一种热流计及包含所述热流计的测量热流的系统的制作方法

专利名称:一种热流计及包含所述热流计的测量热流的系统的制作方法
【专利摘要】一种热流计及包含所述热流计的测量热流的系统，包含：载体（102），包括至少一个接收部（108）；以及多个温度传感器（104A,104B），设置于所述至少一个接收部内且通过粘合介质（110）固定于所述接收部，所述温度传感器沿所述载体的至少一个方向分布且被配置成通过与各个所述温度传感器经受的温度对应的微观结构变化来测量和记录温度信息。
【专利说明】一种热流计及包含所述热流计的测量热流的系统

【技术领域】
[0001] 本实用新型总体上涉及一种使用微型温度传感器的热流计。

【背景技术】
[0002] 在高压和高温环境中测量热传递参数是十分困难的。这样的一个环境是有热流通 过各种发动机部件，例如，涡轮叶片和燃烧器衬管壁的燃气涡轮发动机，是发动机控制、设 计和维护的重要参数。热传递参数可基于在部件的不同部分收集到的温度数据而得到。在 此类应用中，可靠而准确的温度测量是理想的。
[0003] 授予Holmes的美国专利号8, 006, 544描述了一种用于对喷射发动机所使用的材 料进行故障测试的设备。所述设备使用由用于等比例喷射发动机的材料制造的一个或多个 微型喷射发动机部件。因为微型喷射发动机的部件达到的温度和排气类似于等比例喷射发 动机表现出的温度和排气，所以所述微型喷射发动机部件提供用于测试部件，以及用于生 产这种喷射发动机部件的特定的材料的有效的测试载具。即使包含于所述测试部件的材料 的体积要小得多，微型喷射发动机部件经受的应力场的梯度和大小却在几何上类似于在等 比例发动机中测到的那些。


【发明内容】

[0004] 根据一个实施例，提供一种用于测量结构的温度参数的设备。所述设备包含：包括 至少一个接收部的载体；以及设置于至少一个接收部内且通过粘合介质固定于所述接收部 的多个温度传感器，所述传感器沿所述载体的至少一个方向分布且被配置成通过与所述各 个传感器经受的温度对应的微观结构变化来测量和记录温度信息。
[0005] 根据另一个实施例，提供一种通过燃气涡轮发动机的支撑结构测量热流的系统。 所述系统包含：在所述燃气涡轮发动机的支撑结构的表面上形成的空腔；以及设置于空腔 内的温度计。所述温度计包含：包括至少一个接收部的载体；以及设置于至少一个接收部 内且通过粘合介质固定于所述接收部的多个传感器，所述传感器沿至少一个方向分布且被 配置成通过与所述各个传感器经受的温度对应的微观结构变化来测量和记录温度信息。
[0006] 根据又一个实施例，提供一种用于测量结构的温度参数的方法。所述方法包含：在 所述结构的空腔内设置热流计，所述热流计包括设置于载体内的多个温度传感器；使装置 运行以在结构中创建温度梯度；通过与所述各个传感器经受的温度对应的微观结构变化检 测温度信息；以及基于接收的信号来确定整个结构的至少一部分上的热传递的测量值。

【附图说明】

[0007] 图IA是已公开的示例性的，设置于支撑结构内的热流计的剖面图；
[0008] 图IB是图IA中所示的已公开的示例性的热流计的透视图；
[0009] 图IC是图IB中所示的已公开的示例性的热流计的剖面图；
[0010] 图2是另一个已公开的示例性的热流计的剖面图；
[0011] 图3A是另一个已公开的示例性的热流计的透视图；
[0012] 图3B是图3A中所示的已公开的示例性的热流计的剖面图；
[0013] 图4A是另一个已公开的示例性的热流计的透视图；
[0014] 图4B是图4A中所示的已公开的示例性的热流计在设置于支撑结构内并固定于支 撑结构时的剖面图；
[0015] 图4C是图4A和图4B中的已公开的示例性的热流计在固定于支撑结构时的顶视 图；
[0016] 图5是另一个已公开的示例性的热流计的透视图；
[0017] 图6是另一个已公开的示例性的热流计的透视图；
[0018] 图7是另一个已公开的示例性的热流计的透视图；
[0019] 图8A是另一个已公开的示例性的热流计的透视图；
[0020] 图8B是图8A中的热流计的剖面图；
[0021] 图9A和图9B图示说明已公开的示例性的，设置有多个热流计的涡轮发动机燃烧 器的轴向和径向剖面图；
[0022] 图IOA和图IOB图示说明设置有热流计的涡轮叶片的透视图和局部剖面图；以及
[0023] 图11是一种根据此实用新型的方法的流程图。

【具体实施方式】
[0024] 图IA图示说明一种用于测量支撑结构106的热传递参数的示例性的热流计100。 除了其他部件，热流计100还包括载体102和多个传感器104A和104B。载体102固定住传 感器104A和104B并且设置于空腔内，比如，支撑结构106的洞或孔。载体102可通过过盈 配合或通过适用于高温和高压应用的粘合材料固定在孔内。载体102可由各种各样的材料 中的一种或多种组成，包括具有机械和热性能，能够耐受高温环境的陶瓷、铬镍铁合金、哈 式合金，或其他镍基合金。
[0025] 载体102可具有不同形状，比如，圆柱体、立方体、圆锥体等。图IB显示具有圆柱 形载体102的热流计100。具体而言，载体102具有第一端面102A、第二端面102B，以及圆 柱形侧壁102C。载体102可具有适合安装在范围广泛的机械部件上的尺寸，比如，燃气涡轮 发动机的涡轮叶片和涡轮燃烧器壁，或燃气或柴油发动机的活塞。具体而言，侧壁102C的 轴向长度可能基本上等于支撑结构106的厚度。因此，当完全设置于支撑结构106内时，载 体102的第一端面102A基本上与支撑结构106的第一表面106A齐平，且载体102的第二 端面102B基本上与支撑结构106的第二表面106B齐平。圆柱形载体102的径向尺寸可保 持最小化，以减少热流计100的占用面积，使得热流计100的存在基本上不会影响支撑结构 106的强度和操作。在一个实施例中，圆柱形载体102的径向尺寸为6 mm或更小。可选择 地，如认为必要可以将其制作得更大或者更小。
[0026] 如图IC的剖面图中进一步所示，载体102的第一端面102A和第二端面102B各具 有设置于其上的接收部或空腔108。空腔108可采取洞、孔、凹室、凹槽或中空的形式在第一 端面102A和第二端面102B上产生。每个空腔108的大小足以容纳传感器104A或104B。 因此，当设置于空腔108内时，传感器104A和104B与第一端面102A和第二端面102B齐平。
[0027] 如图IC中进一步所示，传感器104A和104B通过填充于空腔108内的粘合材料 110固定于对应的空腔108内。粘合材料110可包括具有高热导率并且适用于高温和高压 应用的粘合剂。另外，粘合材料110可以是水溶性的，使其可以通过应用水基溶剂被除去。 在一个实施例中，粘合材料Iio可以是可通过商业途径获得的，具有上述性能的粘合剂，比 如，Sauereisen公司（萨维真)提供的THERMAL POTTING CEMENT NO. 11(热灌注水泥11号） 或 ELECTRICAL CEMENT NO. DW-30 (电水泥 DW-30 号）。
[0028] 传感器104A和104B可被制成各种各样的形状，比如，圆柱体、立方体、圆锥体等， 并且具有微米级尺寸。在一个实施例中，每个传感器104A和104B具有直径基本上为10 Mm 的球形。在另一个实施例中，每个传感器104A和104B具有大小基本上为10 Mm X 10 Mm X 10 Mm的立方体形状。在又一个实施例中，传感器104A和104B的形状被设置为大小基本上 为200 Mm X 200 Mm X 380 Mm的矩形棱柱。传感器104A和104B的其他形状和尺寸将是 本领域技术人员所理解的那样。
[0029] 传感器104A和104B适于在广泛的温度范围内以及高温和高压的环境，比如，燃 气涡轮发动机操作期间所经受的条件中测量温度。例如，传感器104A和104B可用于测量 150° C至1450° C之间的温度。
[0030] 传感器104A和104B可通过微观结构的变化而不需要导线记录和提供温度信息。 具体而言，传感器104A和104B可发出作为传感器周围温度的函数的电磁辐射。例如，传感 器104A和104B可由晶体，比如，碳化硅或MTK晶体制造而成。所述传感器的材料可产生 微观结构的变化，比如，根据所述传感器周围的温度产生晶格或分子位置的变形。由于微观 结构的变化，传感器104A和104B可发出电磁辐射或反射指示由传感器104A和104B感测 到的温度的入射激光信号。在另一个实施例中，传感器104A和104B可保持所述微观结构 变化，因而保留所述温度信息。因此，传感器104A和104B感测到的温度可在所述热流计从 所述支撑结构中移除之后，无线检测所述传感器发出的辐射或所述传感器的微观结构变化 而被读取。例如，检测器，比如，X -射线折射仪（X-ray defractometry)可用于检测传感器 104A和104B的微观结构变化并将其转换为温度数据。因此，热流计100不需要有线连接用 于将温度数据从传感器104A和104B传输至外部接收器，且因此，特别适合高温和高压环境 或具有可移动部件的机械系统。根据另一个实施例，传感器104A和104B的材料能在传感 器104A和104B从载体102中移除之后保留所述温度信息，并且传感器104A和104B可从 载体102中取出以收集所述温度信息。根据又一个实施例，传感器104A和104B可由石膏 类材料制成，其提供在不同温度下的相变。例如，传感器104 A和104B可在特定温度下，局 部由固体转变为液体。因此，所述温度可通过检查传感器104A和104B的相来确定。
[0031] 热流计100可设置于支撑结构106中，以便传感器104A和104B沿着热传递的方 向配置。例如，如图IA所示，支撑结构106的第一表面106A可具有不同于第二表面106B 的温度。由于有温度差，热量沿垂直于表面106A和106B的方向传递。因此，热流计100被 定向成使得传感器104A和104B沿所述热传递的方向配置，例如，垂直于表面106A和106B。 因此，传感器104A提供第一表面106A附近的温度数据，而传感器104B提供第二表面106B 附近的温度数据。通过传感器104A和104B收集的温度数据可用于确定沿垂直于表面106A 和106B的方向的温度梯度和热传递参数。如果沿不同方向的温度数据是理想的，那么热流 计100可沿那些方向被定向。
[0032] 图2显示另一个已公开的示例性的热流计200的剖面图。与热流计100相似，热 流计200具有圆柱形载体202。然而，不同于热流计100具有用于容纳传感器104A和104B 的中空或凹槽形式的空腔，热流计200具有在轴向上完全穿透载体202的孔或通孔208形 式的空腔。孔或通孔208可以或可以不与圆柱形载体202的轴轴向对准。此外，粘合材料 210,比如，上述粘合材料110,填充在通孔208中。传感器204A设置于通孔208中基本与 载体200的第一端面202A齐平并且通过粘合材料210固定。相似地，传感器204B设置于 通孔208中基本与载体202的第二端面202B齐平并且同样通过粘合材料210固定。传感 器204A和204B类似于上述的传感器104A和104B并且基本不会延伸超出第一端面202A 和第二端面202B。与热流计100相似，热流计200可安装在支撑结构上并用于测量沿载体 202的轴向的温度梯度和热传递参数。
[0033] 图3A和图3B显示另一个已公开的示例性的热流计300,其具有圆柱形载体302以 及多个传感器304A-C。传感器304A-C类似于上述传感器104A和104B。载体302的材料 和尺寸类似于上述载体102的材料和尺寸。
[0034] 载体302具有三个空腔306A-C，它们位于圆柱形侧壁302C上，用于容纳传感器 304A-C。空腔306A-C可以是设置于侧壁302C上的洞、孔、凹室、凹槽或中空。更特别地，空 腔306A邻近载体302的第一端面302A设置，空腔306B邻近载体302的第二端面302B设 置，并且空腔306C基本设置于空腔306A和306B之间的侧壁302C的中间部分中。如图3A 所示，空腔306A-C可沿载体302的轴向对准。可选择地，空腔304A-C可沿载体302位于不 同的周向位置。
[0035] 传感器304A-C分别设置于空腔306A-C中，并且通过与上述粘合材料110相同的 粘合材料308固定在合适的位置。在安装时，传感器304A-C齐平于或凹入载体302的侧壁 302C内。因此，传感器304A-C不会干扰热流计300安装于支撑结构上。
[0036] 与热流计100相似，热流计300可用于测量沿载体302的轴向的温度梯度以及热 传递参数。因为热流计300具有比热流计100更多数量的传感器，所以它可以提供尺度更 精细的温度测量值，并且，因此，可以更准确地确定温度梯度和热传递参数。另外，与传感器 304A-C相似，额外的传感器可添加并且设置于第一端面302A、第二端面302B或侧壁302C 上以进一步增加温度数据点以及提高测量的准确性。
[0037] 图4A-图4C图示说明另一个已公开的示例性的热流计400,其包括螺栓形或塞子 形的载体402以及多个传感器404A-C。如图4A所描绘的，热流计400的载体402包括在第 一轴端的较大的形状，比如，第一圆柱段402A，以及在第二轴端的较小的形状，比如，第二圆 柱段402B。段402A和402B可以或可以不同轴式对准。另外，一段，例如，段402A的径向尺 寸，大于另一段，例如，段402B的径向尺寸。段402A和402B的轴向和径向尺寸可以是以毫 米刻度计或可适合于所述支撑结构的尺寸。段402A和402B可以制造成单件或可分别制造 并且粘合或焊接在一起。段402A和402B的材料可与上述载体102的材料相同或相似。
[0038] 多个空腔406A-C设置于载体402的段402A和402B的侧壁上，用于以与上述方式 相似的方式容纳传感器404A-C。例如，如图4A所示，段402A的侧壁具有一个空腔406A， 并且段402B的侧壁具有两个空腔406B和406C。图3A所描绘的空腔406A-C类似于空腔 306A-C。另外，空腔406A邻近端面402C设置，并且空腔406C邻近端面402D设置。空腔 406C设置于空腔406A和406B之间的段402B的侧壁上。如果需要的话，额外的空腔可添加 并设置于载体402的侧壁和端面上。
[0039] 传感器404A-C与结合图3在上文中描述的传感器304A-C相同或相似并且分别设 置于空腔406A-C内。传感器404A-C通过与上述粘合材料110相同或相似的粘合材料408 固定在合适位置。此外，传感器404A-C与段402A和402B的侧壁保持齐平或凹入其内。因 此，传感器404A-C不会干扰热流计400安装于支撑结构内。
[0040] 如图4B和图4C所示，热流计400可通过支撑结构410中的洞或孔413设置于支 撑结构410内。孔413的形状与载体402的形状相适配。
[0041] 热流计400可通过载体402的侧壁和支撑结构410中的孔413的内壁之间的过盈 配合固定于孔413内。可选择地，如图4A-图4C所示，热流计400可通过压入支撑结构410 内的插入式固定器（insert fixture) 412固定于孔413内。具体而言，如图4A所示，载体 402的段402A的一部分包括在载体402的轴端面中形成的阶状物414的切除部分。段402A 的阶状物414补足插入式固定器412的终端段。此外，如图4B和图4C所示，支撑结构410 同样具有切除部分416,其补足插入式固定器412的另一终端段。当热流计400被完全插入 到支撑结构410的洞中时，段402A的切除部分和支撑结构410形成窄槽，其与插入式固定 器412形状互补。插入式固定器412可通过插入式固定器412与支撑结构410之间的过盈 配合被设置并固定于窄槽内。可选择地，插入式固定器412可通过焊接或合适的粘合材料 被固定在合适位置。当完全被设置并固定于窄槽内时，插入式固定器412连同不同尺寸的 段402A和402B防止热流计400在洞413内旋转以及在洞413内轴向移动。
[0042] 当热流计400和插入式固定器412被完全插入并固定时，载体402的端面402C以 及插入式固定器412基本上与支撑结构410的表面410A齐平。相似地，载体402的端面 402D基本上与支撑结构410的表面410B齐平。
[0043] 依然可选择地，热流计400可借助于表面410A与410B之间的压力差被固定于支 撑结构410的孔413内。例如，当表面410A附近的压力高于表面410B附近的压力时，热流 计400可被配置于支撑结构410中，使得具有更大径向尺寸的端面402C面向高压侧定向。 另一方面，具有更小径向尺寸的端面402D面向低压侧定向。因此，表面410A和410B之间 的压力差防止热流计400在洞412内轴向移动。在此配置中，阶状物414和插入式固定器 可被忽略，并且热流计400也可以其他方式通过过盈配合或粘合剂辅助固定。
[0044] 当热流计400设置于支撑装置410内时，传感器404A-C可沿载体402的轴向提供 温度数据。如图4B所示，传感器404A提供支撑结构410的表面410A附近的温度数据，传 感器404B提供支撑结构410的表面410B附近的温度数据，以及传感器410C提供表面410A 和410B之间的中间部分的温度数据。因此，所述温度梯度和热传递参数可基于通过传感器 404A-C提供的温度数据沿轴向被确定。虽然图4A-图4C中显示载体402的段402A和402B 的剖面为圆柱形，但是其他形状也是可以的。例如，段402A和/或402B可具有正方形或矩 形剖面。
[0045] 图5显示另一个已公开的示例性的热流计500的透视图，热流计500包括圆锥形 载体502和多个传感器504。具体而言，第一轴端或端面502A的径向尺寸比第二轴端或端 面502B的径向尺寸大。与热流计400相似，当热流计500设置于支撑结构中时，端面502A 可面向高压侧定向，且端面502B可面向低压端定向。所述高压侧和所述低压侧之间的压力 差防止或辅助防止热流计500在所述支撑结构内轴向移动。热流计500的其他方面通常对 应于热流计400并且本领域的技术人员在研宄此实用新型后将会理解。
[0046] 根据其他实施例，温度传感器还可沿多个方向配置于载体内，以便于沿多个方向 提供温度数据。例如，图6显示已公开的示例性的热流计600的透视图，热流计600包括立 方形载体602和多个传感器604。立方形载体602的每个面具有基本设置于每个面的中心 处的空腔。传感器604设置于对应的空腔内并且通过与上述粘合材料110相同或相似的粘 合材料606固定。
[0047] 因为传感器604多向分布在载体602中，当设置于支撑结构中时，热流计600可沿 多个方向提供温度数据，例如，A-A、B-B和C-C方向。沿着每个方向，热流计600可提供至少 三个温度数据点。例如，在A-A方向上，面602A上的传感器604提供面602A附近的温度， 面602B上的传感器604提供面602B附近的温度，并且设置于其他四个面上的至少一个传 感器604提供面602A和602B之间的中间部分的温度。因此，A-A方向上的温度梯度和热 传递参数可基于这些温度数据来确定。相似地，温度数据和热传递参数可沿其他方向测量。 热流计600的其他方面与热流计100-500的其他方面相同或相似，并且本领域的技术人员 在研宄此实用新型后将会理解。
[0048] 图7描绘另一个已公开的示例性的热流计700的透视图，热流计700包括立方形 载体702和设置于载体702的基本上各个角（S卩，顶点）处的多个传感器704。具体而言，载 体702的每个角的尖端被切掉以提供用于固定对应的传感器704的安装区域。与热流计 600相似，热流计700可沿多个方向提供温度数据。例如，热流计700可用于沿立方形载体 702的边缘，例如，A-A、B-B和C-C的方向测量温度梯度。此外，热流计700还可沿载体702 的每个面上的对角，例如，D-D方向，或沿载体702的不同面上的对角，例如，E-E方向，测量 温度数据。热流计700的其他方面与热流计100-600的其他方面相同或相似，并且本领域 的技术人员在阅读本实用新型后将会理解。
[0049] 图8A和图8B图示说明另一个已公开的示例性的热流计800,其包括球形载体802 和多个传感器804。具有球形形状的载体802包括在三个垂直方向，S卩，A-A、B-B和C-C方 向上形成的多个空腔808。此外，空腔808在三个方向上基本设置于载体802的大圆上并且 配置于两极中。因此，每对空腔808基本靠近球形载体802的一对对应点设置。传感器804 设置于空腔808内并通过与上述空腔108和粘合材料110相同或相似的粘合材料固定。 [0050] 根据另一个实施例，如图8B所描绘的，附加的传感器809可基本嵌入并固定于载 体802的中心。例如，载体802可被制造成两个单独的半球体。空腔808可在每个半球体 的中心形成以容纳传感器809。在所述半球体组合形成载体802之前，传感器809设置于其 中一个空腔中。
[0051] 当设置于支撑结构中时，热流计800可沿至少三个方向，S卩，A-A、B_B，和C-C方向 提供温度数据。在每个方向上，热流计800可提供至少三个温度数据点。例如，在A-A方向 上，温度数据可通过沿A-A方向设置在载体802的表面上的传感器804并且通过设置于载 体802的中心的传感器809收集。热流计800的其他方面与上述热流计100-700的其他方 面相同或相似，并且本领域的技术人员在研宄此实用新型后将会理解。
[0052] 工业实用性
[0053] 在需要此类测量的情况下，上文所公开的热流计100-800可以用于测量任何部件 中的温度梯度或热传递。例如，本文所公开的热流计可以在涡轮发动机的部件中使用（图 9A、图9B、图IOA和图10B)。在一个实施例中，热流计可安装在涡轮发动机燃烧器上以测量 燃烧室壁的热传递参数。图9A和图9B示出已公开的示例性的涡轮发动机燃烧器901，除 其他部件外，其包括大致对应于上文所公开的支撑结构的圆柱形燃烧室壁906。多个热流 计900，类似于上述那些热流计（100-800 )，被设置在燃烧器壁906内形成的空腔中。热流计 900可以或可以不以相等的间隔设置。此外，热流计900可沿燃烧器壁906的轴向（例如， A-A方向）和/或围绕燃烧器壁906沿周向方向（例如，B-B方向）配置。因此，在发动机运 行过程中，热流计900可用于在涡轮燃烧器壁906内的各个位置测量热传递参数，比如，温 度梯度。
[0054] 图10示出一种已公开的示例性的涡轮叶片1001的一部分和设置在涡轮叶片1001 的侧壁1006内的热流计1000。涡轮叶片1001是中空结构，其中，侧壁1006具有外表面 1006A和内表面1006B。热流计1000可表现为上述任何热流计（100-800)的形式，并设置 并固定在涡轮叶片1001的侧壁上形成的洞或孔内。在发动机运行期间，高压和高温气体流 动到涡轮叶片1001上，从而驱动涡轮叶片1001和涡轮轴（未示出）旋转。因此，涡轮叶片 1001的侧壁的外表面1006A和内表面1006B具有不同的温度。热流计1000被配置为提供 涡轮叶片1001的整个侧壁的温度变化以及提供温度数据，用于确定侧壁1006的热传递参 数。
[0055] 图11示出一种使用类似于上文所讨论的传感器（100-1000)的微型晶体温度传感 器来测量支撑结构中的热传递或热流的方法1100。根据方法1100,在步骤1102中，多个传 感器被设置在载体中以形成热流计。所述载体可对应于图IA-图IOB中所示的载体。传感 器可被放置于在载体的外表面，比如，顶面或侧壁上形成的空腔中。可选择地或另外地，传 感器也可放置于在载体内部形成的空腔中。传感器通过粘合材料固定在空腔内。当完全设 置在所述外表面上时，传感器与外表面基本齐平。
[0056] 在步骤1104中，在步骤1102中形成的热流计被设置在支撑结构中。所述支撑结 构可以是机械系统的任何部件，比如，涡轮发动机或内燃机，其中，温度参数是所关注的。在 将热流计设置在支撑结构中时，空腔或洞在其上形成。热流计可被放置到空腔或洞中，并通 过过盈配合固定。可选择地，热流计可通过图4B和图4C中所描绘的插入件固定。仍然可 选择地，热流计可通过填充在所述支撑结构的空腔或洞中的粘合材料固定。
[0057] 此外，当设置在所述支撑结构内时，热流计被定向成使得传感器沿待测量的热传 递的方向放置。例如，热流计可被放置在图9A和图9B中所描绘的燃烧室的侧壁中，热流计 被定向成使得至少一个传感器邻近侧壁的外表面放置，且至少一个其他传感器邻近侧壁的 的内表面放置。同样地，对于图IOA中所描绘的涡轮叶片，热流计被定向成使得至少一个传 感器邻近叶片的外表面放置，且至少一个其他传感器邻近叶片的内表面放置。
[0058] 在步骤1106中，机械系统或装置被操作，以便使支撑结构和设置在其上的热流计 处于操作条件下。在所述操作条件下，温度梯度在支撑结构中产生。例如，图9A和图9B中 所描绘的燃烧室的侧壁的外表面和内表面在运行过程中可具有不同的温度。同样地，图IOA 中所描绘的涡轮叶片的整个侧壁上也可产生温度梯度。
[0059] 在步骤1108中，晶体温度传感器产生的信号由信号检测器接收。如上文所讨论 的，晶体温度传感器根据由传感器感测到的温度发射电磁辐射。电磁辐射的强度指示感测 到的温度。信号检测器可捕获由热流计的各个传感器产生的电磁辐射并将辐射信号转换为 温度测量值。因此，各个传感器感测到的温度可基于由检测器提供的测量值来确定。
[0060] 根据又一个实施例，在温度传感器从热流计中移除之后，温度信号可从温度传感 器收集。具体而言，在所述支撑结构达到其操作条件后，热流计从支撑结构中移除。然后， 热流计的传感器从载体中移除，例如，通过应用上述水基溶剂。由于温度传感器能在从所述 支撑结构中移除后保留温度信息，温度信息可由传感器通过使用远程检测器来收集，即使 在热流计从支撑结构中移除后也是如此。根据另一个实施例，由各个传感器提供的温度信 号可以是特定时间的瞬时温度、某个时间间隔内的最大或最小温度，或时间间隔内的平均 温度。
[0061] 在步骤1110中，整个支撑结构上的温度梯度和热流基于各个传感器测得的温度 参数来确定。例如，热流可根据下面的公式来确定：
[0062]

【权利要求】
1. 一种用于测量支撑结构（106)的温度参数的热流计（100)，其特征在于，包含： 载体（102)，包括至少一个接收部（108);以及 多个温度传感器（1〇4Α，104Β)，设置于所述至少一个接收部内且通过粘合介质（110) 固定于所述接收部，所述温度传感器沿所述载体的至少一个方向分布且被配置成通过与各 个所述温度传感器经受的温度对应的微观结构变化来测量和记录温度信息； 所述至少一个接收部包括在载体的两端设置于载体的表面内的两个接收部，且所述温 度传感器和粘合介质与载体的各个表面形成齐平表面。2. 如权利要求1所述的热流计，其特征在于，进一步包括基本上设置在载体的两端之 间的载体的中间部分中的所述多个温度传感器中的一个。3. 如权利要求1所述的热流计，其特征在于，载体具有圆柱体形状。4. 如权利要求1所述的热流计，其特征在于： 载体具有立方体形状；且 所述温度传感器基本上靠近载体的各个顶点设置。5. 如权利要求1所述的热流计，其特征在于： 载体具有球形； 所述温度传感器中的至少一个基本上设置在载体的中心；且 所述温度传感器中的至少两个基本上设置在载体的两极。6. 如权利要求1所述的热流计，其特征在于： 载体具有包括串联连接在一起的第一圆柱形部分和第二圆柱形部分的塞子形；且 第一圆柱形部分的径向尺寸大于第二圆柱形部分的径向尺寸。7. 如权利要求1所述的热流计，其特征在于： 所述温度传感器包括至少一个頂TK晶体传感器，所述温度传感器被配置成记录所述 温度传感器所经受的最大温度，且通过发射电磁信号将最大温度无线传输至检测器； 载体由金属或金属合金制成。8. -种通过燃气涡轮发动机的支撑结构（106)测量热流的系统，其特征在于，包含： 空腔，在所述燃气涡轮发动机的支撑结构的表面上形成；以及如权利要求1至7中任一 项所述的热流计（100)，所述热流计（100)设置于所述空腔内。
【文档编号】G01K3-04GK204269242SQ201390000234
【发明者】金永元, L·O·阿雷拉诺 [申请人]索拉透平公司