本文中公開(kāi)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(cè)該構(gòu)件的方法。

背景技術(shù)：

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(jī)廣泛用于如發(fā)電和飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)的領(lǐng)域中。此類(lèi)燃?xì)鉁u輪系統(tǒng)包括壓縮機(jī)區(qū)段、燃燒器區(qū)段，以及至少一個(gè)渦輪區(qū)段。壓縮機(jī)區(qū)段構(gòu)造成在空氣流動(dòng)穿過(guò)壓縮機(jī)區(qū)段時(shí)壓縮空氣?？諝饨又鴱膲嚎s機(jī)區(qū)段流動(dòng)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(guò)從熱氣流抽取能量以向壓縮機(jī)、發(fā)電機(jī)和其它多種負(fù)載供能來(lái)利用熱氣流。

在燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的操作期間，燃燒氣體的溫度可超過(guò)3000°F，比與這些氣體接觸的發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的操作可部分取決于一個(gè)或更多個(gè)保護(hù)涂層和/或通過(guò)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(dòng)機(jī)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(lái)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(duì)標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境中測(cè)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(gè)點(diǎn)處或沿著線(xiàn)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(cè)該構(gòu)件的方法將是現(xiàn)有技術(shù)中受歡迎的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)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(gè)參考特征，其沿著第一軸線(xiàn)和第二軸線(xiàn)兩者分布以形成至少一個(gè)二維陣列。

在另一個(gè)實(shí)施例中，公開(kāi)了一種用于監(jiān)測(cè)構(gòu)件的方法。該方法可包括測(cè)量構(gòu)件上的基于陣列的應(yīng)變傳感器的多個(gè)參考特征之間的多個(gè)第二距離，其中多個(gè)參考特征沿著第一軸線(xiàn)和第二軸線(xiàn)兩者分布以形成至少一個(gè)二維陣列，以及將多個(gè)第二距離與來(lái)自第一時(shí)間間隔的應(yīng)變傳感器的多個(gè)參考特征之間的多個(gè)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(gè)參考特征，其沿著第一軸線(xiàn)和第二軸線(xiàn)兩者分布以形成至少一個(gè)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(gè)參考特征包括多個(gè)點(diǎn)。

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(gè)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(gè)參考特征的第一部分包括大致實(shí)心形狀，并且其中所述多個(gè)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(gè)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(gè)參考特征包括所述至少二維陣列內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)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(gè)或更多個(gè)串行區(qū)域中的至少一個(gè)包括用于識(shí)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(gè)或更多個(gè)串行區(qū)域中的至少一個(gè)包括用于識(shí)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(xiàn)和所述第二軸線(xiàn)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(gè)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(gè)參考特征分布在整個(gè)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(jìn)一步包括設(shè)置在所述基底與所述多個(gè)參考特征中的至少一個(gè)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(jìn)一步包括設(shè)置成鄰近所述多個(gè)參考特征中的至少一個(gè)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(gè)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(gè)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(cè)構(gòu)件的方法，所述方法包括：

測(cè)量所述構(gòu)件上的基于陣列的應(yīng)變傳感器的多個(gè)參考特征之間的多個(gè)第二距離，其中所述多個(gè)參考特征沿著第一軸線(xiàn)和第二軸線(xiàn)兩者分布以形成至少一個(gè)二維陣列；以及

將所述多個(gè)第二距離與來(lái)自第一時(shí)間間隔的所述應(yīng)變傳感器的所述多個(gè)參考特征之間的多個(gè)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(gè)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(gè)第二距離與所述多個(gè)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(shí)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(xì)描述來(lái)更充分理解。

附圖說(shuō)明

附圖中闡明的實(shí)施例在本質(zhì)上是說(shuō)明性和示例性的，并且不旨在限制由權(quán)利要求限定的本發(fā)明。說(shuō)明性實(shí)施例的以下詳細(xì)描述可在連同以下附圖閱讀時(shí)理解，其中相似的結(jié)構(gòu)以相似的附圖標(biāo)記指示，并且其中：

圖1為根據(jù)本文中示出或描述的一個(gè)或更多個(gè)實(shí)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(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的、在三個(gè)不同時(shí)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(gè)或更多個(gè)實(shí)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(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的、包括多個(gè)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(gè)或更多個(gè)實(shí)施例的、用于監(jiān)測(cè)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(shí)施方式

將在下面描述本發(fā)明的一個(gè)或更多個(gè)特定實(shí)施例。為了提供這些實(shí)施例的簡(jiǎn)明描述，可不在說(shuō)明書(shū)中描述實(shí)際實(shí)施的所有特征。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，在任何這種實(shí)際實(shí)施的開(kāi)發(fā)中，如在任何工程或設(shè)計(jì)項(xiàng)目中，必須作出許多特定實(shí)施決定以實(shí)現(xiàn)開(kāi)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(gè)實(shí)施變化到另一個(gè)實(shí)施。此外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這種開(kāi)發(fā)努力可為復(fù)雜且耗時(shí)的，但是對(duì)于受益于本公開(kāi)的技術(shù)人員而言，仍將是設(shè)計(jì)、制作和制造的日常工作。

當(dāng)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”和“所述”意圖表示存在元件中的一個(gè)或更多個(gè)。用語(yǔ)“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?qǐng)D1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?；陉嚵械膽?yīng)變傳感器40可包括多個(gè)參考特征50，其沿著第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62兩者分布以形成至少一個(gè)二維陣列?；陉嚵械膽?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(diǎn)式應(yīng)變傳感器(或沿著單個(gè)線(xiàn)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(gè)構(gòu)件10的基底11)可包括在多種不同應(yīng)用中使用的多種類(lèi)型的構(gòu)件，如例如在高溫應(yīng)用中使用的構(gòu)件(例如，包括鎳基或鈷基超級(jí)合金的構(gòu)件)。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括工業(yè)燃?xì)鉁u輪或蒸汽渦輪構(gòu)件，如燃燒構(gòu)件或熱氣體路徑構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括渦輪葉片、壓縮機(jī)葉片、導(dǎo)葉、噴嘴、護(hù)罩、轉(zhuǎn)子、過(guò)渡件或外殼。在其它實(shí)施例中，構(gòu)件10包括渦輪的任何其它構(gòu)件，如用于燃?xì)鉁u輪，蒸汽渦輪或類(lèi)似物的任何其它構(gòu)件。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件可包括非渦輪構(gòu)件，其包括但不限于汽車(chē)構(gòu)件(例如，小汽車(chē)、卡車(chē)等)、航空航天構(gòu)件(例如，飛機(jī)、直升機(jī)、航天飛機(jī)、鋁部件等)、機(jī)車(chē)或鐵道構(gòu)件(例如，火車(chē)、火車(chē)軌道等)、建筑、基礎(chǔ)設(shè)施或土木工程構(gòu)件(例如，橋梁、建筑物、建筑設(shè)備等)，和/或發(fā)電設(shè)備或化學(xué)處理構(gòu)件(例如，用于高溫應(yīng)用中的管道)。

現(xiàn)在參照?qǐng)D1-4，基于陣列的應(yīng)變傳感器40安置在基底11的外表面的一部分上?；陉嚵械膽?yīng)變傳感器40大體上包括多個(gè)參考特征50，其沿著第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62兩者分布以形成至少一個(gè)二維陣列。部分地基于各種力和構(gòu)件的操作狀態(tài)，參考特征50中的各個(gè)可關(guān)于彼此在位置上獨(dú)立地轉(zhuǎn)移，以使橫跨整個(gè)至少二維陣列的應(yīng)變(和/或應(yīng)變率、蠕變、疲勞、應(yīng)力等)可繪成圖。

多個(gè)參考特征50以及第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62可包括多種不同構(gòu)造。例如，第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62可以以任何非零度角與彼此分叉，使得多個(gè)參考特征50的至少二維陣列不只是線(xiàn)性向量(例如，以直線(xiàn)設(shè)置的兩個(gè)參考特征或多個(gè)參考特征)。在一些實(shí)施例中，第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62可以以大致90度角相交。此類(lèi)實(shí)施例可導(dǎo)致至少一個(gè)二維正方形基于陣列的應(yīng)變傳感器40。在其它實(shí)施例中，第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62可沿任何非相似方向限定使得至少二維陣列包括任何非一維形狀。例如，至少二維陣列可包括正方形、矩形、圓形或任何其它幾何或非幾何二維形狀。

應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括平基底11或帶輪廓基底11。在包括平基底11的實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50可以以大致2維陣列設(shè)置，而在第三維度(例如，高度)上具有較小變化至沒(méi)有變化。在其中基底11包括一個(gè)或更多個(gè)輪廓的實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50的另外2維陣列可呈現(xiàn)三維陣列，其包括第三維度(例如，高度)中的一些變化。如本文中使用的，“至少二維陣列”包括以二維或三維設(shè)置的多個(gè)參考特征50，如由基底11的輪廓指示的。

此外，多個(gè)參考特征50可包括至少二維陣列內(nèi)的任何分布圖案和距離D。例如，在一些實(shí)施例，如在圖2中在時(shí)間T₁時(shí)的第一點(diǎn)示出的實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50可大致均勻地分布在至少二維陣列內(nèi)。多個(gè)參考特征50可僅沿著一條軸線(xiàn)大致均勻地分布(其中沿著另一條軸線(xiàn)的分布是非均勻的)，或者多個(gè)參考特征50可沿著第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62兩者大致均勻地分布以形成如所示的網(wǎng)格狀圖案。在一些實(shí)施例中，多個(gè)參考特征可遍及整個(gè)至少二維陣列非均勻地分布，只要多個(gè)參考特征50的初始位置關(guān)于彼此是已知的，使得至少二維陣列內(nèi)的任何相對(duì)運(yùn)動(dòng)可被識(shí)別和測(cè)量。

基于陣列的應(yīng)變傳感器40中的多個(gè)參考特征50中的各個(gè)可包括適合于跟蹤至少二維陣列內(nèi)的它們的相對(duì)位置的任何適合形狀或多個(gè)形狀。形狀可因此有助于實(shí)現(xiàn)經(jīng)由一個(gè)或更多個(gè)邊緣、轉(zhuǎn)角、質(zhì)心分析或任何其它適合機(jī)構(gòu)的位置跟蹤。例如，在一些實(shí)施例中，多個(gè)參考特征可包括點(diǎn)、線(xiàn)、圓、框或任何其它幾何或非幾何形狀，只要它們是一貫地可識(shí)別的，并且可用于測(cè)量其間的距離D。此外，多個(gè)參考特征中的各個(gè)可包括相同的形狀，或者多個(gè)參考特征可包括多個(gè)形狀。例如，在一些實(shí)施例中，參考特征50中的一些可包括大致實(shí)心的形狀(例如，填滿(mǎn)的圓形、正方形或其它形狀)，而其它參考特征50可包括形狀的外形(例如，圓形、正方形或其它形狀的外形)。此類(lèi)實(shí)施例可有助于對(duì)多個(gè)參考特征50內(nèi)的附加信息編碼，如通過(guò)使用實(shí)心的和帶外形的/中空的參考特征50之間的二進(jìn)制語(yǔ)言。

如圖4中最佳地示出的，在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40包括至少二維陣列內(nèi)的一個(gè)或更多個(gè)串行區(qū)域80，如如所示的第一串行區(qū)域81、第二串行區(qū)域82和第三串行區(qū)域83。一個(gè)或更多個(gè)串行區(qū)域80中的各個(gè)可包括嵌入有附加信息的多個(gè)參考特征的任何部分。嵌入的信息可包括任何信息，其包括用于識(shí)別獨(dú)立基于陣列的應(yīng)變傳感器40和/或整個(gè)構(gòu)件10，和/或使基于陣列的應(yīng)變傳感器40定向的信息。例如，在一些實(shí)施例中，串行區(qū)域80可包括用以形成獨(dú)特標(biāo)識(shí)符(在下文中“UID”)的信息。UID可包括任何類(lèi)型的條形碼、商標(biāo)、標(biāo)簽、序列號(hào)、圖案，或便于該特別基于陣列的應(yīng)變傳感器40和/或整個(gè)構(gòu)件10的識(shí)別的其它識(shí)別系統(tǒng)?？偟恼f(shuō)來(lái)，嵌入在一個(gè)或更多個(gè)串行區(qū)域80中的信息可由此協(xié)助特別基于陣列的應(yīng)變傳感器40、構(gòu)件10或甚至整個(gè)系統(tǒng)或機(jī)器的識(shí)別和跟蹤，以有助于使用于過(guò)去、現(xiàn)在和將來(lái)的操作跟蹤的測(cè)量相互關(guān)聯(lián)。

基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50可包括適合于使構(gòu)件的操作存活(survive)用于在多個(gè)時(shí)間間隔處的位置測(cè)量的任何材料或多種材料。例如，在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50可包括陶瓷材料，如任何陶瓷材料或適合于沉積(如通過(guò)自動(dòng)添加制造過(guò)程利用陶瓷粉末)的材料。陶瓷材料可提供在相對(duì)熱或嚴(yán)酷的環(huán)境中增加的溫度生存性。例如，在一些實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50可包括熱障涂層材料，如氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(也稱(chēng)為YSZ)。在此類(lèi)實(shí)施例中，YSZ可包括例如YSZ-D111。甚至在一些實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50可包括金屬粘結(jié)涂層和/或熱生長(zhǎng)氧化物以協(xié)助陶瓷頂部涂層(例如，YSZ)的沉積。在一些實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50可由一個(gè)或更多個(gè)金屬添加過(guò)程(例如，電鍍、焊接，或沉積)、制造過(guò)程(例如，鑄造、機(jī)加工、蝕刻或雕刻)，或固有的構(gòu)件特征(例如，冷卻孔)形成。雖然一些特別構(gòu)件10(或其上的至少特別位置)可不經(jīng)歷升高溫度以要求熱障涂層，但用于基于陣列的應(yīng)變傳感器40的此類(lèi)使用可確保其壽命，其中其它的應(yīng)變傳感器材料(例如，聚合材料、化學(xué)染料等)可潛在地由于相對(duì)嚴(yán)酷的環(huán)境而分解和消失。

在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可進(jìn)一步包括一個(gè)或更多個(gè)涂層以有助于保護(hù)基底11免受構(gòu)件10的操作環(huán)境(例如，工業(yè)燃?xì)鉁u輪中的升高溫度)，有助于確保多個(gè)參考特征50的粘附和/或有助于維持多個(gè)參考特征50的邊緣免受侵蝕或腐蝕。

例如，在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括設(shè)置在基底11與多個(gè)參考特征50中的至少一個(gè)之間的涂層。此類(lèi)實(shí)施例可有助于保護(hù)基底11和/或確保多個(gè)參考特征50的粘附。在一些實(shí)施例中，構(gòu)件10可包括設(shè)置成鄰近多個(gè)參考特征50中的至少一個(gè)，如包繞多個(gè)參考特征的邊緣的涂層。此類(lèi)實(shí)施例可有助于防止多個(gè)參考特征50的邊緣退化。

適合的涂層可包括部分地基于例如構(gòu)件10的環(huán)境的多種材料。在一些實(shí)施例中，涂層可包括可提供增大溫度生存性的陶瓷材料。例如，在一些實(shí)施例中，陶瓷材料可包括熱障涂層，如氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯。甚至在一些實(shí)施例中，涂層可包括金屬粘結(jié)涂層和/或熱生長(zhǎng)氧化物以協(xié)助隨后陶瓷頂部涂層(例如，YSZ)的沉積。在一些實(shí)施例中，涂層可包括凝膠涂層，如凝膠鋁化物。

基于陣列的應(yīng)變傳感器40的尺寸(例如，總大小和獨(dú)立參考特征50的大小)可取決于例如構(gòu)件10、基于陣列的應(yīng)變傳感器40的位置、測(cè)量的目標(biāo)精度、沉積技術(shù)，和/或測(cè)量技術(shù)。例如，在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40可包括范圍從小于1毫米到大于300毫米的長(zhǎng)度和寬度。此外，基于陣列的應(yīng)變傳感器40可包括適合于沉積和隨后識(shí)別而不顯著地影響下置構(gòu)件10的性能的任何厚度。例如，在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40可包括小于從大約0.1毫米到大于1毫米的厚度。在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40可具有大致一致的厚度。

基于陣列的應(yīng)變傳感器40可安置在整個(gè)構(gòu)件10的基底11上的多種位置中的一個(gè)或更多個(gè)中。例如，如果基底包括渦輪構(gòu)件，則基于陣列的應(yīng)變傳感器40可安置在渦輪葉片、壓縮機(jī)葉片、導(dǎo)葉、噴嘴、護(hù)罩、轉(zhuǎn)子、過(guò)渡件或外殼上。在此類(lèi)實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40可安置在已知在單元操作期間經(jīng)歷多種力的一個(gè)或更多個(gè)位置中，如在翼型件、平臺(tái)、末端或任何其它適合位置上或附近。此外，因?yàn)榛陉嚵械膽?yīng)變傳感器40可至少部分地由涂層保護(hù)或者包括高阻材料，所以基于陣列的應(yīng)變傳感器40可安置在已知經(jīng)歷升高溫度的一個(gè)或更多個(gè)位置中(其中包括其它材料的應(yīng)變傳感器可腐蝕和/或侵蝕)。例如，基于陣列的應(yīng)變傳感器40可安置在熱氣體路徑或燃燒渦輪構(gòu)件上。

甚至在一些實(shí)施例中，多個(gè)基于陣列的應(yīng)變傳感器40可安置在單一渦輪構(gòu)件或多個(gè)渦輪構(gòu)件上。例如，多個(gè)基于陣列的應(yīng)變傳感器40可在多種位置處安置在單一渦輪構(gòu)件(例如，渦輪葉片)上，使得可在關(guān)于獨(dú)立渦輪構(gòu)件的更多數(shù)量的位置處確定應(yīng)變。作為備選或附加地，多個(gè)相似的渦輪構(gòu)件(例如，多個(gè)渦輪葉片)可均具有安置在標(biāo)準(zhǔn)位置中的基于陣列的應(yīng)變傳感器40，以使由各個(gè)特定渦輪構(gòu)件經(jīng)歷的應(yīng)變的量可與其它相似渦輪構(gòu)件比較。甚至在一些實(shí)施例中，相同渦輪單元的多個(gè)不同渦輪構(gòu)件(例如，用于相同渦輪的渦輪葉片和導(dǎo)葉)可均具有安置在其上的基于陣列的應(yīng)變傳感器40，以使可確定和潛在地比較在整個(gè)渦輪內(nèi)的不同位置處經(jīng)歷的應(yīng)變的量。

此外，基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50可分布在整個(gè)基底11的任何大小的區(qū)域之上。例如，在一些實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50可分布在基底11的相對(duì)孤立的區(qū)域，如包括整個(gè)基底的百分之1或更少的區(qū)域之上。然而，在一些實(shí)施例中，多個(gè)參考特征50可分布在大得多的區(qū)域之上，以便于監(jiān)測(cè)橫跨大得多的百分比的基底11的應(yīng)變、應(yīng)變率、蠕變、疲勞、應(yīng)力等。例如，在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50可分布在百分之50或更多的基底11之上。在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50可分布在構(gòu)件的某個(gè)感興趣區(qū)域之上。例如，如果基底11包括包含翼型件部分的渦輪構(gòu)件，則基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50可分布在百分之50或更多的翼型件部分之上。甚至在一些實(shí)施例中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50可分布在整個(gè)基底11之上。雖然特定實(shí)施例在本文中提出，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50的大小、形狀、位置和分布范圍可包括如取決于構(gòu)件10的特定基底11的多種變體。

如圖2和3中最佳示出的，在操作中，基于陣列的應(yīng)變傳感器40可用于監(jiān)測(cè)橫跨基底11的比如果使用兩點(diǎn)式應(yīng)變傳感器將可能的更大的區(qū)域的應(yīng)變、應(yīng)變率、蠕變、疲勞、應(yīng)力等。例如，圖2示出包括在時(shí)間T₁時(shí)的第一點(diǎn)、時(shí)間T₂時(shí)的第二點(diǎn)和時(shí)間T₃時(shí)的第三個(gè)點(diǎn)處的多個(gè)參考特征50的基于陣列的應(yīng)變傳感器40。時(shí)間T₁時(shí)的第一點(diǎn)可包括在首先施加基于陣列的應(yīng)變傳感器40時(shí)的初始狀態(tài)。在此類(lèi)狀態(tài)下，所有的多個(gè)參考特征50可例如沿著第一軸線(xiàn)61和第二軸線(xiàn)62兩者均勻地分布以形成至少二維陣列。接著，在構(gòu)件10用于操作達(dá)第一間隔之后，多個(gè)參考特征50可開(kāi)始分叉和/或朝向彼此會(huì)聚，如在時(shí)間T₂時(shí)的第二點(diǎn)處示出的。隨后，在構(gòu)件10用于操作達(dá)第二間隔之后，多個(gè)參考特征50可進(jìn)一步分叉和/或朝向彼此會(huì)聚，如在時(shí)間T₃時(shí)的第三點(diǎn)處示出的。如圖3中所示，多個(gè)參考特征50關(guān)于彼此的這些移動(dòng)可用于產(chǎn)生示出距離變化以突顯經(jīng)歷應(yīng)變集中的潛在區(qū)域的應(yīng)變圖70。操作者可使用該信息以有助于確定例如構(gòu)件10的未來(lái)適合性和/或可為有益的任何修改(例如，修正)操作。

附加地參照?qǐng)D5，示出了用于監(jiān)測(cè)構(gòu)件10的方法100。方法100包括在步驟110中測(cè)量在第二時(shí)間間隔處的構(gòu)件10上的基于陣列的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50之間的多個(gè)第二距離。方法100可進(jìn)一步包括在步驟120中將應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50之間的多個(gè)第二距離(在步驟110中測(cè)得)與來(lái)自第一時(shí)間間隔的應(yīng)變傳感器40的多個(gè)參考特征50之間的多個(gè)第一距離比較，以確定第一時(shí)間間隔和第二時(shí)間間隔之間的應(yīng)變。第一時(shí)間間隔可包括在時(shí)間上更早的點(diǎn)，如在構(gòu)件用于操作中之前(例如，安裝在渦輪上)。此外，多個(gè)第一距離可基于例如制造參數(shù)來(lái)測(cè)量或另外知道。

現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到的是，基于陣列的應(yīng)變傳感器可設(shè)置在基底上以形成整個(gè)構(gòu)件，其可監(jiān)測(cè)用于構(gòu)件的更大區(qū)域之上的應(yīng)變、蠕變或類(lèi)似物。多個(gè)參考特征的至少二維陣列可實(shí)現(xiàn)更好理解橫跨更大覆蓋區(qū)域的潛在應(yīng)變的量、嚴(yán)重性和位置。該信息可接著用于確定對(duì)構(gòu)件的任何必要修改或驗(yàn)證用于未來(lái)使用的其適合性。

雖然已經(jīng)結(jié)合僅有限數(shù)量的實(shí)施例來(lái)詳細(xì)描述本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)容易理解，本發(fā)明不限于此類(lèi)公開(kāi)的實(shí)施例。相反，可修改本發(fā)明，以并入迄今未描述但與本發(fā)明的精神和范圍相稱(chēng)的任何數(shù)量的變型、更改、替換或等同布置。另外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的多種實(shí)施例，但將理解，本發(fā)明的方面可包括所描述的實(shí)施例中的僅一些。因此，本發(fā)明不視為由前述描述限制，而是僅由所附權(quán)利要求的范圍限制。