שיטת מדידת טמפרטורת רוטור מנוע סיבובי במהירות גבוהה

עם הפופולריות והחדירה בקנה מידה גדול של רכבי אנרגיה חדשים, הם הפכו למנוע רב עוצמה לפיתוח תעשיית הרכב. הטמפרטורה של רוטור מנוע מהיר הוא נתוני המפתח המשפיעים על ביצועי הבטיחות של המנוע, וזיהוי טמפרטורת הרוטור תמיד היה קושי בתעשיית הבדיקות. אם ניקח לדוגמה מנוע מהיר של יותר מ-10000 סל'ד, במהלך סיבוב במהירות גבוהה, הרוטור של המנוע נתון לכוח צנטריפוגלי עצום, חיכוך במהירות גבוהה בין רוטור המנוע למרווח האוויר, ואובדן החיכוך הנגרם על ידי משטח הרוטור גדול בהרבה מזה של המנוע הרגיל. זה מביא קשיים גדולים לפיזור החום של הרוטור. עם זאת, מכיוון שהרוטור הוא חלק מסתובב במהירות גבוהה וכפוף למגבלות שטח פנימיות, שלב תכנון המנוע הפנימי הנוכחי בתעשייה משתמש בעיקר באמצעי מדידת טמפרטורה עקיפה או בטכנולוגיית טלמטריה אלחוטית, בטכנולוגיית טבעת החלקה במהירות גבוהה ובאמצעי בדיקה אחרים לאימות עיצוב המנוע. עם זאת, ישנן בעיות רבות, המבנה של רכיבי ציוד טכנולוגיית מדידת הטמפרטורה מורכב יותר, מבנה המנוע משתנה מאוד, משקל הציוד מייצר כוח צנטריפוגלי גדול, המשפיע על הפעולה הרגילה של המנוע. יש נקודות כאב בתעשייה.

מבוא טכני

העיקרון של טכנולוגיית מדידת טמפרטורת גל אקוסטית משטח הוא שרכיבי גל אקוסטיים משטחים יכולים להשיג תדרי השתקפות שונים על ידי שינוי תכונות החומר שלהם, והם רגישים מאוד לפרמטרים הפיזיים של הסביבה, כך שרכיבי גל אקוסטיים משטחים משמשים יותר ויותר כחיישנים, ומתאימים לגז, לחץ, כוח, טמפרטורה, מתח, קרינה ושדות אחרים. מערכת מדידת הטמפרטורה היא יישום טיפוסי של טכנולוגיית גל אקוסטית משטח בתחום הטמפרטורה. לחיישן הטכנולוגי יתרונות רבים, כגון פסיבי, אלחוטי, עמידות בטמפרטורה גבוהה, ללא תחזוקה וכן הלאה, והוא הופך למוקד מחקר בתעשייה.

יחידת העיבוד של מערכת מדידת טמפרטורת גל אקוסטית פני השטח תייצר דופק מכ'ם בעל אנרגיה נמוכה ותדר גבוה. כאשר בדיקת הטמפרטורה האלחוטית עוברת את אנטנת הנקודה הקבועה בתנועה, דופק הרדאר מתקבל. דופק מחזיר פני הבדיקה מגיב בחזרה לאנטנה הקבועה ומועבר ליחידת עיבוד האותות. לבסוף, ערך הטמפרטורה הנמדד מחושב ומועבר למערכת הניטור של המחשב הראשי. מערכת מדידת הטמפרטורה יכולה לממש את הניטור הרציף בזמן אמת של טמפרטורת הרוטור החשמלי, והמבנה פשוט, וניתן לחזות ביעילות את מצב הריצה של הרוטור האלקטרוני ולנתח נתונים.

מסגרת עבודה של טכנולוגיית מדידת טמפרטורת גל אקוסטית על פני השטח

מערכת מדידת טמפרטורת גל אקוסטית פני השטח מורכבת ממספר חלקים: חיישן טמפרטורה, אנטנת קריאה, קורא ומחשב עליון. לחיישן הטמפרטורה יש מהוד גל אקוסטי משטח ואנטנת שידור, שהיא יחידת החישה הקדמית של מדידת טמפרטורת המערכת, ומותקנת בחלק של מדידת טמפרטורת הרוטור (בעיקר על משטח הפלדה המגנטי); אנטנת הקריאה היא ערוץ שידור אות אלחוטי, המותקן באותו חלל כמו החיישן, ושומר על בידוד אלחוטי; הקורא אחראי על קליטה וקריאת האות המשודרת על ידי האנטנה, השלמת הניתוח, העיבוד והשידור של אות החיישן ולבסוף העלאתו למחשב העליון באמצעות כבל התקשורת.

לְסַכֵּם

על פי הדרישה של מדידת טמפרטורת הרוטור של מנוע רכב בתעשיית האנרגיה החדשה, מסופקת טכנולוגיית מדידת טמפרטורת הרוטור המבוססת על גל אקוסטי משטח. הבעיה של מדידת טמפרטורה נמוכה במצב מסתובב במהירות גבוהה של רוטור המנוע נפתרת ביעילות. כדי לפתור את מנוע תעשיית האנרגיה החדש או מנוע בעירה פנימית מסורתית, מיסב רוטור מדחס וחלקים אחרים של צרכי מדידת הטמפרטורה.