如何选择压力传感器:航天工程师的操作指南

如何选择压力传感器:航天工程师的操作指南

设计和制造的飞机是一项艰巨的任务。无穷的计算,设计,模拟,并重新设计似乎是一个永久的过程;而最终的成品测试才是我们挑战的目标!

这是一个非常令人兴奋的过程,所有您所设计的3D部件,组建的系统,一切的零部件都展现在你的面前。现在是证明如何将这一切都将顺畅地进行的时候,但是千万不要高兴的太早!要做到这一点,我们需要使用顶尖的数据记录设备,以验证系统的性能。更重要的是,我们需要测试能在飞机内外最极端条件下工作的传感器。而STS一直为我们提供最可靠的压力传感器,以确保压力测试工作能够和我们最初所设计的那样顺利的工作。在这篇操作指南中,我们会一步一步的指导,并且从全方位的角度来告诉你STS是如何整合到我们的系统中去的。

精度

首先,我们需要仔细确认正在测试的飞机系统,并确定收集数据的所需精度。例如,控制飞行器制动器的液压系统通常在特定压力范围内操作,由于这个操作范围足够大,所以对测试传感器的精度要求不会很高。 因此,选择STS ±0.25%FS将是一个合适的选择。 在频谱的另一端,与制动液压相比,必须更合理地监测油压。 考虑到这一点,我们可以为需要最高精度的高精度压力变送器选择STS的传感器方案,即±0.05%FS,以确保整个发动机系统的油压保持在其峰值水平。

温度

现在已经确定了所需的精度,让我们继续将压力传感器集成到我们的测试飞机系统中。 自然而言,飞行器上的压力导向系统在尺寸,工作温度和压力介质方面多种多样; 因此,我们可以根据不同需求来选择传感器。

其次,我们需要关注工作温度。 在飞机中,您的压力传感器可能会在发动机舱的高温范围内工作。 相反,它可以被安装在机舱外部,用以测量皮托压力或者除冰流体压力,在这种情况下,工作温度将明显低于发动机舱。而STS压力传感器提供了令人印象深刻的工作温度范围(从-25到125°C)。这个基本范围将覆盖我们大部分的航空航天的压力需求。 为了有更好地测试效果,所有的STS传感器都有温度补偿的范围,意味在上面的应用场景中,固有的测量误差会急剧下降。 当我们的压力系统完成密集测试时,这是一个非常有用的功能!

上述温度范围决不是固定的。 当新的需求产生时,我们可以选择使用备有冷却片的传感器将最高温度升高到150℃。如果传感器位于发动机的排气系统旁边,就有可能会有这类需求,因为通过这种方式可以辐射出大量的热量。 此外,如果传感器长期暴露在特别高的海拔高度中,我们可以选择将传感器的最低温度降低到-40°C。 这包括您对传感器耐热度的选择过程; 可以帮助您始终保持最佳的工作环境!

压力接头

如前所述,飞行器内不同压力系统的尺寸和规格是多样不一的。 因此,我们下一步的选择是确定传感器的最佳位置,并选择一个适合传感器在该特定位置的连接器。 以飞机制动系统为例,液压系统中包括了各种尺寸的管线和部件,但是一旦为传感器选择了确切的位置,就可以选择合适的工艺接头。 STS提供了整套系列的尺寸和膜片,包括G¼M和G½M,另有适用于哈斯特洛伊耐蚀镍基合金和前隔膜的产品选择,以及其他特性的选择。 这种广泛的选择可能确保了我们可以订购一个无需任何特殊改造的传感器,可以完美适用于我们的测试系统 ,并且大幅度的降低我们的安装工作量!

密封

测试传感器的最后一个主要部件是合适的密封材料。与工艺连接器一样,为传感器选择密封的材料主要取决于构成压力系统的流体。幸运的是,对于航天领域,我们的压力系统很少会经历腐蚀性,酸性或其他不好的流体。然而,我们仍然必须对密封性有着深思熟虑的思考。以起落架的液压系统为例,标准的选择是丁腈橡胶(NBR)作为我们的密封材料。这种橡胶状材料对油和其它润滑材料有着极高的耐久度之外,因此非常适合这种在液压系统中使用。然而,如果我们担心高温或者发动机舱中存在的其他恶劣条件,那么氟橡胶将由于其改进的耐温性和耐久性,会是一个更合适的选择。最后一点是,EPDM橡胶在处理制动液时具有良好的表现。这些只是STS提供的许多密封选项中的三种,主要的是并非所有密封都是可更换的。STS会深入研究您的整体系统,然后通过最合适的方案和最优化的选择,来确保最佳的传感器结果!

 

现在,您已经准备好开始为您的航天测试选择最合适的压力传感器!我们已经涵盖了传感器所需要的精度水平,这取决于传感器将会使用于哪一类系统中。 然后,我们继续为单独的应用确定所需的正确的耐温性水平。 随后在工艺连接器中,我们可以选择各种尺寸和隔膜,以确保传感器始终根据我们的确切需求而量身定制。 最后一点是,我们需要向您解释那些大量的适用的密封方案和每个理想的密封方案之间的主要区别。 有了这些信息,您可以查看压力测试传感器的主要组件,并做出最佳选择,以确保您的传感器完全为您的系统而使用!

起落架液压测试

起落架液压测试

想象一下,你正在驾驶者自己的飞机,巡航在美好的一天当中。

此时你正接近机场跑道并打开起落架的液压装置开关,进行着陆准备。突然,出现一个低压警报,起落架将无法正常打开。此时此刻你危在旦夕!在你急促的呼吸下的可能会对设计该液压系统对工程师颇有微词。其实,我们就是被抱怨的工程师,那位想象出来的飞行员是我们的客户。他们应该有一个可靠和完美的着陆,不是吗?因此,这极其考验我们所设计的液压系统,但该如何设计呢?我们需要全面的从细节,配件和设计做详细的计划。然而,至少有一点可以通过我们的努力而保证,那就是液压试验!我们将测试所有的细节,然后尝试损坏系统,并再次测试!所以很自然的,我们需要一个压力传感器在微调所有细节后,能够持续准确地记录液压系统中的情况。有一个传感器可以准确的做到这些要求,本文的其余部分,我们将一起探索STS高精度压力变送器ATM.1ST。

当我们开始开发液压压力测量方案,首先必须确定要收集的确切数据。大家都知道,在液压系统中“压力”是一个很宽泛的术语,并且自身而言几乎没有什么实际性质的意义。这里是指蓄能器压力,泵输出压力,调节器压力或者安全压力吗?这取决于你怎么理解,但幸运的是STS已经开发出一系列压力变送器,可在任何形式的子组件中收集数据。STS高精度压力变送器 ATM.1ST按照模块化和适应性的方法而设计。作为工程师,可以择优挑选传感器每个子组件的特性和功能,以确保每个部件都是完美适合应用环境,同时可以解决迎刃而解测试过程中遇到的问题。

现在让我们一起来拆解这些传感器模块。首先,我们可以为传感器选择几乎每一个部分的材料,以保证传感器的强度和耐久性。例如,基于爆破压力和一些对其他因素的承受力,可以选择由不锈钢或钛构成的壳体和换能器,并且也可以根据液压设置的特点来确定选择方案。

然而,我们的材料选择不限定于所述的壳体,也可以为传感器挑选密封材料。在这个模块中,可以选择的内容包括氟橡胶,三元乙丙橡胶,全氟醚橡胶和丁腈橡胶。自然而言,液压流体将贯穿整个起落架系统;因此,一旦我们确定密封材料,就可以保证与贯穿整个系统功能的流体之间有最佳的交互。另一个在测试设置中需要保持一致的因素是压力传感器的总体精度。幸运的是,STS的 ATM.1ST产品线的高精度传感器充分体现了产品在这方面的特点。并且通过0.25%,0.1%和0.05%FS充分确保数据收集在整个测试过程中是既准确又相一致。

最后两个模块的选择是有关起落架测试过程中的电气工艺连接。在电气的世界,我们可以选择FEP,PUR和PE线,以及各种不同的连接器。针对连接的过程,我们谨慎并且周到的提供了各种类型的隔膜,DIN等。虽然不同组合的绝对数量似乎远远的超过其表面价值,但是它们所组装出的压力传感器保证了测试环境可以在一个正常的情况下完成。

现在,让我们回到起落架测试中。当开发和测试液压系统时候,实现完美的起落架操作将需要系统内的几个不同位置的数据参数。如上所述,我们有一个累加器,可以充当各种各样的阻尼装置来平滑系统中的压力变量。当然,我们的工程师需要明确的知道这些变量属性。因此,这似乎是一个测试传感器的最佳位置!

在维持压力方面,校准器正好属于这个范畴之内。由于存在阀门的打开和关闭或系统中的任何不规则性所导致的压力波动,校准器可以确保系统压力保持在规定范围之内。再强调一次,这是另一个起落架开发过程中,值得关注的重要组件,我们现在有足够的资源为起落系统选择一个完全定制的压力传感器,这个目标通过精确的测量和安装便捷的电气连接器来实现。

做一下总结,我们的任务是通过严格的测试课程,以建立一个可靠的起落架系统。然而,这种原理的液压系统中组件和传感器的潜在位置是极其多样化的。值得庆幸的是,STS已经研发出了 ATM.1ST 压力传感器,可以让我们对传感器几乎所有的方面,有着近乎绝对的控制;包括材料,准确性,密封,和电气连接器。长话短说女士们,先生们,这种高精度的传感器,使我们能够设计一个精简和可靠的测试过程,其中我们的测试传感器是配合安装,而并不是去控制安装。