壓電諧振式結冰傳感器數學模型研究.pdf

1、在人們的日常生活中，結冰是一種常見的現象。在某些場合或特殊行業(yè)中，人為地控制結冰可滿足生產需要，產生經濟效益，甚至造福人類。然而，另一些結冰現象卻會直接或間接地危害著工業(yè)、農業(yè)、交通運輸、商業(yè)等國民經濟的方方面面。如果可以及時地探知所關心的對象表面是否結冰，甚至測出冰厚，傳遞結冰信息到控制器或向工作人員報警，就可及時地采取相應措施減小結冰造成的損失?？梢?，結冰傳感器的開發(fā)與研究工作具有非常重大的意義。 本文針對一種基于壓電諧振原

2、理的結冰傳感器進行數學模型研究。簡要介紹了壓電陶瓷材料及其壓電性能，在此基礎上將壓電效應、逆壓電效應結合諧振原理應用于結冰傳感器敏感元件結構，初步討論結冰傳感器工作原理，即當傳感器敏感元件表面結冰后，冰層厚度變化引起敏感元件質量、等效剛度等參數發(fā)生改變，這些因素綜合表現為敏感元件諧振頻率隨冰厚增加而提高。針對敏感元件膜片建立力學模型展開彈性力學分析，并進一步推導出膜片諧振運動方程，在此基礎上建立數學模型，研究諧振膜片的諧振頻率特性與其表