本文中所公開的主題涉及應(yīng)變傳感器，且更具體地，涉及具有應(yīng)變傳感器和熱反應(yīng)性特征的構(gòu)件以及用于對此構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測的方法。

背景技術(shù)：

一些構(gòu)件可能需要在包括高溫和/或腐蝕性條件的環(huán)境下運(yùn)行。例如，在比如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)之類的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，例如，空氣被吸入發(fā)動(dòng)機(jī)的前部中，被軸安裝式旋轉(zhuǎn)型壓縮機(jī)壓縮，并且，與燃料混合。使混合物燃燒，并且，使熱廢氣穿過安裝于軸上的渦輪。氣流使渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致軸轉(zhuǎn)動(dòng)，并且，對壓縮機(jī)和風(fēng)扇進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。熱廢氣流從發(fā)動(dòng)機(jī)的后部，驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)向前。

在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行的期間，燃?xì)獾臏囟瓤赡艹^3000of，比與這些氣體接觸的發(fā)動(dòng)機(jī)的金屬零件的熔融溫度要高得多。這些發(fā)動(dòng)機(jī)在高于金屬零件熔融溫度的氣體溫度下的運(yùn)行可能部分地取決于一個(gè)或更多個(gè)保護(hù)涂層，且/或取決于通過各種方法而將冷卻空氣供給至金屬零件的外表面。這些發(fā)動(dòng)機(jī)的特別地承受高溫，且因而要求特別注意冷卻的金屬零件是形成燃燒器的金屬零件和位于燃燒器后部的零件。

此外，在經(jīng)歷運(yùn)行溫度的波動(dòng)的運(yùn)行壽命周期內(nèi)，這些及其他構(gòu)件可能經(jīng)歷應(yīng)力和/或各種力所導(dǎo)致的應(yīng)變。雖然可以利用各種工具來測量在相對標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境下給予的應(yīng)力和應(yīng)變，但渦輪及其他構(gòu)件可能經(jīng)歷存在可能影響一個(gè)或更多個(gè)構(gòu)件性能的溫度波動(dòng)的工作條件。

因此，具有應(yīng)變傳感器和熱反應(yīng)性特征的備選的構(gòu)件以及用于對這些構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測的方法將在本領(lǐng)域中受歡迎。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施例中，公開了構(gòu)件。構(gòu)件能夠是基底、包括設(shè)置于基底上的至少兩個(gè)參考點(diǎn)的應(yīng)變傳感器，以及在基底上設(shè)置成鄰近于應(yīng)變傳感器的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)。

在另一實(shí)施例中，公開了另一構(gòu)件。構(gòu)件能夠包括基底和包括設(shè)置于基底上的至少兩個(gè)參考點(diǎn)的應(yīng)變傳感器，其中，應(yīng)變傳感器包括對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)的熱反應(yīng)性特征。

在又一實(shí)施例中，公開了用于對構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測的方法。方法包括：測量在第二時(shí)段的構(gòu)件上的應(yīng)變傳感器的至少兩個(gè)參考點(diǎn)之間的第二距離；將應(yīng)變傳感器的至少兩個(gè)參考點(diǎn)之間的第二距離與自第一時(shí)段的在應(yīng)變傳感器的至少兩個(gè)參考點(diǎn)之間的第一距離比較，以確定第一時(shí)段與第二時(shí)段之間的應(yīng)變；基于在構(gòu)件上設(shè)置成鄰近于應(yīng)變傳感器的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征的反應(yīng)，確定第一時(shí)段與第二時(shí)段之間的暴露的高溫；以及將暴露的高溫與應(yīng)變相互參考(referencing)。

更具體而言，根據(jù)本發(fā)明，提供了以下技術(shù)方案。

技術(shù)方案1．一種構(gòu)件，包括：基底；應(yīng)變傳感器，包括設(shè)置于所述基底上的至少兩個(gè)參考點(diǎn)；以及一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征，在所述基底上設(shè)置成鄰近于所述應(yīng)變傳感器，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)。

技術(shù)方案2．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征包括對第一高溫起反應(yīng)的第一熱反應(yīng)性特征和對比所述第一高溫更高的第二高溫起反應(yīng)的第二熱反應(yīng)性特征。

技術(shù)方案3．根據(jù)技術(shù)方案2所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征進(jìn)一步包括對比所述第二高溫更高的第三高溫起反應(yīng)的第三熱反應(yīng)性特征。

技術(shù)方案4．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征通過改變顏色而對所述一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)。

技術(shù)方案5．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征通過從所述構(gòu)件消失而對所述一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)。

技術(shù)方案6．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述基底與所述應(yīng)變傳感器之間的涂層。

技術(shù)方案7．根據(jù)技術(shù)方案6所述的構(gòu)件，其中，所述涂層還設(shè)置于所述基底與所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征之間。

技術(shù)方案8．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征包括彼此分離的多個(gè)熱反應(yīng)性特征。

技術(shù)方案9．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征延伸長達(dá)所述應(yīng)變傳感器的所述至少兩個(gè)參考點(diǎn)之間的至少整個(gè)距離。

技術(shù)方案10．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征中的至少一者設(shè)置在所述應(yīng)變傳感器的上面。

技術(shù)方案11．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征中的至少一者包括一種或更多種熱致變色的顏料。

技術(shù)方案12．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述基底包括渦輪構(gòu)件。

技術(shù)方案13．一種構(gòu)件，包括：基底；和應(yīng)變傳感器，包括設(shè)置于所述基底上的至少兩個(gè)參考點(diǎn)，其中，所述應(yīng)變傳感器包括對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)的熱反應(yīng)性特征。

技術(shù)方案14．根據(jù)技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，其中，所述應(yīng)變傳感器包括通過改變顏色而對所述一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)的所述熱反應(yīng)性特征。

技術(shù)方案15．根據(jù)技術(shù)方案14所述的構(gòu)件，其中，所述熱反應(yīng)性特征中的至少一者包括一種或更多種熱致變色的顏料。

技術(shù)方案16．根據(jù)技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，進(jìn)一步包括設(shè)置于所述基底與所述應(yīng)變傳感器之間的涂層。

技術(shù)方案17．根據(jù)技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，其中，所述應(yīng)變傳感器包括對多個(gè)高溫起反應(yīng)的多個(gè)熱反應(yīng)性特征。

技術(shù)方案18．根據(jù)技術(shù)方案13所述的構(gòu)件，其中，所述基底包括渦輪構(gòu)件。

技術(shù)方案19．一種用于監(jiān)測構(gòu)件的方法，所述方法包括：測量在第二時(shí)段的所述構(gòu)件上的應(yīng)變傳感器的至少兩個(gè)參考點(diǎn)之間的第二距離；將所述應(yīng)變傳感器的所述至少兩個(gè)參考點(diǎn)之間的所述第二距離與自第一時(shí)段的在所述應(yīng)變傳感器的所述至少兩個(gè)參考點(diǎn)之間的第一距離比較，以確定所述第一時(shí)段與所述第二時(shí)段之間的應(yīng)變；基于在所述構(gòu)件上設(shè)置成鄰近于所述應(yīng)變傳感器的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征的反應(yīng)，來確定所述第一時(shí)段與所述第二時(shí)段之間的暴露的高溫；以及，將所述暴露的高溫與所述應(yīng)變相互參考。

技術(shù)方案20．根據(jù)技術(shù)方案19所述的方法，其中，所述基底包括渦輪構(gòu)件。

結(jié)合附圖，鑒于以下的詳述，將更全面地理解由本文中所討論的實(shí)施例提供的這些及另外的特征。

附圖說明

附圖中所闡述的實(shí)施例實(shí)質(zhì)上是說明性的且示范性的，并且，不旨在限制由權(quán)利要求定義的發(fā)明。在結(jié)合以下的附圖而閱讀時(shí)，能夠理解以下的對說明性的實(shí)施例的詳述，其中，以相同的參考標(biāo)號指示相同的結(jié)構(gòu)，并且，其中：

圖1是根據(jù)本文中所示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的包括應(yīng)變傳感器和熱反應(yīng)性特征的示范性構(gòu)件；

圖2是根據(jù)本文中所示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的示范性的應(yīng)變傳感器；

圖3是根據(jù)本文中所示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的具有應(yīng)變傳感器和熱反應(yīng)性特征的示范性構(gòu)件的頂視圖；

圖4是根據(jù)本文中所示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的具有應(yīng)變傳感器和熱反應(yīng)性特征的另一示范性構(gòu)件的頂視圖；

圖5是根據(jù)本文中所示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的在第一時(shí)段和第二時(shí)段兩者具有應(yīng)變傳感器和熱反應(yīng)性特征的示范性構(gòu)件的頂視圖；并且，

圖6是根據(jù)本文中所示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的用于監(jiān)測具有熱反應(yīng)性特征的構(gòu)件上的應(yīng)變傳感器的示范性方法。

具體實(shí)施方式

將在下文中描述本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)具體的實(shí)施例。為了提供對這些實(shí)施例的簡明的描述，可能未在說明書中描述實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方案的所有的特征。應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，在任何這樣的實(shí)際的實(shí)現(xiàn)方案的開發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須作出許多實(shí)現(xiàn)方案特有的決策，以實(shí)現(xiàn)開發(fā)者的特定目標(biāo)，比如遵循可能因?qū)崿F(xiàn)方案而異的系統(tǒng)相關(guān)的約束和商業(yè)相關(guān)的約束。此外，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，這樣的開發(fā)努力可能復(fù)雜而費(fèi)時(shí)，但對于受益于本公開的普通技術(shù)人員，將不過是從事設(shè)計(jì)、制備和制造的常規(guī)事務(wù)。

在介紹本發(fā)明的各種實(shí)施例的元件時(shí)，冠詞“一”、“一個(gè)”、“該”以及“所述”旨在意指存在一個(gè)或更多個(gè)元件。術(shù)語“包括”、“包含”以及“具有”旨在為包含性的，并且，意指除了所列出的元件之外可存在另外的元件。

現(xiàn)在，參考圖1，構(gòu)件10大體上包括基底11、設(shè)置于基底11上的包括至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42的應(yīng)變傳感器40，以及在基底上設(shè)置成鄰近于應(yīng)變傳感器40的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50，其中，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50在一個(gè)或更多個(gè)高溫下起反應(yīng)。從而，熱反應(yīng)性特征50可以提供鄰近的應(yīng)變傳感器40所經(jīng)歷的(多個(gè))相對溫度的指示，以便可以利用溫度信息連同參考點(diǎn)41和42之間的距離(如圖5中所圖示)的變化，以更好地理解構(gòu)件10所經(jīng)歷的可能的應(yīng)變、應(yīng)變速率、蠕變、疲勞、應(yīng)力等。

構(gòu)件10(且更具體地，總體構(gòu)件10的基底11)能夠包括在各種不同的應(yīng)用中使用的各種類型的構(gòu)件，比如在高溫應(yīng)用中利用的構(gòu)件(例如，包括鎳或鈷基超合金的構(gòu)件)。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可以包括工業(yè)燃?xì)鉁u輪或蒸汽渦輪構(gòu)件，比如燃燒構(gòu)件或熱氣路徑構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可以包括渦輪葉片、壓縮機(jī)葉片、導(dǎo)葉、噴嘴、護(hù)罩、轉(zhuǎn)子、過渡件或外殼。在其他實(shí)施例中，構(gòu)件10可以包括渦輪的任何其他構(gòu)件，比如用于燃?xì)鉁u輪、蒸汽渦輪等的任何其他構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件可以包括、但不限于非渦輪構(gòu)件，包括汽車構(gòu)件(例如，轎車、卡車等)、航空構(gòu)件(例如，飛機(jī)、直升機(jī)、航天飛機(jī)、鋁質(zhì)零件等)、機(jī)車或軌道構(gòu)件(例如，火車、火車軌道等)、結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)設(shè)施或土木工程構(gòu)件(例如，橋梁、建筑、施工設(shè)備等)以及/或電廠或化學(xué)處理構(gòu)件(例如，在高溫應(yīng)用中使用的管)。

現(xiàn)在，參考圖1-5，使應(yīng)變傳感器40沉積于構(gòu)件10的外表面的一部分上。應(yīng)變傳感器40大體上包括至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42，至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42能夠用于在多個(gè)時(shí)段測量所述至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的距離d。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，這些測量能夠幫助確定構(gòu)件10的該區(qū)域處的應(yīng)變、應(yīng)變速率、蠕變、疲勞、應(yīng)力等的量。只要能夠測量至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的距離d，就能夠根據(jù)特定的構(gòu)件10而將至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42設(shè)置于各種距離和各種位置處。至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42可以包括點(diǎn)、線、圓、方框或任何其他幾何形狀或非幾何形狀，只要這些形狀始終可識(shí)別且可以用于測量該至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的距離d即可。此外，應(yīng)變傳感器40可以包括外緣，并且，根據(jù)應(yīng)變傳感器40的配置，可潛在地包括一個(gè)或更多個(gè)內(nèi)緣。

如圖1-5中最清楚地圖示，比如通過將各種以不同的方式成形、選擇尺寸且定位的參考點(diǎn)41和42結(jié)合，從而應(yīng)變傳感器40可以包括各種不同的配置和橫截面。例如，如圖2中所圖示，應(yīng)變傳感器40可以包括各種不同的參考點(diǎn)，這些參考點(diǎn)包括各種形狀和尺寸。這樣的實(shí)施例可以提供比如在最外側(cè)參考點(diǎn)(如圖所示)之間、兩個(gè)內(nèi)部參考點(diǎn)之間或上述參考點(diǎn)之間的任何組合的更多種類的距離測量值d。更多種類可以通過跨越更多種類的位置而提供應(yīng)變測量值，從而可進(jìn)一步提供對構(gòu)件10的特定部分的更穩(wěn)健的應(yīng)變分析。

此外，應(yīng)變傳感器40的尺寸可能取決于例如構(gòu)件10、應(yīng)變傳感器40的位置、測量的目標(biāo)精度、沉積技術(shù)以及光學(xué)測量技術(shù)。例如，在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可以包括在小于0.1毫米至大于300毫米的范圍內(nèi)的長度和寬度。此外，應(yīng)變傳感器40可以包括適合于沉積和隨后的光學(xué)識(shí)別、而不顯著地影響下方的構(gòu)件10的性能的任何厚度。例如，在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可以包括小于大約1毫米至大于1毫米的厚度。在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可以具有大致一致的厚度。這樣的實(shí)施例可以幫助促進(jìn)更精確的測量，以便隨后進(jìn)行第一參考點(diǎn)41與第二參考點(diǎn)42之間的應(yīng)變計(jì)算。

在一些實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可以包括比如確切地沉積的正方形或矩形之類的任何配置，其中，第一參考點(diǎn)41和第二參考點(diǎn)42包括上述的正方形或矩形的兩個(gè)相對側(cè)。在其他實(shí)施例中，應(yīng)變傳感器40可以包括通過負(fù)空間45(即，未使陶瓷材料30沉積的區(qū)域)而分離的至少兩個(gè)沉積的參考點(diǎn)41和42。負(fù)空間45可以包括例如構(gòu)件10的外表面的暴露的部分12。備選地或附加地，負(fù)空間45可以包括有助于保護(hù)基底11和/或應(yīng)變傳感器40的至少一部分的涂層。

如圖2中所圖示，在甚至還有一些實(shí)施例中，可以使應(yīng)變傳感器40沉積，以形成唯一的標(biāo)識(shí)符47(在下文中被稱為“uid”)。uid47可以包括有助于識(shí)別特定應(yīng)變傳感器40的條形碼、標(biāo)記、標(biāo)簽、序列號、圖案的任何類型或其他識(shí)別系統(tǒng)。在一些實(shí)施例中，uid47可以另外或備選地包括關(guān)于構(gòu)件10(例如，渦輪構(gòu)件)或結(jié)合有構(gòu)件10的系統(tǒng)或機(jī)器(例如，燃?xì)鉁u輪或蒸汽渦輪)的信息。從而，uid47可以幫助識(shí)別和跟蹤特定應(yīng)變傳感器40、構(gòu)件10或甚至整個(gè)系統(tǒng)或機(jī)器，以幫助關(guān)聯(lián)(correlate)測量用于過去的、現(xiàn)在的以及未來的運(yùn)行跟蹤。

在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可以進(jìn)一步包括在基底11上設(shè)置成與應(yīng)變傳感器40相鄰的涂層50。涂層可以設(shè)置于基底11與應(yīng)變傳感器40之間，且可能地設(shè)置于基底11與一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50之間。從而，涂層可以幫助保護(hù)基底11免受構(gòu)件10的運(yùn)行環(huán)境(例如，工業(yè)燃?xì)鉁u輪中的高溫)損害，且/或幫助確保用于應(yīng)變傳感器40和/或一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50的粘附。

現(xiàn)在，參考圖3-5，構(gòu)件10還能夠包括設(shè)置成鄰近于應(yīng)變傳感器40的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50。一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50能夠包括對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)的任何材料和/或特征。如本文中所使用的，“起反應(yīng)”能夠指一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50的一個(gè)或更多個(gè)性質(zhì)的任何可識(shí)別的變化，其比如是通過在單個(gè)溫度下或在溫度范圍內(nèi)改變顏色或從構(gòu)件10消失(例如，燃燒、熔融或腐蝕)而實(shí)現(xiàn)的。此外，如本文中所使用的，“鄰近”能夠指，適合于指示應(yīng)變傳感器40經(jīng)受與一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50大致相同的溫度的任何距離。例如，“鄰近”能夠包括，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50位于應(yīng)變傳感器40的上面、一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50緊鄰(即，觸碰)應(yīng)變傳感器40，或者一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50合適地接近應(yīng)變傳感器40(例如，在幾毫米或幾厘米內(nèi))，以抵消兩個(gè)位置之間的任何相當(dāng)大的程度的溫度下降。

構(gòu)件10能夠包括任何數(shù)量的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50。例如，構(gòu)件10可以包括單個(gè)熱反應(yīng)性特征50。單個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以對單個(gè)溫度起反應(yīng)(例如，在單個(gè)溫度下改變顏色或消失)，或可以在溫度范圍內(nèi)逐漸起反應(yīng)(例如，在溫度范圍內(nèi)，在兩個(gè)或更多個(gè)顏色之間轉(zhuǎn)變)。

在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可以包括在第一高溫下起反應(yīng)的第一熱反應(yīng)性特征51，和對比第一高溫更高的第二高溫起反應(yīng)的第二反應(yīng)性特征52。構(gòu)件10可以進(jìn)一步包括分別對第三、第四以及第五高溫起反應(yīng)的第三熱反應(yīng)性特征53、第四熱反應(yīng)性特征54、第五熱反應(yīng)性特征55等。在這樣的實(shí)施例中，熱反應(yīng)性特征50可以對以一定的間隔間隔開的高溫一個(gè)一個(gè)地起反應(yīng)。然后，人們可能能夠基于熱反應(yīng)性特征50是否起反應(yīng)，而推斷出應(yīng)變傳感器40所暴露于其中的最高溫度。

如圖3-5中所舉例說明，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以包括關(guān)于應(yīng)變傳感器40的各種配置和位置。例如，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以包括比如點(diǎn)、正方形、線、方框或任何其他幾何形狀或非幾何形狀之類的各種不同的形狀。一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50中的每個(gè)可以包括相同的形狀，或者一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以獨(dú)立地包括各種不同的形狀。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以包括彼此分離的多個(gè)熱反應(yīng)性特征50。例如，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以沿著應(yīng)變傳感器40的一個(gè)或更多個(gè)側(cè)均等地隔開。在比如圖4中所圖示的一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以延伸長達(dá)應(yīng)變傳感器40的至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的至少整個(gè)距離d。這樣的實(shí)施例可以確保一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50的至少一部分經(jīng)歷與至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的構(gòu)件10相同的溫度。

在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以設(shè)置于應(yīng)變傳感器40的上面，或與應(yīng)變傳感器40一體集成。例如，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以設(shè)置于所印刷的應(yīng)變傳感器40的上面。

備選地或附加地，應(yīng)變傳感器40可以包括熱反應(yīng)性特征50，比如在應(yīng)變傳感器40包括對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)(例如，改變顏色)的材料時(shí)。例如，構(gòu)件10可以包括基底11和應(yīng)變傳感器40，應(yīng)變傳感器40包括設(shè)置于基底11上的至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42，其中，應(yīng)變傳感器40包括對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)的熱反應(yīng)性特征50。

如上文中所討論的，在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可以包括一個(gè)或更多個(gè)涂層。例如，一個(gè)或更多個(gè)涂層可以設(shè)置于基底11與應(yīng)變傳感器40和/或熱反應(yīng)性特征50之間。在這樣的實(shí)施例中，涂層可以在構(gòu)件10的運(yùn)行期間幫助確保應(yīng)變傳感器40和/或熱反應(yīng)性特征50的完整性。

一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以包括對一個(gè)或更多個(gè)高溫起反應(yīng)的任何合適的材料或多個(gè)材料。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以包括熱反應(yīng)性墨水或涂料。例如，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以包括在不同溫度下起反應(yīng)的一種或更多種在市場上可買到的熱致變色的顏料。在一些實(shí)施例中，一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以包括在一個(gè)或更多個(gè)高溫下燃燒、熔融、點(diǎn)燃或以另外的方式從構(gòu)件10消失的一種或更多種材料。

應(yīng)變傳感器40和一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可被沉積于基底11上的各種位置中的一個(gè)或更多個(gè)位置。例如，如果基底包括渦輪構(gòu)件，則可以使應(yīng)變傳感器40和一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50沉積于渦輪葉片、壓縮機(jī)葉片、導(dǎo)葉、噴嘴、護(hù)罩、轉(zhuǎn)子、過渡件或外殼上。在這樣的實(shí)施例中，可以使應(yīng)變傳感器40和一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50沉積于已知在單元運(yùn)行期間經(jīng)受各種力的一個(gè)或更多個(gè)位置，所述一個(gè)或更多個(gè)位置比如是在翼型、平臺(tái)、尖端上或任何其他合適的位置或與之鄰近。此外，由于應(yīng)變傳感器40鄰近于一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50，因而可以使應(yīng)變傳感器40沉積于熱氣路徑或燃燒渦輪構(gòu)件上，使得一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50可以幫助識(shí)別經(jīng)歷的運(yùn)行溫度的峰。

在甚至還有一些實(shí)施例中，可以使多個(gè)應(yīng)變傳感器40和一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50沉積于單個(gè)渦輪構(gòu)件上或多個(gè)渦輪構(gòu)件上。例如，可以使多個(gè)應(yīng)變傳感器40在各種位置處沉積于單個(gè)渦輪構(gòu)件(例如，渦輪葉片)上，使得可以在單個(gè)的渦輪構(gòu)件周圍的更大數(shù)量的位置處確定應(yīng)變。備選地或附加地，多個(gè)相似的渦輪構(gòu)件(例如，多個(gè)渦輪葉片)可以各自具有應(yīng)變傳感器40，并且，使一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50沉積于標(biāo)準(zhǔn)的位置，以便各特定渦輪構(gòu)件所經(jīng)歷的應(yīng)變的量可以與其他相似的渦輪構(gòu)件相比較。在甚至還有一些實(shí)施例中，同一渦輪單元的多個(gè)不同渦輪構(gòu)件(例如，用于同一渦輪的渦輪葉片和導(dǎo)葉)可以各自具有應(yīng)變傳感器40和沉積于渦輪構(gòu)件上的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50，以便可以確定在整個(gè)渦輪內(nèi)的不同位置經(jīng)歷的應(yīng)變的量。

另外，參考圖6，圖示用于對構(gòu)件10進(jìn)行監(jiān)測的方法100。方法100在步驟110中能夠包括，測量在第二時(shí)段的構(gòu)件10上的應(yīng)變傳感器40的至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的第二距離。方法100在步驟120中能夠進(jìn)一步包括，將應(yīng)變傳感器40的至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的第二距離(在步驟110中測量出)與自第一時(shí)段的在應(yīng)變傳感器40的至少兩個(gè)參考點(diǎn)41和42之間的第一距離比較，以確定第一時(shí)段與第二時(shí)段之間的應(yīng)變。第一時(shí)段可以包括更早的時(shí)間點(diǎn)，比如先于在運(yùn)行中使用構(gòu)件(例如，安裝于渦輪上)。此外，可能已基于例如制造參數(shù)而測量或以另外的方式得知第一距離。

仍然參考圖6，方法100在步驟130中能夠進(jìn)一步包括，基于在構(gòu)件10上設(shè)置成鄰近于應(yīng)變傳感器40的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50的反應(yīng)，來確定第一時(shí)段與第二時(shí)段之間的暴露的高溫。如上文中所討論的，“暴露的高溫”能夠指構(gòu)件10在第一時(shí)段與第二時(shí)段之間所暴露于其中的最高溫度。此外，指示暴露的高溫的一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征50的反應(yīng)，可以包括任何合適的機(jī)理，例如改變顏色或消失。

最后，方法100在步驟140中能夠包括，將在步驟130中確定的暴露的高溫與在步驟120中確定的應(yīng)變相互參考。步驟140中的相互參考可以幫助驗(yàn)證構(gòu)件10的完整性，識(shí)別任何極端事件或偏離標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行條件的偏差，且/或以另外的方式用于診斷或確定構(gòu)件10的未來可用性。

現(xiàn)在，應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，應(yīng)變傳感器和一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征可以設(shè)置于基底上，以形成總體構(gòu)件，能夠就應(yīng)變、蠕變等方面對總體構(gòu)件進(jìn)行監(jiān)測。一個(gè)或更多個(gè)熱反應(yīng)性特征還可以允許理解應(yīng)變傳感器40所經(jīng)歷的暴露的高溫，以幫助研究、診斷且/或驗(yàn)證總體構(gòu)件。

雖然僅結(jié)合有限的數(shù)量的實(shí)施例而詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易地理解到，本發(fā)明不限于這樣地公開的實(shí)施例。更確切地說，能夠修改本發(fā)明，以結(jié)合將迄今為止未描述、但與本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍相應(yīng)的任何數(shù)量的變型、變更、替代或等同的布置。另外，雖然描述了本發(fā)明的各種實(shí)施例，但要理解到，本發(fā)明的方面可能僅包括一些所描述的實(shí)施例。因此，本發(fā)明不應(yīng)被視為受到前文的描述限制，而僅受到所附權(quán)利要求的范圍限制。