25670

طراحي و ساخت شتاب‌سنج پيزوالكتريك جهت اندازه گيري ارتعاشات توربين گاز صنعتي

كارشناسي ارشد

مهندسي مكانيك-طراحي كاربردي

1396

1399/12/16

دكتر مرتضي منتظري قهجاورستاني

دانشكده مكانيك

آناليز ارتعاشات بخش ضروري و لازم در بررسي مشكلات و عيب‌يابي توربينهاي ‌گاز مي‌باشد. نتايج حاصل از اندازه‌گيري و تجزيه و تحليل‌‌هاي ارتعاشي، با توجه به سرعت‌‌ دوراني بالا و تركيب پيچيده از تجهيزات، در تحليل مشكلات توربين‌‌هاي‌گاز و حفاظت از قطعات آن‌ها در جريان كار، قابل ملاحظه مي‌باشند. يكي از روش‌هاي اندازه‌گيري ارتعاشات توربين گاز استفاده از شتاب‌سنج با ساختار پيزوالكتريك است، كه مي‌تواند ارتعاشات را در محدوده وسيع ديناميكي و فركانسي با دقت مناسب در محيط‌‌هاي با دماي بالا اندازهگيري نمايد. در اين پژوهش به طراحي و ساخت شتاب‌سنج پيزوالكتريك با استفاده از پيزوالكتريك‌هاي حلقوي در حالت فشاري و با اعمال نيروي پيش بارگذاري توسط پيچ نگهدارنده پرداخته شده و جهت تقويت سيگنال‌هاي خروجي و حذف نويزهاي محيطي، مدار الكترونيكي تقويت‌كننده بار، با استفاده از روشي نوين و قطعات الكترونيكي ويژه طراحي و ساخته شده و سپس نمونه و مدار تقويت‌كننده آن در آزمايشگاه به كمك شيكر و شتاب‌سنج ناظرمورد آزمون و ارزيابي قرار گرفته است. نتايج عددي نزديك به هم حاصل از روش‌هاي محاسباتي، شبيه‌سازي نرم‌افزاري و آزمون‌هاي آزمايشگاهي نشانگر خروجي مطلوب بدون نويز و حساسيت مناسب شتاب‌سنج ساخته شده مي‌باشد.

1400/09/13

Design and prototyping of piezoelectric accelerometer for measuring of vibration of industrial gas turbines

3/7/2022 12:00:00 AM

Vibration analysis is a necessary part of investigating problems and troubleshooting of gas turbines. The results of vibration measurements and analyzes, due to the high rotational speed and complex composition of the equipment, are significant in analyzing the problems of gas turbines and protecting their components during operation. One method of measuring the vibrations of a gas turbine is to use an accelerometer with a piezoelectric structure, which can measure vibrations in a wide range of dynamics and frequency with appropriate accuracy in high temperature environments. In this thesis, the piezoelectric accelerometer is designed and manufactured using piezoelectric parts in the compression state and by applying preloading force by the retaining screw. A special electronic amplifier is designed and implemented based on instrumentation integrated circuit and then tested and evaluated in the laboratory by using a shaker and an observer accelerometer. The close numerical results obtained from computational methods, software simulations and laboratory tests indicate the desired output without noise and the proper sensitivity of the accelerometer.

شتاب‌سنج پيزوالكتريك , ارتعاشات توربين‌گاز صنعتي , مدار تقويت‌كننده بار , پيزوالكتريك

Piezoelectric Accelerometer , Industrial Gas Turbine Vibrations , Charge Amplifier , Piezoelectric