(57)【要約】      （修正有）【課題】歪みセンサおよび熱反応特徴を有する構成要素と、それを監視する方法とを提供する。【解決手段】基材１１と、基材１１上に配置された少なくとも２つの参照地点４１及び４２を含む歪みセンサ４０と、歪みセンサ４０に近接して基材１１上に配置された１つまたは複数の熱反応特徴５０とを備え、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、１つまたは複数の高温に反応する。【選択図】図１
2017151079.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材（１１）と、
前記基材（１１）上に配置された少なくとも２つの参照地点（４１、４２）を含む歪みセンサ（４０）と、
前記歪みセンサ（４０）に近接して前記基材（１１）上に配置された１つまたは複数の熱反応特徴（５０）とを備え、前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）は、１つまたは複数の高温に反応する、構成要素（１０）。
【請求項２】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）が、第１の高温に反応する第１の熱反応特徴（５１）と、前記第１の高温より高い第２の高温に反応する第２の熱反応特徴（５２）とを備える、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項３】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）が、前記第２の高温より高い第３の高温に反応する第３の熱反応特徴（５３）をさらに備える、請求項２記載の構成要素（１０）。
【請求項４】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）が、色を変化させることによって、前記１つまたは複数の高温に反応する、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項５】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）が、前記構成要素（１０）から消滅することによって、前記１つまたは複数の高温に反応する、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項６】
前記基材（１１）と前記歪みセンサ（４０）との間に配置されるコーティングをさらに備える、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項７】
前記コーティングが、前記基材（１１）と前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）との間にさらに配置される、請求項６記載の構成要素（１０）。
【請求項８】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）が、互いに隔てられた複数の熱反応特徴（５１、５２、５３、５４、５５）を備える、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項９】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）が、前記歪みセンサ（４０）の前記少なくとも２つの参照地点（４１、４２）の間で少なくとも距離全体に延在する、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項１０】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）の少なくとも１つが、前記歪みセンサ（４０）の上部上に配置される、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項１１】
前記１つまたは複数の熱反応特徴（５０）の少なくとも１つのが、１つまたは複数のサーモクロミック色素を備える、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項１２】
前記基材（１１）が、タービン構成要素を含む、請求項１記載の構成要素（１０）。
【請求項１３】
基材（１１）と、
前記基材（１１）上に配置された少なくとも２つの参照地点（４１、４２）を含む歪みセンサ（４０）とを含み、前記歪みセンサ（４０）は、１つまたは複数の高温に反応する熱反応特徴（５０）を備える、構成要素（１０）。
【請求項１４】
前記熱反応特徴（５０）を備える前記歪みセンサ（４０）が、色を変化させることによって、前記１つまたは複数の高温に反応する、請求項１３記載の構成要素（１０）。
【請求項１５】
前記熱反応特徴（５０）の少なくとも１つが、１つまたは複数のサーモクロミック色素を備える、請求項１４記載の構成要素（１０）。
【請求項１６】
前記基材（１１）と前記歪みセンサ（４０）との間に配置されたコーティングをさらに備える、請求項１３記載の構成要素（１０）。
【請求項１７】
前記歪みセンサ（４０）が、複数の高温に反応する複数の熱反応特徴（５０）を備える、請求項１３記載の構成要素（１０）。
【請求項１８】
前記基材（１１）が、タービン構成要素を備える、請求項１３記載の構成要素（１０）。
【請求項１９】
構成要素（１０）を監視する方法であって、
前記構成要素（１０）上の歪みセンサ（４０）の少なくとも２つの参照地点（４１、４２）間の第２の距離を第２の時間間隔で測定するステップと、
前記歪みセンサ（４０）の前記少なくとも２つの参照地点（４１、４２）間の前記第２の距離を、第１の時間間隔からの前記歪みセンサ（４０）の前記少なくとも２つの参照地点（４１、４２）間の第１の距離と比較して、前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔との間の歪みを決定するステップと、
前記歪みセンサ（４０）に近接して前記構成要素（１０）上に配置された１つまたは複数の熱反応特徴（５０）の反応に基づいて、前記第１の時間間隔と前記第２の時間間隔との間の暴露高温を決定するステップと、
前記暴露高温を前記歪みに参照付けるステップとを含む、方法。
【請求項２０】
前記基材（１１）が、タービン構成要素を備える、請求項１９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る主題は、歪みセンサに関する。より詳細には、本明細書に開示される主題は、歪みセンサおよび熱反応特徴を備えた構成要素と、それを監視する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
一部の構成要素は、高温および／または腐食性状態を含む環境で作動する必要がある場合がある。例えば、例えば航空エンジンなどのガスタービンエンジンでは、空気は、エンジンの正面に吸い込まれ、軸上回転型圧縮機によって圧縮されて燃料と混合される。混合物は燃焼されて、熱排ガスが、軸上に取り付けられたタービンを通過する。ガスの流れは、タービンを回転させ、タービンは、軸を回転させて圧縮機および送風機を駆動する。熱排ガスはエンジンの後方から流れ出て、エンジンを駆動して、航空機を推進する。
【０００３】
ガスタービンエンジンの作動中には、燃焼ガスの温度は、３，０００°Ｆを超え、燃焼ガスと接触しているエンジンの金属部品の溶融温度よりもかなり高くなる可能性がある。金属部品溶融温度を越えるガス温度でこれらのエンジンを作動させることは、１つまたは複数の保護コーティングに部分的に依存している、および／またはさまざまな方法を通して金属部品の外面に冷却用空気を供給することに依存している可能性がある。特に高温に暴露され、したがって冷却に関して特別な注意を必要とするこれらのエンジンの金属部品は、燃焼器を構成している金属部品と、燃焼器の後方に位置する部品である。
【０００４】
さらに、上記および他の構成要素は、作動温度における作動ライフサイクル経験変動を通して、さまざまな力から応力および／または歪みを経験する可能性がある。比較的標準的な環境で付与された応力および歪みを測定するのには、さまざまなツールを利用することがきる一方で、タービンおよび内部の他の構成要素は、１つまたは複数の構成要素特性に影響を与え得る温度変動のある作業状態を経験する可能性がある。
【０００５】
したがって、歪みセンサおよび熱反応特徴を有する代替的な構成要素およびそれを監視する方法が、従来技術では待ち望まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第８７２７８３１号公報
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態では、構成要素が開示される。構成要素は、基材と、基材上に配置された少なくとも２つの参照地点を含む歪みセンサと、歪みセンサに近接して基材上に配置された１つまたは複数の熱反応特徴とを備えることができ、１つまたは複数の熱反応特徴は、１つまたは複数の高温に反応する。
【０００８】
別の実施形態では、別の構成要素が開示される。構成要素は、基材と、基材上に配置された少なくとも２つの参照地点を含む歪みセンサとを含むことができ、歪みセンサは、１つまたは複数の高温に反応する熱反応特徴を備える。
【０００９】
さらに別の実施形態では、構成要素を監視する方法が、開示される。方法は、構成要素上の歪みセンサの少なくとも２つの参照地点間の第２の距離を第２の時間間隔で測定するステップと、歪みセンサの少なくとも２つの参照地点間の第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つの参照地点間の第１の距離と比較して、第１の時間間隔と第２の時間間隔との間の歪みを決定するステップと、歪みセンサに近接して構成要素上に配置された１つまたは複数の熱反応特徴の反応に基づいて、第１の時間間隔と第２の時間間隔との間の暴露高温を決定するステップと、暴露高温を歪みに参照付けるステップとを含む。
【００１０】
本明細書で論じられる実施形態によって提供される上記および追加の特徴は、以下の詳細説明を図面と併せてみることで、さらに十分に理解されるであろう。
【００１１】
図面に記載される実施形態は、実質的に、説明および例示するためのものであり、特許請求の範囲によって画定される本発明を制限するようには意図されていない。説明用の実施形態についての下記詳細説明は、以下の図面と併せて読めば理解することができ、図面では、類似の構造が、類似の参照符号で示されている。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本明細書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、歪みセンサおよび熱反応特徴を備える例示的構成要素の図である。
【図２】本明細書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例示的な歪みセンサの図である。
【図３】本明細書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、歪みセンサおよび熱反応特徴を有する例示的な構成要素の上面図である。
【図４】本明細書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、歪みセンサおよび熱反応特徴を有する別の例示的な構成要素の上面図である。
【図５】本明細書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、第１の時間間隔および第２の時間間隔の両方での歪みセンサおよび熱反応特徴を有する例示的な構成要素の上面図である。
【図６】本明細書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、熱反応特徴を有する構成要素上の歪みセンサを監視する例示的な方法である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の１つまたは複数の特定の実施形態を説明する。これらの実施形態を簡潔に説明するために、実際の実施態様の全ての特徴を、本明細書に記載し得るわけではない。何らかの工学的プロジェクトまたは設計プロジェクトにおけるような、何らかのそのような実際の実施態様を開発するに当たって、ある実施態様と別の実施とでは変わり得る、システム関連および事業関連の制約条件の順守などの、開発者の特定の目的を達成するために、実施態様に特有の決定を多数下さなければならないことを理解されたい。そのうえ、そのような開発作業は、複雑で時間のかかるものであるかもしれないが、それでもやはり、本開示の恩恵を受ける当業者にとって、設計、製作、および製造のルーチン的な仕事であることを理解されたい。
【００１４】
本開示のさまざまな実施形態の要素を紹介するとき、冠詞「ａ」、「ａｎ」、「ｔｈｅ」、「前記（ｓａｉｄ）」は、１つまたは複数の要素があることを意味するように意図される。「備えること」「含むこと」、および「有すること」という用語は、包括的であり、列挙された要素以外に追加的な要素があり得ることを意味するように意図される。
【００１５】
次に図１を参照すると、構成要素１０は、一般的には、基材１１と、基材１１上に配置された少なくとも２つの参照地点４１および４２を含む歪みセンサ４０と、歪みセンサ４０に近接して基材上に配置された１つまたは複数の熱反応特徴５０とを含み、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、１つまたは複数の高温で反応する。それによって、構成要素１０が経験する潜在的歪み、歪み速度、クリープ、疲労、応力などをより良く理解するために、温度情報が、参照地点４１と４２との間の距離の変化（図５に示すように）と共に利用され得るように、熱反応特徴５０は、近接する歪みセンサ４０が経験する相対温度を表示することができる。
【００１６】
構成要素１０（より具体的には、構成要素１０全体の基材１１）は、例えば、高温用途で利用される構成要素（例えばニッケルまたはコバルトベースの超合金を含む構成要素）などの、さまざまな異なる用途で使用されるさまざまな種類の構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、構成要素１０は、燃焼構成要素または熱ガス路構成要素などの産業ガスタービンまたは蒸気タービン構成要素を含むことができる。いくつかの実施形態では、構成要素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、連絡管、またはケーシングを含むことができる。他の実施形態では、構成要素１０は、ガスタービン、蒸気タービンなどのための何らかの他の構成要素などの、タービンの何らかの他の構成要素を備えることができる。いくつかの実施形態では、構成要素は、自動車構成要素（例えば車、トラックなど）、航空宇宙構成要素（例えば飛行機、ヘリコプター、スペースシャトル、アルミニウム部品など）、機関車または鉄道構成要素（例えば電車、列車の線路など）、構造的、生活基盤的、または土木工学的な構成要素（例えば橋、建物、建設機械など）、および／または発電装置または薬品処理用構成要素（例えば高温用途で使用されるパイプ）を含む、これらに限定するわけではないが、非タービン構成要素を含むことができる。
【００１７】
図１〜図５を参照すると、歪みセンサ４０は、構成要素１０の外面の一部の上に付着される。一般的には、歪みセンサ４０は、少なくとも２つの参照地点４１と４２との間の距離Ｄを複数の時間間隔で測定するのに使用することができる前記少なくとも２つの参照地点４１および４２を備える。当業者であれば理解されるように、これらの測定値は、構成要素１０のその領域での歪み、歪み速度、クリープ、疲労、応力などの量を決定するのに役立つことができる。少なくとも２つの参照地点４１および４２は、その間の距離Ｄが測定され得る限り、特定の構成要素１０に応じてさまざまな距離でさまざまな場所に配置されることができる。少なくとも２つの参照地点４１および４２は、それらが一貫して識別可能であり、その間の距離Ｄを測定するのに用いることができる限り、短点、線、円、箱形、または何らかの他の幾何的または非幾何的形状を備えることができる。さらに、歪みセンサ４０は、外部縁と、歪みセンサ４０の構成に応じて可能性のある１つまたは複数の内部縁とを有することができる。
【００１８】
図１〜図５に最もわかりやすく示されているように、歪みセンサ４０は、さまざまな、異なった形状、大きさの、および異なって配置された参照地点４１および４２を組み込むなどした、さまざまな異なる構造および断面を有することができる。例えば、図２に示すように、歪みセンサ４０は、さまざまな形状および大きさを含むさまざまな異なる参照地点を有することができる。そのような実施形態は、最外側の参照地点（図示するように）の間、２つの内部基準点の間、または何らかの組み合わせの間などの、より多様な距離測定値Ｄを提供することができる。より大きな多様性は、より多様な場所にわたる応力測定を提供することによって、構成要素１０の特有の部分上でのよりロバストな歪み解析をさらに提供することができる。
【００１９】
さらに、歪みセンサ４０の寸法は、例えば構成要素１０、歪みセンサ４０の場所、測定値の目標精度、付着技術、および光学測定技術によって決めることができる。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ミリメートルを超える範囲の長さおよび幅を有することができる。そのうえ、歪みセンサ４０は、下にある構成要素１０の性能に著しい影響を与えることなく、付着およびその後の光学的識別を行うのに適切な何らかの厚みを備えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、約０．１ミリメートルから１ミリメートルを超えるまでより小さい厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、実質的に均一の厚みを有することができる。そのような実施形態は、第１および第２の参照地点４１と４２との間でその後歪み計算をするためにより正確な測定値を容易に得ることに役立つことができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、ポジに付着された正方形または長方形などの何らかの形状を備えることができ、第１および第２の参照地点４１および４２は、前記正方形または長方形の２つの対向する辺を備える。他の実施形態では、歪みセンサ４０は、ネガのスペース４５（すなわちセラミック材料３０が付着されない区域）で隔てられた少なくとも２つの付着された参照地点４１および４２を備えることができる。ネガの空間４５は、例えば構成要素１０の外面の露出部分１２を含むことができる。あるいは、または、さらに、ネガの空間４５は、基材１１および／または歪みセンサ４０の少なくとも一部を保護するのに役立つコーティングを有することができる。
【００２１】
図２に示すように、さらにいくつかの実施形態では、歪みセンサ４０は、付着されて、一意な識別子４７（以下「ＵＩＤ」）を形成することができる。ＵＩＤ４７は、その特有な歪みセンサ４０の識別を容易にする何らかの種類のバーコード、ラベル、タグ、通し番号、パターン、または他の識別システムを備えることができる。いくつかの実施形態では、ＵＩＤ４７は、構成要素１０（例えばタービン構成要素）または構成要素１０が組み込まれるシステムまたは機械（例えばガスタービンまたは蒸気タービン）に関する情報をさらに、または、あるいは備えることができる。ＵＩＤ４７は、それによって、特有の歪みセンサ４０、構成要素１０、またはさらにシステムまたは機械全体の識別およびトラッキングを支援して、過去、現在、および将来の作動トラッキングのために測定値を相関させるのに役立つことができる。
【００２２】
いくつかの実施形態では、構成要素１０は、歪みセンサ４０に隣接して基材１１上に配置されたコーティング５０をさらに含むことができる。コーティングは、基材１１と歪みセンサ４０との間に、場合によっては基材１１と１つまたは複数の熱反応特徴５０との間に配置されることができる。コーティングは、それによって、構成要素１０の作動環境（例えば工業用ガスタービンの高温）から基材１１を保護するのに役立つ、および／または、歪みセンサ４０および／または１つまたは複数の熱反応特徴５０のための接着性を確実にするのに役立つことができる。
【００２３】
図３〜図５を参照すると、構成要素１０は、歪みセンサ４０に近接して配置された１つまたは複数の熱反応特徴５０をさらに備えることができる。１つまたは複数の熱反応特徴５０は、１つまたは複数の高温に反応する何らかの材料および／または特徴を備えることができる。本明細書で使用される場合、反応とは、１つまたは複数の熱反応特徴５０の１つまたは複数の特性における、例えば単一の温度で、または温度範囲を超えた温度で色を変化させる、または構成要素１０から消滅する（例えば燃焼、溶解、または腐食して消滅する）ことによるなどの何らかの識別可能な変化を指すことができる。さらに、本明細書で使用される場合、近接とは、歪みセンサ４０が、１つまたは複数の熱反応特徴５０と実質的に同じ温度を経験したことを示すのに適切な何らかの距離を指すことができる。例えば、近接とは、１つまたは複数の熱反応特徴５０が歪みセンサ４０の上部上にあること、１つまたは複数の熱反応特徴５０が歪みセンサ４０に直接隣接している（すなわち接触している）こと、または１つまたは複数の熱反応特徴５０が２つの場所の間で何らかの実質的な温度降下のないように、歪みセンサ４０に適切に近い（例えば数ミリメートルまたは数センチメートル以内）ことを含むことができる。
【００２４】
構成要素１０は、任意の数の、１つまたは複数の熱反応特徴５０を備えることができる。例えば、構成要素１０は、単一の熱反応特徴５０を備えることができる。単一の熱反応特徴５０は、単一の温度に反応することができる（例えば単一の温度で色を変化させる、または消滅する）、または温度範囲を超えると漸進的に反応することができる（例えば、温度範囲を超えると、２つ以上の色の間で移行する）。
【００２５】
いくつかの実施形態では、構成要素１０は、第１の高温で反応する第１の熱反応特徴５１と、第１の高温より高い第２の高温に反応する第２の反応性特徴５２とを含むことができる。構成要素１０は、第３、第４、および第５の高温にそれぞれ反応する第３の熱反応特徴５３、第４の熱反応特徴５４、第５の熱反応特徴５５などをさらに含むことができる。そのような実施形態では、熱反応特徴５０は、ある一定の間隔で離れている複数の高温それぞれに反応することができる。次いで、熱反応特徴５０が、反応した、反応しなかったことに基づいて、歪みセンサ４０が暴露された最高温度を推論することが可能になり得る。
【００２６】
図３から図５で例証されるように、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、歪みセンサ４０に対するさまざまな構造および場所を有することができる。例えば、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、短点、正方形、線、箱形、または何らかの他の幾何的または非幾何的形状などのさまざまな異なる形状を有することができる。１つまたは複数の熱反応特徴５０のそれぞれは、同じ形状を備えることができる、または１つまたは複数の熱反応特徴５０は独立して、さまざまな異なる形状を備えることができる。
【００２７】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、互いに隔てられた複数の熱反応特徴５０を有することができる。例えば、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、歪みセンサ４０の１つまたは複数の辺に沿って等間隔に配置されることができる。図４に図示されるようないくつかの実施形態では、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、歪みセンサ４０の少なくとも２つの参照地点４１および４２の間で少なくとも距離Ｄ全体に延在することができる。そのような実施形態は、１つまたは複数の熱反応特徴５０の少なくとも一部が、少なくとも２つの参照地点４１と４２との間の構成要素１０と同じ温度を確実に経験することができる。
【００２８】
いくつかの実施形態では、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、歪みセンサ４０の上部上に配置されることができる、または歪みセンサ４０と一体化されることができる。例えば、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、印刷された歪みセンサ４０の上部上に配置されることができる。
【００２９】
あるいは、または、さらに、歪みセンサ４０は、歪みセンサ４０が、１つまたは複数の高温に反応する（例えば色を変化させる）材料を有する場合などには、熱反応特徴５０を備えることができる。例えば、構成要素１０は、基材１１と、基材１１上に配置された少なくとも２つの参照地点４１および４２を含む歪みセンサ４０とを含むことができ、歪みセンサ４０は、１つまたは複数の高温に反応する熱反応特徴５０を備える。
【００３０】
上記のように、いくつかの実施形態では、構成要素１０は、１つまたは複数のコーティングを備えることができる。例えば、１つまたは複数のコーティングは、基材１１と歪みセンサ４０および／または熱反応特徴５０との間に配置されることができる。そのような実施形態では、コーティングは、構成要素１０が作動する間、歪みセンサ４０および／または熱反応特徴５０の保全性を確実にするのに役立つことができる。
【００３１】
１つまたは複数の熱反応特徴５０は、１つまたは複数の高温に反応する何らかの適切な１つまたは複数の材料を備えることができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、熱反応インクまたは塗料を備えることができる。例えば、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、異なる温度で反応する１つまたは複数の市販のサーモクロミック色素を備えることができる。いくつかの実施形態では、１つまたは複数の熱反応特徴５０は、１つまたは複数の高温で燃焼する、溶解する、点火する、またはそれ以外の方法で構成要素１０から消滅する１つまたは複数の材料を備えることができる。
【００３２】
歪みセンサ４０と、１つまたは複数の熱反応特徴５０とは、基材１１上のさまざまな場所の１つまたは複数の中に付着させることができる。例えば、基材が、タービン構成要素を有する場合には、歪みセンサ４０および１つまたは複数の熱反応特徴５０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、連絡管、またはケーシング上に付着させることができる。そのような実施形態では、歪みセンサ４０および１つまたは複数の熱反応特徴５０は、エーロフォイル、プラットフォーム、先端部、または何らかの他の適切な場所の上またはそれらに近接した、装置作動中にさまざまな力を経験することが分かっている１つまたは複数の場所に付着させることができる。そのうえ、歪みセンサ４０が、１つまたは複数の熱反応特徴５０に近接しているので、１つまたは複数の熱反応特徴５０が、ピーク経験作動温度を特定するのに役立つことができるように、歪みセンサ４０は、熱ガス路または燃焼タービン構成要素上に付着させることができる。
【００３３】
さらにいくつかの実施形態では、複数の歪みセンサ４０と、１つまたは複数の熱反応特徴５０とは、単一のタービン構成要素上、または複数のタービン構成要素上に付着させることができる。例えば、歪みが、個々のタービン構成要素周辺のより多くの場所で決定され得るように、複数の歪みセンサ４０は、単一のタービン構成要素（例えばタービンブレード）上のさまざまな場所に付着させることができる。あるいは、または、さらに、各特定のタービン構成要素によって経験される歪みの量が、他の類似のタービン構成要素と比較され得るように、複数個の類似のタービン構成要素（例えば複数のタービンブレード）は、標準的な場所に付着された歪みセンサ４０と、１つまたは複数の熱反応特徴５０とをそれぞれが有することができる。さらにいくつかの実施形態では、タービン全体の中の異なる場所で経験された歪みの量が、決定され得るように、同じタービン装置の複数の異なるタービン構成要素（例えば同じタービンのためのタービンブレードおよびベーン）は、その上に付着される歪みセンサ４０と、１つまたは複数の熱反応特徴５０とをそれぞれが有することができる。
【００３４】
さらに図６を参照すると、構成要素１０を監視する方法１００が、例示される。方法１００は、ステップ１１０では、構成要素１０上の歪みセンサ４０の少なくとも２つの参照地点４１と４２との間の第２の距離を第２の時間間隔で測定するステップを含むことができる。さらに、方法１００は、段階１２０では、歪みセンサ４０の少なくとも２つの参照地点４１と４２との間の第２の距離（ステップ１１０で測定された）を、第１の時間間隔からの歪みセンサ４０の少なくとも２つの参照地点４１と４２との間の第１の距離と比較して、第１の時間間隔と第２の時間間隔との間の歪みを決定するステップを含むことができる。第１の時間間隔は、構成要素が作動中に利用される（例えばタービン上に据え付けられる）前のような以前の時点を含むことができる。さらに、第１の距離は、既に測定されていてもよい、またはそうではなく、例えば製造パラメータに基づいて分かっている場合もある。
【００３５】
さらに図６を参照すると、方法１００は、ステップ１３０では、歪みセンサ４０に近接して構成要素１０上に配置された１つまたは複数の熱反応特徴５０の反応に基づいて、第１の時間間隔と第２の時間間隔との間の暴露高温を決定するステップをさらに含むことができる。上記のように、暴露高温とは、構成要素１０が、第１の時間間隔と第２の時間間隔との間に暴露された最高温度を指すことができる。さらに、暴露高温を示す１つまたは複数の熱反応特徴５０の反応は、例えば色を変化させる、または消滅するなどの何らかの適切な機構を含むことができる。
【００３６】
最後に、方法１００は、ステップ１４０では、ステップ１３０で決定された暴露高温を、ステップ１２０で決定された歪みに参照付けるステップを含むことができる。ステップ１４０での参照付けは、構成要素１０の保全性を検証して、何らかの極端なできごとまたは標準的な作動状態からの逸脱を識別するのに役立つことができる、および／または、別の方法で、構成要素１０の将来の有用性を診断または決定するのに使用されることができる。
【００３７】
歪みセンサおよび１つまたは複数の熱反応特徴は、基材上に配置されて、歪み、クリープなどに関して監視され得る構成要素全体を構成することができることを理解されたい。さらに、１つまたは複数の熱反応特徴は、歪みセンサ４０によって経験される暴露高温を理解することを可能にして、構成要素全体を研究、診断、および／または実証するのに役立つことができる。
【００３８】
本発明は、限られた数の実施形態にのみ関連させて詳細に記載されてきたが、本発明が、そのような開示された実施形態に限定されないことを容易に理解されたい。むしろ、本発明は、本発明の精神および範囲に相応した任意の数の変形、変更、置換、またはこれまでに記載されていない等価な装置を組み込むために変更することができる。さらに、本発明のさまざまな実施形態を記載してきたが、本発明の態様は、記載された実施形態の一部だけを含み得ることを理解されたい。したがって、本発明は、前述の説明によって制限されるように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制限される。
【符号の説明】
【００３９】
１０  構成要素
１１  基材
４０  歪みセンサ
４１  参照地点
４２  参照地点
４５  ネガの空間
４７  ＵＩＤ
５０  熱反応特徴
５１  第１の熱反応特徴
５２  第２の熱反応特徴
５３  第３の熱反応特徴
５４  第４の熱反応特徴
５５  第５の熱反応特徴
Ｄ  距離
【図１】
2017151079.tif 000003
【図２】
2017151079.tif 000004
【図３】
2017151079.tif 000005
【図４】
2017151079.tif 000006
【図５】
2017151079.tif 000007
【図６】
2017151079.tif 000008
【外国語明細書】
2017151079000001.pdf