通过宽带PMUT阵列,通过降低盲区和高精度的宽带PMUT阵列,在盾道机器中确定主轴承的动态空隙
Guoxi Luo1,2,3, Haoyu Zhang1,3, Delai Liu1,3
1State Key Laboratory for Manufacturing Systems Engineering, State Industry-Education Integration Center for Medical Innovations, International Joint Laboratory for Micro/Nano Manufacturing and Measurement Technologies, Shaanxi Innovation Center for Special Sensing and Testing Technology in Extreme Environments, Shaanxi Provincial University Engineering Research Center for Micro/Nano Acoustic Devices and Intelligent Systems, Xi'an Jiaotong University, Xi'an 710049, China.
这项研究引入了一种宽带压电微机超声传感器 (PMUT) 测距器,该测距器可显著减少测量盲区. 这项创新可以在狭窄的空间中精确测量距离,这对于工业应用至关重要.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电气工程 电气工程
- 声学 声学 在声学方面
背景情况:
- 传统的压电微机超声波传感器 (PMUT) 测距系统由于大尺寸的盲区而面临限制.
- 这限制了它们在狭小空间中的有效性,例如在大型轴承部件的空隙测定.
研究的目的:
- 设计和开发一个宽带PMUT测距器,减少盲区,以准确测距.
- 增强在狭窄和封闭的环境中的超声波测距能力.
主要方法:
- 将六种类型的PMUT单元与相邻的共振频率集成到一个阵列中,以实现108%的宽 -6 dB分数带宽.
- 开发了一种特定的超声波信号处理电路,用于传输,接收和处理超声波.
- 进行了脉冲回声测距实验,以评估盲区和测量精度.
主要成果:
- 在空气中达到4.4毫米,在油中达到12.8毫米的明显减少的盲区.
- 在距离高达250毫米的情况下,已证明的测量误差在±0.3毫米内.
- 成功地应用了该系统来确定道机的主要轴承的轴距.
结论:
- 开发的宽带PMUT测距器有效地减少了盲区,为狭小空间的距离测量提供了高分辨率.
- 这一进步为在具有挑战性的环境中超声波测距技术提供了新的途径.
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