2007年11月1
研究人员普渡大学与美国空军的合作,已经开发出微型无线传感器弹性足够生存条件恶劣的喷气发动机内部检测关键轴承接近失败时,防止故障。
设备的一个例子是一个新兴技术被称为“微型机电系统,微机电系统,是机器在微小尺度结合电子和机械部件。
助理Dimitrios Peroulis普渡大学电气和计算机工程教授,拥有一个新的MEMS传感器在一个“环境控制探针台。”The wireless sensors are being developed to detect impending bearing failure in jet engines. The probe station recreates extreme conditions inside engines, enabling researchers to test the sensors.
“微机电系统技术是至关重要的,因为它需要足够小,它不干扰轴承本身的性能,”说Farshid Sadeghi,机械工程教授。”,另一个问题是,它需要能够承受高温。”
发动机轴承必须函数在约300摄氏度的高温,或572华氏度。
研究人员表明,新的传感器可以检测到即将发生的温度引起轴承故障明显比传统的传感器。
“这种预警是至关重要的,这样您就可以关闭引擎之前失败,“Dimitrios Peroulis说,电气和计算机工程助理教授。
结果将在一份研究论文提交详细的周二(10月30日)在IEEE传感器2007年亚特兰大会议,由电气和电子工程师学会。这篇论文是由电气和计算机工程的研究生写的安德鲁·科瓦奇Peroulis Sadeghi。
传感器可以在使用几年后等军用飞机战斗机和直升机。技术在商业产品也有潜在的应用,包括飞机和汽车。
“任何有一个引擎可以通过MEMS传感器跟踪至关重要的轴承、“Peroulis说。”这是第一次将MEMS组件在这样恶劣的环境下工作。这是高温、混乱、石油无处不在,你有高旋转速度,主体硬件极端压力。”
Sadeghi工作是一个扩展的先前的研究,旨在开发电子传感器测量温度在通信卫星的关键轴承。
“这是一个大问题对于航空航天应用程序,包括在卫星姿态控制车轮轴承保持卫星的位置,“Sadeghi说。
轮子是由两个轴承。如果任务控制器知道轴承坏在一个特定的单位,他们可以把它关掉并切换到备份。
“发生了什么,但是,你不会得到任何指示的轴承即将失败,突然陀螺停止,导致卫星拍摄的轨道,“Sadeghi说。“可能需要很多努力和燃料,试图把它带回正确的轨道,很多时候这些努力失败。”
普渡大学的研究人员接到美国空军的格兰特在2006年扩展为在喷气发动机高温应用工作。
“电流传感器技术可以承受高达210摄氏度,和军方想要延长到300摄氏度,“Sadeghi说。”与此同时,我们需要进一步小型化的大小。”
新的MEMS传感器提供早期检测即将失败的直接监测发动机轴承的温度,而传统的传感器工作间接地通过监测机油的温度,产生更少的特定数据。
MEMS设备不需要电池和无线传输温度数据。
“这种类型的系统使用一个方法我们称之为遥测,因为设备不用电线传输信号,我们远程电力线路,不再需要电池,在高温下表现不佳,”Peroulis说。
电力将提供使用一种称为电感耦合的技术,它使用线圈的电线产生电流。
“主要的创新将MEMS装置的小型化和设计,让我们安装它没有令人不安的轴承本身,“Peroulis说。
机载设备的数据不仅表明轴承是否即将失败,也可能会持续多久之前失败,Peroulis说。