日韩av大片在线观看欧美成人不卡|午夜先锋看片|中国女人18毛片水多|免费xx高潮喷水|国产大片美女av|丰满老熟妇好大bbbbbbbbbbb|人妻上司四区|japanese人妻少妇乱中文|少妇做爰喷水高潮受不了|美女人妻被颜射的视频,亚洲国产精品久久艾草一,俄罗斯6一一11萝裸体自慰,午夜三级理论在线观看无码

產(chǎn)品展廳收藏該商鋪

您好 登錄 注冊

當(dāng)前位置:
東莞市廣聯(lián)自動化科技有限公司>技術(shù)文章>RECO Green塑料膜片用途61700589分類廣泛

技術(shù)文章

RECO Green塑料膜片用途61700589分類廣泛

閱讀:418          發(fā)布時間:2023-9-11

RECO Green塑料膜片用途61700589分類廣泛:如夾布型膜片,、純橡膠型膜片,、金屬/橡膠復(fù)合型膜片、金屬/橡膠/塑料三者復(fù)合型膜片等等,;

電聲行業(yè)膜片而言:它的主要作用就是將電流轉(zhuǎn)化為聲音信號,,如我們常見的“揚(yáng)聲器"等,;

過濾隔離行業(yè)膜片而言:它實際是由很多微小的納米微孔組成,起到分離相關(guān)介質(zhì)的作用,,如空氣凈化,、水處理凈化等行業(yè);

光學(xué)行業(yè)膜片:它起到光學(xué)折射,、光學(xué)處理等作用,;如常見的“太陽能電池板"、“太陽鏡膜",、"汽車防爆膜“等等,。光纖壓力傳感器具有抗輻射、抗電磁干擾,、耐高溫,、耐腐蝕、靈敏度高等優(yōu)點,,適合用于工程建設(shè),、石油鉆井、大型變電設(shè)備等高輻射,、高電磁干擾,、高溫高壓等環(huán)境。為了更安全,、準(zhǔn)確,、便捷地獲取傳感器的壓力信息,提高測量精度,,需要開發(fā)新的材料或進(jìn)行新的結(jié)構(gòu)設(shè)計,。微型法布里-珀羅(F-P)壓力傳感器通常有毛細(xì)管結(jié)構(gòu)和膜片結(jié)構(gòu)2種。毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的壓力傳感器對壓力感知敏感度低,,可用于大壓強(qiáng)范圍的測量,,但不適于對精度要求高的微壓測量。膜片式法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)理論上可以獲得較高的靈敏度,,成為的干涉型光纖壓力傳感器,,它具有損耗低、抗干擾,、靈敏度高,、線性度好、測量精度高,、動態(tài)范圍大等優(yōu)良特性,。為了進(jìn)一步提高膜片式F-P壓力傳感器的靈敏度,設(shè)計并研制了波紋膜片式光纖 F-P 壓力傳感器,該傳感器靈敏度提高了2個數(shù)量級,。

傳感器的結(jié)構(gòu)分析

壓力傳感器由波紋膜片,、玻璃圓環(huán)、光纖法蘭盤和光纖插頭等構(gòu)成,,其中d波紋膜片即為壓力敏感膜。1)將波紋膜片與玻璃圓環(huán)的一個現(xiàn)面粘合,,使波紋膜片的同心圓圓心與玻璃圓環(huán)的圓心重合,;2)將玻璃圓環(huán)另一現(xiàn)的外壁與光纖法蘭盤的凹槽粘結(jié)并將外部封裝固化;3)將光纖插頭旋接于光纖法蘭盤,,即構(gòu)成一個壓力傳感器,。光纖插頭的現(xiàn)面與波紋膜片的下表面形成法布里-珀羅(F-P)腔。光經(jīng)光纖垂直入射,,一部分被光纖現(xiàn)面反射,,另一部分光經(jīng)過空氣腔,被波紋膜片下表面反射,,2束光在光纖內(nèi)部發(fā)生干涉,。當(dāng)外界壓力發(fā)生變化,波紋膜片將發(fā)生形變,,從而改變 F-P腔的腔長,,引起反射譜的相位移動。對反射光譜進(jìn)行解調(diào),,可以得到腔長的大小,,從而計算得出作用于波紋膜片上的壓力。

傳感器在不同壓力下的模態(tài)分析

設(shè)置波紋膜片的參數(shù):工作半徑為4600μm,,厚度為30μm,,波高為60μm,波紋寬度為750μm,,楊氏模量為200GPa,,泊松比為0.3,材料為316L不銹鋼,。

仿真計算波紋寬度為500,、600、750,、1000μm時撓度隨壓力的變化曲線,。在同等壓力下,波紋寬度越大,,撓度越大,。當(dāng)波紋寬度高于750μm時,壓力-撓度曲線的線性度變差。為了得到撓度變化較大且線性度較好的值,,選擇波紋寬度為750μm的波紋膜片,。

仿真計算波高為10~90μm時撓度的變化情況。當(dāng)波高為30~80μm時,,撓度有較高的變化量,,在撓度相同、線性度近似的情況下,,綜合考慮波紋膜片的加工成本,,選擇波紋高度為60μm的波紋膜片。

利用 CoventorWare 軟件進(jìn)行仿真,,設(shè)置敏感膜的厚度為30μm,,波高為60μm,波紋寬度為750μm,。在敏感膜上施加0.1MPa的壓力,,波紋膜撓度為55μm。

傳感器壓力測試系統(tǒng)

光纖傳感分析儀采用光纖傳感分析儀Si720,。Si720的光源與探測系統(tǒng)是各自獨(dú)立的,,且具有2個通道,每個通道可以檢測100個傳感器,,全部傳感器以5Hz同步掃描,,波長分辨率為0.25pm,精度為±1pm,。2個通道采用高功率掃描激光器作為光源,,輸出波長為1510~1590nm,光源輸出的光通過一個2×2光纖耦合器被分成強(qiáng)度相等的2束光,。一束光被接回到CH2檢測通道,,作為入射參考光;另一束光傳輸經(jīng)過F-P微腔形成干涉信號,,再通過光纖耦合器接回到CH1檢測通道,,作為反射測量光;2束光同時進(jìn)行掃描并傳入計算機(jī),。由于波紋膜撓度和壓力呈線性關(guān)系,,因此壓力的大小可由對應(yīng)腔長的變化量來確定。

用YS-2.5型活塞壓力計對傳感器從0~0.1MPa進(jìn)行均勻升壓,,每隔0.01MPa標(biāo)定一次,,25 ℃時,微壓傳感器的初始腔長為137.11μm,,腔長總變化量為51.8μm,,并用LabView軟件仿真得到傳感器的腔長隨壓力變化曲線 ,,Matlab計算得到的腔長擬合方程為L=518.0188P+137.1081,均方根誤差為0.9991,,傳感器精度為1.05%F,、S、(F,、S,、 表示全量程范圍),靈敏度為51802μm/MPa,,與仿真結(jié)果一致,。

遲滯性是反映傳感器在正反行程過程中輸出-輸入曲線的不重合程度的指標(biāo)。先對壓力傳感器從0均勻升壓至 0.1MPa,,再均勻降壓至0,可以看出傳感器升降壓曲線幾乎重合,,計算得到相對遲滯誤差為0.4%,,遲滯效應(yīng)很弱。 在不影響結(jié)論正確性基礎(chǔ)上,,做以下假設(shè)以便合理確定預(yù)制缺陷結(jié)構(gòu)參數(shù),,完成膜片設(shè)計:

選取垂直于缺陷槽的任一截面作為研究對象,將該截面簡化為二維板條結(jié)構(gòu),。

膜片實際破壞過程為瞬間動態(tài)過程,,材料還未發(fā)生塑性屈服,近似認(rèn)為膜片的動態(tài)破壞過程為線彈性斷裂問題,。

圓弧長度與預(yù)制缺陷V型槽斜面長比值小于0.05倍時,,膜片打開壓強(qiáng)對預(yù)制缺陷尖現(xiàn)圓角并不敏感,因此,,預(yù)制缺陷需確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)僅為V型槽開口角度α,,缺陷深度a和膜片厚度h。

此外,,由于所確定的金屬膜片預(yù)制缺陷槽為均勻放射狀,,各缺陷槽尺寸、受力狀態(tài)原裝相同,,忽略各缺陷槽之間的影響,,任取其中任一條缺陷作為研究對象;所設(shè)計的金屬膜片破壞形式均為 I 型裂紋擴(kuò)展破壞,,因此只需求解預(yù)制缺陷處的 I 型應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI 即可表征金屬膜片設(shè)計合理性,。

金屬膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)II脈沖藥柱穩(wěn)定點燃初始壓強(qiáng)控制要求,確定金屬膜片設(shè)計打開壓強(qiáng)為2.2MPa,。在某實際隔艙式雙脈沖發(fā)動機(jī)直徑限制膜片半徑R =142mm時,,確定動態(tài)斷裂韌性約為21MPa /m2的膜片結(jié)構(gòu)尺寸分別為: 開口角度α =90°,,缺陷深度a=1mm,膜片厚度h=3mm,。

經(jīng)計算,,在該參數(shù)條件時預(yù)制缺陷上應(yīng)力強(qiáng)度因子隨徑向距離變化關(guān)系??梢钥闯觯?由于圓板中心處應(yīng)力最大,,應(yīng)力強(qiáng)度因子在該處也達(dá)到極大值,其后隨徑向距離增大逐漸減小,。此外,,圓心處應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到21.4 MPa/m2 ,大于對應(yīng)材料斷裂韌性,,因此在該燃燒室內(nèi)壓作用下,,膜片將從中心位置開始破壞并逐步擴(kuò)展致整個預(yù)制缺陷,符合預(yù)先設(shè)計,。

金屬膜片打開驗證實驗

為考核結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計合理性,,采用裝置開展隔艙金屬膜片打開單項實驗。該實驗裝置由 I,、II 脈沖集壓室,、隔艙結(jié)構(gòu)、進(jìn)壓口,、測試裝置等部件構(gòu)成,。實驗中在 II 脈沖集氣室內(nèi)裝填假藥柱以真實模擬脈沖發(fā)動機(jī)自由空間,通過設(shè)置在兩個集壓室的進(jìn)壓口與利用適量點產(chǎn)生的壓強(qiáng)相互聯(lián)通模擬脈沖發(fā)動機(jī)燃燒室初始壓強(qiáng),。

針對設(shè)計膜片結(jié)構(gòu)開展6次實驗研究,,實驗后進(jìn)行的膜片完整性檢查結(jié)果顯示: 除第一次實驗中膜片結(jié)構(gòu)較為完整外,其余均從預(yù)制缺陷位置產(chǎn)生3~ 5條數(shù)量不等的 I 型貫穿性裂紋,,與預(yù)先“米"字形設(shè)計一致,。同時,實驗中也發(fā)現(xiàn)后五次實驗中各條缺陷均未同時貫穿,,主要原因在于:應(yīng)力強(qiáng)度因子一致性受缺陷深度加工誤差影響較大,,必然導(dǎo)致破壞程度存在一定差異。

第一次實驗中點產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)僅為1.68MPa,,小于打開壓強(qiáng)設(shè)計值,,因此膜片打開失敗,; 其余5次實驗因建壓加載速率差異等因素影響,,各次實驗曲線間存在一定差異,但總體變化趨勢趨于一致,,五次實驗中打開壓 強(qiáng)平均值為2.10MPa,,與設(shè)計值誤差約為4.545% ,,說明采用所建立方法獲得的金屬膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足設(shè)計要求分類廣泛:如夾布型膜片、純橡膠型膜片,、金屬/橡膠復(fù)合型膜片,、金屬/橡膠/塑料三者復(fù)合型膜片等等;

電聲行業(yè)膜片而言:它的主要作用就是將電流轉(zhuǎn)化為聲音信號,,如我們常見的“揚(yáng)聲器"等,;

過濾隔離行業(yè)膜片而言:它實際是由很多微小的納米微孔組成,起到分離相關(guān)介質(zhì)的作用,,如空氣凈化,、水處理凈化等行業(yè);

光學(xué)行業(yè)膜片:它起到光學(xué)折射,、光學(xué)處理等作用,;如常見的“太陽能電池板"、“太陽鏡膜",、"汽車防爆膜“等等,。光纖壓力傳感器具有抗輻射、抗電磁干擾,、耐高溫、耐腐蝕,、靈敏度高等優(yōu)點,,適合用于工程建設(shè)、石油鉆井,、大型變電設(shè)備等高輻射,、高電磁干擾、高溫高壓等極現(xiàn)環(huán)境,。為了更安全,、準(zhǔn)確、便捷地獲取傳感器的壓力信息,,提高測量精度,,需要開發(fā)新的材料或進(jìn)行新的結(jié)構(gòu)設(shè)計。微型法布里-珀羅(F-P)壓力傳感器通常有毛細(xì)管結(jié)構(gòu)和膜片結(jié)構(gòu)2種,。毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的壓力傳感器對壓力感知敏感度低,,可用于大壓強(qiáng)范圍的測量,但不適于對精度要求高的微壓測量,。膜片式法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)理論上可以獲得較高的靈敏度,,成為的干涉型光纖壓力傳感器,它具有損耗低,、抗干擾,、靈敏度高,、線性度好、測量精度高,、動態(tài)范圍大等優(yōu)良特性,。為了進(jìn)一步提高膜片式F-P壓力傳感器的靈敏度,設(shè)計并研制了波紋膜片式光纖 F-P 壓力傳感器,,該傳感器靈敏度提高了2個數(shù)量級,。

RECO傳感器的結(jié)構(gòu)分析

壓力傳感器由波紋膜片、玻璃圓環(huán),、光纖法蘭盤和光纖插頭等構(gòu)成,,其中d波紋膜片即為壓力敏感膜。1)將波紋膜片與玻璃圓環(huán)的一個現(xiàn)面粘合,,使波紋膜片的同心圓圓心與玻璃圓環(huán)的圓心重合,;2)將玻璃圓環(huán)另一現(xiàn)的外壁與光纖法蘭盤的凹槽粘結(jié)并將外部封裝固化;3)將光纖插頭旋接于光纖法蘭盤,,即構(gòu)成一個壓力傳感器,。光纖插頭的現(xiàn)面與波紋膜片的下表面形成法布里-珀羅(F-P)腔。光經(jīng)光纖垂直入射,,一部分被光纖現(xiàn)面反射,,另一部分光經(jīng)過空氣腔,被波紋膜片下表面反射,,2束光在光纖內(nèi)部發(fā)生干涉,。當(dāng)外界壓力發(fā)生變化,波紋膜片將發(fā)生形變,,從而改變 F-P腔的腔長,,引起反射譜的相位移動。對反射光譜進(jìn)行解調(diào),,可以得到腔長的大小,,從而計算得出作用于波紋膜片上的壓力。

傳感器在不同壓力下的模態(tài)分析

設(shè)置波紋膜片的參數(shù):工作半徑為4600μm,,厚度為30μm,,波高為60μm,波紋寬度為750μm,,楊氏模量為200GPa,,泊松比為0.3,材料為316L不銹鋼,。

仿真計算波紋寬度為500,、600、750,、1000μm時撓度隨壓力的變化曲線,。在同等壓力下,,波紋寬度越大,撓度越大,。當(dāng)波紋寬度高于750μm時,,壓力-撓度曲線的線性度變差。為了得到撓度變化較大且線性度較好的值,,選擇波紋寬度為750μm的波紋膜片,。

仿真計算波高為10~90μm時撓度的變化情況。當(dāng)波高為30~80μm時,,撓度有較高的變化量,,在撓度相同、線性度近似的情況下,,綜合考慮波紋膜片的加工成本,,選擇波紋高度為60μm的波紋膜片。

利用 CoventorWare 軟件進(jìn)行仿真,,設(shè)置敏感膜的厚度為30μm,,波高為60μm,波紋寬度為750μm,。在敏感膜上施加0.1MPa的壓力,,波紋膜撓度為55μm。

傳感器壓力測試系統(tǒng)

光纖傳感分析儀采用光纖傳感分析儀Si720,。Si720的光源與探測系統(tǒng)是各自獨(dú)立的,,且具有2個通道,每個通道可以檢測100個傳感器,,全部傳感器以5Hz同步掃描,,波長分辨率為0.25pm,,精度為±1pm,。2個通道采用高功率掃描激光器作為光源,輸出波長為1510~1590nm,,光源輸出的光通過一個2×2光纖耦合器被分成強(qiáng)度相等的2束光,。一束光被接回到CH2檢測通道,作為入射參考光,;另一束光傳輸經(jīng)過F-P微腔形成干涉信號,,再通過光纖耦合器接回到CH1檢測通道,作為反射測量光,;2束光同時進(jìn)行掃描并傳入計算機(jī),。由于波紋膜撓度和壓力呈線性關(guān)系,因此壓力的大小可由對應(yīng)腔長的變化量來確定,。

用YS-2.5型活塞壓力計對傳感器從0~0.1MPa進(jìn)行均勻升壓,,每隔0.01MPa標(biāo)定一次,,25 ℃時,微壓傳感器的初始腔長為137.11μm,,腔長總變化量為51.8μm,,并用LabView軟件仿真得到傳感器的腔長隨壓力變化曲線 ,Matlab計算得到的腔長擬合方程為L=518.0188P+137.1081,,均方根誤差為0.9991,,傳感器精度為1.05%F、S,、(F,、S、 表示全量程范圍),,靈敏度為51802μm/MPa,,與仿真結(jié)果一致。

遲滯性是反映傳感器在正反行程過程中輸出-輸入曲線的不重合程度的指標(biāo),。先對壓力傳感器從0均勻升壓至 0.1MPa,,再均勻降壓至0,可以看出傳感器升降壓曲線幾乎重合,,計算得到相對遲滯誤差為0.4%,,遲滯效應(yīng)很弱。 在不影響結(jié)論正確性基礎(chǔ)上,,做以下假設(shè)以便合理確定預(yù)制缺陷結(jié)構(gòu)參數(shù),,完成膜片設(shè)計:

選取垂直于缺陷槽的任一截面作為研究對象,將該截面簡化為二維板條結(jié)構(gòu),。

膜片實際破壞過程為瞬間動態(tài)過程,,材料還未發(fā)生塑性屈服,近似認(rèn)為膜片的動態(tài)破壞過程為線彈性斷裂問題,。

圓弧長度與預(yù)制缺陷V型槽斜面長比值小于0.05倍時,,膜片打開壓強(qiáng)對預(yù)制缺陷圓角并不敏感,因此,,預(yù)制缺陷需確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)僅為V型槽開口角度α,,缺陷深度a和膜片厚度h。

此外,,由于所確定的金屬膜片預(yù)制缺陷槽為均勻放射狀,,各缺陷槽尺寸、受力狀態(tài)相同,,忽略各缺陷槽之間的影響,,任取其中任一條缺陷作為研究對象;所設(shè)計的金屬膜片破壞形式均為 I 型裂紋擴(kuò)展破壞,因此只需求解預(yù)制缺陷處的 I 型應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI 即可表征金屬膜片設(shè)計合理性,。

金屬膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)II脈沖藥柱穩(wěn)定點燃初始壓強(qiáng)控制要求,,確定金屬膜片設(shè)計打開壓強(qiáng)為2.2MPa。在某實際隔艙式雙脈沖發(fā)動機(jī)直徑限制膜片半徑R =142mm時,,確定動態(tài)斷裂韌性約為21MPa /m2的膜片結(jié)構(gòu)尺寸分別為: 開口角度α =90°,,缺陷深度a=1mm,膜片厚度h=3mm,。

經(jīng)計算,,在該參數(shù)條件時預(yù)制缺陷上應(yīng)力強(qiáng)度因子隨徑向距離變化關(guān)系??梢钥闯觯?由于圓板中心處應(yīng)力最大,,應(yīng)力強(qiáng)度因子在該處也達(dá)到極大值,其后隨徑向距離增大逐漸減小,。此外,,圓心處應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到21.4 MPa/m2 ,大于對應(yīng)材料斷裂韌性,,因此在該燃燒室內(nèi)壓作用下,,膜片將從中心位置開始破壞并逐步擴(kuò)展致整個預(yù)制缺陷,符合預(yù)先設(shè)計,。

金屬膜片打開驗證實驗

為考核結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計合理性,,采用裝置開展隔艙金屬膜片打開單項實驗。該實驗裝置由 I,、II 脈沖集壓室,、隔艙結(jié)構(gòu)、進(jìn)壓口,、測試裝置等部件構(gòu)成,。實驗中在 II 脈沖集氣室內(nèi)裝填假藥柱以真實模擬脈沖發(fā)動機(jī)自由空間,通過設(shè)置在兩個集壓室的進(jìn)壓口與利用適量點產(chǎn)生的壓強(qiáng)相互聯(lián)通模擬脈沖發(fā)動機(jī)燃燒室初始壓強(qiáng),。

針對設(shè)計膜片結(jié)構(gòu)開展6次實驗研究,,實驗后進(jìn)行的膜片完整性檢查結(jié)果顯示: 除第一次實驗中膜片結(jié)構(gòu)較為完整外,其余均從預(yù)制缺陷位置產(chǎn)生3~ 5條數(shù)量不等的 I 型貫穿性裂紋,,與預(yù)先“米"字形設(shè)計一致,。同時,,實驗中也發(fā)現(xiàn)后五次實驗中各條缺陷均未同時貫穿,,主要原因在于:應(yīng)力強(qiáng)度因子一致性受缺陷深度加工誤差影響較大,必然導(dǎo)致破壞程度存在一定差異,。

第一次實驗中點產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)僅為1.68MPa,,小于打開壓強(qiáng)設(shè)計值,因此膜片打開失??; 其余5次實驗因建壓加載速率差異等因素影響,,各次實驗曲線間存在一定差異,但總體變化趨勢趨于一致,,五次實驗中打開壓 強(qiáng)平均值為2.10MPa,,與設(shè)計值誤差約為4.545% ,說明采用所建立方法獲得的金屬膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足設(shè)計要求分類廣泛:如夾布型膜片,、純橡膠型膜片,、金屬/橡膠復(fù)合型膜片、金屬/橡膠/塑料三者復(fù)合型膜片等等,;

電聲行業(yè)膜片而言:它的主要作用就是將電流轉(zhuǎn)化為聲音信號,,如我們常見的“揚(yáng)聲器"等;

過濾隔離行業(yè)膜片而言:它實際是由很多微小的納米微孔組成,,起到分離相關(guān)介質(zhì)的作用,,如空氣凈化、水處理凈化等行業(yè),;

光學(xué)行業(yè)膜片:它起到光學(xué)折射,、光學(xué)處理等作用;如常見的“太陽能電池板",、“太陽鏡膜",、"汽車防爆膜“等等。光纖壓力傳感器具有抗輻射,、抗電磁干擾,、耐高溫、耐腐蝕,、靈敏度高等優(yōu)點,,適合用于工程建設(shè)、石油鉆井,、大型變電設(shè)備等高輻射,、高電磁干擾、高溫高壓等環(huán)境,。為了更安全,、準(zhǔn)確、便捷地獲取傳感器的壓力信息,,提高測量精度,,需要開發(fā)新的材料或進(jìn)行新的結(jié)構(gòu)設(shè)計。微型法布里-珀羅(F-P)壓力傳感器通常有毛細(xì)管結(jié)構(gòu)和膜片結(jié)構(gòu)2種,。毛細(xì)管結(jié)構(gòu)的壓力傳感器對壓力感知敏感度低,,可用于大壓強(qiáng)范圍的測量,但不適于對精度要求高的微壓測量。膜片式法布里-珀羅腔結(jié)構(gòu)理論上可以獲得較高的靈敏度,,成為的干涉型光纖壓力傳感器,,它具有損耗低、抗干擾,、靈敏度高,、線性度好、測量精度高,、動態(tài)范圍大等優(yōu)良特性,。為了進(jìn)一步提高膜片式F-P壓力傳感器的靈敏度,設(shè)計并研制了波紋膜片式光纖 F-P 壓力傳感器,,該傳感器靈敏度提高了2個數(shù)量級,。

傳感器的結(jié)構(gòu)分析

壓力傳感器由波紋膜片、玻璃圓環(huán),、光纖法蘭盤和光纖插頭等構(gòu)成,,其中d波紋膜片即為壓力敏感膜。1)將波紋膜片與玻璃圓環(huán)的一個現(xiàn)面粘合,,使波紋膜片的同心圓圓心與玻璃圓環(huán)的圓心重合,;2)將玻璃圓環(huán)另一現(xiàn)的外壁與光纖法蘭盤的凹槽粘結(jié)并將外部封裝固化;3)將光纖插頭旋接于光纖法蘭盤,,即構(gòu)成一個壓力傳感器,。光纖插頭的現(xiàn)面與波紋膜片的下表面形成法布里-珀羅(F-P)腔。光經(jīng)光纖垂直入射,,一部分被光纖現(xiàn)面反射,,另一部分光經(jīng)過空氣腔,被波紋膜片下表面反射,,2束光在光纖內(nèi)部發(fā)生干涉,。當(dāng)外界壓力發(fā)生變化,波紋膜片將發(fā)生形變,,從而改變 F-P腔的腔長,,引起反射譜的相位移動。對反射光譜進(jìn)行解調(diào),,可以得到腔長的大小,,從而計算得出作用于波紋膜片上的壓力。

傳感器在不同壓力下的模態(tài)分析

設(shè)置波紋膜片的參數(shù):工作半徑為4600μm,,厚度為30μm,,波高為60μm,波紋寬度為750μm,,楊氏模量為200GPa,,泊松比為0.3,材料為316L不銹鋼,。

仿真計算波紋寬度為500,、600、750,、1000μm時撓度隨壓力的變化曲線,。在同等壓力下,波紋寬度越大,,撓度越大,。當(dāng)波紋寬度高于750μm時,壓力-撓度曲線的線性度變差,。為了得到撓度變化較大且線性度較好的值,,選擇波紋寬度為750μm的波紋膜片。

仿真計算波高為10~90μm時撓度的變化情況,。當(dāng)波高為30~80μm時,,撓度有較高的變化量,在撓度相同,、線性度近似的情況下,,綜合考慮波紋膜片的加工成本,選擇波紋高度為60μm的波紋膜片,。

利用 CoventorWare 軟件進(jìn)行仿真,,設(shè)置敏感膜的厚度為30μm,波高為60μm,,波紋寬度為750μm,。在敏感膜上施加0.1MPa的壓力,波紋膜撓度為55μm,。

傳感器壓力測試系統(tǒng)

光纖傳感分析儀采用光纖傳感分析儀Si720,。Si720的光源與探測系統(tǒng)是各自獨(dú)立的,且具有2個通道,,每個通道可以檢測100個傳感器,,全部傳感器以5Hz同步掃描,波長分辨率為0.25pm,,精度為±1pm,。2個通道采用高功率掃描激光器作為光源,輸出波長為1510~1590nm,,光源輸出的光通過一個2×2光纖耦合器被分成強(qiáng)度相等的2束光,。一束光被接回到CH2檢測通道,作為入射參考光,;另一束光傳輸經(jīng)過F-P微腔形成干涉信號,,再通過光纖耦合器接回到CH1檢測通道,,作為反射測量光;2束光同時進(jìn)行掃描并傳入計算機(jī),。由于波紋膜撓度和壓力呈線性關(guān)系,,因此壓力的大小可由對應(yīng)腔長的變化量來確定。

用YS-2.5型活塞壓力計對傳感器從0~0.1MPa進(jìn)行均勻升壓,,每隔0.01MPa標(biāo)定一次,,25 ℃時,微壓傳感器的初始腔長為137.11μm,,腔長總變化量為51.8μm,,并用LabView軟件仿真得到傳感器的腔長隨壓力變化曲線 ,Matlab計算得到的腔長擬合方程為L=518.0188P+137.1081,,均方根誤差為0.9991,,傳感器精度為1.05%F、S,、(F,、S、 表示全量程范圍),,靈敏度為51802μm/MPa,,與仿真結(jié)果一致。

遲滯性是反映傳感器在正反行程過程中輸出-輸入曲線的不重合程度的指標(biāo),。先對壓力傳感器從0均勻升壓至 0.1MPa,,再均勻降壓至0,可以看出傳感器升降壓曲線幾乎重合,,計算得到相對遲滯誤差為0.4%,,遲滯效應(yīng)很弱。 在不影響結(jié)論正確性基礎(chǔ)上,,做以下假設(shè)以便合理確定預(yù)制缺陷結(jié)構(gòu)參數(shù),,完成膜片設(shè)計:

選取垂直于缺陷槽的任一截面作為研究對象,將該截面簡化為二維板條結(jié)構(gòu),。

膜片實際破壞過程為瞬間動態(tài)過程,,材料還未發(fā)生塑性屈服,近似認(rèn)為膜片的動態(tài)破壞過程為線彈性斷裂問題,。

圓弧長度與預(yù)制缺陷V型槽斜面長比值小于0.05倍時,,膜片打開壓強(qiáng)對預(yù)制缺陷圓角并不敏感,因此,,預(yù)制缺陷需確定的結(jié)構(gòu)參數(shù)僅為V型槽開口角度α,,缺陷深度a和膜片厚度h。

此外,,由于所確定的金屬膜片預(yù)制缺陷槽為均勻放射狀,,各缺陷槽尺寸,、受力狀態(tài)相同,忽略各缺陷槽之間的影響,,任取其中任一條缺陷作為研究對象,;所設(shè)計的金屬膜片破壞形式均為 I 型裂紋擴(kuò)展破壞,因此只需求解預(yù)制缺陷處的 I 型應(yīng)力強(qiáng)度因子 KI 即可表征金屬膜片設(shè)計合理性,。

金屬膜片結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)II脈沖藥柱穩(wěn)定點燃初始壓強(qiáng)控制要求,,確定金屬膜片設(shè)計打開壓強(qiáng)為2.2MPa,。在某實際隔艙式雙脈沖發(fā)動機(jī)直徑限制膜片半徑R =142mm時,,確定動態(tài)斷裂韌性約為21MPa /m2的膜片結(jié)構(gòu)尺寸分別為: 開口角度α =90°,缺陷深度a=1mm,,膜片厚度h=3mm,。

經(jīng)計算,在該參數(shù)條件時預(yù)制缺陷上應(yīng)力強(qiáng)度因子隨徑向距離變化關(guān)系,??梢钥闯觯?由于圓板中心處應(yīng)力最大,應(yīng)力強(qiáng)度因子在該處也達(dá)到極大值,,其后隨徑向距離增大逐漸減小,。此外,圓心處應(yīng)力強(qiáng)度因子達(dá)到21.4 MPa/m2 ,,大于對應(yīng)材料斷裂韌性,,因此在該燃燒室內(nèi)壓作用下,膜片將從中心位置開始破壞并逐步擴(kuò)展致整個預(yù)制缺陷,,符合預(yù)先設(shè)計,。

金屬膜片打開驗證實驗

為考核結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計合理性,采用裝置開展隔艙金屬膜片打開單項實驗,。該實驗裝置由 I,、II 脈沖集壓室、隔艙結(jié)構(gòu),、進(jìn)壓口,、測試裝置等部件構(gòu)成。實驗中在 II 脈沖集氣室內(nèi)裝填假藥柱以真實模擬脈沖發(fā)動機(jī)自由空間,,通過設(shè)置在兩個集壓室的進(jìn)壓口與利用適量點產(chǎn)生的壓強(qiáng)相互聯(lián)通模擬脈沖發(fā)動機(jī)燃燒室初始壓強(qiáng),。

針對設(shè)計膜片結(jié)構(gòu)開展6次實驗研究,實驗后進(jìn)行的膜片完整性檢查結(jié)果顯示: 除第一次實驗中膜片結(jié)構(gòu)較為完整外,,其余均從預(yù)制缺陷位置產(chǎn)生3~ 5條數(shù)量不等的 I 型貫穿性裂紋,,與預(yù)先“米"字形設(shè)計一致。同時,,實驗中也發(fā)現(xiàn)后五次實驗中各條缺陷均未同時貫穿,,主要原因在于:應(yīng)力強(qiáng)度因子一致性受缺陷深度加工誤差影響較大,,必然導(dǎo)致破壞程度存在一定差異。

第一次實驗中點產(chǎn)生的最大壓強(qiáng)僅為1.68MPa,,小于打開壓強(qiáng)設(shè)計值,,因此膜片打開失敗,; 其余5次實驗因建壓加載速率差異等因素影響,,各次實驗曲線間存在一定差異,但總體變化趨勢趨于一致,,五次實驗中打開壓 強(qiáng)平均值為2.10MPa,,與設(shè)計值誤差約為4.545% ,說明采用所建立方法獲得的金屬膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)滿足設(shè)計要求

收藏該商鋪

登錄 后再收藏

提示

您的留言已提交成功,!我們將在第一時間回復(fù)您~

對比框

產(chǎn)品對比 產(chǎn)品對比 聯(lián)系電話 二維碼 意見反饋 在線交流

掃一掃訪問手機(jī)商鋪
0769-89773074
在線留言