壓電諧振式結(jié)冰傳感器數(shù)學(xué)模型研究.pdf

1、在人們的日常生活中，結(jié)冰是一種常見的現(xiàn)象。在某些場(chǎng)合或特殊行業(yè)中，人為地控制結(jié)冰可滿足生產(chǎn)需要，產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，甚至造福人類。然而，另一些結(jié)冰現(xiàn)象卻會(huì)直接或間接地危害著工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸、商業(yè)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面。如果可以及時(shí)地探知所關(guān)心的對(duì)象表面是否結(jié)冰，甚至測(cè)出冰厚，傳遞結(jié)冰信息到控制器或向工作人員報(bào)警，就可及時(shí)地采取相應(yīng)措施減小結(jié)冰造成的損失?？梢姡Y(jié)冰傳感器的開發(fā)與研究工作具有非常重大的意義。 本文針對(duì)一種基于壓電諧振原

2、理的結(jié)冰傳感器進(jìn)行數(shù)學(xué)模型研究。簡(jiǎn)要介紹了壓電陶瓷材料及其壓電性能，在此基礎(chǔ)上將壓電效應(yīng)、逆壓電效應(yīng)結(jié)合諧振原理應(yīng)用于結(jié)冰傳感器敏感元件結(jié)構(gòu)，初步討論結(jié)冰傳感器工作原理，即當(dāng)傳感器敏感元件表面結(jié)冰后，冰層厚度變化引起敏感元件質(zhì)量、等效剛度等參數(shù)發(fā)生改變，這些因素綜合表現(xiàn)為敏感元件諧振頻率隨冰厚增加而提高。針對(duì)敏感元件膜片建立力學(xué)模型展開彈性力學(xué)分析，并進(jìn)一步推導(dǎo)出膜片諧振運(yùn)動(dòng)方程，在此基礎(chǔ)上建立數(shù)學(xué)模型，研究諧振膜片的諧振頻率特性與其表