高温剪切型振动传感器基于兰加石的压电晶体
Xiaorui Liang1,2,3, Wenhua Cheng1,2, Shuang Li1,2
1State Key Laboratory of Dynamic Measurement Technology, North University of China, Taiyuan, 030051, China.
Heliyon
|October 21, 2024
概括
一个新的Langasite (LGS) 剪切振动传感器在750°C时监测飞机发动机结构. 这种高温传感器通过可靠的实时振动数据确保飞行安全,即使在恶劣的条件下.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机械工程 机械工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 飞机发动机在极端温度和极端速度下运行,需要实时对振动进行监测,以确保飞行安全.
- 现有的传感器面临干扰问题,降低了效率和设备寿命.
- 高温结构监测对于在苛刻的环境中防止故障至关重要.
研究的目的:
- 设计和生产一种切削振动传感器,能够在750°C时实时监测结构.
- 为了评估开发的传感器的高温性能和可靠性.
- 通过分离温度效应,提出一种准确测量加速度的方法.
主要方法:
- 使用兰加石 (LGS) 晶体制造了一个剪切振动传感器.
- 传感器的性能在频率 (80-1000 Hz),加速 (0.5-5g) 和温度 (30-750°C) 范围内进行了测试.
- 实施了温度-振动交叉解方法来确定加速.
主要成果:
- 传感器显示线性低于1%,温度范围内的平均灵敏度为0.074V/g.
- 在不同温度下,灵敏度波动小于2%,表明在高温环境中具有良好的生存能力.
- 与参考加速相比,交叉解方法实现了4.54%的最大不准确率.
结论:
- 开发的LGS传感器适合在高温环境中实时监控,满足应用要求.
- 传感器的小尺寸,易于安装和高可靠性有利于发动机健康评估和故障预测.
- 这种LGS加速传感器为航空发动机等苛刻应用中的关键结构监控提供了可行的替代方案.
