[發(fā)明專利]具有應(yīng)變傳感器和熱反應(yīng)性特征的構(gòu)件和監(jiān)測構(gòu)件的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611128987.0
• 申請日: 2016-12-09
• 公開（公告）號: CN107014343A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: P.G.博加帕;J.L.伯恩賽德
• 申請（專利權(quán)）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32;G01K11/12
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 嚴志軍,譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

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)境下運行。例如，在比如飛機發(fā)動機之類的燃氣渦輪發(fā)動機中，例如，空氣被吸入發(fā)動機的前部中，被軸安裝式旋轉(zhuǎn)型壓縮機壓縮，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，導致軸轉(zhuǎn)動，并且，對壓縮機和風扇進行驅(qū)動。熱廢氣流從發(fā)動機的后部，驅(qū)動發(fā)動機和飛機向前。

在燃氣渦輪發(fā)動機的運行的期間，燃氣的溫度可能超過3000oF，比與這些氣體接觸的發(fā)動機的金屬零件的熔融溫度要高得多。這些發(fā)動機在高于金屬零件熔融溫度的氣體溫度下的運行可能部分地取決于一個或更多個保護涂層，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)動機的特別地承受高溫，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)歷運行溫度的波動的運行壽命周期內(nèi)，這些及其他構(gòu)件可能經(jīng)歷應(yīng)力和/或各種力所導致的應(yīng)變。雖然可以利用各種工具來測量在相對標準的環(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或更多個構(gòu)件性能的溫度波動的工作條件。

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)件進行監(jiān)測的方法將在本領(lǐng)域中受歡迎。

發(fā)明內(nèi)容

在一個實施例中，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參考點的應(yīng)變傳感器，以及在基底上設(shè)置成鄰近于應(yīng)變傳感器的一個或更多個熱反應(yīng)性特征，其中，所述一個或更多個熱反應(yīng)性特征對一個或更多個高溫起反應(yīng)。

在另一實施例中，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參考點的應(yīng)變傳感器，其中，應(yīng)變傳感器包括對一個或更多個高溫起反應(yīng)的熱反應(yīng)性特征。

在又一實施例中，公開了用于對構(gòu)件進行監(jiān)測的方法。方法包括：測量在第二時段的構(gòu)件上的應(yīng)變傳感器的至少兩個參考點之間的第二距離；將應(yīng)變傳感器的至少兩個參考點之間的第二距離與自第一時段的在應(yīng)變傳感器的至少兩個參考點之間的第一距離比較，以確定第一時段與第二時段之間的應(yīng)變；基于在構(gòu)件上設(shè)置成鄰近于應(yīng)變傳感器的一個或更多個熱反應(yīng)性特征的反應(yīng)，確定第一時段與第二時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參考點；以及一個或更多個熱反應(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，所述一個或更多個熱反應(yīng)性特征對一個或更多個高溫起反應(yīng)。

技術(shù)方案2．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個或更多個熱反應(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，所述一個或更多個熱反應(yīng)性特征進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，所述一個或更多個熱反應(yīng)性特征通過改變顏色而對所述一個或更多個高溫起反應(yīng)。

技術(shù)方案5．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個或更多個熱反應(yīng)性特征通過從所述構(gòu)件消失而對所述一個或更多個高溫起反應(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或更多個熱反應(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，所述一個或更多個熱反應(yīng)性特征包括彼此分離的多個熱反應(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，所述一個或更多個熱反應(yīng)性特征延伸長達所述應(yīng)變傳感器的所述至少兩個參考點之間的至少整個距離。

技術(shù)方案10．根據(jù)技術(shù)方案1所述的構(gòu)件，其中，所述一個或更多個熱反應(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，所述一個或更多個熱反應(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。