(57)【要約】      （修正有）【課題】アレイベース歪センサを有するコンポーネントおよびこれをを監視する方法を提供する。【解決手段】コンポーネント上に配設された基板１１上に第１の軸と第２の軸の両方に沿って分散された複数の基準特徴５０を備える２次元のアレイを形成するアレイベース歪みセンサ４０を備える。監視する方法は、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０間の複数の第２の距離を測定するステップと、第１の時間間隔に基づく歪みセンサの複数の基準特徴５０間の複数の第１の距離に対し複数の第２の距離を比較するステップとを含む。【選択図】図１
2017142230.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（１１）と、
前記基板（１１）上に配設されたアレイベース歪みセンサ（４０）と
を備え、前記アレイベース歪みセンサ（４０）は、少なくとも２次元のアレイを形成するように第１の軸（６１）と第２の軸（６２）の両方に沿って分散された複数の基準特徴（５０）を備える、コンポーネント（１０）。
【請求項２】
前記複数の基準特徴（５０）は、複数のドットで構成される、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項３】
前記複数の基準特徴（５０）は、前記少なくとも２次元のアレイ内でほぼ均一に分散される、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項４】
前記複数の基準特徴（５０）の第１の部分は実質的に中実の形状を備え、前記複数の基準特徴（５０）の第２の部分は形状の外形を備える、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項５】
前記複数の基準特徴（５０）は、イットリア安定化ジルコニアから構成される、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項６】
前記複数の基準特徴（５０）は、１つまたは複数の連続領域（８０）を前記少なくとも２次元のアレイ内に備える、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項７】
前記１つまたは複数の連続領域（８０）の少なくとも１つは、前記コンポーネント（１０）を特定する情報を備える、請求項６記載のコンポーネント（１０）。
【請求項８】
前記１つまたは複数の連続領域（８０）の少なくとも１つは、前記アレイベース歪みセンサ（４０）を特定する情報、または前記アレイベース歪みセンサ（４０）を方向付ける情報を備える、請求項６記載のコンポーネント（１０）。
【請求項９】
前記第１の軸（６１）および前記第２の軸（６２）は、ほぼ９０度の角度で交わる、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１０】
前記アレイベース歪みセンサ（４０）の前記複数の基準特徴（５０）は、前記基板（１１）の５０パーセント以上にわたって分散される、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１１】
前記アレイベース歪みセンサ（４０）の複数の基準特徴（５０）は、基板（１１）全体にわたって分散される、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１２】
前記基板（１１）と前記複数の基準特徴（５０）の少なくとも１つの間に配設されたコーティングをさらに備える、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１３】
前記複数の基準特徴（５０）の少なくとも１つに隣接して配設されたコーティングをさらに備える、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１４】
前記コーティングは、前記複数の基準特徴（５０）の縁部を囲む、請求項１３記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１５】
前記基板（１１）は、タービンコンポーネント（１０）を含む、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１６】
前記タービンコンポーネント（１０）はエーロフォイル部を備え、前記アレイベース歪みセンサ（４０）の前記複数の基準特徴（５０）は前記エーロフォイル部の５０パーセント以上にわたって分散される、請求項１記載のコンポーネント（１０）。
【請求項１７】
コンポーネント（１０）を監視する方法であって、
前記コンポーネント（１０）上のアレイベース歪みセンサ（４０）の前記複数の基準特徴（５０）間の複数の第２の距離を測定するステップであって、前記複数の基準特徴（５０）は少なくとも２次元のアレイを形成するように第１の軸（６１）と第２の軸（６２）の両方に沿って分散されている、ステップと、
第１の時間間隔に基づく前記歪みセンサ（４０）の前記複数の基準特徴（５０）間の複数の第１の距離に対し前記複数の第２の距離を比較するステップと
を含む方法。
【請求項１８】
前記アレイベース歪みセンサ（４０）の前記複数の基準特徴（５０）は、前記コンポーネント（１０）の５０パーセント以上にわたって分散される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の第１の距離に対し前記複数の第２の距離を比較するステップは、距離の変化を示す歪みマップ（７０）を生成することを含む、請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記コンポーネント（１０）は、タービンコンポーネント（１０）を含む、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書に開示された主題は、歪みセンサに関し、より具体的には、アレイベース歪みセンサを有するコンポーネント、およびこれを監視する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一部のコンポーネントは、高温状態および／または腐食状態を含む環境の中で動作する必要があり得る。例えば、ターボ機械は、発電や航空機エンジンなどの分野で広く利用されている。そのようなガスタービンシステムは、圧縮機セクションと、燃焼器セクションと、少なくとも１つのタービンセクションとを含む。圧縮機セクションは、空気が圧縮機セクションを通じて流れるとき空気を圧縮するように構成されている。次いで、空気は圧縮機セクションから燃焼器セクションへ流され、そこで空気は燃料と混合され、燃焼され、高温ガス流を生じる。この高温ガス流は、タービンセクションへ送られ、タービンセクションは、高温ガス流からエネルギーを取り出すことによって高温ガス流を利用して圧縮機、発電機、および他の様々な負荷にパワーを供給する。
【０００３】
ガスタービンエンジンの動作中に、燃焼ガスの温度は、このガスと接触するエンジンの金属部品の溶融温度よりもかなり高い３，０００°Ｆを超える可能性がある。金属部品溶融温度を上回るガス温度におけるこれらのエンジンの動作は、１つまたは複数の保護コーティングおよび／または様々な方法による金属部品の外面への冷却空気の供給に一部依存し得る。高温に特にさらされてしたがって冷却に関して特に注意が必要であるこれらエンジンの金属部品は、燃焼器を形成する金属部品およびこの燃焼器の後部に位置する部品である。
【０００４】
また、これらおよび他のコンポーネントは、その動作のライフサイクルにわたって様々な力による応力および／または歪みを受け得る。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ために様々なツールが利用され得るが、タービンおよび中の他のコンポーネントは、単一の点における場合または直線経路に沿う場合とは対照的に、様々な位置全体にわたって様々な力を受け得る。
【０００５】
したがって、代わりとなるアレイベース歪みセンサを有するコンポーネントおよびこれを監視する方法が当業界において歓迎される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８７２７８３１号明細書
【発明の概要】
【０００７】
一実施形態では、コンポーネントが開示される。このコンポーネントは、基板と、この基板上に配設されたアレイベース歪みセンサとを備えることができ、このアレイベース歪みセンサは、少なくとも２次元のアレイを形成するように第１の軸と第２の軸の両方に沿って分散された複数の基準特徴を備える。
【０００８】
別の実施形態では、コンポーネントを監視する方法が開示される。この方法は、コンポーネント上のアレイベース歪みセンサの複数の基準特徴間の複数の第２の距離を測定するステップであって、複数の基準特徴は少なくとも２次元のアレイを形成するように第１の軸と第２の軸の両方に沿って分散されている、ステップと、第１の時間間隔に基づく歪みセンサの複数の基準特徴間の複数の第１の距離に対し上記複数の第２の距離を比較するステップとを含むことができる。
【０００９】
本明細書中に説明される本実施形態によって与えられるこれらの特徴およびさらなる特徴は、図面とあわせて以下の詳細な説明を見るとより十分に理解されよう。
【００１０】
図面に記載された本実施形態は、本質的に説明的および例示的であり、特許請求の範囲によって定められる本発明を限定するものではない。説明的な実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面とあわせて読むと理解することができる。ここで、同じ構造は、同じ参照番号を用いて示される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本明細書中に図示または説明される１つまたは複数の実施形態によるアレイベース歪みセンサを備えた例示的なコンポーネントである。
【図２】本明細書中に図示または説明される１つまたは複数の実施形態による３つの異なる時間間隔における例示的なアレイベース歪みセンサの図である。
【図３】本明細書中に図示または説明される１つまたは複数の実施形態による得られた歪みマップを重ね合わせる例示的なアレイベース歪みセンサの図である。
【図４】本明細書中に図示または説明される１つまたは複数の実施形態による複数の連続領域を備えた例示的なアレイベース歪みセンサの図である。
【図５】本明細書中に図示または説明される１つまたは複数の実施形態によるアレイベース歪みセンサを有するコンポーネントを監視する例示的な方法の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に、本発明の１つまたは複数の特定の実施形態を説明する。これらの実施形態の正確な説明を行おうとして、実際の実施についての全ての特徴を本明細書中に記載することはできない。任意のそのような実際の実施の開発において、工学および設計のプロジェクトにあるように、多数の実施特有の決定がシステム関連の制約およびビジネス関連の制約の尊守など開発者の特定の目標を実現するためになされなければならず、これは実施により異なり得ることを理解されたい。さらに、そのような開発努力は、複雑で時間がかかり得るが、それにもかかわらずこの開示の利益を有する当業者にとって設計、製作、および製造に関する日常的な作業であることを理解されたい。
【００１３】
本発明の様々な実施形態の要素を導入するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、および「ｓａｉｄ」は、１つまたは複数の要素が存在することを意味することが意図される。用語「備える、含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む、備える（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、および「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、包括的であり、挙げられた要素以外に追加の要素が存在し得ることを意味することが意図される。
【００１４】
ここで、図１および図２を参照すると、概して、コンポーネント１０は、基板１１と、基板１１上に配設されたアレイベース歪みセンサ４０とを備える。アレイベース歪みセンサ４０は、少なくとも２次元のアレイを形成するように第１の軸６１と第２の軸６２の間に沿って分散された複数の基準特徴５０を備えることができる。アレイベース歪みセンサ４０は、コンポーネントのその領域全体にわたって歪み、歪み速度、クリープ、疲労、応力などの判定を容易にするのを助けることができるのに対し、２点の歪みセンサ（または単一の直線ベクトルに沿って延びる１つ）は、より限定的であり得る。
【００１５】
コンポーネント１０（およびより具体的にはコンポーネント１０全体の基板１１）は、例えば、高温用途で利用されるコンポーネント（例えば、ニッケル系またはコバルト系超合金で構成されるコンポーネント）などの様々な異なる用途に使用される様々なタイプのコンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態では、コンポーネント１０は、燃焼コンポーネントまたは高温ガス経路コンポーネントなどの工業用ガスタービンまたは蒸気タービンのコンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態では、コンポーネント１０は、タービンブレード、圧縮機ブレード、ベーン、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、コンポーネント１０は、ガスタービン、蒸気タービンなどのための任意の他のコンポーネントなどのタービンの任意の他のコンポーネントを含み得る。いくつかの実施形態では、コンポーネントは、自動車コンポーネント（例えば、乗用車、トラックなど）、航空宇宙コンポーネント（例えば、航空機、ヘリコプタ、スペースシャトル、アルミニウム部品など）、機関車または鉄道コンポーネント（例えば、列車、線路など）、構造、インフラ、または土木工学のコンポーネント（例えば、橋、建物、建設機器など）、および／または発電所または化学処理のコンポーネント（例えば、高温用途に使用されるパイプ）を含む非タービンコンポーネントを含み得るが、これらに限定されない。
【００１６】
次に図１〜図４を参照すると、アレイベース歪みセンサ４０は、基板１１の外面の一部に配置される。アレイベース歪みセンサ４０は、概して、少なくとも２次元のアレイを形成するように第１の軸６１と第２の軸６２の間に沿って分散された複数の基準特徴５０を備える。コンポーネントの様々な力および動作条件に一部基づいて、各基準特徴５０は、少なくとも２次元のアレイ全体にわたる歪み（および／または歪み速度、クリープ、疲労、応力など）がマップできるように、互いに対して独立して位置がシフトし得る。
【００１７】
複数の基準特徴５０ならびに第１の軸６１および第２の軸６２は、様々な異なる構成を備えることができる。例えば、第１の軸６１および第２の軸６２は、複数の基準特徴５０の少なくとも２次元のアレイが直線ベクトル（例えば、直線に配設された２つの基準特徴または複数の基準特徴）よりも多いように、任意のゼロでない角度で互いから逸れ得る。いくつかの実施形態では、第１の軸６１および第２の軸６２は、ほぼ９０度の角度で交わることができる。そのような実施形態は、少なくとも２次元の正方形形状のアレイベース歪みセンサ４０になり得る。他の実施形態では、第１の軸６１および第２の軸６２は、少なくとも２次元アレイが任意の非１次元形状を含むように任意の同じでない方向に定めることができる。例えば、少なくとも２次元のアレイは、正方形、長方形、円、または任意の他の幾何学的もしくは非幾何学的な２次元形状を備えることができる。
【００１８】
いくつかの実施形態では、コンポーネント１０は、平らな基板１１または起伏のある基板１１を備えることができることを理解されたい。平らな基板１１を備える実施形態では、複数の基準特徴５０は、第３の次元（例えば、高さ）の変化がほとんどまたは全く無しで実質的に２次元アレイに配設することができる。基板１１が１つまたは複数の起伏を備える実施形態では、複数の基準特徴５０のその他の２次元アレイは、第３の次元（例えば、高さ）のいくらかの変化を備える３次元アレイをとることができる。本明細書中に使用されるとき、「少なくとも２次元のアレイ」は、基板１１の起伏によって規定されるような２次元または３次元に配設された複数の基準特徴５０を含む。
【００１９】
また、複数の基準特徴５０は、少なくとも２次元のアレイ内に任意の分散パターンおよび距離Ｄを備えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、図２中の時間Ｔ１における第１の点に示されるもののように、複数の基準特徴５０は、少なくとも２次元のアレイ内でほぼ均一に分散することができる。複数の基準特徴５０は、たった１つの軸に沿ってほぼ均一に分散することができる（他の軸に沿った分散は不均一である）、または複数の基準特徴５０は、図示されるような格子状パターンを形成するように第１の軸６１と第２の軸６２の両方に沿ってほぼ均一に分散することができる。いくつかの実施形態では、複数の基準特徴は、少なくとも２次元のアレイ内の任意の相対移動が特定および測定することができるように複数の基準特徴５０の初期位置が互いに対して知られている限り、少なくとも２次元のアレイ全体にわたって非均一に分散することができる。
【００２０】
アレイベース歪みセンサ４０における複数の基準特徴５０の各々は、少なくとも２次元のアレイ内の複数の基準特徴５０のそれぞれの位置を追跡するのに適した任意の適切な１つまたは複数の形状を備えることができる。したがって、この形状は、１つまたは複数の縁部、角、重心の解析、または任意の他の適切なメカニズムによって位置追跡することを可能にするよう助けることができる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の基準特徴は、複数の基準特徴が一貫して特定可能である限りドット、線、円、箱、または任意の他の幾何学的形状もしくは非幾何学的形状を備えることができ、それらの間の距離Ｄを測定するために使用することができる。さらに、複数の基準特徴の各々は、同じ形状を備えてもよく、または複数の基準特徴は、複数の形状を備えてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、基準特徴５０のいくつかは、（例えば、円、正方形、または他の形状内が満たされた）実質的に中実の形状を備えることができ、一方、他の基準特徴５０は、形状の外形（例えば、輪郭、または円、正方形、もしくは他の形状）を備えることができる。そのような実施形態は、中実の基準特徴５０と外観／中空の基準特徴５０との間でバイナリ言語を用いること等によって複数の基準特徴５０内のさらなる情報を符号化するのを助けることができる。
【００２１】
図４に最もよく示されるように、いくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０は、１つまたは複数の連続領域８０を、図示されるような第１の連続領域８１、第２の連続領域８２、および第３の連続領域８３などの少なくとも２次元のアレイ内に備えることができる。１つまたは複数の連続領域８０の各々は、追加の情報と共に組み込まれる複数の基準特徴の任意の部分を備えることができる。組み込まれた情報は、個々のアレイベース歪みセンサ４０および／またはコンポーネント１０全体を特定する情報、ならびに／あるいはアレイベース歪みセンサ４０方向付ける情報を含む任意の情報を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、連続領域８０は、固有の識別子（以下、「ＵＩＤ：Ｕｎｉｑｕｅ  ＩＤｅｎｔｉｆｉｅｒ」）を形成するための情報を備えることができる。このＵＩＤは、その特定のアレイベース歪みセンサ４０および／またはコンポーネント１０全体の特定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、パターン、または他の特定システムを備えることができる。全体的に、１つまたは複数の連続領域８０に組み込まれた情報は、それによって、過去、現在、および未来の動作追跡についての測定の相関を助けるために、特定のアレイベース歪みセンサ４０、コンポーネント１０、またはさらにシステムまたは機械全体の特定および追跡を助けることができる。
【００２２】
アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０は、複数の時間間隔における位置測定の間にコンポーネントの動作を耐え抜くのに適した任意の１種または複数種の材料で構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０は、任意のセラミック材料または（自動付加製造プロセスによってセラミック粉末を利用等する）付着に適した材料などのセラミック材料で構成することができる。セラミック材料は、比較的熱いまたは過酷な環境の中での増加した温度で生存することを実現することができる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の基準特徴５０は、イットリア安定化ジルコニア（ｙｔｔｒｉａ−ｓｔａｂｉｌｉｚｅｄ  ｚｉｒｃｏｎｉａ）（ＹＳＺとも呼ばれる）などの遮熱コーティング材料で構成することができる。そのような実施形態では、ＹＳＺは、例えば、ＹＳＺ−Ｄ１１１で構成することができる。さらにいくつかの実施形態では、複数の基準特徴５０は、セラミックトップコート（例えば、ＹＳＺ）の付着を助けるために、金属結合コートおよび／または熱成長酸化物を備えることができる。いくつかの実施形態では、複数の基準特徴５０は、１つまたは複数の金属付加製造（例えば、被覆、溶接、または付着）、製造プロセス（例えば、鋳造、機械加工、エッチング、または彫刻）、または固有のコンポーネントの特徴（例えば、冷却用穴）によって形成することができる。一部の特定のコンポーネント１０（またはそこで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高温を受けない可能性があるが、アレイベース歪みセンサ４０のそのような利用は、他の歪みセンサ材料（例えば、ポリマー材料、化学染料など）が比較的過酷な環境により潜在的に破壊し消えてなくなりうり得る場合にその長寿命を確実にすることができる。
【００２３】
いくつかの実施形態では、コンポーネント１０は、コンポーネント１０の動作環境（例えば、工業用ガスタービンの高温）から基板１１を保護するのを助け、複数の基準特徴５０の接合を確実にするのを助け、および／または浸食または腐食から複数の基準特徴５０の縁部を維持するのを助ける１つまたは複数のコーティングをさらに備えることができる。
【００２４】
例えば、いくつかの実施形態では、コンポーネント１０は、基板１１と複数の基準特徴５０の少なくとも１つとの間に配設されたコーティングを備えることができる。そのような実施形態は、基板１１を保護しおよび／または複数の基準特徴５０の接合を確実にするのを助けることができる。いくつかの実施形態では、コンポーネント１０は、複数の基準特徴の縁部を囲むような複数の基準特徴５０の少なくとも１つに隣接して配設されたコーティングを備えることができる。そのような実施形態は、複数の基準特徴５０の縁部劣化を防ぐのを助けることができる。
【００２５】
適切なコーティングは、例えば、コンポーネント１０の環境に一部基づいて様々な材料で構成することができる。いくつかの実施形態では、コーティングは、増加した温度で生存することを実現することができるセラミック材料で構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、セラミック材料は、イットリア安定化ジルコニアなどの遮熱コーティングを備えることができる。さらにいくつかの実施形態では、コーティングは、続くセラミックトップコート（例えば、ＹＳＺ）の付着を助けるために金属結合コートおよび／または熱成長酸化物で構成することができる。いくつかの実施形態では、コーティングは、ゲルアルミナイドなどのゲルコーティングで構成することができる。
【００２６】
アレイベース歪みセンサ４０の寸法（例えば、基準特徴５０全体のサイズおよび個々の基準特徴５０のサイズ）は、例えば、コンポーネント１０、アレイベース歪みセンサ４０の位置、目標測定精度、付着技法、および／または測定技法に依存し得る。例えば、いくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０は、１ミリメートル未満から３００ミリメートルを超える範囲の長さおよび幅で構成することができる。また、アレイベース歪みセンサ４０は、コンポーネント１０を特定する性能にそれほど影響を与えることなく付着および続く特定に適している任意の厚さで構成することができる。例えば、いくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０は、約０．１ミリメートル未満から１ミリメートルを超える厚さで構成することができる。いくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０は、ほぼ均一の厚さを有することができる。
【００２７】
アレイベース歪みセンサ４０は、コンポーネント１０全体の基板１１上の様々な位置の１つまたは複数に付着することができる。例えば、基板がタービンコンポーネントを備える場合、アレイベース歪みセンサ４０は、タービンブレード、圧縮機ブレード、ベーン、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付着することができる。そのような実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０は、エーロフォイル、プラットフォーム、先端部、または任意の他の適切な位置にまたはそれらの近く等にユニット動作中に様々な力を受けることが知られている１つまたは複数の位置に付着することができる。また、アレイベース歪みセンサ４０は、コーティングによって少なくとも一部保護することができる、または高耐性材料で構成することができるので、アレイベース歪みセンサ４０は、高温を受けることが知られている１つまたは複数の位置に付着することができる（他の材料で構成される歪みセンサは、腐食および／または侵食し得る）。例えば、アレイベース歪みセンサ４０は、高温ガス経路または燃焼タービンコンポーネント上に付着することができる。
【００２８】
さらにいくつかの実施形態では、複数のアレイベース歪みセンサ４０は、単一のタービンコンポーネント上または複数のタービンコンポーネント上に付着することができる。例えば、複数のアレイベース歪みセンサ４０は、歪みが個々のタービンコンポーネントに関するより多数の位置で決定することができるように、様々な位置で単一のタービンコンポーネント（例えば、タービンブレード）上に付着することができる。代替としてまたは追加で、複数の同様のタービンコンポーネント（例えば、複数のタービンブレード）は、各特定のタービンコンポーネントが受けた歪の量が他の同様のタービンコンポーネントと比較することができるように、標準的な位置に付着されたアレイベース歪みセンサ４０をそれぞれ有することができる。さらにいくつかの実施形態では、同じタービンユニットの複数の異なるタービンコンポーネント（例えば、同じタービン用のタービンブレードとベーン）は、タービン全体内の異なる位置で受ける歪み量が決定および潜在的に比較することができるようにそこに付着されたアレイベース歪みセンサ４０をそれぞれ有することができる。
【００２９】
さらに、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０は、基板１１全体の任意のサイズの領域にわたって分散することができる。例えば、いくつかの実施形態では、複数の基準特徴５０は、基板全体の１パーセント未満を含む領域などの基板１１の比較的隔離された領域にわたって分散することができる。しかしながら、いくつかの実施形態では、基板１１のずっと大きな割合にわたって歪み、歪み速度、クリープ、疲労、応力などを監視するのを容易にするために、複数の基準特徴５０は、ずっと大きな領域にわたって分散することができる。例えば、いくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０は、基板１１の５０パーセント以上にわたって分散することができる。いくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０は、コンポーネントの関心のある一定区域にわたって分散することができる。例えば、基板１１は、エーロフォイル部を備えたタービンコンポーネントを備える場合、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０は、エーロフォイル部の５０パーセント以上にわたって分散することができる。さらにいくつかの実施形態では、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０は、基板１１全体にわたって分散することができる。特定の実施形態を本明細書中に説明してきたが、アレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０のサイズ、形状、位置、および分散有効範囲は、コンポーネント１０の特定の基板１１等に応じて様々な変形例を備えてもよいことを理解されたい。
【００３０】
図２および図３に最もよく示されるように、動作時に、アレイベース歪みセンサ４０は、２点の歪みセンサが利用された場合に可能であるよりも大きい基板１１の領域全体にわたって歪み、歪み速度、クリープ、疲労、応力などを監視するのに利用することができる。例えば、図２は、時間Ｔ1における第１の点、時間Ｔ2における第２の点、および時間Ｔ3における第３の点で複数の基準特徴５０を備えるアレイベース歪みセンサ４０を示す。時間Ｔ１における第１の点は、アレイベース歪みセンサ４０がまず適用されるときに初期状態を含むことができる。そのような状態において、例えば、複数の基準特徴５０の全部は、少なくとも２次元のアレイを形成するように第１の軸６１と第２の軸６２の両方に沿って均一に分散することができる。次いで、コンポーネント１０が第１の間隔中の動作時に利用された後、複数の基準特徴５０は、時間Ｔ2における第２の点において示されるように、互いに向かって発散および／または収束し始めることができる。続いて、コンポーネント１０が第２の間隔中の動作時に利用された後、複数の基準特徴５０は、時間Ｔ3における第３の点で示されるように互いに向かってさらに発散および／または収束することができる。図３に示されるように、互いに対しての複数の基準特徴５０のこれらの移動は、歪みの集中を受ける潜在的な区域を強調するように距離の変化を示す歪みマップ７０を生成するために利用することができる。操作者は、この情報を使用して例えば、コンポーネント１０のさらなる安定性および／または有益であり得る任意の修正（例えば、修理）動作を決定するのを助けることができる。
【００３１】
図５をさらに参照すると、コンポーネント１０を監視する方法１００が示されている。方法１００は、ステップ１１０において、第２の時間間隔においてコンポーネント１０上のアレイベース歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０間の複数の第２の距離を測定することを含むことができる。方法１００は、ステップ１２０において、第１の時間間隔と第２の時間間隔の間の歪みを決定するために、第１の時間間隔による歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０間の複数の第１の距離に対し（ステップ１１０で測定された）歪みセンサ４０の複数の基準特徴５０間の複数の第２の距離を比較することをさらに含むことができる。第１の時間間隔は、コンポーネントが動作時に利用される前（例えば、タービンに装着したとき）などのより早い時間点を含むことができる。さらに、複数の第１の距離は、測定しておくことができ、または他の方法で、例えば、製造パラメータに基づいて知られている。
【００３２】
アレイベース歪みセンサは、コンポーネントのより大きいエリア全体にわたって歪み、クリープなどを監視することができるコンポーネント全体を形成するように、基板上に配設することができることをここで理解されたい。複数の基準特徴の少なくとも２次元アレイは、より大きな有効区域全体にわたって潜在的な歪みの量、深刻さ、および位置をよりよく理解することを可能にすることができる。次いで、この情報は、コンポーネントの何らかの必要な修正を決定するため、または将来の使用にそれが適していることを検証するために利用することができる。
【００３３】
本発明を限られた個数の実施形態だけに関連して詳細に説明してきたが、本発明はそのような開示された実施形態に限定されないことが容易に理解されたい。
むしろ、本発明は、以上に記載されていなくても本発明の精神および範囲に見合う任意の個数の変形例、代替例、置換例、または均等な構成を組み込むように修正することができる。さらに、本発明の様々な実施形態を説明してきたが、本発明の各態様は、説明した実施形態の一部だけを含んでもよいことを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明により限定されるとみなされるものではなく、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】
【００３４】
１０  コンポーネント
１１  基板
４０  アレイベース歪みセンサ、歪みセンサ
５０  基準特徴
６１  第１の軸
６２  第２の軸
７０  歪みマップ
８０  連続領域
８１  第１の連続領域
８２  第２の連続領域
８３  第３の連続領域
【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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【外国語明細書】
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