具有基于阵列的应变传感器的构件及用于监测其的方法技术

构件可包括基底和设置在基底上的基于阵列的应变传感器，其中基于阵列的应变传感器包括多个参考特征，其沿着第一轴线和第二轴线两者分布以形成至少一个二维阵列。

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.

【技术实现步骤摘要】
具有基于阵列的应变传感器的构件及用于监测其的方法
本文中公开的主题涉及应变传感器，并且更具体地，涉及具有基于阵列的应变传感器的构件和用于监测该构件的方法。
技术介绍
一些构件可需要在包括升高温度和/或腐蚀条件的环境中操作。例如，涡轮机广泛用于如发电和飞行器发动机的领域中。此类燃气涡轮系统包括压缩机区段、燃烧器区段，以及至少一个涡轮区段。压缩机区段构造成在空气流动穿过压缩机区段时压缩空气。空气接着从压缩机区段流动至燃烧器区段，其中其与燃料混合并且燃烧，生成热气流。热气流提供至涡轮区段，其通过从热气流抽取能量以向压缩机、发电机和其它多种负载供能来利用热气流。在燃气涡轮发动机的操作期间，燃烧气体的温度可超过3000°F，比与这些气体接触的发动机的金属部分的熔化温度高相当多。在高于金属部分熔化温度的气体温度下的这些发动机的操作可部分取决于一个或更多个保护涂层和/或通过多种方法将冷却空气供应至金属部分的外表面。特别地经受高温并且因此需要关于冷却的特别关注的这些发动机的金属部分是形成燃烧器的金属部分和位于燃烧器后方的部分。此外，这些和其它的构件可在其操作生命周期内经历来自多种力的应力和/或应变。虽然多种工具可用于在相对标准的环境中测量给予的应力和应变，但是涡轮和其它构件可与在单个点处或沿着线性路径相反横跨多种位置经历多种力。因此，具有基于阵列的应变传感器的备选构件和用于监测该构件的方法将是现有技术中受欢迎的。
技术实现思路
在一个实施例中，公开了一种构件。构件可包括基底和设置在基底上的基于阵列的应变传感器，其中基于阵列的应变传感器包括多个参考特征，其沿着第一轴线和第二轴线两者分布以形成至少一个二维阵列。在另一个实施例中，公开了一种用于监测构件的方法。该方法可包括测量构件上的基于阵列的应变传感器的多个参考特征之间的多个第二距离，其中多个参考特征沿着第一轴线和第二轴线两者分布以形成至少一个二维阵列，以及将多个第二距离与来自第一时间间隔的应变传感器的多个参考特征之间的多个第一距离比较。技术方案1.一种构件，包括：基底；以及设置在所述基底上的基于阵列的应变传感器，其中所述基于阵列的应变传感器包括多个参考特征，其沿着第一轴线和第二轴线两者分布以形成至少一个二维阵列。技术方案2.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征包括多个点。技术方案3.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征在所述至少二维阵列内大致均匀地分布。技术方案4.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征的第一部分包括大致实心形状，并且其中所述多个参考特征的第二部分包括形状的外形。技术方案5.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征包括氧化钇稳定的氧化锆。技术方案6.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征包括所述至少二维阵列内的一个或更多个串行区域。技术方案7.如技术方案6所述的构件，其特征在于，所述一个或更多个串行区域中的至少一个包括用于识别所述构件的信息。技术方案8.如技术方案6所述的构件，其特征在于，所述一个或更多个串行区域中的至少一个包括用于识别所述基于阵列的应变传感器或使所述基于阵列的应变传感器定向的信息。技术方案9.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述第一轴线和所述第二轴线以大致90度角相交。技术方案10.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述基于阵列的应变传感器的所述多个参考特征分布在百分之50或更多的所述基底之上。技术方案11.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述基于阵列的应变传感器的多个参考特征分布在整个基底之上。技术方案12.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述构件进一步包括设置在所述基底与所述多个参考特征中的至少一个之间的涂层。技术方案13.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述构件进一步包括设置成邻近所述多个参考特征中的至少一个的涂层。技术方案14.如技术方案13所述的构件，其特征在于，所述涂层包绕所述多个参考特征的边缘。技术方案15.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述基底包括涡轮构件。技术方案16.如技术方案1所述的构件，其特征在于，所述涡轮构件包括翼型件部分，并且其中所述基于阵列的应变传感器的所述多个参考特征分布在百分之50或更多的所述翼型件部分之上。技术方案17.一种用于监测构件的方法，所述方法包括：测量所述构件上的基于阵列的应变传感器的多个参考特征之间的多个第二距离，其中所述多个参考特征沿着第一轴线和第二轴线两者分布以形成至少一个二维阵列；以及将所述多个第二距离与来自第一时间间隔的所述应变传感器的所述多个参考特征之间的多个第一距离比较。技术方案18.如技术方案17所述的方法，其特征在于，所述基于阵列的应变传感器的所述多个参考特征分布在百分之50或更多的所述构件之上。技术方案19.如技术方案17所述的方法，其特征在于，将所述多个第二距离与所述多个第一距离比较包括产生示出距离变化的应变图。技术方案20.如技术方案17所述的方法，其特征在于，所述构件包括涡轮构件。由本文中论述的实施例提供的这些和附加的特征将鉴于连同附图的如下详细描述来更充分理解。附图说明附图中阐明的实施例在本质上是说明性和示例性的，并且不旨在限制由权利要求限定的本专利技术。说明性实施例的以下详细描述可在连同以下附图阅读时理解，其中相似的结构以相似的附图标记指示，并且其中：图1为根据本文中示出或描述的一个或更多个实施例的、包括基于阵列的应变传感器的示例性构件；图2为根据本文中示出或描述的一个或更多个实施例的、在三个不同时间间隔处的示例性基于阵列的应变传感器；图3为根据本文中示出或描述的一个或更多个实施例的、置于导出的应变图上的示例性基于阵列的应变传感器；图4为根据本文中示出或描述的一个或更多个实施例的、包括多个串行区域的示例性基于阵列的应变传感器；图5为根据本文中示出或描述的一个或更多个实施例的、用于监测具有基于阵列的应变传感器的构件的示例性方法。具体实施方式将在下面描述本专利技术的一个或更多个特定实施例。为了提供这些实施例的简明描述，可不在说明书中描述实际实施的所有特征。应当认识到，在任何这种实际实施的开发中，如在任何工程或设计项目中，必须作出许多特定实施决定以实现开发者的特定目的，诸如符合系统相关且商业相关的约束，这可从一个实施变化到另一个实施。此外，应当认识到，这种开发努力可为复杂且耗时的，但是对于受益于本公开的技术人员而言，仍将是设计、制作和制造的日常工作。当介绍本专利技术的各种实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”意图表示存在元件中的一个或更多个。用语“包括”、“包含”和“具有”意图是包含的，并且表示可存在除了列出的元件之外的附加元件。现在参照图1和2，构件10大体上包括基底11和设置在基底11上的基于阵列的应变传感器40。基于阵列的应变传感器40可包括多个参考特征50，其沿着第一轴线61和第二轴线62两者分布以形成至少一个二维阵列。基于阵列的应变传感器40可有助于便于确定横跨构件的该区域的应变、应变率、蠕变、疲劳、应力等，然而两点式应变传感器(或沿着单个线性向量延伸的应变传感器)可更加受限。构件10(和更具体而言整个构件10的基底11)可包括在多种不同应用中使用的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构件，包括：基底；以及设置在所述基底上的基于阵列的应变传感器，其中所述基于阵列的应变传感器包括多个参考特征，其沿着第一轴线和第二轴线两者分布以形成至少一个二维阵列。

【技术特征摘要】
2015.12.17 US 14/9722071.一种构件，包括：基底；以及设置在所述基底上的基于阵列的应变传感器，其中所述基于阵列的应变传感器包括多个参考特征，其沿着第一轴线和第二轴线两者分布以形成至少一个二维阵列。2.如权利要求1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征包括多个点。3.如权利要求1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征在所述至少二维阵列内大致均匀地分布。4.如权利要求1所述的构件，其特征在于，所述多个参考特征的第一部分包括大致实心形状，并且其中所述多个参考特征的第二部分包括形状的外形。5.如权利要求1所述的构件，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·L·伯恩赛德，B·J·杰尔曼，G·L·霍维斯，W·F·兰森，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US