ЖУРНАЛ РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ. ISSN 1684-1719. 2023. №6
Оглавление выпускаТекст статьи (pdf)
DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.12
УДК: 53.083.2; 53.082.73
МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОПТОВОЛОКОННОГО РЕЗОНАНСНОГО ПЬЕЗОЭЛЕКТРОЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО ДАТЧИКА ДАВЛЕНИЯ
А.А. Паньков, П.В. Писарев, С.Р. Баяндин
Пермский национальный исследовательский политехнический университет
614990, г. Пермь, Комсомольский пр-кт, д. 29
Статья поступила в редакцию 27 апреля 2023 г.
Аннотация. Разработана электро-механическая математическая модель функционирования оптоволоконного резонансного пьезоэлектролюминесцент-ного (RPEL) датчика с наличием внешнего нелинейно упругого буферного слоя. Датчик предназначен для измерения спектра распределения по длине датчика динамического и/или статического давления с использованием резонансного метода диагностирования по результатам измерения спектра амплитуды интенсивности результирующего светового потока на выходе из оптоволокна датчика. Определены численные значения частотных характеристик (коэффициенты пропорциональности для информативной зависимости «давление/резонансная частота») оптоволоконного RPEL-датчика, которые используются в алгоритме нахождения спектра давления, для различных (первых шести) мод колебаний.
Ключевые слова: пьезоэлектроупругость, механолюминесцентный эффект, оптоволокно, датчик давления, модальный анализ, численное моделирование.
Финансирование: Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ и Пермского края в рамках научного проекта № 20-41-596010.
Автор для переписки: Паньков Андрей Анатольевич, a_a_pankov@mail.ru
Литература
1. Tzou H.S. Piezoelectric shells (Distributed sensing and control of continua). Kluwer Academic Publishers. 1993. 320 p.
2. Rubio W.M., Vatanabe S.L., Paulino G.H., Silva E.C.N. Functionally graded piezoelectric material systems - a multiphysics perspective. In book Advanced computational materials modeling: from classical to multi-scale techniques. Edited by Miguel Vaz J´unior, Eduardo A. de Souza Neto, Pablo A. Munoz-Rojas. Weinheim, WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. 2011. 414 p. P.301-339. http://dx.doi.org/10.1002/9783527632312
3. Ebrahimi F. Piezoelectric materials and devices-practice and applications. 2013. 176 p. http://dx.doi.org/10.5772/45936
4. Уорден К. Новые интеллектуальные материалы и конструкции. Свойства и применение. Москва, Техносфера. 2006. 224 с.
5. Берлинкур Д., Керран Д., Жаффе Г. Пьезоэлектрические и пьезомагнитные материалы и их применение в преобразователях. Физическая акустика. Т.1. Методы и приборы ультразвуковых исследований. Часть А. Москва, Мир. 1966. С.204-326.
6. Pan’kov A.A. Piezoelectroluminescent fiber-optic sensors for temperature and deformation fields. Sensors and Actuators A: Physical. 2019. V.288. P.171-176. http://dx.doi.org/10.1016/j.sna.2019.01.030
7. Pan’kov A.A. Resonant piezoelectroluminescent fiber-optical sensor of a temperature field in composite structures. Mechanics of Composite Materials. 2019. V.55. №4. P.547-556. http://dx.doi.org/10.1007/s11029-019-09833-w
8. Каттралл Р.В. Химические сенсоры. Москва, Научный мир, 2000. 144 с.
9. Белянкин С.Е. Сенсоры контроля концентрации газовых компонентов. (Обзор). Фундаментальные исследования. 2006. №2. С.49-51. URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=4722
10. Паньков А.А., Писарев П.В., Баяндин С.Р. Резонансные характеристики сорбционного оптоволоконного пьезоэлектролюминесцентного датчика. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2022. №8. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.8.4
11. А.с. №2023102094. Паньков А.А. Волоконно-оптический датчик давления. Дата заявки: 31.01.2023 г. 7 c. URL: https://www.fips.ru/registers-doc-view/fips_servlet
Для цитирования:
Паньков А.А., Писарев П.В., Баяндин С.Р. Модальный анализ оптоволоконного резонансного пьезоэлектролюминесцентного датчика давления. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2023. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2023.6.12