[发明专利]具有应变传感器和热反应性特征的构件和监测构件的方法

说明书

技术领域

本文中所公开的主题涉及应变传感器，且更具体地，涉及具有应变传感器和热反应性特征的构件以及用于对此构件进行监测的方法。

背景技术

一些构件可能需要在包括高温和/或腐蚀性条件的环境下运行。例如，在比如飞机发动机之类的燃气涡轮发动机中，例如，空气被吸入发动机的前部中，被轴安装式旋转型压缩机压缩，并且，与燃料混合。使混合物燃烧，并且，使热废气穿过安装于轴上的涡轮。气流使涡轮转动，导致轴转动，并且，对压缩机和风扇进行驱动。热废气流从发动机的后部，驱动发动机和飞机向前。

在燃气涡轮发动机的运行的期间，燃气的温度可能超过3000ºF，比与这些气体接触的发动机的金属零件的熔融温度要高得多。这些发动机在高于金属零件熔融温度的气体温度下的运行可能部分地取决于一个或更多个保护涂层，且/或取决于通过各种方法而将冷却空气供给至金属零件的外表面。这些发动机的特别地承受高温，且因而要求特别注意冷却的金属零件是形成燃烧器的金属零件和位于燃烧器后部的零件。

此外，在经历运行温度的波动的运行寿命周期内，这些及其他构件可能经历应力和/或各种力所导致的应变。虽然可以利用各种工具来测量在相对标准的环境下给予的应力和应变，但涡轮及其他构件可能经历存在可能影响一个或更多个构件性能的温度波动的工作条件。

因此，具有应变传感器和热反应性特征的备选的构件以及用于对这些构件进行监测的方法将在本领域中受欢迎。

发明内容

在一个实施例中，公开了构件。构件能够是基底、包括设置于基底上的至少两个参考点的应变传感器，以及在基底上设置成邻近于应变传感器的一个或更多个热反应性特征，其中，所述一个或更多个热反应性特征对一个或更多个高温起反应。

在另一实施例中，公开了另一构件。构件能够包括基底和包括设置于基底上的至少两个参考点的应变传感器，其中，应变传感器包括对一个或更多个高温起反应的热反应性特征。

在又一实施例中，公开了用于对构件进行监测的方法。方法包括：测量在第二时段的构件上的应变传感器的至少两个参考点之间的第二距离；将应变传感器的至少两个参考点之间的第二距离与自第一时段的在应变传感器的至少两个参考点之间的第一距离比较，以确定第一时段与第二时段之间的应变；基于在构件上设置成邻近于应变传感器的一个或更多个热反应性特征的反应，确定第一时段与第二时段之间的暴露的高温；以及将暴露的高温与应变相互参考(referencing)。

更具体而言，根据本发明，提供了以下技术方案。

技术方案1．一种构件，包括：基底； 应变传感器，包括设置于所述基底上的至少两个参考点；以及一个或更多个热反应性特征，在所述基底上设置成邻近于所述应变传感器，其中，所述一个或更多个热反应性特征对一个或更多个高温起反应。

技术方案2．根据技术方案1所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征包括对第一高温起反应的第一热反应性特征和对比所述第一高温更高的第二高温起反应的第二热反应性特征。

技术方案3．根据技术方案2所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征进一步包括对比所述第二高温更高的第三高温起反应的第三热反应性特征。

技术方案4．根据技术方案1所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征通过改变颜色而对所述一个或更多个高温起反应。

技术方案5．根据技术方案1所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征通过从所述构件消失而对所述一个或更多个高温起反应。

技术方案6．根据技术方案1所述的构件，进一步包括设置于所述基底与所述应变传感器之间的涂层。

技术方案7．根据技术方案6所述的构件，其中，所述涂层还设置于所述基底与所述一个或更多个热反应性特征之间。

技术方案8．根据技术方案1所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征包括彼此分离的多个热反应性特征。

技术方案9．根据技术方案1所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征延伸长达所述应变传感器的所述至少两个参考点之间的至少整个距离。

技术方案10．根据技术方案1所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征中的至少一者设置在所述应变传感器的上面。

技术方案11．根据技术方案1所述的构件，其中，所述一个或更多个热反应性特征中的至少一者包括一种或更多种热致变色的颜料。

技术方案12．根据技术方案1所述的构件，其中，所述基底包括涡轮构件。