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超高温动态压力传感器

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Oxsensis发布新型1000℃动态压力传感器


  由于更加严格的排放水平要求和规则,燃气涡轮的制造商已经被迫改进燃烧系统的效率和低NOx。这就要求将燃烧系统中的燃油-空气比率降至更低的水平,从而使火焰更加接近其稳定极限。在这样的工作条件下,燃烧系统更易产生大的压力脉动,更易遇到诸如声共振、突然冒火或反燃等问题,从而对燃烧系统以及下游部件造成损伤。
  为了更高的燃烧效率,设计者希望进一步提高点火温度,这就将稳定性的问题推到了边缘。
  为了解决这些问题,英国Oxsensis发布了Wave-Phire系列传感器,世界上第一个商用化的可用于1000℃的动态压力传感器,以及第一个系列产品 ,设计用于极端温度,且对电磁干扰具有免疫力,用于涡轮机械如燃气涡轮领域。
  第一个产品系列是Wave-Phire DP系列可用于1000℃的动态压力传感器。该产品已经在几个全尺寸的燃气涡轮试验以及温度高达1000℃的燃烧台,实验结果验证了其测量能力、重复性和耐久性。进一步的开发将扩展其测量能力至动态和静态压力,传感器头可以用于温度更高的测量部位。
  该产品的技术是基于微加工的兰宝石,使传感器元件可以承受燃烧系统里高温高压和恶劣的化学和物理环境。由于传感器的温度能力实质上已经扩展至了点火温度(涡轮入口温度),因此将开启传感器在涡轮下游部位的新应用。
  由于传感器的高温能力,与传统的基于压电的动态压力传感器不同,Wave-Phire兰宝石传感器直接安装在燃烧室上,而不是离开燃烧室一段距离,甚至离开发动机一段距离。
  传感器安装在燃烧室上,试验人员将从此获益,加上该传感器能够可靠地测量更大的带宽。由于不再需要压力管线,相应的衰减或放大将不再是问题,也不会产生由于管线和接头带来的泄漏问题。
  其他优点,如不会有响应时间的滞后,多个传感器可以用来测量声波的相位。同时传感器的高温能力意味着不需要从发动机或其他气源引入冷却空气,从而使传感器更易使用。
  燃烧系统的设计人员可以获得最好的数据用于设计改进。
  整套传感器系统,使用光学技术来询问传感器头,提取传感器响应的数据,直接输入至指定的数据监测系统。系统的核心光纤技术使传感器系统对电磁干扰具有极好的免疫力。
  重要的是,在状态监测领域,传感器系统使用Oxsensis的监测软件S-Phire,可以监测数据的发展趋势,在多个频率段设定报警水平 。操作人员将收到即将来临的脉动的报警,从而可以采取预防性的操作和维护措施。
  新版本的i-Phire询问调理系统,将使同样一个传感器可以现时测量动态和静态压力,也可以对自身温度进行监测,进一步增强对于改进运行效率和监测发动机状态的数据可靠性。
  Oxsensis与燃气涡轮行业联系非常紧密,是HEATTOP(一个燃气涡轮项目)项目中17个欧洲机构中的一员,这个为期三年的项目的其他合作者包括西门子,罗罗,牛津大学和剑桥大学。项目经费1千1百万美元,由欧共体一个委员会支持,目的是可用于燃气涡轮寿命优化、性能和状态监测,精确的高温发动机测量的先进技术。