压力传感器用于监测燃气涡轮发动机的叶片振动

2019-11-05
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摘要 日前,美国普渡大学开发出一款燃气涡轮发动机叶片振动监测系统。该系统可通过使用多个非恒定压力传感器,来检测与叶片振动相关的压力波。

  我们知道,喷气发动机或赛车发动机的轰鸣声,常常使人震耳欲聋。目前,为阻止潜在的灾难性故障,美国普渡大学(Purdue University)采用了一项新技术,该技术可通过压力传感器,采集发动机的振动数据,从而提前得知发动机叶片可能发生的故障,从而做到提前预防及维护。一起来看看吧。


燃气涡轮发动机叶片,图自普渡大学官网

  普渡大学研究人员将该叶片振动监测系统,形容为一种新型“监听”系统。该振动监测系统,通过监测发动机转子振动的声音,检测出燃气涡轮发动机叶片可能失效的早期信号。其关键的挑战是如何滤除所有噪音,并只听叶片振动产生的声音。

  普渡大学工程学院的研究人员Yuyu Leng表示,这一叶片振动监测系统,通过使用多个非恒定压力传感器来监听燃气涡轮发动机叶片振动的特定声音特征。燃气涡轮发动机的叶片通常阻尼很小,可像音叉一样工作。它们产生共振时,具有特定的频率或音调,因此可使用多个不稳定压力传感器,来检测与叶片振动相关的压力波。

  普渡大学机械工程学教授Nicole Key称,借助传感器和大数据分析,叶片振动信息可用于预测可能的发动机故障并优化预防性维护计划,这项技术具有巨大的潜力,可用作航空发动机和发电用燃气轮机的实时叶片振动健康监测系统。

  特别是,目前,压力传感器阵列现已被安装于大多数研究和商用燃气涡轮发动机中。因此,这种新方法能够同时测量和监视叶片振动,从而提供了一种成本更低,效率更高的解决方案。

  据悉,上述技术的临时专利已通过普渡大学研究基金会技术商业化办公室提交。研究人员正在寻找合作伙伴,以进一步测试其技术并将其商业化。另外,该技术的研发还得到了GUIde联盟的部分支持,该联盟包括美国几乎所有主要的燃气涡轮发动机公司。

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传感器行业分析师,主要从事传感器应用,市场分析等领域,现为传感器专家网专栏编辑。

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