УПРАВЛЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТЬЮ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ЖКХ (УЭЭП)
Войти на сайт | Регистрация
УДК 004.942, 620.1
Моделирование влияния дефектов мембраны тензопреобразователя давления на его частотные характеристики
Бушуев Олег Юрьевич, аспирант, преподаватель кафедры информационно-измерительной техники, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), bushuev@init.susu.ac.ru
Григорьев Игорь Ильич, магистрант кафедры ЭВМ, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), igrig90@gmail.com
Коровченко Евгений Сергеевич, инженер, ОАО «ЧМЗ», daganet.74@gmail.com
Семенов Александр Сергеевич, канд. техн. наук, вед. инж. кафедры информационно-измерительной техники, Южно-Уральский государственный университет (г. Челябинск), 560101@rambler.ru
Аннотация
В статье рассматривается влияние дефектов мембраны тензопреобразователя давления на его частотные характеристики. Исследование проводилось методом конечных элементов в программном комплексе ANSYS. В качестве дефектов мембраны рассмотрены типичные причины неисправностей и отказов датчиков давления: изменение геометрии мембраны (утончение в результате коррозии, пластические и остаточные деформации); налипание инородных тел; изменение модуля упругости мембраны. Показано, что в зависимости от типа изменений в конструкции происходит изменение форм и частот собственных колебаний. Изменение частот, как правило, находится в пределах от 0,1 до 4 %. Результаты исследования могут быть использованы при разработке методов диагностики технического состояния тензопреобразователя давления.
Ключевые слова
метод конечных элементов, тензопреобразователи давления, собственные частоты, диагностика технического состояния, диагностика неисправностей
Литература
1. Тайманов, Р.Е. Метрологический самоконтроль датчиков / Р.Е. Тайманов, К.В. Сапожникова // Датчики и системы. – 2011. – № 2. – С. 58–66.
2. ГОСТ Р 8.673-2009 ГСИ. Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные. Основные термины и определения.
3. Henry, M.P. The Self-Validating Sensor: Rationale, Definitions and Examples / M.P. Henry, D.W. Clarke // Control Engineering Practice. – 1993. – Vol. 1, no. 4. – P. 585–610.
4. Бушуев, О.Ю. Исследование динамической характеристики тензопреобразователя давления с целью диагностики его состояния / О.Ю. Бушуев, А.С. Семенов, А.О. Чернявский // Датчики и системы. – 2011. – № 4. – С. 21–24.
5. Богуш, М.В. Анализ функции преобразования пьезоэлектрических датчиков давления методом конечных элементов / М.В. Богуш, Э.М. Пикалев // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2008. – № 2. – С. 74–84.
6. Козлов, А.И. Моделирование тензопреобразователей давления на основе структур КНС. Одномембранные преобразователи / А.И. Козлов, А.В. Пирогов, В.М. Стучебников // Датчики и системы. – 2008. – № 1. – С. 6–11.
7. Козлов, А.И. Моделирование тензопреобразователей давления на основе структур КНС. Двухмембранные преобразователи / А.И. Козлов, А.В. Пирогов, В.М. Стучебников // Датчики и системы. – 2009. – № 8. – С. 50–53.
8. Zarnik, M.S. Finite-Element Model-Based Fault Diagnosis, a Case Study of a Ceramic Pressure Sensor Structure / M.S. Zarnik, D. Belavic, F. Novak // Microelectronics Reliability. – 2007. – Vol. 47. – P. 1950–1957.
9. Feng, Z. Design and Implementation of a Self-Validating Pressure Sensor / Z. Feng, Q. Wang, K. Shida // IEEE Sensors Journal. – 2009. – Vol. 9, no. 3. – P. 207–218.
Источник
Вестник ЮУрГУ. Серия «Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника». – 2013. – Т. 13, № 2. С. 74-81. (Статьи)