shù)方案12.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述構(gòu)件進一步包括設(shè)置在所述基底與所述多個參考特征中的至少一個之間的涂層。技術(shù)方案13.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述構(gòu)件進一步包括設(shè)置成鄰近所述多個參考特征中的至少一個的涂層。技術(shù)方案14.如技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，其特征在于，所述涂層包繞所述多個參考特征的邊緣。技術(shù)方案15.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述基底包括渦輪構(gòu)件。技術(shù)方案16.如技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述渦輪構(gòu)件包括翼型件部分，并且其中所述基于陣列的應(yīng)變傳感器的所述多個參考特征分布在百分之50或更多的所述翼型件部分之上。技術(shù)方案17.一種用于監(jiān)測構(gòu)件的方法，所述方法包括：測量所述構(gòu)件上的基于陣列的應(yīng)變傳感器的多個參考特征之間的多個第二距離，其中所述多個參考特征沿著第一軸線和第二軸線兩者分布以形成至少一個二維陣列；以及將所述多個第二距離與來自第一時間間隔的所述應(yīng)變傳感器的所述多個參考特征之間的多個第一距離比較。技術(shù)方案18.如技術(shù)方案17所述的方法，其特征在于，所述基于陣列的應(yīng)變傳感器的所述多個參考特征分布在百分之50或更多的所述構(gòu)件之上。技術(shù)方案19.如技術(shù)方案17所述的方法，其特征在于，將所述多個第二距離與所述多個第一距離比較包括產(chǎn)生示出距離變化的應(yīng)變圖。技術(shù)方案20.如技術(shù)方案17所述的方法，其特征在于，所述構(gòu)件包括渦輪構(gòu)件。由本文中論述的實施例提供的這些和附加的特征將鑒于連同附圖的如下詳細描述來更充分理解。附圖說明附圖中闡明的實施例在本質(zhì)上是說明性和示例性的，并且不旨在限制由權(quán)利要求限定的本專利技術(shù)。說明性實施例的以下詳細描述可在連同以下附圖閱讀時理解，其中相似的結(jié)構(gòu)以相似的附圖標記指示，并且其中：圖1為根據(jù)本文中示出或描述的一個或更多個實施例的、包括基于陣列的應(yīng)變傳感器的示例性構(gòu)件；圖2為根據(jù)本文中示出或描述的一個或更多個實施例的、在三個不同時間間隔處的示例性基于陣列的應(yīng)變傳感器；圖3為根據(jù)本文中示出或描述的一個或更多個實施例的、置于導(dǎo)出的應(yīng)變圖上的示例性基于陣列的應(yīng)變傳感器；圖4為根據(jù)本文中示出或描述的一個或更多個實施例的、包括多個串行區(qū)域的示例性基于陣列的應(yīng)變傳感器；圖5為根據(jù)本文中示出或描述的一個或更多個實施例的、用于監(jiān)測具有基于陣列的應(yīng)變傳感器的構(gòu)件的示例性方法。具體實施方式將在下面描述本專利技術(shù)的一個或更多個特定實施例。為了提供這些實施例的簡明描述，可不在說明書中描述實際實施的所有特征。應(yīng)當(dāng)認識到，在任何這種實際實施的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計項目中，必須作出許多特定實施決定以實現(xiàn)開發(fā)者的特定目的，諸如符合系統(tǒng)相關(guān)且商業(yè)相關(guān)的約束，這可從一個實施變化到另一個實施。此外，應(yīng)當(dāng)認識到，這種開發(fā)努力可為復(fù)雜且耗時的，但是對于受益于本公開的技術(shù)人員而言，仍將是設(shè)計、制作和制造的日常工作。當(dāng)介紹本專利技術(shù)的各種實施例的元件時，冠詞“一”、“一個”、“該”和“所述”意圖表示存在元件中的一個或更多個。用語“包括”、“包含”和“具有”意圖是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。現(xiàn)在參照圖1和2，構(gòu)件10大體上包括基底11和設(shè)置在基底11上的基于陣列的應(yīng)變傳感器40。基于陣列的應(yīng)變傳感器40可包括多個參考特征50，其沿著第一軸線61和第二軸線62兩者分布以形成至少一個二維陣列。基于陣列的應(yīng)變傳感器40可有助于便于確定橫跨構(gòu)件的該區(qū)域的應(yīng)變、應(yīng)變率、蠕變、疲勞、應(yīng)力等，然而兩點式應(yīng)變傳感器(或沿著單個線性向量延伸的應(yīng)變傳感器)可更加受限。構(gòu)件10(和更具體而言整個構(gòu)件10的基底11)可包括在多種不同應(yīng)用中使用的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種構(gòu)件，包括：基底；以及設(shè)置在所述基底上的基于陣列的應(yīng)變傳感器，其中所述基于陣列的應(yīng)變傳感器包括多個參考特征，其沿著第一軸線和第二軸線兩者分布以形成至少一個二維陣列。

【技術(shù)特征摘要】
2015.12.17 US 14/9722071.一種構(gòu)件，包括：基底；以及設(shè)置在所述基底上的基于陣列的應(yīng)變傳感器，其中所述基于陣列的應(yīng)變傳感器包括多個參考特征，其沿著第一軸線和第二軸線兩者分布以形成至少一個二維陣列。2.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征包括多個點。3.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征在所述至少二維陣列內(nèi)大致均勻地分布。4.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述多個參考特征的第一部分包括大致實心形狀，并且其中所述多個參考特征的第二部分包括形狀的外形。5.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件，其特征在于，所述...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：J·L·伯恩賽德，B·J·杰爾曼，G·L·霍維斯，W·F·蘭森，
申請(專利權(quán))人：通用電氣公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國,US