基于复合式EST传感器的滑油磨粒检测研究
本文选题:复合传感器 + 静电感应 ; 参考:《中国民航大学》2017年硕士论文
【摘要】:飞机发动机作为飞机的主要组成部分之一,对其安全性和稳定性有很高的要求。在飞行中一旦出现故障,将会造成很大的人员财产损失,因此需要提高飞机发动机故障检测的准确性。在飞机发动机工作过程中产生的大量铁屑与滑油组成了固液两相流的流动体系,检测两相流的分布情况可以间接性地判断发动机的健康状况。本文利用基于静电感应原理的静电传感器对滑油中磨粒的分布进行研究。静电层析成像技术存在的问题是在使用静电传感器进行检测时获得的电荷信息量较少,对磨粒位置的判断不准确。针对这一原因,本文在已设计的16电极阵列式静电传感器的基础之上,设计了阵列式与针插式相结合的32电极静电传感器,对飞机发动机中的滑油磨粒进行检测。主要工作内容如下:1、利用有限元仿真软件COMSOL Multiphysics设计16电极的阵列式静电传感器进行仿真,研究灵敏度的分布,对传感器的电极尺寸、屏蔽罩长度等参数进行优化。2、在16电极阵列式静电传感器中加装探针,设计阵列式与针插式相结合的复合式静电传感器,研究电极尺寸、绝缘管道厚度、屏蔽层半径等参数对灵敏度分布的影响,优化其结构参数。3、对应用于图像重建中的图像重建算法进行研究分析。由于静电层析成像技术获得的信息量少且本身为严重病态导致图像重建分辨率很低。为了提高图像重建质量,在应用的线性反演算法和Landweber迭代法基础之上,提出了一种改进的Landweber图像重建算法。通过观察重建图像的分辨率,定性的评价应用算法的图像重构能力。4、对静电传感器的性能进行定量的评价,通过计算规则化平均方差、规则化平均绝对误差、图像相关系数和算法运行时间等参数大小,判断传感器成像效果的优劣。
[Abstract]:As one of the main components of aircraft, aircraft engine has high requirements for its safety and stability. Once failure occurs in flight, it will cause great loss of personnel and property, so it is necessary to improve the accuracy of aircraft engine fault detection. The solid liquid two-phase flow system is composed of a large amount of iron chips and lubricating oil produced in the working process of the aircraft engine. The detection of the distribution of the two-phase flow can indirectly judge the health status of the engine. In this paper, the distribution of abrasive particles in lubricating oil is studied by electrostatic sensor based on electrostatic induction principle. The problem of electrostatic tomography is that the charge information is less and the location of wear particles is not accurate. For this reason, based on the 16 electrode array electrostatic sensor, a 32 electrode electrostatic sensor based on the combination of array and needle type is designed to detect the lubricating oil particles in aircraft engine. The main work is as follows: 1. Using the finite element simulation software COMSOL Multiphysics to design an array electrostatic sensor with 16 electrodes for simulation, to study the distribution of sensitivity, and to study the electrode size of the sensor. The parameters such as the length of the shield are optimized. The probe is added to the 16 electrode array electrostatic sensor. The composite electrostatic sensor, which combines the array type and the needle type, is designed to study the electrode size and the thickness of the insulating pipe. The influence of the radius of the shield layer on the sensitivity distribution is optimized. The structure parameter. 3 is optimized. The image reconstruction algorithm applied in image reconstruction is studied and analyzed. The resolution of image reconstruction is very low due to the low amount of information obtained by electrostatic tomography and its own serious pathological condition. In order to improve the quality of image reconstruction, an improved Landweber image reconstruction algorithm is proposed on the basis of linear inversion algorithm and Landweber iterative method. By observing the resolution of the reconstructed image and qualitatively evaluating the image reconstruction ability of the algorithm, the performance of the electrostatic sensor is evaluated quantitatively, and the regularized mean variance and the regularized average absolute error are calculated. The image correlation coefficient and the running time of the algorithm are used to judge the imaging effect of the sensor.
【学位授予单位】:中国民航大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:V263.6;TP391.41
【参考文献】
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,本文编号:1796103
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