Mūsdienīgu iepakotu enerģijas uzglabāšanas ierīču (piemēram, pārnēsājamo iekārtu barošanas bloku un jaudas moduļu) pētniecībā un izstrādē un testēšanā viens no kritiskiem eksperimentiem ir pārrāvuma pārbaude. Tās mērķis ir simulēt procesu, kurā ierīces iekšienē notiekošo neparasto ķīmisko reakciju dēļ ātri tiek ģenerēts liels daudzums gāzes, izraisot korpusa spiediena kāpumu un pārsprāgšanu desmitiem milisekundēs. Tas ļauj inženieriem iegūt galvenos datus: maksimālo spiedienu plīsuma brīdī, spiediena pieauguma ātrumu un plīsuma sākuma vietu. Šie dati tieši nosaka korpusa drošības konstrukcijas rezervi un tā spiediena samazināšanas struktūras efektivitāti.
Tomēr tieša spiediena mērīšana pārraušanas procesa laikā rada trīs inženiertehniskas problēmas:
Izlases pārrāvuma vieta– Pārrāvums mēdz notikt korpusa vājākajā vietā; viena punkta mērījums var nesasniegt patieso maksimālo spiedienu.
Sensora izturība– Sensoram ir jāiztur īpaši augsta spiediena trieciens, ko rada sprādziens, nebojājot; pretējā gadījumā dati tiks zaudēti.
Kontrolētas izmaksas– Tā kā viens uzliesmojums var sabojāt mērījumu iestatījumus, sensora izmaksām ir jābūt pārvaldāmām.
Šie izaicinājumi kopā norāda uz nepieciešamību pēc spiediena sensora, kas ir mazs, izturīgs pret augstu spiedienu, piemērots izvietošanai vairākos punktos un par mērenu cenu. Nākamajās sadaļās ir detalizēti aprakstīta tā īpašā loma sērijveida pārbaudē.
Mērīšanas princips: no spiediena līdz elektriskajam signālam
Šādi sensori parasti izmanto pjezorezistīvo principu. Galvenās sensora elements ir Vitstonas tilts, kas izgatavots uz metāla diafragmas vai silīcija plāksnītes. Kad gāzes spiediens iedarbojas uz sensora spiediena sensora diafragmu, diafragma tiek pakļauta elastīgai deformācijai mikronu skalā, izraisot tilta pretestības izmaiņas. Šīs izmaiņas rada milivoltu līmeņa sprieguma signālu, kas ir proporcionāls spiedienam. Pēc tam ārējā datu iegūšanas sistēma šo signālu pārvērš spiediena vērtībās.
Šķembu spiediena mērīšanas princips
Pārraušanas testa laikā iekšējā gāzes veidošanās ātrums ir ārkārtīgi augsts. Spiediens bieži lec no normālas vērtības līdz maksimumam desmitos milisekundēs un var īslaicīgi pārsniegt sensora diapazonu. Tāpēc sensoram ir ne tikai pietiekams reakcijas ātrums (milisekundes līmenis), bet arī īstermiņa pārslodze bez bojājumiem, kas ir galvenais iemesls, lai tas izturētu desmitiem megapaskālu.
Masīva izvietošana, lai uztvertu pārrāvuma ierosināšanu
Viena korpusa plīsums parasti sākas lokalizētā vājā vietā (piemēram, metinājuma šuvē, stūrī vai plānākā sienas daļā). Lai fiksētu plīsuma sākuma vietu un analizētu spiediena sadalījumu, bieži tiek izmantota masīva izvietošanas shēma: vienā un tajā pašā nerūsējošā tērauda kamerā (kas imitē faktisko korpusu vai kalpo kā stiprinājums) dažādās pozīcijās ir uzstādīti vairāki sensori, un visi sensori vienlaikus reģistrē spiediena un laika līknes. Salīdzinot maksimālā spiediena laiku un amplitūdu kanālos, var precīzi noteikt plīsuma sākuma punktu un izsecināt gāzes trieciena viļņa izplatīšanās ceļu.
Masīva izvietošanas shēma
Mehāniskā saskarne un instalācijas pielāgojamība
Savienojums starp sensoru un nerūsējošā tērauda kameru balstās uz standarta mehāniskām vītņotām saskarnēm (piemēram, M20 × 1,5, G1/4, NPT), izmantojot sejas blīvējumus vai konusveida vītņu blīves, lai nodrošinātu, ka nav noplūdes desmitiem megapaskālu spiedienā. Ja testa armatūrai ir nestandarta vītnes vai ierobežota vieta, saskarnes izmērus var pielāgot, tostarp vītnes veidu, blīvējuma virsmas diametru, vītnes garumu un pat sensora ārējo kontūru, nemainot esošo armatūru.
Inženiertehniskie apsvērumi: izmērs un izmaksas
Pārraušanas pārbaudē pastāv zināma varbūtība, ka sensors tiks bojāts kopā ar testa paraugu (plastiskās deformācijas vai sensora diafragmas plīsuma dēļ, ko izraisa pārspiediens). Tāpēc sensoram ir jābūt kompaktam (diametrs aptuveni . 10–20 mm, garums 30–60 mm), lai to varētu novietot pie korpusa metinājuma šuvēm vai šaurās spraugās. Tikmēr izmaksām par vienu vienību vajadzētu būt zemākām nekā parastajiem spiediena sensoriem tirgū, padarot liela mēroga daudzpunktu izvietošanu ekonomiski iespējamu.
Secinājums
Spiediena sensoru galvenā loma pārraušanas pārbaudē ir droši pārveidot pārejošas augstspiediena gāzes izmaiņas enerģijas uzglabāšanas blokā ierakstāmos elektriskos signālos, tādējādi kvantificējot pārraušanas spiedienu, nosakot plīsuma izcelsmi un novērtējot spiediena pieauguma ātrumu. Bez šādiem sensoriem inženieriem būtu jānovērtē maksimālais spiediens netieši no korpusa fragmenta morfoloģijas vai atlikušā gāzes tilpuma pēc pārsprāgšanas, radot lielas kļūdas. Pateicoties masīva izvietošanai, saskarnes pielāgošanai, kompaktajam izmēram un mērenām izmaksām, šie sensori nodrošina vienlaicīgu spiediena iegūšanu (vairākiem megapaskāliem) no vairākiem nerūsējošā tērauda kameras vājajiem punktiem, nodrošinot tiešus kvantitatīvus datus konstrukcijas drošības projektēšanai un iepakotu korpusu bojājumu brīdinājumiem.
Nepieciešams spiediena sensors pārraušanas pārbaudei vai citiem prasīgiem lietojumiem?
Sazinieties ar mums jau šodien – mēs nodrošināsim vispiemērotāko risinājumu jūsu prasībām.
📧 E-pasts: mihuitec@gmail.com
📞 Tālrunis: +86 18066965135
🌐 Vietne: https://www.mihuitec.com/
