滑油磨粒复合传感器结构优化设计

《滑油磨粒复合传感器结构优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、滑油磨粒复合传感器结构优化设计研宄生姓名：冯女女导师姓名：何永勃副教授2015年5月5日硕士学位论文滑油磨粒复合传感器结构优化设计研究生姓名：冯文文导师姓名：何永勃副教授2015年5月5日分类号：TP212密级：公开UDC：621.3学号：1202042中国民航大学硕士学位论文滑油磨粒复合传感器结构优化设计研究生姓名：冯文文导师姓名：何永勃副教授申请学位类别：工学硕士学科专业名称：检测技术与自动化装置所在院系：航空自动化学院论文答辩日期：2015年5月5日2015年5月5日StructuralOptimizationDesignofCompositeS

2、ensorforLubricatingOilWearParticlesADissertationSubmittedtoCivilAviationUniversityofChinaFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYFENGWen-wenSupervisedbyProf.HEYong-boCollegeofAeronauticalAutomationCivilAviationUniversityofChinaMay5th2015摘要油液监测是监测航空发动机健康状况的重要方法之一。多数航空发动机故障是由零部

3、件异常磨损造成的，异常磨损产生的磨粒较大，由此为实现故障诊断及预警可以对滑油中的大磨粒进行监测，通过传感器输出信号来判定磨损类型与位置，进而得出发动机健康状况。现有的传感器测量范围窄，本文基于对电感和电容传感器的研究，提出了监测范畴更广的新型复合传感器。首先利用ANSYS有限元分析软件分别对三线圈电感传感器和三环极板差动电容传感器进行建模分析。然后通过对不同磨粒的大小、位置、材质等属性和传感器自身的结构参数，比如宽度、厚度、间距等，进行仿真验证，得出传感器输出特性，并优化了传感器结构。最后提出复合式传感器，对三种复合方案仿真实验，对比分析各方案的优缺点

4、，得出最优方案。仿真结果证明复合式传感器的感应电压可以达到mV级，监测电容达pF级。复合式传感器可以监测导电类和非导电类、铁磁性与非铁磁性磨粒，不仅扩大了监测范围，为故障诊断与评估提供可靠依据，还为信息融合提供可能，以上实验结果证明了复合传感器的可行性和科研价值。关键词：复合传感器；电感传感器；电容传感器；磨粒监测；有限元；故障诊断IAbstractOilmonitoringtechnologyisanimportantmethodtomonitorthehealthofaeroengine.Themajorityofaeroenginefailure

5、wascausedbyabnormalwearpartswithlargegrainsgenerated,somonitoringthebigwearparticlesinthelubricatingoilcanachievefaultdiagnosisandearlywarning.Thesensoroutputsignalsdeterminethetypeandlocationofwear,andthencometothehealthoftheengine.Duringthenarrowmeasurementrangeofcurrentsensor

6、s,thispaperputsforwardthenewcompositesensor,whosemeasurementcategoryiswider,basedontheresearchofinductanceandcapacitancesensors.Firstly,three-coilinductivesensorandtricyclicelectrodedifferentialcapacitancesensoraremodeledrespectivelybyfiniteelementanalysissoftwareANSYS.Secondly,

7、thecharacteristicrelationshipsareanalyzedbetweenthesensoroutputandparticlesparametersofdifferentsize,location,materialetc.andstructuralparameterssuchaswidth,thickness,spacing,etc.Andthentheparametersareoptimizedofthesensorstructure.Finally,putforwardthenewcompositesensor,andachi

8、evetheoptimalsolutionbythecomparationofthreecom