摘要：针对阵列静电传感器在航空发动机滑油磨粒在线监测中存在灵敏度不高、敏感场分布不均匀等问题，通过理论与仿真相结合的方式，综合优化传感器结构单元，以提高传感器的灵敏特性。设计了一种新型双平面32极板阵列静电传感器，基于点电荷思想建立了该传感器的理论模型；探究了极板厚度、覆盖角、长度和双平面间距对传感器灵敏特性的影响。在此基础上，优化传感器构型并制备相应的实验样品，搭建实验测试平台开展实验。结果表明：双平面间距L和极板长度H是提高传感器灵敏特性的关键，优化后的传感器灵敏度增加75.80％及均匀性提高了56.05％。实验结果与有限元仿真变化趋势一致，当L由1cm增至2cm时，静电传感器监测电压幅值从29.23mV增至40.16mV；当H由2cm增至4cm时，电压幅值增至76.43mV；当综合优化L和H时，电压幅值进一步增至80.77mV。
文章目录
1 引 言
2 滑油磨粒静电监测技术
2.1 静电传感器监测原理
2.2 静电传感器结构设计
3 静电传感器模型
3.1 理论模型
3.2 有限元仿真模型
3.3 理论与仿真对比验证
4 传感器空间灵敏特性分析及优化
4.1 空间灵敏特性评价指标
4.2 初始设计空间灵敏度分布规律
4.3 传感器结构参数影响分析
4.4 传感器结构参数优化分析
5 实验验证
5.1 测试平台搭建
5.2 传感器基础性能实验
5.3 仿真结果对比实验
6 结 论
