JPH09210614A - 薄膜歪ゲージ - Google Patents
薄膜歪ゲージInfo
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- JPH09210614A JPH09210614A JP1519196A JP1519196A JPH09210614A JP H09210614 A JPH09210614 A JP H09210614A JP 1519196 A JP1519196 A JP 1519196A JP 1519196 A JP1519196 A JP 1519196A JP H09210614 A JPH09210614 A JP H09210614A
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Landscapes
- Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 厚みが薄く蒸気の流れに影響を与えず、長時
間の実負荷運転時にも継続して歪計測ができ、蒸気の侵
入による絶縁低下を生じない歪ゲージを実現する。 【解決手段】 歪計測対象である金属１表面に下部絶縁
膜２、両側部に薄膜配線８が設けられた歪ゲージ膜３、
上部絶縁膜４、Ｃｒ保護膜９及びＴｉＮ保護膜１０が順
次成膜されて形成されたことによって、従来の歪ゲージ
に比べてその厚みが大幅に減少したため、より実運転状
態に近い条件での歪計測ができ、計測精度の向上が可能
になるとともに、高い耐エロージョン特性を得ることが
可能となる。また、Ｃｒ膜９ａを介してＴｉＮ保護膜１
０に銀ろう付け１１され電極取り出し部１４を覆う保護
カバー５を設けたことによって、電極取り出し部１４内
への水分の侵入の防止が可能となり、良好な絶縁性の維
持が可能となる。
間の実負荷運転時にも継続して歪計測ができ、蒸気の侵
入による絶縁低下を生じない歪ゲージを実現する。 【解決手段】 歪計測対象である金属１表面に下部絶縁
膜２、両側部に薄膜配線８が設けられた歪ゲージ膜３、
上部絶縁膜４、Ｃｒ保護膜９及びＴｉＮ保護膜１０が順
次成膜されて形成されたことによって、従来の歪ゲージ
に比べてその厚みが大幅に減少したため、より実運転状
態に近い条件での歪計測ができ、計測精度の向上が可能
になるとともに、高い耐エロージョン特性を得ることが
可能となる。また、Ｃｒ膜９ａを介してＴｉＮ保護膜１
０に銀ろう付け１１され電極取り出し部１４を覆う保護
カバー５を設けたことによって、電極取り出し部１４内
への水分の侵入の防止が可能となり、良好な絶縁性の維
持が可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、タービン翼の歪計
測等に適用される薄膜歪ゲージに関する。
測等に適用される薄膜歪ゲージに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のタービンブレードの歪計測に適用
される薄膜歪ゲージを図３に示す。図３に示す従来の薄
膜歪ゲージは、タービンブレード１表面に形成されるも
のであり、以下、その形成要領について説明する。
される薄膜歪ゲージを図３に示す。図３に示す従来の薄
膜歪ゲージは、タービンブレード１表面に形成されるも
のであり、以下、その形成要領について説明する。
【０００３】まず、歪計測の対象となるタービンブレー
ド１表面を０．２μｍ以下の表面粗さとなるまでの研磨
を行なう。次に、この鏡面研磨したタービンブレード１
をスパッタ蒸着等のための高真空チャンバーに取り付
け、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 等からなる下部絶縁膜２を約
２〜３μｍ成膜し、タービンブレード１表面を電気的に
１００ＭΩ以上の高抵抗に絶縁する。
ド１表面を０．２μｍ以下の表面粗さとなるまでの研磨
を行なう。次に、この鏡面研磨したタービンブレード１
をスパッタ蒸着等のための高真空チャンバーに取り付
け、Ａｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＯ2 等からなる下部絶縁膜２を約
２〜３μｍ成膜し、タービンブレード１表面を電気的に
１００ＭΩ以上の高抵抗に絶縁する。
【０００４】次に、この下部絶縁膜２によって絶縁され
たタービンブレード１表面の歪計測を行いたい場所に、
Ｎｉ−Ｃｒ等の金属膜３を約１μｍ以下の厚みで成膜す
る。このＮｉ−Ｃｒ等の金属膜３は、Ａｌ2 Ｏ3 等の絶
縁膜と同様、スパッタ蒸着技術等で成膜される。次に、
成膜されたＮｉ−Ｃｒ膜に歪ゲージとしての機能を持た
せるため、フォトリソ技術、エッチング技術等により、
図に示すようにくし形状の歪ゲージパターンに加工す
る。
たタービンブレード１表面の歪計測を行いたい場所に、
Ｎｉ−Ｃｒ等の金属膜３を約１μｍ以下の厚みで成膜す
る。このＮｉ−Ｃｒ等の金属膜３は、Ａｌ2 Ｏ3 等の絶
縁膜と同様、スパッタ蒸着技術等で成膜される。次に、
成膜されたＮｉ−Ｃｒ膜に歪ゲージとしての機能を持た
せるため、フォトリソ技術、エッチング技術等により、
図に示すようにくし形状の歪ゲージパターンに加工す
る。
【０００５】乾燥雰囲気中での歪計測の場合は、上記の
Ａｌ2 Ｏ3 絶縁膜２、Ｎｉ−Ｃｒ歪ゲージ膜３の２層構
造によりタービンブレード１表面の歪計測は可能である
が、蒸気タービンの場合は、蒸気による絶縁低下の抑制
と蒸気が水分に近い状態になるためのドレインアタック
からの保護対策が必要となる。
Ａｌ2 Ｏ3 絶縁膜２、Ｎｉ−Ｃｒ歪ゲージ膜３の２層構
造によりタービンブレード１表面の歪計測は可能である
が、蒸気タービンの場合は、蒸気による絶縁低下の抑制
と蒸気が水分に近い状態になるためのドレインアタック
からの保護対策が必要となる。
【０００６】従来の薄膜歪ゲージにおいては、この対策
として、前記のＮｉ−Ｃｒ歪ゲージ膜３の上に表面絶縁
用のＡｌ2 Ｏ3 膜をスパッタ蒸着等により約〜１μｍ成
膜し、上部絶縁膜４を形成していた。
として、前記のＮｉ−Ｃｒ歪ゲージ膜３の上に表面絶縁
用のＡｌ2 Ｏ3 膜をスパッタ蒸着等により約〜１μｍ成
膜し、上部絶縁膜４を形成していた。
【０００７】絶縁低下に対しては、ある程度はこの上部
絶縁膜４で対応できるが、Ａｌ2 Ｏ 3 膜はドレインアタ
ックに対しては十分な耐久性を有しないため、更に、ド
レインアタック対策として、上部絶縁膜４の上に０．２
mm厚程度のＳＵＳ板０５によるカバーリングを行ってい
た。ＳＵＳ板０５の固定方法は、タービンブレード１と
のスポット溶接６により行なう。
絶縁膜４で対応できるが、Ａｌ2 Ｏ 3 膜はドレインアタ
ックに対しては十分な耐久性を有しないため、更に、ド
レインアタック対策として、上部絶縁膜４の上に０．２
mm厚程度のＳＵＳ板０５によるカバーリングを行ってい
た。ＳＵＳ板０５の固定方法は、タービンブレード１と
のスポット溶接６により行なう。
【０００８】このため、スポット溶接６を行なう部分の
下部絶縁膜２は、予め剥離しておくか、成膜の際にマス
キング等を行って付着しないようにし、タービンブレー
ド１との導通が取れる状態にしていた。また、蒸気侵入
に伴う絶縁低下を防止するため、ＳＵＳ板０５と上部絶
縁膜４との間に高温用接着剤７を充填した構造にしてい
た。
下部絶縁膜２は、予め剥離しておくか、成膜の際にマス
キング等を行って付着しないようにし、タービンブレー
ド１との導通が取れる状態にしていた。また、蒸気侵入
に伴う絶縁低下を防止するため、ＳＵＳ板０５と上部絶
縁膜４との間に高温用接着剤７を充填した構造にしてい
た。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来の薄膜歪ゲージに
おいては、以下の課題があった。即ち、接着剤とＳＵＳ
板とを合わせた厚みが数mm程度となっていたため、この
厚みが蒸気の流れに影響を与え、正確なタービンブレー
ド単体の歪発生の状況をモニタリングすることができな
かった。
おいては、以下の課題があった。即ち、接着剤とＳＵＳ
板とを合わせた厚みが数mm程度となっていたため、この
厚みが蒸気の流れに影響を与え、正確なタービンブレー
ド単体の歪発生の状況をモニタリングすることができな
かった。
【００１０】また、耐久性の面では、０．２mm程度の厚
みのＳＵＳ板では、１年〜２年間の実負荷運転の場合の
モニタリングには使うことができず、あくまでも数１０
時間程度の試験計測用の耐久性しか得ることができなか
った。更に、絶縁向上用の接着剤は、遠心力の影響が薄
膜の表面絶縁膜上にせん断応力として働くため、薄膜歪
ゲージの耐久性低下の一要因となっていた。
みのＳＵＳ板では、１年〜２年間の実負荷運転の場合の
モニタリングには使うことができず、あくまでも数１０
時間程度の試験計測用の耐久性しか得ることができなか
った。更に、絶縁向上用の接着剤は、遠心力の影響が薄
膜の表面絶縁膜上にせん断応力として働くため、薄膜歪
ゲージの耐久性低下の一要因となっていた。
【００１１】また、接着剤の充填だけでは蒸気の侵入を
歩留り良く防止することができず、特に、ＭＩケーブル
との接続部では蒸気侵入に伴う絶縁低下が課題となって
いた。本発明は上記の課題を解決しようとするものであ
る。
歩留り良く防止することができず、特に、ＭＩケーブル
との接続部では蒸気侵入に伴う絶縁低下が課題となって
いた。本発明は上記の課題を解決しようとするものであ
る。
【００１２】
（１） 請求項１に記載の発明に係る薄膜歪ゲージは、
鏡面研磨された歪計測対象の金属表面に成膜された下部
絶縁膜、同下部絶縁膜上に成膜された帯状の歪ゲージ
膜、同歪ゲージ膜の両側部に接して上記下部絶縁膜上に
それぞれ成膜されて形成された薄膜配線、同薄膜配線と
上記歪ゲージ膜の上に成膜された上部絶縁膜、同上部絶
縁膜上に成膜されたＣｒ保護膜、および同Ｃｒ保護膜上
に成膜されたＴｉＮ保護膜により形成されたことを特徴
としている。
鏡面研磨された歪計測対象の金属表面に成膜された下部
絶縁膜、同下部絶縁膜上に成膜された帯状の歪ゲージ
膜、同歪ゲージ膜の両側部に接して上記下部絶縁膜上に
それぞれ成膜されて形成された薄膜配線、同薄膜配線と
上記歪ゲージ膜の上に成膜された上部絶縁膜、同上部絶
縁膜上に成膜されたＣｒ保護膜、および同Ｃｒ保護膜上
に成膜されたＴｉＮ保護膜により形成されたことを特徴
としている。
【００１３】上記において、下部絶縁膜、歪ゲージ膜、
薄膜配線及び上部絶縁膜は、それぞれスパッタ蒸着等に
より成膜されるものであり、それぞれの厚みは、１〜６
μｍ、１μｍ以下、０．２〜２μｍ、２〜６μｍであ
る。また、Ｃｒ保護膜及びＴｉＮ保護膜は、それぞれイ
オンプレーティング技術等の成膜技術により成膜される
ものであり、それぞれの厚みは、１〜３μｍ、３〜１０
μｍである。
薄膜配線及び上部絶縁膜は、それぞれスパッタ蒸着等に
より成膜されるものであり、それぞれの厚みは、１〜６
μｍ、１μｍ以下、０．２〜２μｍ、２〜６μｍであ
る。また、Ｃｒ保護膜及びＴｉＮ保護膜は、それぞれイ
オンプレーティング技術等の成膜技術により成膜される
ものであり、それぞれの厚みは、１〜３μｍ、３〜１０
μｍである。
【００１４】そのため、本実施形態に係る薄膜歪ゲージ
は、その厚みが２０μｍ以下であり、蒸気等の流体に対
してほとんど影響を与えず、その厚みが１mm以上であっ
た従来の歪ゲージと比較した場合、より実運転状態に近
い条件で歪計測を行うことができ、計測精度の向上が可
能となる。
は、その厚みが２０μｍ以下であり、蒸気等の流体に対
してほとんど影響を与えず、その厚みが１mm以上であっ
た従来の歪ゲージと比較した場合、より実運転状態に近
い条件で歪計測を行うことができ、計測精度の向上が可
能となる。
【００１５】また、上記下部絶縁膜、歪ゲージ膜、薄膜
配線及び上部絶縁膜により形成される歪計測部は、硬度
の高いＴｉＮ保護膜により保護されているため、従来の
ＳＵＳ板によって保護されていた歪ゲージに比べて、タ
ービン等の実負荷運転時におけるドレインアタックによ
るエロージョンに対する耐力の大幅向上が可能となる。
配線及び上部絶縁膜により形成される歪計測部は、硬度
の高いＴｉＮ保護膜により保護されているため、従来の
ＳＵＳ板によって保護されていた歪ゲージに比べて、タ
ービン等の実負荷運転時におけるドレインアタックによ
るエロージョンに対する耐力の大幅向上が可能となる。
【００１６】更に、上記ＴｉＮ保護膜は、金属とのなじ
みがよいＣｒ保護膜を介して上記歪計測部に接合されて
いるため、歪計測部への良好な密着性を維持することが
できる。
みがよいＣｒ保護膜を介して上記歪計測部に接合されて
いるため、歪計測部への良好な密着性を維持することが
できる。
【００１７】（２） 請求項２に記載の発明は、上記発
明（１）に記載の薄膜歪ゲージにおいて、外部電線が接
続される薄膜配線の終端部に形成され上部絶縁膜とＣｒ
保護膜とＴｉＮ保護膜が成膜されない電極取り出し部、
同電極取り出し部周辺の上記ＴｉＮ保護膜上に成膜され
たＣｒ膜、および上記電極取り出し部と外部電線の端部
を覆うように配設されその周辺部が上記Ｃｒ膜と銀ろう
付けされた保護カバーを備えたことを特徴としている。
明（１）に記載の薄膜歪ゲージにおいて、外部電線が接
続される薄膜配線の終端部に形成され上部絶縁膜とＣｒ
保護膜とＴｉＮ保護膜が成膜されない電極取り出し部、
同電極取り出し部周辺の上記ＴｉＮ保護膜上に成膜され
たＣｒ膜、および上記電極取り出し部と外部電線の端部
を覆うように配設されその周辺部が上記Ｃｒ膜と銀ろう
付けされた保護カバーを備えたことを特徴としている。
【００１８】本発明においては、上記発明（１）に加え
て電極取り出し部、Ｃｒ膜及び保護カバーが設けられて
いるため、上記発明（１）の作用に加えて、薄膜歪ゲー
ジと外部電線との確実な接続が容易となる。
て電極取り出し部、Ｃｒ膜及び保護カバーが設けられて
いるため、上記発明（１）の作用に加えて、薄膜歪ゲー
ジと外部電線との確実な接続が容易となる。
【００１９】また、保護カバーは、その周辺部が金属と
のなじみがよいＣｒ膜を介してＴｉＮ保護膜に銀ろう付
けされるため、良好なシール性を確保することができ、
電極取り出し部の内部への水分の侵入を防止することが
でき、良好な絶縁性を維持することが可能となる。
のなじみがよいＣｒ膜を介してＴｉＮ保護膜に銀ろう付
けされるため、良好なシール性を確保することができ、
電極取り出し部の内部への水分の侵入を防止することが
でき、良好な絶縁性を維持することが可能となる。
【００２０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態に係る薄膜
歪ゲージについて、図１及び図２により説明する。な
お、本実施形態はタービンブレードに適用された場合で
ある。
歪ゲージについて、図１及び図２により説明する。な
お、本実施形態はタービンブレードに適用された場合で
ある。
【００２１】図１及び図２に示す本実施形態に係る薄膜
歪ゲージは、鏡面研磨されたタービンブレード１表面に
帯状に形成されＡｌ2 Ｏ3 等からなる下部絶縁膜２、同
下部絶縁膜２上に帯状に形成されＮｉ−Ｃｒ等からなる
歪ゲージ膜３、同歪ゲージ膜３の両側部に接して上記下
部絶縁膜２上に形成されＮｉ−Ｃｕからなる２条の薄膜
配線８、同薄膜配線８と上記歪ゲージ膜３上に形成され
Ａｌ2 Ｏ3 等からなり上記薄膜配線８の終端部に電極取
り出し部１４が形成された上部絶縁膜４、同上部絶縁膜
４上に形成されたＣｒ膜９、同Ｃｒ膜９上に形成された
ＴｉＮ膜１０、同ＴｉＮ膜１０上の電極取り出し部１４
周辺に形成されたＣｒ膜９ａ、および上記薄膜配線８の
終端部近傍にその端部が固定された外部ケーブルである
ＭＩケーブル１２の端部と上記電極取り出し部１４を覆
うように配設されその周辺部が上記Ｃｒ膜９ａと銀ろう
付け１１された保護カバーであるＳＵＳ板５を備えてい
る。
歪ゲージは、鏡面研磨されたタービンブレード１表面に
帯状に形成されＡｌ2 Ｏ3 等からなる下部絶縁膜２、同
下部絶縁膜２上に帯状に形成されＮｉ−Ｃｒ等からなる
歪ゲージ膜３、同歪ゲージ膜３の両側部に接して上記下
部絶縁膜２上に形成されＮｉ−Ｃｕからなる２条の薄膜
配線８、同薄膜配線８と上記歪ゲージ膜３上に形成され
Ａｌ2 Ｏ3 等からなり上記薄膜配線８の終端部に電極取
り出し部１４が形成された上部絶縁膜４、同上部絶縁膜
４上に形成されたＣｒ膜９、同Ｃｒ膜９上に形成された
ＴｉＮ膜１０、同ＴｉＮ膜１０上の電極取り出し部１４
周辺に形成されたＣｒ膜９ａ、および上記薄膜配線８の
終端部近傍にその端部が固定された外部ケーブルである
ＭＩケーブル１２の端部と上記電極取り出し部１４を覆
うように配設されその周辺部が上記Ｃｒ膜９ａと銀ろう
付け１１された保護カバーであるＳＵＳ板５を備えてい
る。
【００２２】次に、タービンブレード１上に形成される
本実施例に係る薄膜歪ゲージの形成要領について説明す
る。まず、タービンブレード１の表面を、０．２μｍ以
下の表面粗さに鏡面研磨する。
本実施例に係る薄膜歪ゲージの形成要領について説明す
る。まず、タービンブレード１の表面を、０．２μｍ以
下の表面粗さに鏡面研磨する。
【００２３】鏡面研磨されたタービンブレード１表面に
形成される下部絶縁膜２は、スパッタ蒸着によりＡｌ2
Ｏ3 膜を４μｍ成膜することにより形成し、更に、その
上にＮｉ−Ｃｒを０．２μｍスパッタ蒸着することによ
り歪ゲージ膜３を成膜する。成膜した歪ゲージ膜３は、
図に示すようなゲージパターンにエッチング加工し、歪
検出の際の感度向上を図っている。
形成される下部絶縁膜２は、スパッタ蒸着によりＡｌ2
Ｏ3 膜を４μｍ成膜することにより形成し、更に、その
上にＮｉ−Ｃｒを０．２μｍスパッタ蒸着することによ
り歪ゲージ膜３を成膜する。成膜した歪ゲージ膜３は、
図に示すようなゲージパターンにエッチング加工し、歪
検出の際の感度向上を図っている。
【００２４】歪ゲージ膜３の配線パターン上部には、Ｎ
ｉ−Ｃｕ膜を薄膜配線８としてスパッタ蒸着により１μ
ｍ成膜する。更に、歪ゲージ膜３と薄膜配線８の上に下
部絶縁膜２と同様にスパッタ蒸着によりＡｌ2 Ｏ3 膜を
５μｍ成膜し、上部絶縁膜４を形成する。
ｉ−Ｃｕ膜を薄膜配線８としてスパッタ蒸着により１μ
ｍ成膜する。更に、歪ゲージ膜３と薄膜配線８の上に下
部絶縁膜２と同様にスパッタ蒸着によりＡｌ2 Ｏ3 膜を
５μｍ成膜し、上部絶縁膜４を形成する。
【００２５】次に、上部絶縁膜４の上にＣｒ膜９を３μ
ｍイオンプレーティング技術によって成膜し、更に、Ｃ
ｒ膜９の上にＴｉＮ膜１０を同じくイオンプレーティン
グ技術によって約１０μｍの厚みに成膜する。
ｍイオンプレーティング技術によって成膜し、更に、Ｃ
ｒ膜９の上にＴｉＮ膜１０を同じくイオンプレーティン
グ技術によって約１０μｍの厚みに成膜する。
【００２６】なお、上部絶縁膜４、Ｃｒ膜９及びＴｉＮ
膜１０の成膜に際しては、その部分が成膜されないよう
にマスキングを施して成膜し、電極取り出し部１４を形
成している。また、電極取り出し部１４周辺のＴｉＮ膜
１０の上には、銀ろう付け１１が可能となるようにＣｒ
膜９ａを成膜している。
膜１０の成膜に際しては、その部分が成膜されないよう
にマスキングを施して成膜し、電極取り出し部１４を形
成している。また、電極取り出し部１４周辺のＴｉＮ膜
１０の上には、銀ろう付け１１が可能となるようにＣｒ
膜９ａを成膜している。
【００２７】上記Ｃｒ膜９ａの成膜後は、ＭＩケーブル
１２の芯線の先端と電極取り出し部１４の薄膜配線８と
を高温ハンダ１３により接続する。次に、電極取り出し
部１４の上部にＳＵＳ板５を配設し、スポット溶接６に
より固定し、ＳＵＳ板５の周辺を銀ろう付け１１でシー
ルし、薄膜歪ゲージの形成を完了する。
１２の芯線の先端と電極取り出し部１４の薄膜配線８と
を高温ハンダ１３により接続する。次に、電極取り出し
部１４の上部にＳＵＳ板５を配設し、スポット溶接６に
より固定し、ＳＵＳ板５の周辺を銀ろう付け１１でシー
ルし、薄膜歪ゲージの形成を完了する。
【００２８】上記において、下部絶縁膜２の成膜前にタ
ービンブレード１の表面を鏡面研磨しているが、これは
タービンブレード１の表面に成膜される薄膜の密着性の
向上を図るためである。
ービンブレード１の表面を鏡面研磨しているが、これは
タービンブレード１の表面に成膜される薄膜の密着性の
向上を図るためである。
【００２９】上記下部絶縁膜２、歪ゲージ膜３及び上部
絶縁膜４は、タービンブレード１の歪計測のために成膜
されるものであるが、上部絶縁膜４の上に成膜されるＣ
ｒ膜９とＴｉＮ膜１０は、上記薄膜２，３，４が積層さ
れて形成された歪計測部をドレインアタックによるエロ
ージョンから保護するための保護膜として設けられるも
のである。
絶縁膜４は、タービンブレード１の歪計測のために成膜
されるものであるが、上部絶縁膜４の上に成膜されるＣ
ｒ膜９とＴｉＮ膜１０は、上記薄膜２，３，４が積層さ
れて形成された歪計測部をドレインアタックによるエロ
ージョンから保護するための保護膜として設けられるも
のである。
【００３０】上記ＴｉＮ膜１０は、ビッカース硬さが約
２０００以上であり、２年以上の長期間にわたる実負荷
運転でタービンブレード１の歪計測を行う場合にも、ド
レインアタックによるエロージョンを回避し、蒸気の侵
入を防ぐことができる。
２０００以上であり、２年以上の長期間にわたる実負荷
運転でタービンブレード１の歪計測を行う場合にも、ド
レインアタックによるエロージョンを回避し、蒸気の侵
入を防ぐことができる。
【００３１】上記Ｃｒ膜９は、ビッカース硬さが約１０
００程度であり、１年以上の長期にわたるドレインアタ
ックには耐えることができないが、金属とのなじみがよ
いため、上記ＴｉＮ膜１０の上部絶縁膜９への密着性を
向上させることができる。
００程度であり、１年以上の長期にわたるドレインアタ
ックには耐えることができないが、金属とのなじみがよ
いため、上記ＴｉＮ膜１０の上部絶縁膜９への密着性を
向上させることができる。
【００３２】上記ＳＵＳ板５は、薄膜配線８とＭＩケー
ブル１２の接続部を保護するものであるが、スポット溶
接６により固定された後、その周辺が金属となじみがよ
いＣｒ膜９ａと銀ろう付け１１されてシールされるた
め、内部へ水分が侵入することがなく、絶縁劣化を防止
することができる。なお、上記ＳＵＳ板５は、図２に示
すようにタービンブレード１の根元の側面に設けられる
ため、ドレインアタックの影響はなく、接着剤を使わな
いために遠心力の影響も小さく、十分に信頼性を確保す
ることができる。
ブル１２の接続部を保護するものであるが、スポット溶
接６により固定された後、その周辺が金属となじみがよ
いＣｒ膜９ａと銀ろう付け１１されてシールされるた
め、内部へ水分が侵入することがなく、絶縁劣化を防止
することができる。なお、上記ＳＵＳ板５は、図２に示
すようにタービンブレード１の根元の側面に設けられる
ため、ドレインアタックの影響はなく、接着剤を使わな
いために遠心力の影響も小さく、十分に信頼性を確保す
ることができる。
【００３３】本実施形態に係る薄膜歪ゲージを用いて行
われるタービンブレード１の歪計測は、次のように行わ
れる。タービンブレード１表面に歪が生じた場合、その
歪は下部絶縁膜２を介して歪ゲージ膜３に伸び歪又は圧
縮歪として伝達され、これにより歪ゲージ膜３の抵抗値
が変化する。
われるタービンブレード１の歪計測は、次のように行わ
れる。タービンブレード１表面に歪が生じた場合、その
歪は下部絶縁膜２を介して歪ゲージ膜３に伸び歪又は圧
縮歪として伝達され、これにより歪ゲージ膜３の抵抗値
が変化する。
【００３４】この変化は、タービンブレード１表面の歪
に対応するものであり、この抵抗値の変化をＭＩケーブ
ル１２の出力側で測定することにより、タービンブレー
ド１の歪計測が可能となる。
に対応するものであり、この抵抗値の変化をＭＩケーブ
ル１２の出力側で測定することにより、タービンブレー
ド１の歪計測が可能となる。
【００３５】本実施形態においては、その厚みが保護膜
を含めてわずか２０μｍ以下であり、蒸気等の流体に対
してほとんど影響を与えない形状のため、従来の厚みが
１mm以上の歪ゲージと比較して、より実運転状態に近い
条件で歪計測を行うことができ、計測精度の向上を図る
ことができた。
を含めてわずか２０μｍ以下であり、蒸気等の流体に対
してほとんど影響を与えない形状のため、従来の厚みが
１mm以上の歪ゲージと比較して、より実運転状態に近い
条件で歪計測を行うことができ、計測精度の向上を図る
ことができた。
【００３６】また、従来のＳＵＳ板により保護された歪
ゲージは、２年以上にわたる蒸気タービンの連続運転の
場合には、ドレインアタックによってＳＵＳ板が破壊さ
れ、歪計測部を保護することができなかった。しかしな
がら、本実施形態の場合には、Ｃｒ膜とＴｉＮ膜を組み
合わせて保護膜を形成したため、わずか１０μｍ程度の
厚みにもかヽわらず、耐ドレインアタックに優れた保護
構造を形成することができた。
ゲージは、２年以上にわたる蒸気タービンの連続運転の
場合には、ドレインアタックによってＳＵＳ板が破壊さ
れ、歪計測部を保護することができなかった。しかしな
がら、本実施形態の場合には、Ｃｒ膜とＴｉＮ膜を組み
合わせて保護膜を形成したため、わずか１０μｍ程度の
厚みにもかヽわらず、耐ドレインアタックに優れた保護
構造を形成することができた。
【００３７】
【発明の効果】本発明の薄膜歪ゲージは、歪計測対象で
ある金属表面に下部絶縁膜、両側部に薄膜配線が設けら
れた歪ゲージ膜、上部絶縁膜、Ｃｒ保護膜及びＴｉＮ保
護膜が順次成膜されて形成されたことによって、従来の
歪ゲージに比べてその厚みが大幅に減少したため、より
実運転状態に近い条件での歪計測ができ、計測精度の向
上が可能になるとともに、高い耐エロージョン特性を得
ることが可能となる。また、Ｃｒ膜を介してＴｉＮ保護
膜に銀ろう付けされ電極取り出し部を覆う保護カバーを
設けたことによって、電極取り出し部内への水分の侵入
の防止が可能となり、良好な絶縁性の維持が可能とな
る。
ある金属表面に下部絶縁膜、両側部に薄膜配線が設けら
れた歪ゲージ膜、上部絶縁膜、Ｃｒ保護膜及びＴｉＮ保
護膜が順次成膜されて形成されたことによって、従来の
歪ゲージに比べてその厚みが大幅に減少したため、より
実運転状態に近い条件での歪計測ができ、計測精度の向
上が可能になるとともに、高い耐エロージョン特性を得
ることが可能となる。また、Ｃｒ膜を介してＴｉＮ保護
膜に銀ろう付けされ電極取り出し部を覆う保護カバーを
設けたことによって、電極取り出し部内への水分の侵入
の防止が可能となり、良好な絶縁性の維持が可能とな
る。
【図１】本発明の実施の一形態に係る薄膜歪ゲージの説
明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面断面図であ
る。
明図で、（ａ）は側面断面図、（ｂ）は平面断面図であ
る。
【図２】上記一実施形態に係る薄膜歪ゲージが適用され
たタービンブレードの斜視図である。
たタービンブレードの斜視図である。
【図３】従来の薄膜歪ゲージの説明図で、（ａ）は側面
断面図、（ｂ）は平面断面図である。
断面図、（ｂ）は平面断面図である。
１ タービンブレード ２ 下部絶縁膜（Ａｌ2 Ｏ3 ） ３ 歪ゲージ膜（Ｎｉ−Ｃｒ） ４ 上部絶縁膜（Ａｌ2 Ｏ3 ） ５ ＳＵＳ板 ６ スポット溶接 ８ 薄膜配線（Ｎｉ−Ｃｕ） ９，９ａ Ｃｒ膜 １０ ＴｉＮ膜 １１ 銀ろう付け １２ ＭＩケーブル １３ 高温ハンダ １４ 電極取り出し部
Claims (2)
- 【請求項１】 鏡面研磨された歪計測対象の金属表面に
成膜された下部絶縁膜、同下部絶縁膜上に成膜された帯
状の歪ゲージ膜、同歪ゲージ膜の両側部に接して上記下
部絶縁膜上にそれぞれ成膜されて形成された薄膜配線、
同薄膜配線と上記歪ゲージ膜の上に成膜された上部絶縁
膜、同上部絶縁膜上に成膜されたＣｒ保護膜、および同
Ｃｒ保護膜上に成膜されたＴｉＮ保護膜により形成され
たことを特徴とする薄膜歪ゲージ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の薄膜歪ゲージにおい
て、外部電線が接続される薄膜配線の終端部に形成され
上部絶縁膜とＣｒ保護膜とＴｉＮ保護膜が成膜されない
電極取り出し部、同電極取り出し部周辺の上記ＴｉＮ保
護膜上に成膜されたＣｒ膜、および上記電極取り出し部
と外部電線の端部を覆うように配設されその周辺部が上
記Ｃｒ膜と銀ろう付けされた保護カバーを備えたことを
特徴とする薄膜歪ゲージ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1519196A JPH09210614A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 薄膜歪ゲージ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1519196A JPH09210614A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 薄膜歪ゲージ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09210614A true JPH09210614A (ja) | 1997-08-12 |
Family
ID=11881966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1519196A Withdrawn JPH09210614A (ja) | 1996-01-31 | 1996-01-31 | 薄膜歪ゲージ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09210614A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010500764A (ja) * | 2006-08-07 | 2010-01-07 | セミ−フォトニクス カンパニー リミテッド | 複数の半導体ダイを分離する方法 |
| JP2020067342A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | グローリー株式会社 | 磁気検出装置、紙葉類識別装置及び紙葉類処理装置 |
| CN111758012A (zh) * | 2017-12-28 | 2020-10-09 | 美蓓亚三美株式会社 | 应变片及传感器模块 |
-
1996
- 1996-01-31 JP JP1519196A patent/JPH09210614A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010500764A (ja) * | 2006-08-07 | 2010-01-07 | セミ−フォトニクス カンパニー リミテッド | 複数の半導体ダイを分離する方法 |
| CN111758012A (zh) * | 2017-12-28 | 2020-10-09 | 美蓓亚三美株式会社 | 应变片及传感器模块 |
| CN111758012B (zh) * | 2017-12-28 | 2022-11-25 | 美蓓亚三美株式会社 | 应变片及传感器模块 |
| JP2020067342A (ja) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | グローリー株式会社 | 磁気検出装置、紙葉類識別装置及び紙葉類処理装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030401 |