(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービン部品（１０）上に歪みセンサ（４０）を製造する方法（１００）であって、
外面（１１）を含む前記タービン部品（１０）を設けるステップ（１１０）と、
前記外面（１１）の部分上にセラミック材料（３０）を堆積装置（２０）が堆積させるステップ（１２０）と、
少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含む歪みセンサ（４０）を形成するようにレーザ（２５）を使用して前記セラミック材料（３０）の前記基準点（４１、４２）に対応する部分（１２、４５）を除去するステップ（１３０）と、
前記セラミック材料（３０）が除去された所に、前記セラミック材料（３０）と視覚的に区別して認識できる材料（３５）を堆積させるステップ（１４０）と、
を含む、方法（１００）。
【請求項２】
前記セラミック材料（３０）の前記少なくとも部分（１２、４５）を除去する前記ステップ（１３０）の前に、前記セラミック材料（３０）を焼結させるステップをさらに含む、請求項１記載の方法（１００）。
【請求項３】
前記セラミック材料（３０）の前記少なくとも部分（１２、４５）を除去する前記ステップ（１３０）の後に、前記セラミック材料（３０）を焼結させるステップをさらに含む、請求項１または２に記載の方法（１００）。
【請求項４】
前記タービン部品（１０）はニッケルまたはコバルトベースの超合金を含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項５】
前記セラミック材料（３０）はイットリア安定化ジルコニアを含む、請求項１乃至４のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項６】
前記セラミック材料（３０）の前記少なくとも部分（１２、４５）を除去する前記ステップ（１３０）は、前記レーザ（２５）の複数の経路を含む、請求項１乃至５いずれかに記載の方法（１００）。
【請求項７】
前記セラミック材料（３０）の前記少なくとも部分（１２、４５）を除去する前記ステップ（１３０）は、一意識別子（４７）を形成するステップをさらに含む、請求項１乃至６のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項８】
堆積装置（２０）を使用して、前記外面（１１）の第２の部分上に追加セラミック材料（３５）を堆積させるステップ（１４０）と、少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含む第２の歪みセンサ（４０）を形成するように前記レーザ（２５）を使用して前記追加セラミック材料（３５）の少なくとも部分を除去するステップとをさらに含む、請求項１乃至７のいずれかに記載の方法（１００）。
【請求項９】
外面（１１）を含むタービン部品（１０）を設けるステップ（２１０）と、
前記外面（１１）の部分上にセラミック材料（３０）を堆積させるステップ（２２０）と、
少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含む歪みセンサ（４０）を形成するようにレーザ（２５）を使用して前記セラミック材料（３０）の前記基準点（４１、４２）に対応する部分（１２、４５）を除去するステップ（２３０）と、
前記セラミック材料（３０）が除去された所に、前記セラミック材料（３０）と視覚的に区別して認識できる材料（３５）を堆積させるステップ（１４０）と、
前記タービン部品（１０）を監視するステップであって、
前記監視するステップが、
第１の時間に、前記歪みセンサ（４０）の前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）のうちの１つである第１の基準点（４１）と、前記歪みセンサ（４０）の前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）のうちの１つである第２の基準点（４２）との間の第１の距離（Ｄ）を測定するステップ（２４０）と、
第２の時間に、前記歪みセンサ（４０）の前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）のうちの１つである第１の基準点（４１）と、前記歪みセンサ（４０）の前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）のうちの１つである第２の基準点（４２）との間の第２の距離（Ｄ）を測定するステップ（２６０）と、
前記第２の距離（Ｄ）を、第１の距離（Ｄ）と比較するステップ（２７０）と、
を含む、方法（２００）。
【請求項１０】
前記第１の時間と前記第２の時間との間で、タービン内の前記タービン部品（１０）を利用するステップ（２５０）をさらに含む、請求項９に記載の方法（２００）。
【請求項１１】
前記タービン部品（１０）はニッケルまたはコバルトベースの超合金を含む、請求項９または１０に記載の方法（２００）。
【請求項１２】
前記セラミック材料（３０）はイットリア安定化ジルコニアを含む、請求項９乃至１１のいずれかに記載の方法（２００）。
【請求項１３】
高温ガス経路または燃焼部品を含むタービン部品（１０）であって、
外面（１１）と、
前記外面（１１）の部分上に堆積されている歪みセンサ（４０）であり、少なくとも２つの基準点（４１、４２）を含む部分的に除去されたセラミック材料（３０）を含む、歪みセンサ（４０）と、
前記セラミック材料（３０）が除去された所に配置された、前記セラミック材料（３０）と視覚的に区別して認識できる材料（３５）と、
を含み、
前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）は、前記セラミック材料（３０）と視覚的に区別して認識できる前記材料（３５）により少なくとも部分的により隔てられ、
前記セラミック材料（３０）と視覚的に区別して認識できる前記材料（３５）は、その位置を視覚的に強調することにより、前記少なくとも２つの基準点（４１、４２）の認識を容易にする、タービン部品（１０）。
【請求項１４】
前記タービン部品（１０）はニッケルまたはコバルトベースの超合金を含む、請求項１３に記載のタービン部品（１０）。
【請求項１５】
前記セラミック材料（３０）はイットリア安定化ジルコニアを含む、請求項１３または１４に記載のタービン部品（１０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示されている主題は歪みセンサに関し、より具体的には、高温用途のために、タービン部品上にセラミック歪みセンサを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば航空機エンジンなどのガスタービンエンジンでは、空気がエンジンの前部内へ引き込まれ、シャフト取付け型回転式圧縮機により圧縮され、燃料と混合される。該混合物が燃焼し、高温排ガスは、シャフト上に取り付けられているタービンを通過する。該ガス流はタービンを回転させ、それによりシャフトが回転し、圧縮機およびファンを駆動する。高温排ガスはエンジンの背部から流動し、該エンジンを駆動し、航空機を前進させる。
【０００３】
ガスタービンエンジンの動作中、燃焼ガスの温度は、これらのガスと接触しているエンジンの金属パーツの融解温度よりかなり高い３，０００°Ｆを超える可能性がある。金属パーツの融解温度より高いガス温度でのこれらエンジンの動作は、１つまたは複数の保護コーティングに、かつ／または様々な方法により金属パーツの外面に冷却用空気を供給することに、部分的に左右される可能性がある。高温に特に晒され、したがって冷却に関する特別な注意を必要とするこれらエンジンの金属パーツは、燃焼器および燃焼器の後ろに配置されているパーツを形成している金属パーツである。
【０００４】
さらに、タービン部品は、その動作寿命に亘って、様々な力による応力および／または歪みに見舞われる可能性がある。比較的標準的な環境において与えられた応力および歪みを測定するのに様々なツールを利用してもよいが、タービンエンジンのタービン部品は、そのような測定ツールに適さない可能性がある、より高温のかつ／またはより腐食性の動作条件に直面する可能性がある。
【０００５】
したがって、代替的歪みセンサ、およびタービン部品上にセラミック歪みセンサを製造する代替的方法が、当該技術において歓迎されると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１３／０２０２１９２号明細書
【発明の概要】
【０００７】
一実施形態では、タービン部品上に歪みセンサを製造する方法が開示されている。本方法は、外面を含むタービン部品を設けるステップと、外面の部分上にセラミック材料を堆積させるステップとを含む。本方法は、少なくとも２つの基準点を含む歪みセンサを形成するようにレーザを使用してセラミック材料の少なくとも部分を除去するステップをさらに含む。
【０００８】
別の実施形態では、タービン部品を監視する方法が開示されている。本方法は、外面を含むタービン部品を設けるステップと、外面の部分上にセラミック材料を堆積させるステップと、少なくとも２つの基準点を含む歪みセンサを形成するようにレーザを使用してセラミック材料の少なくとも部分を除去するステップとを含む。本方法は、第２の時間間隔に、歪みセンサの少なくとも２つの基準点の第１と歪みセンサの少なくとも２つの基準点の第２との間の第２の距離を測定するステップをさらに含む。最後に、本方法は、第２の距離を、第１の時間間隔からの歪みセンサの少なくとも２つの基準点の第１と歪みセンサの少なくとも２つの基準点の第２との間の第１の距離と比較するステップを含む。
【０００９】
さらに別の実施形態では、タービン部品が開示されている。本タービン部品は、外面と、該外面の部分上に堆積されている歪みセンサとを含み、該歪みセンサは、少なくとも２つの基準点を含む部分的に除去されたセラミック材料を含む。
【００１０】
本明細書において検討されている実施形態により提供されているこれらのかつさらなる特徴は、図面と併せて以下の詳細な説明を考慮して、より完全に理解されるであろう。
【００１１】
図面に示されている実施形態は、本質的に実例的かつ例示的であり、特許請求の範囲により定められる本発明を限定することを目的としていない。実例的実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと理解することができ、該図面では、同様の構造は同様の参照番号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態による歪みセンサを含む例示的タービン部品の図である。
【図２】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態による例示的歪みセンサの図である。
【図３】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態によるタービン部品上に堆積されているセラミック材料の横断面図である。
【図４】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態によるタービン部品上の別の例示的歪みセンサの横断面図である。
【図５】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態によるタービン部品上のさらに別の歪みセンサの横断面図である。
【図６】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態によるタービン部品上のさらに別の歪みセンサの横断面図である。
【図７】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態によるタービン部品上に歪みセンサを製造する例示的方法の図である。
【図８】本明細書に示されているかまたは記載されている１つまたは複数の実施形態によるタービン部品を監視する例示的方法の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の１つまたは複数の特定の実施形態が以下に記載される。これらの実施形態を簡潔に説明するように努めた結果、実施の全ての特徴が本明細書に記載されていない可能性がある。当然のことながら、いかなるそのような実施の開発においても、あらゆる工学または設計プロジェクトの場合と同様に、１つ１つの実施で変化する可能性がある、システム関連の制約およびビジネス関連の制約の順守などの、開発者の特定の目的を達成するために非常に多くの実施時固有の決定が下されなければならない。さらに、当然のことながら、そのような開発努力は複雑で時間がかかる可能性があると考えられるが、言うまでもなく、本開示の利益を得る当業者にとって、設計、製作および製造の所定の仕事であると考えられる。
【００１４】
本発明の種々の実施形態の要素を紹介する場合、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」および「ｓａｉｄ（前記）」は、要素の１つまたは複数が存在することを意味するものとする。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」および「ｈａｖｉｎｇ（有する）」は包括的であり、列挙されている要素以外に付加的要素が存在する可能性があることを意味するものとする。
【００１５】
ここで図１を参照すると、タービン部品１０が、タービン部品の外面１１の部分上に堆積されているセラミック材料３０を含む歪みセンサ４０を備えて示されており、セラミック材料の少なくとも部分がレーザにより除去されている。
【００１６】
タービン部品１０は、高温用途において利用されるもの（例えば、ニッケルまたはコバルトベースの超合金を含む部品）などの、様々な特定の部品を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、タービン部品１０は燃焼部品または高温ガス経路部品を含み得る。いくつかの特定の実施形態では、タービン部品１０は、動翼、ブレード、翼、ノズル、シュラウド、ロータ、トランジションピース、またはケーシングを含み得る。他の実施形態では、タービン部品１０は、ガスタービン、産業用ガスタービン、蒸気タービン等のための部品などの、タービンの任意の他の部品を含み得る。
【００１７】
タービン部品１０は外面１１を有する。本明細書では当然のことながら、外面１１は１つまたは複数の露出部分１２を有していてもよく、後に歪み測定値をキャプチャするための歪みセンサ４０の位置に適した任意の領域を含み得る。本明細書において用いられている「露出部分」は、少なくとも第１に、セラミックコーティング（例えば、遮熱コーティング等）のない外面１１の領域を指す。本明細書では当然のことながら、そのような実施形態では、セラミックコーティングの欠如は、歪みセンサ４０の少なくとも２つの基準点４１および４２を分析する場合、ベース金属／合金がより視覚的に識別可能であることを可能にし得る。本明細書では当然のことながら、いくつかの実施形態では、露出部分１２は、後に、歪みセンサ４０から視覚的に区別できる、視覚的に対照的な材料３５（図４および図５に示されている）などの追加材料でコーティングされる。
【００１８】
ここで図１〜図６を参照すると、セラミック材料３０は、タービン部品１０の外面１１の部分上に堆積されている（図３）。セラミック材料３０の部分が、後に、歪みセンサ４０を形成するためにレーザ２５（図４）により除去される。歪みセンサ４０は、一般に、複数の時間間隔で前記少なくとも２つの基準点４１と４２との間の距離Ｄを測定するのに使用され得る少なくとも２つの基準点４１および４２を含む。当業者には当然のことながら、これらの測定値は、タービン部品１０のその領域における、歪み量、歪み速度、クリープ、疲労、応力等の判定を助けることができる。少なくとも２つの基準点４１および４２は、それらの間で距離Ｄを測定することができる限り、特定のタービン部品１０に応じて様々な距離にかつ様々な位置に配設され得る。さらに、少なくとも２つの基準点４１および４２は、それらが一貫して識別可能でありかつそれらの間で距離Ｄを測定するのに使用され得る限り、点、線、円、四角形、または任意の他の幾何学的もしくは非幾何学的形状を含み得る。
【００１９】
歪みセンサ４０は、堆積装置２０により堆積され、次いでレーザ２５により部分的に除去されるセラミック材料を含む。より具体的には、歪みセンサ４０自体は、任意のセラミック材料、または（例えば、自動化された付加的製造工程によりセラミック粉末を利用する）堆積、（例えば、レーザ２５による）除去、および（例えば、前段で検討されているように、少なくとも２つの基準点４１と４２との間の距離Ｄを測定する）光学的認識に適した材料を含む。セラミック歪みセンサ４０は、他の歪みセンサ材料と比較して、温度生存性の向上を実現する可能性がある。例えば、いくつかの実施形態では、セラミック材料３０は、イットリア安定化ジルコニア（ＹＳＺとも呼ばれる）などの遮熱コーティングを含み得る。そのような実施形態では、ＹＳＺは、例えばＹＳＺ−Ｄ１１１を含み得る。さらにいくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、セラミックトップコート（例えば、ＹＳＺ）の堆積を補助する金属ボンドコートおよび／または熱成長酸化物を含み得る。いくつかの特定のタービン部品１０（またはその上の少なくとも特定の位置）は、遮熱コーティングを必要とするような高温を受けない可能性があるが、歪みセンサ４０のためのそのような利用は、他の歪みセンサ材料（例えば、高分子材料、化学染料等）が壊れ、比較的過酷な環境から消失する可能性があると考えられる場合、その長寿を確実にする可能性がある。
【００２０】
さらにいくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、セラミック材料３０に加えて、視覚的に対照的な材料３５を含み得る。本明細書において用いられている「視覚的に対照的な材料」３５は、例えば異なる色または模様によるなど、セラミック材料と視覚的に対照をなす任意の材料を指す。視覚的に対照的な材料３５は、操作者および／または機械に対してそれらの位置を視覚的に強調することにより、歪みセンサ４０の第１の基準点４１および第２の基準点４２の認識を容易にするのを助ける可能性がある。視覚的に対照的な材料３５は、動作中にタービン部品１０上で同様に存続することができる付加的な金属、合金、セラミック等を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、視覚的に対照的な材料３５は、その色を変える、セラミック材料３０のドープバージョンを含み得る。
【００２１】
図５に示されているものなどのいくつかの実施形態では、セラミック材料３０と視覚的に対照的な材料３５とが１つの実質的な層を形成するように、視覚的に対照的な材料３５は歪みセンサの凹空間４５（すなわちセラミック材料３０がレーザ２５により除去された所）の内部に直接堆積されてもよい。図６に示されているものなどのさらにいくつかの実施形態では、視覚的に対照的な材料３５はタービン部品１０上に直接堆積されてもよく、次いで、セラミック材料３０は視覚的に対照的な材料３５の上に堆積されてもよい。
【００２２】
いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０自体は、下にあるタービン部品１０とそれを区別する任意の他の検出可能なタイプの対照的な特性を含み得る。例えば、歪みセンサ４０は、タービン部品１０と比較して、異なる高さ、粗さ、模様等を含んでいてもよく、異なるエネルギー（例えば、フォトルミネセンス、放熱等）を発してもよく、または任意の他の識別特性を含んでいてもよい。これらのかつ同様の実施形態は、例えば表面計測学、エネルギー放出分析等により、第１の基準点４１および第２の基準点４２の認識、ならびに第１の基準点４１と第２の基準点４２との間での測定を容易にする可能性がある。
【００２３】
本明細書では当然のことながら、セラミック材料３０は、十分に高い精密さで堆積して歪みセンサ４０を形成するのに適した任意の堆積装置２０を使用して堆積されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、堆積装置２０は、エアロゾルジェットコータ（例えば、ＯｐｔｏｍｅｃからのＡｅｒｏｓｏｌ  Ｊｅｎ  ａｎｄ  ＬＥＮＳシステム）、Ｍｉｃｒｏ  Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ  Ｍａｃｈｉｎｅ（例えば、Ｏｈｃｒａｆｔ，  Ｉｎｃ．もしくはｎＳｃｒｙｐｔ，  ＩｎｃからのＭｉｃｒｏｐｅｎもしく３Ｄｎ）、ＭｅｓｏＳｃｒｉｂｅ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，  Ｉｎｃ．からのＭｅｓｏＰｌａｓｍａ、プラズマスプレー、または任意の他の適切な装置、あるいはそれらの組合せを含み得る。さらにいくつかの実施形態では、セラミック材料３０は、適切な厚さ水準を得ることができる限り、エアブラシで吹き付けられてもよい。
【００２４】
セラミック材料は、次いで、任意の適切なレーザにより除去される。本明細書において用いられている「ａｂｌａｔｅ（除去する）」（およびその変化形）は、レーザ２５による任意の材料除去を指す。レーザは、少なくとも２つの基準点４１および４２を形成するのに十分なセラミック材料を除去するのに適切な電力および形態を含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、レーザ２５は、約４０ワットから約８０ワットまでの電力を含み得る。さらにいくつかの実施形態では、レーザ２５は、例えば８ワットＹＶＯ４クリスタルＹＡＧレーザなどの、４０ワット未満の電力を含み得る。いくつかの実施形態では、レーザ２５はパルスレーザを含み得る。さらにいくつかの実施形態では、レーザ２５は、複数の経路によりセラミック材料３０を除去してもよい。そのような要因は、下にあるタービン部品１０を実質的に燃焼させることなく、セラミック材料３０の除去を容易にする可能性がある。
【００２５】
いくつかの実施形態では、セラミック材料３０は、除去の前に、少なくとも部分的に硬化されてもよい。そのような硬化は、除去の前にセラミック材料３０がタービン部品１０の外面１１上で安定していることを確実することを助ける可能性がある。硬化は、任意の適切な温度で適切な時間、例えば約５０℃から約１００℃までで少なくとも約２時間、起こる可能性がある。しかし、当然のことながら、任意の他の適切な硬化条件もまた利用され得る。
【００２６】
本明細書において検討されているように、歪みセンサ４０は、少なくとも第１の基準点４１と第２の基準点４２との間での１つまたは複数の距離測定値の判定を助けるように、様々な認識技術と併せて利用されてもよい。したがって、レーザ２５は、例えば機械または人により光学的になど、認識可能な少なくとも第１の基準点４１と第２の基準点４２とを含む歪みセンサ４０を画定する適切な分解能を用いて、セラミック材料３０を除去してもよい。いくつかの実施形態では、レーザ２５は、少なくとも１５ミクロンの分解能を用いて、セラミック材料３０を除去してもよい。さらにいくつかの実施形態では、レーザ２５は、サブミクロン分解能を用いて、セラミック材料３０を除去してもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、セラミック材料３０（および潜在的に任意の視覚的に対照的な材料３５）は、除去の前または後のどちらかに、１つまたは複数の付加的な硬化段階および／または焼結段階を経てもよい。任意の硬化および／または焼結は、特定の種類のセラミック材料３０に左右される可能性があり、歪みセンサ４０をタービン部品１０の外面１１上に実質的に凝固させる任意の適切な温度および時間を含み得る。いくつかの特定の実施形態では、セラミック材料３０は、除去の前に少なくとも部分的に硬化され、次いで、除去の後に完全に焼結されてもよい。
【００２８】
図２〜図６に最もよく示されている通り、歪みセンサ４０は、例えば様々な異なる形状、大きさ、および配置の基準点４１ならびに４２を組み込むことにより、様々な異なる形態および横断面を含み得る。例えば、図２に示されている通り、歪みセンサ４０は、様々な形状および大きさを含む様々な異なる基準点を含み得る。そのような実施形態は、（図示の）最外基準点間、２つの内側基準点間、またはそれらの間の任意の組合せなどの、より多くの種類の距離測定値Ｄをもたらす可能性がある。より多くの種類は、より多くの種類の位置に亘る歪み測定を実現することにより、タービン部品１０の特定の部分上でのより安定した歪み分析をさらにもたらす可能性がある。
【００２９】
さらに、歪みセンサ４０の寸法は、例えばタービン部品１０、歪みセンサ４０の位置、測定の目標精度、堆積技術、除去技術、および光学的測定技術によって決まる可能性がある。例えば、いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、１ミリメートル未満から３００ミリメートル超までの長さおよび幅を含み得る。さらに、歪みセンサ４０は、下にあるタービン部品１０の性能に著しく影響を及ぼすことなく、堆積、除去、およびその後の光学的認識に適した任意の厚さを含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、約０．１ミリメートル未満から１ミリメートル超までの厚さを含み得る。いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は実質的に均一の厚さを有し得る。そのような実施形態は、上首尾の除去、および第１の基準点４１と第２の基準点４２との間での、その後の歪み計算のためのより正確な測定を、促進するのを助ける可能性がある。
【００３０】
いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、（周囲の材料が除去されたように）凸状に堆積された四角形または矩形を含む可能性があり、第１の基準点４１および第２の基準点４２は、前記四角形または矩形の２つの対向面を含む。他の実施形態では、歪みセンサ４０は、凹空間４５（すなわちセラミック材料３０が除去された領域）により分離されている少なくとも２つの堆積された基準点４１および４２を含み得る。凹空間４５は、例えば、タービン部品１０の外面１１の露出部分１２を含み得る。あるいはまたはさらに、凹空間４５は、少なくとも２つの基準点４１および４２の材料と区別される、後に堆積された視覚的に対照的な材料３５を含み得る。
【００３１】
図２に示されている通り、さらにいくつかの実施形態では、歪みセンサ４０のセラミック材料３０は、一意識別子４７（以下、「ＵＩＤ」）を形成するために除去されてもよい。ＵＩＤ４７は、その特定の歪みセンサ４０の認識を容易にする任意のタイプのバーコード、ラベル、タグ、シリアルナンバー、模様、または他の識別システムを含み得る。いくつかの実施形態では、さらにまたはあるいは、ＵＩＤ４７は、歪みセンサ４０が上に堆積されているタービン部品１０またはタービン全体に関する情報を含み得る。それにより、ＵＩＤ４７は、特定の歪みセンサ４０、タービン部品１０、またはさらにタービン全体の認識および追跡を補助して、過去、現在および未来の動作追跡のための相互に関連がある測定を助けてもよい。
【００３２】
それにより、歪みセンサ４０は、様々なタービン部品１０の１つまたは複数の様々な位置に堆積され得る。例えば、前段で検討されているように、歪みセンサ４０は、動翼、ブレード、翼、ノズル、シュラウド、ロータ、トランジションピース、またはケーシング上に堆積され得る。そのような実施形態では、歪みセンサ４０は、例えばエーロフォイル、プラットホーム、先端部、もしくは任意の他の適切な位置にまたはそこに近接してなど、ユニット動作中に様々な力に見舞われることで知られている１つまたは複数の位置に堆積され得る。さらに、歪みセンサ４０はセラミック材料を含むので、歪みセンサ４０は、（他の材料を含む歪みセンサは腐食するかつ／または磨滅する可能性がある）高温に見舞われることで知られている１つまたは複数の位置に堆積され得る。例えば、セラミック材料を含む歪みセンサ４０は、高温ガス経路または燃焼タービン部品１０上に堆積され得る。
【００３３】
さらにいくつかの実施形態では、複数の歪みセンサ４０が、単一のタービン部品１０または複数のタービン部品１０上に堆積され得る。例えば、複数の歪みセンサ４０が、個々のタービン部品１０の周囲のより多くの位置で歪みが判定され得るように、単一のタービン部品１０（例えば、動翼）上の様々な位置に堆積され得る。あるいはまたはさらに、各特定のタービン部品１０が見舞われた歪み量が他の同様のタービン部品１０と比較され得るように、複数の同様のタービン部品１０（例えば、複数の動翼）が各々、標準的な位置に堆積されている歪みセンサ４０を有し得る。さらにいくつかの実施形態では、タービン全体の内部の異なる位置で見舞われた歪み量が判定され得るように、同じタービンユニットの複数の異なるタービン部品１０（例えば、同じタービンの動翼および翼）が各々、上に堆積されている歪みセンサ４０を有し得る。
【００３４】
さらに図７を参照すると、タービン部品１０上に歪みセンサ４０を製造する方法１００が示されている。本方法１００は、最初に、ステップ１１０において、タービン部品１０を設けるステップを含む。本明細書において検討されている通り、タービン部品１０は、外面１１を有する任意の部品を含み得る。本方法は、ステップ１２０において、外面１１の部分上にセラミック材料３０を堆積させるステップをさらに含む。本方法は、次いで、ステップ１３０において、セラミック材料３０の少なくとも部分を除去して、歪みセンサ４０を形成するステップを含む。やはり本明細書において検討されている通り、除去により形成された歪みセンサ４０は、少なくとも２つの基準点４１および４２を含む。いくつかの特定の実施形態では、少なくとも２つの基準点４１と４２とは、外面１１の露出部分により少なくとも部分的に分離されている可能性がある。いくつかの実施形態では、ステップ１３０における除去は、歪みセンサ４０のセラミック材料３０を焼結する前に起こってもよい。そのような実施形態では、歪みセンサ４０は、歪みセンサ４０がグリーン状態にあるように部分的に硬化され、レーザにより除去され、次いで完全に焼結されてもよい。他の実施形態では、歪みセンサ４０は、セラミック材料３０が完全に焼結された後に除去されてもよい。さらに、これらの実施形態のいくつかでは、本方法１００は、ステップ１４０において、露出部分内に視覚的に対照的な材料３５を堆積させて、少なくとも２つの基準点４１および４２の認識を補助するステップをさらに含み得る。方法１００は、同一タービン部品１０上の複数の歪みセンサ４０、異なるタービン部品１０上の複数の歪みセンサ４０、またはそれらの組合せを製造するために、繰り返されてもよい。
【００３５】
さらに図８を参照すると、タービン部品１０を監視する別の方法２００が示されている。方法１００と同様に、方法２００は、ステップ２２０において、外面１１の部分上にセラミック材料３０を堆積させるステップをさらに含む。本方法２００は、次いで、ステップ２３０において、セラミック材料３０の少なくとも部分を除去して、歪みセンサ４０を形成するステップを含む。本方法２００は、ステップ２４０において、歪みセンサ４０の少なくとも２つの基準点の第１の４１と第２の４２との間の第１の距離Ｄを判定するステップをさらに含む。いくつかの実施形態では、第１の距離Ｄを判定するステップは測定により達成され得る。さらにいくつかの実施形態では、セラミック材料３０の除去が高解像能で達成される場合など、ステップ２４０において、第１の距離Ｄを判定するステップは、単に歪みセンサ４０の除去仕様に基づいて距離を知ることにより達成されてもよい。方法２００は、次いで、ステップ２５０において、タービン内のタービン部品１０を利用するステップを含む。その後、方法２００は、ステップ２６０において、歪みセンサ４０の少なくとも２つの基準点の同じ第１の４１と第２の４２との間の第２の距離Ｄを測定するステップを含む。最後に、方法２００は、ステップ２７０において、第１の距離を第２の距離と比較するステップを含む。ステップ２７０において異なる時間に測定された距離を比較することにより、歪みセンサ４０の位置でタービン部品１０が見舞われた歪みが判定され得る。
【００３６】
ここで、当然のことながら、セラミック歪みセンサはタービン部品上に堆積され得る。セラミック歪みセンサは、潜在的に過酷な動作条件に耐えながら、タービン部品性能の監視を容易にする可能性がある。
【００３７】
本発明を、限られた数の実施形態のみに関連して詳細に記載したが、本発明はそのような開示されている実施形態に限定されないことが容易に分かるはずである。むしろ、本発明は、前述されていない、任意の数の変形形態、修正形態、置換形態、または同等の装置を組み込むように修正され得るが、それらは本発明の精神および範囲に見合っている。さらに、本発明の種々の実施形態を記載したが、当然のことながら、本発明の態様は、記載されている実施形態のいくつかのみを含む場合がある。したがって、本発明は、前述の説明により限定されると見なされるべきではなく、添付の特許請求の範囲によってのみ限定される。
【符号の説明】
【００３８】
１０  タービン部品
１１  外面
１２  露出部分
２０  堆積装置
２５  レーザ
３０  セラミック材料
３５  視覚的に対照的な材料
４０  歪みセンサ
４１、４２  基準点
４５  凹空間
４７  一意識別子（ＵＩＤ）
１００、２００  方法
１１０、１２０、１３０、１４０、２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、２７０  ステップ
Ｄ  距離、距離測定値、第１の距離、第２の距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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