(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバを組み込んだ構成部品用の構成部品監視装置であって、
前記構成部品監視装置は、センサエレメントを設置するためのファイバ支持体（４３）を含み、
前記ファイバ支持体（４３）は、前記構成部品（４１）に及ぼされた環境変化に前記センサエレメントを露呈するため、使用時に、前記構成部品内で特定の形体をとり又は特定の方向に方向決めされ、前記センサエレメントは、このような環境変化に応答し、
前記構成部品監視装置は、応答信号を受信するために前記センサエレメントに連結されたメモリーを含み、
前記メモリーは、前記構成部品と一体をなして関連しており、前記メモリーは前記応答信号を記憶し、構成部品の履歴を提供しており、
前記メモリーは、前記構成部品の所定の成形加工段階及び作動期間についての応答信号を記憶し、
前記構成部品の履歴は、特定の構成部品履歴と比較し、予想作動寿命の表示を提供するように形成される、構成部品監視装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装置において、
前記センサエレメントは、前記ファイバ支持体上にコーティングを備えている、装置。
【請求項３】
請求項２に記載の装置において、
前記ファイバ支持体に設けられたコーティングは、前記センサエレメントに引き起こされたｐＨ又は水分の変化に対して応答できるように構成されている、装置。
【請求項４】
請求項１に記載の装置において、
前記センサエレメントは、前記構成部品の形体及び変形により、支持体の圧力、温度、加速度、歪み、回転速度、ファイバ支持体の角度位置、チップの隙間、チップタイミング、又は前記構成部品内での一体性を決定するため、ブラッググレーティングを含む、装置。
【請求項５】
請求項１に記載の装置において、
一つ又はそれ以上の周波数の光を含む光ビームによって前記センサエレメントをインタロゲートし、環境変化に応じてシフトした応答信号を提供する、装置。
【請求項６】
請求項１に記載の装置において、
前記センサエレメントは、該センサエレメントが制御装置と通信するように前記制御装置と関連している、装置。
【請求項７】
請求項６に記載の装置において、
前記応答信号は、無線リンクによって前記制御装置に送出される、装置。
【請求項８】
請求項６に記載の装置において、
前記制御装置は、前記センサエレメントと、定期的に又は特定的に、能動的にインタロゲートするように構成されている、装置。
【請求項９】
請求項６に記載の装置において、
前記制御装置は、応答信号を記憶するためのメモリーデバイスを有する、装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の装置において、
前記メモリーデバイスは、前記センサエレメントの応答信号を所望の期間に亘って定期的に決定できるように構成されている、装置。
【請求項１１】
請求項９に記載の装置において、
前記メモリーデバイスには、部品番号や通し番号等の構成部品の詳細及び同一確認が予めプログラムしてある装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の構成部品監視装置を組み込んだ構成部品。
【請求項１３】
請求項１２に記載の構成部品のアッセンブリにおいて、
各構成部品は、隣接した構成部品との信号送信経路を含み、これによって、隣接した構成部品からの少なくとも幾つかの応答信号が、少なくとも一つのメモリーに記憶される、アッセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構成部品監視装置に関し、更に詳細には、強化を行うために他のエレメントを組み込んだ構成部品に関して使用される状況に関する。
【背景技術】
【０００２】
強化を行うためにファイバ又は他のエレメントが内部に設けられた樹脂等のベース基材を含む構成部品を提供することは公知である。このような複合構造は、重量及び作動性能を達成するための特定の設計最適化に関し、特定の利点がある。残念なことに、このような複雑な構造は、構成部品に形成するとき、初期製造段階中並びに作動的使用中に監視を行うのが困難である。このような場合には、例えば航空機用エンジンに関するような作動的に重大な状況でのこのような構成部品又は他の構成部品の使用に関し、構成部品の推定耐用年数を保証する上で困難が生じる。更に、構成部品の製造時にこれらの構成部品のバッチ試験を行う場合には、構成部品のうちの幾つかが合格である場合に構成部品のバッチ全体をスクラップにする必要があるかもしれない。あるいは、特定の問題が十分に早期に確認された場合には、バッチ製造プロセスを変更してもよい。更に、選択的バッチ試験は、試験された構成部品の破壊を必然的に伴い、当然のことながら、これに伴って費用が発生する。
【０００３】
構造の構造的一体性の確認に関し、特に複合構成部品と関連したサーマル樹脂硬化プロセス中に使用された従来の技術には、Ｘ線ＣＴ技術、超音波技術、及び流動学的技術が含まれる。Ｘ線ＣＴ技術は、比較的時間がかかるけれども、空所、混在物、ファイバの位置／整合、及び表層剥離を検出できる。樹脂の硬化及び樹脂の性質の変化の確認には向いていない。超音波探傷検査に関し、欠陥、混在物、及び表面境界によって音波が反射され、音響波の速度は、樹脂が硬化するときの樹脂の粘度の変化に従って、並びに、硬化プロセス中の温度変化にしたがって、変化する。表層剥離中に亀裂が入ると音が発生し（アコースティックエミッション）、硬化中及び形成加工中、場合によっては構成部品の作動的使用中に、これを検出できる。流動学的技術は、それ自体が破壊的手段を伴い、平行して製造された試料の捩じれを必要とする。これらの試料は、硬化段階中、複合構成部品の形成に関し、制御された期間に亘って試験される。このような流動学的技術は、試料と製造部品との間の、特に比率に関する一貫性で決まる。即ち、構成部品の容積サイズで決まる。
【０００４】
構成部品に関し、成形加工中並びに作動的使用中に、当該構成部品の性能を監視できるのが望ましいということは理解されよう。それにも関わらず、このような監視装置は、実際的であるようにするためには、構成部品の重量及び複雑さに及ぼされる影響が最小でなければならないということもまた理解されよう。このような場合には、一般的には、監視装置は内蔵式であるのが好ましい。全ライフサイクル、即ち成形加工（硬化）並びに作動段階に亘って、監視を行うことができるようにするため、このような監視は、成形加工及び構成部品が遭遇する環境変化に耐えることができなければならないということもまた理解されよう。
【０００５】
以上に鑑み、従来の構成部品は、代表的には、構成部品のライフサイクルに亘って監視を行うのでなく、一つの成形加工段階又は作動状態に絞られてきた。全ライフサイクルを監視する装置は、以下に列挙する事項を含む幾つかの問題点を考慮することを必要とするということは理解されよう。これらの事項には、
（ａ）構成部品のファイバを最初に金型内に堆積するとき、それらのファイバの、位置及び整合の両方を確認することが必要とされ、
（ｂ）成形中にファイバに及ぼされる損傷を検出し、
（ｃ）構成部品の硬化段階及び他の成形加工段階中に、基材樹脂等を、環境条件の変化に関して監視し、混在物や捕捉された気体即ち空所又はポケットが、形成された基材中に形成されないようにする。更に、幾つかの硬化プロセスは発熱プロセスであり、従って複合構造に組み込まれたファイバ又は樹脂が損傷する危険があるということは理解されよう。表層剥離等が起こらないようにするため、硬化温度を監視するのが有利である。
（ｄ）硬化済の製品内にあるが表面仕上げ及び構成部品の最終試験等の他のプロセスが加えられているファイバ構造を監視する。
（ｅ）構成部品の作動寿命時間中、構成部品に大きさの差はあれ衝突が生じることが予想され、こうした衝突を監視する。こうした衝突は、表面に見える欠陥をもたらすばかりでなく、内部に欠陥をもたらす場合があり、支持体の疲労により経時的に大きな欠陥が生じる場合がある。
（ｆ）損傷の程度を確認する上で、目に見えない損傷及び剥き出しの目に見える損傷を検出する必要がある。これは、構成部品についての予想有用寿命を得ることにより、保守及び修復を予定通りに行うことができるようにするためである。
（ｇ）製造中及び作動寿命中の構成部品の部分の様々な移動を監視するのが有利である。構成部品は、硬化時間、温度、及び収縮速度の変化により厚さが変化するということは理解されよう。
【０００６】
以上に鑑み、上述のように、構成部品の監視を連続的に行うのが有利であるが、従来の装置は、特定のライフサイクル段階に限定されている。更に、作動寿命中に監視を行うことが公知であるが、このような監視は、応答的ではなく、反応的である。米国特許第３，９１０，１０５号には、光ファイバを光パイプとして使用することが記載されている。これにより、構成部品の構造に過度の応力が加わった場合、光ファイバが割れ、光パイプの作用が断たれ、構成部品が受容可能な許容限度を越え、及び従って交換しなければならないことの確認を行うことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第３，９１０，１０５号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の特徴によれば、独立項に記載されているように、構成部品監視装置、構成部品、構成部品のアッセンブリ、及び構成部品監視方法が提供される。
次に、本発明の特徴を、例として、添付図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、構成部品の監視を行うために本発明の特徴に従って使用されるファイバ支持体の概略側面図である。
【図２】図２は、本発明の特徴に従って使用される第２ファイバ支持体の概略図である。
【図３】図３は、本発明の特徴に従って織物のように一体化したファイバ支持体を示す概略図である。
【図４】図４は、本発明の特徴による構成部品監視装置を組み込んだ構成部品の概略断面図である。
【図５】図５は、ガスタービンエンジンで使用される構成部品の全体的な構成の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上述のように、本発明の特徴は、特に、強化用ファイバを組み込んだ構成部品に関する。このような場合には、強化用ファイバと、それらのファイバが内部に配置された基材（ｍａｔｒｉｘ：マトリックス又は母材）とを組み込んだ複合構造を形成して、構成部品に対して所望の作動的強度及び構造的一体性を提供できる。基材は、最も代表的には樹脂又は他の材料であり、その中にファイバが配置されるが、これらのファイバは、鋳造、焼結、又は他のプロセスにより金属製構成部品を形成する上で代表的な温度範囲に亘り結合することがわかっている適当な材料に適用した金属に、組み込んでもよいということもまた理解されよう。代表的には、従来のシステムは、製造時又は作動サイクル期間中等の構成部品のライフサイクルの一つの段階で、構成部品の性能を監視できた。特に複合構造に関し、構成部品の寿命の全ての段階に亘り、構成部品の監視が可能な構成部品を形成するのが有利である。かくして、構成部品と一体のメモリーが、構成部品の応答信号の履歴を経時的に及び／又は製造段階に亘って記憶できる。この構成部品の履歴は、製造又は使用上の出来事の結果として、構成部品の可能寿命を予想するのに使用できる。上述のように、これらの段階には、ファイバを硬化前の基材に最初に入れる段階、様々な硬化段階、及び構成部品の作動寿命中、繰り返し作動の結果として作用する応力並びに幾つかの構成部品の作動寿命に固有の衝撃に関する作動寿命が含まれる。
【００１１】
上述のように、本発明の特徴は、少なくとも強化用ファイバを組み込んだ構成部品に関する。本発明の特徴によれば、これらのファイバのうちの少なくとも幾つかをファイバ支持体として使用する。ファイバ支持体には、構成部品に及ぼされた環境上の変化についてのインジケータを提供するため、センサエレメントを所定の配向（所定の方向決め）及び形体で配置できる。構成部品を形成する複合構造は、ファイバエレメントの種類に関して均質であってもよく、又は所望の通りに強化するため様々なファイバを含んでいてもよい。このような場合には、本発明の特徴に従ってセンサエレメントを支持するのに使用されたファイバ支持体は、同様に、様々な厚さを持っていてもよく、材料の種類が異なっていてもよく、関連していてもよく、又は構成部品内に特定のパターンで分配されていてもよい。ファイバ支持体は、オーバーレイ、編組体、織製体、ニット、縫製体、又はその他の関連として、構成部品に組み込まれていてもよい。代表的には、上述のように、本発明の特徴によるファイバ支持体は、構成部品構造の強化ファイバと関連する。このような場合には、環境条件に対する構成部品構造の応答やそれらの環境条件に対するファイバ群又はファイバ束の応答に関する表示を提供するため、支持体のファイバ自体を構成部品構造内に意図的に配置できるように、本願のファイバ支持体及び強化ファイバを群や束にしてもよい。センサエレメントの作動に関する基準として、位置が一貫しているようにするため、ファイバ支持体自体が、主強化ファイバ上に支持されているということは理解されよう。ファイバ支持体は、このような場合には、リボンとして提供でき、チューブ（管状体）内の挿入体として提供でき、又は裏打ち強化ファイバ束に接着できる。これにより、センサエレメントをファイバ支持体上に配置された状態にできる。更に、強化ファイバの束は、センサエレメントが配置されたファイバ支持体を提供するため、複合構造内に所望の「シャシー」を形成するように、互いに関連していてもよく、あるいは、他のファイバと関連していてもよい。一般的には、強化ファイバと、センサエレメント用の関連したファイバ支持体は、本発明の特徴によれば、織製又は他の方法で形成されていてもよい。これにより、樹脂又は他の材料に埋め込まれる所望の構造の複合構成部品を形成できる。センサファイバの正しい位置を確保するため、センサと隣接したトレーサファイバを使用でき、又はトレーサコーティングをセンサファイバに適用し、位置を確認するためにセンサファイバをＸ線に対して不透明にしてもより。強化ファイバ並びにファイバ支持体によって形成された織製体又は他の構造は、立体的な構造を提供でき、この構造は、次いで、樹脂等の充填材又は基材に結合され、ただのファブリックでなく軽量一体構造を形成できる。このような構造、及び強化ファイバ及びファイバ支持体によって提供された基礎をなす強化体は、航空機用エンジン又は他の構成部品等における重量軽減性能に関し、複合構成部品構造の利点を提供する。
【００１２】
強化ファイバ及びファイバ支持体は、多くのパターンに形成できるということは理解されよう。これらのパターンの各々内で、ファイバは、形成された構成部品で必要とされる布の強度又は剛性等のその構成部品の利点を提供するように設けられる。強化を行うファイバ並びにファイバ支持体を提供するのに使用されるファイバは、必要に応じて、同様の材料で形成されていてもよいし、異なる材料で形成されていてもよい。環境条件の変化を大きくすることによって、ファイバ支持体に設けられたセンサエレメントの応答を改善する上で、ファイバ支持体のファイバの寸法を局所的に変化させるのが有利であるということは理解されよう。代表的には、強化ファイバに関し、寸法が安定していることが有利である。このような場合には、本発明の特徴について、センサエレメントを設置し、特定の方向に向けることに関し、強化に必要とされるファイバと比較して異なるファイバが提供されてもよい。これらのファイバは、金属、プラスチック、又は他の適当な材料によって形成された形状記憶ファイバであってもよい。このような場合には、ファイバのこれらの形状記憶の特徴は、センサエレメントを支持するファイバ支持体に関して使用される。これは、環境条件又は環境条件の特定の変化を示す応答を提供するために使用されたセンサエレメントについての形状記憶基準範囲を提供するためである。
【００１３】
通常は、強化構造は、主に、ガラスファイバ又はガラスファイバ強化プラスチック又はカーボンファイバ等の一つの特定のファイバで形成されている。しかしながら、本発明の特徴によれば、この他のファイバ及び金属製ワイヤを、織込物、オーバーレイ、編組体、又はセクションとして、複合材料の強化構造内に加えてもよい。これらのファイバは、強化を行うため、上述のように、熱可塑性（サーモプラスチック）、ナイロン、ケブラー、アラミド、又は金属製のワイヤであってもよい。本発明の特徴によれば、各ファイバ支持体は、センサエレメントを置いて特定の方向に向けることができるシャシーとして作用する。
【００１４】
これらの複合材料は、複合構成部品を取り囲む、又は複合構成部品内を延びる別の構造の部分であってもよい。これには、保護クラッディング層又は他の「サンドウィッチ」構成が含まれていてもよい。
【００１５】
構成部品の製造中及び構成部品のライフサイクルにおける作動サイクルに亘って構成部品構造を監視することは、製品を高い信頼性で一貫して製造する上で、及び通常の使用中及び構成部品に対する衝突等の異常事態が起こった後の推定耐用年数に関して予想精度を提供する上で重要である。一般的には、監視装置は、構成部品自体を制限したり破壊したりすることなく、監視を連続的に行うことができるように、非貫入型（ｎｏｎ−ｉｎｔｒｕｓｉｖｅ）であるか、或いは、構成部品構造の一体の部分であるかのいずれかでなければならない。
【００１６】
上文中に説明した本発明の特徴は、センサエレメントを設けるためにファイバ支持体を提供することに関する。このような場合には、ファイバ支持体自体を構成部品構造内に適切に設けることを必要とする。本発明によれば、複合構造を上文中に説明したように形成するため、強化ファイバ及び従ってファイバ支持体を金型に入れる。これらのファイバは、一般的には、適用中に金型内で所定の位置を保持するため、整合を必要とし、設備を必要とする。本発明の特徴によれば、ほぼ一貫したファイバの織製体が得られ、これらのファイバの位置が織製体に亘って保持されるようにこれらのファイバを織り合わせることによって、強化ファイバ及び従ってファイバ支持体を位置決めできる。
【００１７】
本発明の特徴により、側部と側部とを向き合わせて並んだ又は互いに織り合わせられた支持体のファイバにセンサエレメントを設けることができ、強化ファイバ及び／又は構成部品の適当な表面積を、ファイバ支持体に設けられたセンサエレメントによって監視できる。これらのセンサエレメントは、上述のように、ファイバ支持体に設けられており、従って、ファイバ支持体を適当に位置決めすることによって、センサエレメントについて指向性又は全方向性の特徴を得ることができる。ファイバ支持体は、センサエレメントを提供するために使用され、従って、複合構造での位置に関して比較的丈夫であるのが望ましいということは理解されよう。これは、ファイバ支持体が、特に硬化後に構造内を予想通りに延びるリボン、シート、テープ、波形、リブ、点描模様、又はチューブ（管状体）、パイプ、又はロッドの形態をとるようにすることによって行うことができる。先ず最初に、ファイバ支持体を他の強化ファイバと関連させることによって、構造内の場所に関する予想精度を達成できるということは理解されよう。この予想精度は、上述のように、複合構造内で更に一貫した位置を達成するため、従って、ファイバ支持体と関連したセンサエレメントを置いて特定の方向に向けるため、強化ファイバをファイバ支持体と束にすることによって得られる。
【００１８】
上述のように、構成部品の全寿命を監視するのが有利である。このような状況では、構成部品を形成するための初期材料の堆積中、堆積した材料内でのファイバの位置、金型の閉鎖、樹脂の挿入、樹脂又は充填体の硬化、パッケージの収縮／化学変化による金型からの構成部品の取り出し、クラッディング、仕上げ及び形成並びに輸送、製品の他の構成部品との組み立て、アッセンブリ全体の輸送、作動的使用時及び修復及び保守中に監視を行うことが、構成部品のライフサイクルの全ての特徴である。これらの様々な段階の各々は、最も効率的な作動を達成するため、様々なレベルで監視を行う必要がある。例えば、製造を一貫して行うには、続いて行われる個々の構成部品の監視よりも更に精密に監視を行うことを必要とする。これは輸送のためである。製造中に精密に監視することにより、製造上の問題点を明らかにでき、従って、製造／形成加工の問題点が解決されるまで、欠陥のある構成部品が製造され続けることが阻止されるということは理解されよう。同様に、日常的な保守中に構成部品を更に詳細に分析することにより、特定の設置と関連した特定の問題点が明らかになる。従って、製造プロセス及び構成部品の設計を大幅に改善できる。輸送等の他の段階は、構成部品の構造を大幅に変化する可能性が小さいため、徹底的な分析でなく、構成部品の限定された確証的な監視しか必要としない。
【００１９】
上述のように、構成部品をその製造中及び作動寿命に亘って監視し続けるのが有利である。しかしながら、このような監視装置が、構成部品の設計に、重量等に関して過度に大きな影響を及ぼさないということも必要である。このような状況では、一般的には、ファイバ支持体に設けられたセンサエレメントの光ビームインタロゲーション（光ビーム呼掛け信号）が使用される。かくして、センサエレメントは、代表的には、主として、ブラッググレーティング、波長のイコライゼーション、自己位相変調、ラム波、及び本発明に従ってファイバ支持体に設けられたセンサエレメントに施されたコーティングからの反射の変化を使用する技術を含む。このようなインタロゲーションは、受動式又は能動式に作用する、又はこの組み合わせで作動する制御装置を用いて行われる。受動式の場合には、センサエレメントのインタロゲーションは、連続的に又は定期的に公知の順序で行われるということは理解されよう。このような状況では、制御装置は、外部電源から電力を受け取り、従って、このような電力が提供されたときにだけ監視が行われる。監視を能動式に行う場合には、電力を外部電源から提供でき、内部又は外部に設けられた手段によってトリガーされたセンサエレメントからの応答を電気的に検出し、結果を特定的に獲得する。ハイブリッド式の装置では、監視を受動的に実行し、分析した後、必要とされる場合に、スプリアス（ｓｐｕｒｉｏｕｓ）の即ち予期せぬ結果によって、追加の監視及び決定について電気的に誘導される。これにより、複雑な連続的通信を回避することができる。センサ制御装置に電力が実際上伝達されない場合に監視が連続的に行われるようにするため、コンデンサーやバッテリー等の電力貯蔵デバイスを使用してもよい。一般的には、制御デバイスには、適当なダウンロードインタロゲーションが必要となるまでセンサエレメントからの応答信号を記憶するため、メモリーデバイスが組み込まれているのが好ましい。このような場合には、構成部品内の傾向を確認でき、構成部品の寿命計算に関して使用できる。ガスタービンエンジンで使用されているような構成部品等に関し、エンジンの回転が動力伝達機構を提供でき、従って、本発明の特徴によって定義された監視装置による監視のトリガーに使用できるということは理解されよう。構成部品が内部に設けられたエンジン又は他の構造の修理中又は保守中に必要とされるときに作動状態にすることによって、作動又は監視を選択的に開始できるということもまた、理解されよう。
【００２０】
上述のように、一般的には、本発明の特徴による複合エレメントのファイバ支持体は、構成部品内の必要とされる場所に設けられる。このような場合には、比較的多数のファイバ支持体及び従ってセンサエレメントを、構成部品内に設けることができる。更に、これらの構成部品は、全て、ガスタービンエンジン内のブレード等の複雑な多構成部品デバイスに組み込まれていてもよい。ブレード又は他の構造の形態の個々の構成部品の各々に個々にインタロゲーションを行ってもよく、従って、代表的には、データの伝達に関するマルチプレクシングプロセスが重要である。更に、ワイヤの接続等の手間をなくすため、一般的には、各構成部品には、上述のように、本発明の特徴によるファイバ支持体に設けられた各センサエレメントを分析するための制御装置が組み込まれている。この制御装置は、代表的には、センサエレメントからの応答信号を整理統合し、メモリーに構成部品履歴として記憶し、次いで、適切にトリガーされたとき、記憶されたこれらの応答信号を通信する。トリガーは、構成部品が内部に設けられたアッセンブリのオペレータによって要求された場合等に行われ、又は製造プロセス中、構成部品の最終試験時又は中間試験時に、発送等の前に行われる。通信は、一般的には無線プロセスで行われる。これは、データ伝達について継手等を設けることに関する問題点を回避するためである。別の変形例は、監視を受ける構成部品の移動によって形成された、光リンク又は送信による通信である。
【００２１】
本発明の特徴による所望のセンサエレメントをインタロゲートし、環境の変化の結果としてのセンサエレメントの単純な永久的変化でなく、環境の変化で決まる応答信号を提供する。環境変化の例は、ｐＨ、温度、圧力、加速度、歪み、回転速度及び位置、チップの磨耗／隙間、一体性、入射光、捩じれ、及び水分の進入である。これらの環境変化を監視できるセンサエレメントを提供することと関連したアプローチの例を以下に例として提供する。
【００２２】
ｐＨの計測は幾つかの方法で行うことができる。最も有利なアプローチは、剥き出しの光ファイバに増感コーティングを設けることによって行われる。かくして、光ファイバを通過する光ビームの減衰を計測することによって、ｐＨインジケータを提供する。このようなアプローチは、構成部品の製造中及び修復中、基材に関する硬化等のインジケータとして使用できるが、使用中即ち作動的に使用している場合には、ｐＨの決定に使用された光ファイバは構造的強度を提供でき、その長さに沿った様々な点でこの他のパラメータを計測するのに使用できる。ｐＨを計測するための別のアプローチは、プラスチックファイバ又はセクションを使用し、ｐＨの変化又は計測されるべき物質の存在に対するインジケータ（色の変化）を提供するアプローチが含まれる。この場合も、光ビームの送信減衰又は色（周波数）の変化を考慮することにより、ｐＨ又は物質の存在に関する決定を与えることができる。
【００２３】
温度の計測は、光ファイバに書き込んだブラッググレーティングを使用して行うことができる。このようなブラッググレーティングは、光反射器として作用する。温度が変化すると、グレーティングの間隔及び従ってグレーティングから反射されて戻る光の波長が変化するということは理解されよう。ブラッググレーティングは、構成部品の監視に関して一つの解決策を提供するが、多数の独立した温度計を設けることと関連した空間上の問題点がない。一本の光ファイバに沿って幾つかのグレーティングを配置できるということは理解されよう。これらのグレーティングは、夫々の位置で、それらの位置の各々での温度の値を提供できる。このような場合には、グレーティングがファイバ上の別個の点に配置されているため、これらの点で温度の計測を行うことができ、従って、ファイバ支持体の位置の予想精度により、提供された構成部品の温度マップを、必要とされるように位置決めする。
【００２４】
圧力の計測は多くの方法で行うことができる。支持体ファイバの形状に関する圧力変化を使用できる。温度及び他のブレードの移動及び振動を補償するように、一つの組をなして形成された一つの種類のブラッググレーティングを使用する。このようなブラッググレーティングは、ファイバの材料の二つの性質を活用するものであり、ファイバ支持体を横切って及びファイバ支持体の周囲に所定の角度をなして配置されており、使用されるべき光の周波数に合わせて所定の角度で配置されている。
【００２５】
構成部品の加速度は、構成部品内に設けられた慣性ブロックの面に作用する圧力を計測することによって決定できる。制御装置内に配置された、ブレードの根部等の比較的安定した位置に全体が配置された慣性ジャイロを使用し、衝突や衝撃により構成部品に障害が及ぼされる場合の加速度の差を、構成部品の予想駆動によってでなく、計算できる。
【００２６】
構成部品に及ぼされる歪みの計測もまた、光ファイバに書き込んだブラッググレーティングを使用して行うことができる。これらのグレーティングは光反射器として作用し、歪みが変化するとグレーティングの間隔が変化し、従って、グレーティングから反射されて戻る光の波長が変化する。一般的には、温度変化を補償するため、二つの波長の光をブラッググレーティングからの反射として使用し、従って、温度変化についての補償を歪みの計測として行うことができる。
【００２７】
このような計測は、ファブリ−ペロ干渉計を使用して行ってもよい。
回転速度及び位置は、方向決め（配向）、回転速度、及び、一回転毎のパルス（ｏｎｃｅ  ｐｅｒ  ｒｅｖ  ｐｕｌｓｅ）を与えるため、オートジャイロ又はホール効果プローブを用いて決定できる。
【００２８】
タービンブレード等の構成部品については、チップの磨耗を計測し、また、構成部品ブレードの端部と、隣接したカウリングとの間の隙間を計測するのが望ましいということは理解されよう。チップの磨耗及び隙間の変化を、ファイバの伸び又は縮みによって決定するため、ファイバ長の変化の計測を使用できる。カウリングと接触した構成部品は磨耗し、従ってファイバの端部が同様に磨耗し、チップの磨耗の表示を与えるということは理解されよう。しかしながら、実際には、これを正確に行うのは困難である。これはファイバが比較的硬質であり且つ脆性であり、徐々に磨耗するのでなく、割れてチップから外れる傾向があるためである。これに対し、プラスチックファイバ等のファイバは、柔らか過ぎるため、磨耗によって生じるこうした屑やライナがファイバの長さに埋もれ、そして押し込まれ、ファイバの長さを過誤を以て変化させてしまう。凹所をなしたファイバは、ライナに対して視認計測線（ｌｉｎｅ  ｏｆ  ｓｉｇｈｔ  ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ）を提供でき、かくして、チップ磨耗センサと比較してチップ隙間の正確な計測を提供できるが、凹所は塞がってしまう。別のアプローチは中空ファイバを提供することであるが、このような場合には、中空ファイバを清浄な状態に保つため、遠心空気流等を提供する必要がある。それにも関わらず、ファイバ支持体自体の磨耗を利用するファイバ支持体及び適当なセンサエレメントを使用することによって、ブレード長を制御することによってチップの磨耗及び隙間の変化を決定でき、磨耗可能ライニング又はチップを必要とすることなく、チップクリアランスを変えることができる。
【００２９】
構成部品の一体性に関し、下側にあるファイバ支持体が、アクセス可能な一体性モニターを提供するということは理解されよう。ファイバ支持体を適当に選択することによって、ファイバ支持体を、過度の応力が加わったときに割れるように、脆性にできるということは理解されよう。このような場合には、米国特許第３，９１０，１０５号に記載されているように、光パイプである光ファイバに沿って当てた光ビームが遮断され、構成部品の一体性が損なわれたことの表示を提供する。構成部品の一体性が損なわれたことは、着目されるべき損傷の警告として提供される。更に、光ファイバを適当に位置決めすることによって、内部に存在し外部からは見えない損傷を確認でき、多くのファイバ支持体の僅かな割れを照合でき、これにより、構成部品の損傷の表示を提供でき、又は損傷の予想を提供でき、構成部品の予想寿命を提供できる。一般的には、幾つかの構成部品に、雨滴を含む塵埃粒子や空気で運ばれた砂等が一定の流れをなして衝突するということは理解されよう。これらの衝突は、常駐周波数（ｒｅｓｉｄｅｎｔ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）の振動力をブレードに加える。このような常駐周波数は、空気の速度、回転速度、空気圧、及び構成部品の一体性に従って変化する。本発明の特徴によるファイバ支持体及びセンサエレメントを使用することによって、一体性の決定によってセンサの応答を提供できる。これは、構成部品を損傷することのある常駐周波数にない構成部品から重力速度をシフトするためである。このような場合には、本発明の特徴による制御装置を、上述のように、エンジン制御システムと関連させて回転速度を調節し、損傷をもたらす共鳴点（ｒｅｓｏｎａｎｃｅ  ｐｏｉｎｔ）を回避してもよい。これは、エンジンが発生する騒音を低減するためでもある。
【００３０】
構成部品に外部コーティングを設け、ファイバ支持体と関連したセンサエレメントを使用してこのコーティングを計測することによって、光に対して感受性の構成部品に入射した光を監視できる。コーティングの有無を確認するための一つの方法は、単に、コーティングを通過した入射光を監視するファイバ支持体内のセンサエレメントによって行われる。しかしながら、変形例では、比較的大きな分析ツールを提供するため、コーティングの厚さを計算するのがよい。コーティングの厚さのこのような計算は、レーザーを使用する特異的励起（ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ）によって行うことができ、次いで、ファイバ支持体／センサエレメントを通る減衰定数又はエコータイミングを計測することによってコーティングの厚さを決定する。
【００３１】
ファイバ支持体及びセンサエレメントを戦略的に巧みに配置することによって、歪み及び変位を計測できる。これは、構成部品の角度、及び従ってファイバ支持体に沿った様々な点での捩じれの程度又は捩じれの有無を計算することによって行われる。このような捩じれは、疲労による損傷を検出するため、ブレードの弦、弾性、及び構成部品の作動寿命中の他の周期的変化を決定する標準的比較曲線を使用して従来のモデルと比較できる。
【００３２】
水分の進入は、ｐＨ及び物質の計測と関連した方法と同様の方法で、剥き出しのファイバ支持体に付着した水分がファイバコーティングでの光の減衰を調整し、従って、構成部品のファイバ支持体への水分の進入の表示を提供するようにファイバ支持体のセクションを変化することによって確認できる。
【００３３】
上述のように、代表的には、本発明の特徴に従って使用されたセンサから、無線通信によってデータを取り出す。これは、ファイバ支持体と関連したセンサエレメントから応答信号を受け取る制御装置との間で、無線周波信号、極超短波信号、又は超短波信号等によって行われる。別の態様では、可能な場合には、インジケータ信号を適当なディスプレーに送出するため、スリップリング、赤外線又は他の光学式リンク、又は束伝達プロセスを使用できる。
【００３４】
ディスプレーに関し、調整に必要な特定のディスプレーは、構成部品の寿命段階とは別個であってもよいということは理解されよう。例えば、本発明の特徴は、構成部品の温度の変化を妥当な精度で決定するために変化させてもよいが、このような精度は、絶対に必要なものではなく、及び従って、温度が所定レベルよりも低いことを示すだけでもよいし、ディスプレーが設けられていなくてもよい。コア温度を製造中に監視することに関し、同様に、本発明の特徴によるファイバ支持体及びセンサエレメントを使用し、硬化温度が安全限度内にとどまるようにし、又は硬化温度が受容可能な速度内で変化するようにし、これに従って表示を提供する。更に、構成部品の履歴について、構成部品の特定の位置での最大コア温度を、当該技術分野で公知のように、構成部品についての製造記録の部分として記憶するため、制御デバイス及び関連したメモリーデバイスを使用する。更に、温度に関するこのような情報は、上述のように、数字で表してもよいし、単に十分又は不十分として表してもよいし、又は値を表示しなくてもよい。いずれにせよ、構成部品を更に試験する必要がある場合、又は構成部品を再製造しなければならない場合、又は構成部品が限られた寿命を持つような仕様になっている場合には、記憶された値を使用して表示してもよい。
【００３５】
製造中に構成部品の外部コーティングを監視するため、ファイバ支持体及び関連したセンサエレメントを構成部品に位置決めしてもよい。これらの支持体のファイバは、反射光及び周囲光を監視するため、ファイバのチップの光を使用するセンサエレメントとして作用し、コーティングが健全であるという評価を与える。製造中、これらの同じファイバは、製造プロセスのオペレータに対してインジケータとして作用する、色（周波数）が異なる低出力の光を使用できる。コーティングの品質及び構成部品の健全性に関する情報を与えるため、ディスプレー、異なる色、ストロボ（フラッシュ）のパターンを、従来のインジケータとして使用できる。
【００３６】
代表的には、ブレード前後の圧力比の監視が使用中に行われる前縁まで延びるファイバを設けることによって、表面の監視及びブレードの外部コーティングに関して上文中に説明したのと同様の技術を使用できるということもまた理解されよう。かくして、回転及び位置の感知及び光を光ファイバ内で正しいタイミングでパルス状にすることと関連することによって、ファイバ内の様々な表示パターン、様々な色、及びストロボを肉眼で確認でき、構成部品の作動状態を確認するためにこれを使用できるということは理解されよう。更に、各構成部品は、その制御エレメントを通して、代表的には、暗号化トランシーバにより個々にインタロゲートできるということは理解されよう。これは、各構成部品を確認するため、及び従ってファイバ内の光信号を通して、又は制御装置に記憶された応答によって適切な表示を得るために行われ、上文中に説明したように無線リンク等を通してディスプレーデバイスにダウンロードする。このような場合には、光ファイバ内の色の変化をディスプレーで確認できる。更に、認証、及び心証であることの確認についての個々の番地能力を、予想色応答に関し、ディスプレーの一つの部分としてディスプレーに組み込むことができ、又は信号又はコードを確認する。
【００３７】
現在、複合構造内の一体化した強化ファイバの修復は困難である。損傷した領域を切除して再製造できるが、本発明の特徴に従って構成部品の監視を行うことができる状態を維持するため、関連したファイバの各々を、存在するファイバ支持体構造と交換体との間で整合しなければならない。
【００３８】
本発明の特徴は、ガスタービンエンジンで使用されたブレードに関して特に適用できる。任意のシステムの様々な機械的特性及び電気的特性のロギング及び分析を、本発明の特徴に従って行うことができる。システムの性能を決定するため、データを集め、監視する。比較予想分析システムの故障中、システム故障前と同様に作用し、保守及び計画を予想するための「残りの有用寿命」の計算を提供する。ファイバ支持体を構成部品に埋め込むことによって、環境変化に関する予想応答を、上述のように整理統合できる。これは、上述のように、適当なアルゴリズムによって、又は構成部品の原型試験によって経験的に決定することによって残りの有用寿命を提供するためである。
【００３９】
本発明の特徴による装置によって監視を行うのに必要なファイバの数は、一般的には少数であるけれども、余剰を可能にし且つ良好な診断を可能にするのに十分なカバーを提供するように選択される。代表的には、ファイバ支持体のフルウィーブ（ｆｕｌｌ  ｗｅａｖｅ）が提供される。このような場合には、個々のセンサエレメントの各々は、ファイバ支持体のフルウィーブ内で確認できる。これは、構成部品のいずれの部分が監視されるべきであるのかを選択的に決定するためである。通常は、構成部品の全ての部分を実時間で連続的に監視することは必要でない。このような場合には、上述のように、受動式又は能動式又はこれらの両方の組み合わせにより、構成部品の特定の部分又は代表的な部分を適当な時期に監視できる。一般的には、構成部品内の空間は、インタロゲーション及び記憶を行うのに必要な電子装置並びに装置用の電源を収容する上で不十分である。ガスタービンエンジン内のブレード等の幾つかの構成部品は中空キャビティを有し、このキャビティ内に電子装置のうちの少なくとも幾つかを収容できるが、これは、一般的には、このような環境が比較的過酷であるため理想的ではない。それにも関わらず、一般的には、重量を最小にとどめ、構成部品の強度及び内部空間に及ぼされる寄生効果を低減するため、電子的及び／又は光学的マルチプレクシングを必要とする。
【００４０】
製造プロセス中に本発明の特徴を有効にすることによって、所定の品質指数（ｑｕａｌｉｔｙ  ｑｕｏｔｉｅｎｔ）を得ることができ、製造された構成部品間の品質、信頼性、及び一貫性を保証する。このような品質指数は、製造プロセスの様々な段階中、特に最もばらつきが大きいプロセスで検出された段階中にセンサエレメントの各々を診断することによって決定できる。構成部品の製造中に計測を行うことにより、故障が存在する可能性がある構成部品に対してこれ以上の加工が行われないようにし、無駄な費用を低減すると同時に、製造プロセスに関して問題があることを表示する。製造プロセスに関する問題は、故障が存在する可能性がある構成部品がこれ以上製造される前にこの問題を解決する必要がある。
【００４１】
構成部品の使用中の又は作動時の性能に関し、センサエレメントが、それ以前の作動性能により、残りの有用寿命の表示を提供するということは理解されよう。これらのセンサエレメントは、制御装置に対して応答信号を提供する。制御装置は、適当な関連アルゴリズムにより、構成部品の将来の作動寿命に及ぼされる効果を確認し、集合して構成部品の寿命を制限する表面上は大したことがない一連の出来事に、検索フラッグを付けることができる。実際には、構成部品が通常の使用中に破損しないように、構成部品の寿命を決定する。このような場合には、完全に良好な構成部品は、一般的には、使用から外される。これは、公称寿命に達したためである。本発明の特徴によるセンサエレメントを使用して、残りの有用寿命を計測し予想することにより、個々の構成部品の寿命指数（ｌｉｆｅ  ｑｕｏｔｉｅｎｔ）を、構成部品について、作動中に構成部品の破損が生じないが、構成部品の寿命及び安全限界が実際の使用履歴に応じて調節されるように、決定できる。
【００４２】
一般的には、いわゆる封入フォーマット又は注封フォーマットで電子装置を提供することが知られている。複合ブレードは、本発明の特徴による強化ファイバ／ファイバ支持体に関し、バインダーとして樹脂を使用する。このような場合には、構成部品の面積には、充填体、又は全体に賦形カーボン、樹脂ブロック、又は弾性材料の形態のスペーサピースが含まれていてもよい。本発明の特徴によれば、制御デバイス並びに計測デバイス及び分析プロセッサの電子装置エレメントは、複合構成部品内のこれらの充填体ピースに組み込まれていてもよい。
【００４３】
上述のように、一般的には、本発明の特徴による光ファイバセンサを使用する。このような場合には、これらのセンサは、軽量であり、制御デバイスまで延びる必要なケーブルが少なく、従って、構成部品の全重量を大幅に大きくすることがない。
【００４４】
本発明の特徴による装置は、光ビームインタロゲーションを使用することによって、電磁障害及び接地の問題から免れる。ファイバ（センサ）エレメント及びケーブルの熱質量（ｔｈｅｒｍａｌ  ｍａｓｓ）が小さいため、センサの作動に関する熱膨張及び関連した変形の問題が小さい。センサエレメント及びケーブルの熱伝導性及び導電性が低いため、センサを通過する、望ましからぬ熱や電流が低減する。これら熱や電流は、作動に悪影響が及ぼすものである。本発明の特徴に従ってファイバ支持体に固定された光ファイバセンサを使用することにより、低い電気的ノイズレベルで解像度及び精度を得ることができる。高周波数応答レベルにより、本発明の特徴によるセンサエレメントを使用して不安定で過渡的なイベントを捕捉できる。一般的には、光ファイバセンサは、過酷な環境で作動でき、適切な保護機構によって更にもっと丈夫にできる。光ファイバセンサは、非常に小型に作ることができ、従って、構成部品構造内に適切に配置される。適切に形成することにより、構成部品内の箇所の多数の組で、様々なパラメータについて計測を行うことができるが、上述のように構成部品構造に追加される重量及び複雑性が小さいということは理解されよう。本発明の特徴によるセンサエレメントが設けられたファイバ支持体は、センサエレメントが配置されるシャシーを提供する機能、並びに、このような機能が必要とされない場合に構成部品に対して強化を提供する機能、の二つの機能を備えているということは理解されよう。
【００４５】
光ファイバセンサに加え、低電流電気的センサを使用することもできるが、このようなセンサは、ブレードの根部の場所等のそれほど過酷でない環境に向けて戦略的に配備され、又は少なくとも金属製シールド等の適切な保護体を備えて配備されるということは理解されよう。
【００４６】
ディスプレーを設けることに加え、構成部品の状態に対する方向応答性のため、本発明の特徴による照明装置を使用してもよいということは理解されよう。例えば、除氷に関し、構成部品を本発明の特徴に従って適切に監視し、応答信号及びインジケータ信号を提供する。次いで、これらの信号を直接的に使用し、必要な場合に構成部品の除氷を行うことができる。更に、輸送中及び組み立て中に監視を適切に連続的に行うことによって、構成部品に加わる応力又は他の環境変化を確認して記憶でき、また、構成部品の応力が除去されて連続作動の中断又は手順の適合という表示を、輸送機又は組み立て機に対して提供できる。
【００４７】
本発明の特徴による構成部品は、一般的には、上述のように、それらの構成部品の作動寿命中に応力が加わる。このような構成部品には、応力及び他の環境変化が加わることが予想されるガスタービンエンジン用のファン及びコンプレッサブレードが含まれる。しかしながら、本発明の特徴による構成部品の監視は、ベーン等の静的構造に関して使用してもよい。これらのベーンは、能動的回転等の移動を行わないけれども、使用中に応力が加わる。
【００４８】
センサエレメントに関して使用するためのファイバ支持体は、センサエレメント用のシャシーとして作用し、カーボンファイバであってもよいが、ガラス強化ファイバ等の他のファイバを使用してもよい。サファイヤファイバを使用することによって、金属製又は合金製の構造を監視することもできるということは理解されよう。サファイヤファイバを埋め込むことにより、最大７５０°Ｃの形成プロセス温度に耐えることができ、最大７００°Ｃで作動の監視を行うことができる。本発明の特徴を適用できるこの他の構成部品には、予想破損に基づいて構成部品の設計上の最適化が行われるレース用車輛に関して含まれる構成部品がある。例えば、自動車レースに関し、特定のレース状況、トラック、及び競技に対して最適化した、注文製作の使い捨て軽量エンジンブロックを形成できる。埋め込まれた計装装置は、限度を越えたことの警告及び破損の予想を提供し、これによりレース中に重要な部品を時間の損失を最小にして交換できる。
【００４９】
本発明の特徴は、比較的軽量の構造の監視に関し、作動パラメータを越えた場合、「回復せよ」コマンドを発し、内部に構成部品が設けられたアッセンブリを破損前に、戻して、従って、構成部品の破損によりアッセンブリ全体が失われることがないようにする。例えば、エアロガスタービンエンジンに関し、「回復せよ」コマンドにより、適当なメンテナンスを行うことができる所望の行き先まで安全を確保できる。
【００５０】
上文中に説明したように、一般的には、本発明の特徴によるセンサエレメントの提供に関し、ブラッググレーティングが有用である。図１及び図２は、本発明の特徴に従って使用するためのグレーティング（回折格子）の可能な例を示す。図１では、長さ方向グレーティング２が様々な位置に設けられたファイバ支持体１が示してある。こうした場合には、上文中に説明したように、グレーティング２に向かって光ビームを当てることによる適当なインタロゲーションによって、温度、応力、及び圧力等を含む様々な環境条件を確認できる。同様に、図２に関し、ファイバ支持体１１内の様々な位置にグレーティング１２を設けることができ、インタロゲーティング光ビームをグレーティング１２に当てることにより、温度、圧力、又は他の環境条件を示すそれらの位置を見ることができる。更に、ファイバ支持体１１には、コーティング１３が設けられていてもよく、この場合でも、上文中に説明したように、ｐＨ、ファイバ支持体１１の周囲に入り込んだ物質、又は水分レベルの変化に応答するということは理解されよう。
【００５１】
上文中に説明したように、ファイバ支持体と関連したセンサエレメントについて所定の位置を得るため、複合構造内で相対的に位置決めすることが重要である。図３に示すように、このような相対的位置決めは、強化ファイバ即ちトウ２４とファイバ支持体ファイバ２１とを織り合わせることによって行うことができる。このような場合には、比較的安定した織製体が得られ、環境条件を示す応答信号を提供するため、ファイバ支持体２１に位置決めされたグレーティング又は他のエレメント２２とのインタロゲーションを適切に行うことができる。織製体２０は、全体が、複合構造内で、本発明の特徴による構成部品を強化するための基材である樹脂又は他の材料に組み込まれるということは理解されよう。
【００５２】
図４は、本発明の特徴による構成部品監視装置を組み込んだ構成部品の概略図である。この例の構成部品は、ガスタービンエンジンのブレード４１である。ブレード４１は全体に中空であり、電子装置ポッド４２を収容している。電子装置ポッド４２は、複数のセンサエレメントから応答信号を受信するように構成されている。複数のセンサエレメントは、ブレード４１内に配置されたファイバ支持体４３に設けられている。電子装置ポッド４２は、上文中に説明したように、一般的には、受動式又は能動式であり、又はハイブリッドアプローチ構造を有し、ファイバ支持体４３に配置されたセンサエレメントから応答信号を受信するため、センサエレメントと適当にインタロゲーションを行い、表示デバイスに無線伝送を行うため、ブレード４１内に配置されたトランシーバを通してインジケータ信号を送信する。上文中に説明したように、インジケータ信号の無線送信を可能にするため、トランシーバループ４４が適切に位置決めされている。トランシーバループ４４は、更に、一般的には、構成部品ブレード４１内に電力及びデータを伝達できる。
【００５３】
図示されているように、図示のファイバ支持体４３は、単なる例について提供されたものであって、幾つかのファイバがチップ４８まで延びており、これらの位置でブレード構成部品の監視を行うことができる。上文中に説明したように、これは、アブレーション等によって行ってもよい。表面上は、ファイバ支持体４３は前縁４５まで延びていてもよく、これにより前縁４５に沿って監視を行うことができる。実際上の構成部品４１では、構成部品ブレード４１の様々な位置で、環境の変化について、上文中に説明したように、インタロゲーションを行うことができるようにするため、一般的には、多数のファイバ支持体が構成部品４１内に設けられており、センサエレメントがこれらのファイバ支持体に沿って位置決めされているということは理解されよう。このような場合には、代表的には、マルチプレクサーデバイス４６がブレード構成部品４１のキャビティ内に位置決めされ、ファイバ支持体４３が、このマルチプレクサー４６からブレード構成部品４１に沿ってブレード構成部品４１内を延びる。そのため、マルチプレクサー４６は、センサエレメントとインタロゲートでき、電子装置ポッド４２で演算処理を行うため、電子装置ポッド４２に送信するための適当なシーケンス信号を受信できる。
【００５４】
図示されているように、一般的には、図４に示す例による構成部品ブレード４１の固定は、根部エレメント４７により行われる。根部エレメント４７により、構成部品４１を、使用時に、ガスタービンエンジンのロータディスク内に固定できる。電子装置ポッド４２は、この根部４７内に配置されていてもよいということは理解されよう。
【００５５】
上文中に説明したように、本発明の特徴は、ガスタービンエレメント内の複合材料及び構成部品の監視に関して特に適用できる。図５は、本発明の特徴による構成部品監視装置で使用される構成部品５０及び６０の概略図である。図示されているように、構成部品５０は、エンジン装置５１内のブレード又はロータを含む。代表的には、ブレードアッセンブリを提供するため、多くの構成部品が配置される。上文中に説明したように、構成部品５０は、電子装置ポッド５２即ち制御装置５２を含む。電子装置ポッド５２は、構成部品５０のファイバ支持体（図示せず）に連結されている。保守要員の手持ち式デバイス５４又はエンジン制御装置又は中央制御装置５５のいずれかと、夫々の無線周波数リンク５６、５７を介して無線周波数通信を行うことができるように、電子装置ポッド５２内にトランシーバループ５３が設けられている。代表的には、エンジン装置５１の定置部分のコイル５８及び構成部品５０の誘導コイル５３から電気誘導伝達によって、電子装置ポッド５２に電力が提供される。このような場合には、ブレードアッセンブリを形成する複数の構成部品５０内の各ポッド５２は、手持ち式デバイス５４又は制御装置５５によって個々にインタロゲートでき、構成部品５０の各々又は幾つかの状態を示す応答信号を提供する。
【００５６】
図５に示すように、ステータベーン等の固定された構成部品を構成部品６０によって提供できる。構成部品６０は回転できないが、フロア方向に対し、旋回により配向（方向決め）及び姿勢を変えることができる。この構成部品６０は、安定した外カウリング表面６１と内コア６２との間を延びる。カウリング６１とコア６２との間の空間即ち隙間は、エンジン装置５１を通るバイパス通路６３を形成する。構成部品６０が安定しているため、構成部品６０と関連した電子装置ポッド６５に電力を提供するため、簡単なコイル６４を通して電力の誘導を行うことができるということは理解されよう。この構成では、必要な場合にステータ６０の保守及び交換を行うことができ、固定された電気接続部を持つことを必要としない。（コネクタは、電気的故障及び信号故障の一つの原因である。）別の態様では、電線を、構成部品６０を通して、強化ファイバの一つとしてポッド６５と直接的に関連させることができる。このような場合には、上文中に説明したように、ポッド６５は、構成部品６０内のファイバ通路と関連する。これらのファイバ通路には、ポッド６５の電子装置がインタロゲートできるセンサが組み込まれている。これらのセンサは、無線通信部により、制御装置５５又は手持ち式デバイス５４に、作動的使用時の構成部品６０の状態の表示を提供し、場合によっては構成部品６０についての記憶された履歴を提供する。同様に、ステータ６０に設けられているのと同様の本発明の特徴がステータ７０に設けられていてもよい。
【００５７】
上述の場合には、実際の作動的使用時に構成部品５０、６０、７０に対してインタロゲートする代わりに、構成部品５０、６０、７０のファイバ支持体に設けられたセンサからの計測信号を夫々の電子装置ポッド５２、６５の局所的メモリーデバイスに記憶する方が便利であるということは理解されよう。このような場合には、演算処理がなされた信号は、記憶されたとき、構成部品５０、６０、７０について、構成部品の履歴を提供する。構成部品５０、６０、７０に埋め込まれたファイバ支持体からの計測値をセンサが決定することによって、上記構成部品の履歴を提供できる。この構成部品履歴により、夫々の構成部品５０、６０についての将来の性能及び寿命の予測を行うことができる。将来の性能及び寿命の予測により、使用中に故障し易い構成部品５０、６０について、保守及び修復をプログラム通りに行うことができる。更に、現在の使用状況と修復履歴を電子装置ポッド５２、６５の夫々のメモリーで関連させることにより、構成部品５０、６０の完全な履歴を記憶でき、構成部品５０、６０の作動寿命に亘りその履歴を構成部品５０、６０と関連させることができるということは理解されよう。
【００５８】
代表的には、上述のように、電子装置ポッド５２、６５の夫々の電子的演算処理エレメントにデータを送信でき且つこれからデータを受信できる少なくとも一つの制御装置５５が設けられる。送信されたデータは、制御レジームで使用されてもよく、又は、単に、構成部品内の作動状態を連続的にディスプレーするために使用されてもよい。便宜的に、ほぼ全ての通信が、制御装置とファイバ支持体からデータを受け取る埋め込まれた電子装置ポッドとに関して、無線周波数通信で行うことができる。
【００５９】
上述のように、本発明の特徴に関する特定の利点は、埋め込まれたファイバ支持体及びセンサエレメントが、環境の変化についての表示を提供するため、形成加工中並びに作動寿命中に、構成部品内に配置されることである。このような場合には、構成部品の過渡的変化並びに長期に亘る環境変化を確認でき、記録でき、傾向に対して比較でき、適切に分析できる。
【００６０】
上述のように、本発明の特徴による構成部品は、全体にセンサエレメント構造が設けられており、又は分配されている。このセンサエレメント構造は、メモリーデバイスによって記憶されるべき応答信号を提供する。このメモリーデバイスは、このような場合には、構成部品の様々な所定の製造段階又は作動段階又は単に期間についての結果として記憶された応答信号を含む構成部品の履歴を決定する。このような場合には、特定の構成部品に関する履歴を提供するため、メモリーにインタロゲートできる。予想作動寿命の表示を提供するため、又は構成部品がどれほど長くその性能基準を満たすのかの表示を提供するため、構成部品の履歴を構成部品についての予想履歴と比較できる。構成部品の製造に関し、詳細には衝突、過加熱状態及びその状態での使用等の作動上の出来事に関し、様々な変数があるということは理解されよう。これらの環境変化は、全て、構成部品の作動寿命に影響を及ぼす。本発明の特徴によるセンサエレメントを提供することによって、構成部品の特定の作動寿命を決定でき、確認できる。上述のように、一般的には、従来の構成部品は、構成部品についての標準的な受容可能な作動寿命に関して特定されてきたということは理解されよう。この標準的な寿命は、原型及び試料構成部品を、それらの推定耐用年数及び良好な作動性能を保証することと関連した必要なエラー限度に関して分析試験したときに決定される。本発明の特徴によって、センサエレメントを使用することによって、構成部品についての特定の状態を確認し、従って、作動寿命の表示を提供できる。かくして、使用段階又は保守段階で、構成部品を更に適切に交換できる。更に、衝突等の出来事の後、構成部品にインタロゲートし、損傷及び／又は問題点の蓄積を決定できる。問題点の蓄積は、集まることによって、構成部品の寿命を変えて可能性もある。
【００６１】
更に、構成部品アッセンブリ内の本発明の特徴による構成部品は、寿命を変える出来事を被った他の構成部品と隣接していてもよいし、近接していてもよいということは理解されよう。このような出来事には、衝突及び温度の周期的変化が含まれる。特定の構成部品自体にこのような出来事が加わらなくても、こうしたイベントによりその作動寿命に影響が及ぼされる。更に、このような場合には、本発明の特徴によれば、アッセンブリ内の互いに隣接した構成部品が関連していてもよく、これによって、夫々の構成部品のメモリーは、隣接した構成部品からの応答信号を記憶し、これを、それ自体のセンサエレメントの応答に構成部品の履歴で追加できる。これは、作動寿命についての表示を提供するためである。
【００６２】
当業者は、本発明の特徴に対する変形及び変更を列挙するであろう。例えば、ファイバ支持体は、上述のように、本発明の特徴によれば、構成部品内で強化ファイバと関連していてもよい。このような場合には、ファイバ支持体は、関連したセンサエレメントとともに、構成部品の寿命の一つの状態について特定的に設けられる。かくして、例えば、ファイバ支持体及び関連したセンサエレメントは、初期硬化中及び構成部品の形成加工中に監視を行うために設けられていてもよいが、ひとたび前記状態が完了すると、これらのファイバは無視され、又は監視を行う目的について余分なものとなる。それにも関わらず、これらのファイバ支持体は構成部品内に強化を提供し、他のファイバ支持体及び関連したセンサエレメントが、構成部品の寿命の作動段階に関して使用時分析及び監視を提供できる。
【符号の説明】
【００６３】
１  ファイバ支持体
２  長さ方向グレーティング
３  収集トラック
１１  ファイバ支持体
１２  グレーティング
１３  コーティング
２０  織製体
２１  ファイバ支持体ファイバ
２２  エレメント
２４  強化ファイバ即ちトウ
４１  構成部品ブレード
４２  電子装置ポッド
４３  ファイバ支持体
４４  トランシーバループ
４５  前縁
４６  マルチプレクサーデバイス
４８  チップ
４７  根部エレメント
５０、６０  構成部品
５１  エンジン装置
５２  電子装置ポッド
５３  トランシーバループ
５４  手持ち式デバイス
５５  中央制御装置
５６、５７  無線周波数リンク
５８  コイル
【図１】
0005568014.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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