Medición de velocidad de rotación sin contacto con microondas de campo cercano de guía de onda de extremo abierto
Autores: Bai, Yongjiang; Ye, Ming; Yang, Fang; Wang, Chun; Dong, Yingdi; Yang, Jiye; Zhou, Guisheng; Xie, Yongjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Medición de velocidad de rotación sin contacto con microondas de campo cercano de guía de onda de extremo abierto
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Medición de velocidad de rotación
Microondas de campo cercano
Guía de ondas
Detector de RF
Ventilador giratorio
Sensor de velocidad de rotación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
La medición de la velocidad de rotación es importante para muchas aplicaciones. Aquí se propone un método de prueba de velocidad de rotación sin contacto basado en la detección de la microondas de campo cercano perturbada periódicamente de una guía de onda abierta. Se realizaron simulaciones y experimentos para verificar el sensor de velocidad de rotación de microondas de campo cercano. El sistema de detección de velocidad de rotación construido estaba compuesto por una guía de onda abierta estándar WR-42 (en nuestras mediciones, se utilizó un adaptador de guía de onda a coaxial para representar una guía de onda abierta) trabajando a ~18 GHz, un circulador de radiofrecuencia (RF), un generador de señales, un detector de RF y un osciloscopio. Un ventilador giratorio a medir se colocó cerca de la boca de la guía de onda y, por lo tanto, el coeficiente de reflexión de la guía de onda fue modulado periódicamente por las aspas del ventilador giratorio. Luego, el detector de RF convirtió este coeficiente de reflexión variable en un voltaje de corriente continua (DC), es decir, una forma de onda periódica. Finalmente, la velocidad de rotación del ventilador podría extraerse de esta forma de onda. Se realizaron mediciones utilizando tanto el método de microondas de campo cercano propuesto como métodos convencionales de transmisión/reflexión óptica para su verificación. También se estudió el efecto de la ubicación del ventilador giratorio con respecto a la boca de la guía de onda. Los resultados muestran lo siguiente: 1. El método propuesto funciona bien con una velocidad de rotación de hasta ~5000 RPM (vueltas por minuto), y se puede lograr una precisión del 1.7%. 2. Las aspas del ventilador metálicas o no metálicas son adecuadas para este método. En comparación con el método de radar existente, el método propuesto puede ser ventajoso para la detección de rotación en un espacio limitado.
Descripción
La medición de la velocidad de rotación es importante para muchas aplicaciones. Aquí se propone un método de prueba de velocidad de rotación sin contacto basado en la detección de la microondas de campo cercano perturbada periódicamente de una guía de onda abierta. Se realizaron simulaciones y experimentos para verificar el sensor de velocidad de rotación de microondas de campo cercano. El sistema de detección de velocidad de rotación construido estaba compuesto por una guía de onda abierta estándar WR-42 (en nuestras mediciones, se utilizó un adaptador de guía de onda a coaxial para representar una guía de onda abierta) trabajando a ~18 GHz, un circulador de radiofrecuencia (RF), un generador de señales, un detector de RF y un osciloscopio. Un ventilador giratorio a medir se colocó cerca de la boca de la guía de onda y, por lo tanto, el coeficiente de reflexión de la guía de onda fue modulado periódicamente por las aspas del ventilador giratorio. Luego, el detector de RF convirtió este coeficiente de reflexión variable en un voltaje de corriente continua (DC), es decir, una forma de onda periódica. Finalmente, la velocidad de rotación del ventilador podría extraerse de esta forma de onda. Se realizaron mediciones utilizando tanto el método de microondas de campo cercano propuesto como métodos convencionales de transmisión/reflexión óptica para su verificación. También se estudió el efecto de la ubicación del ventilador giratorio con respecto a la boca de la guía de onda. Los resultados muestran lo siguiente: 1. El método propuesto funciona bien con una velocidad de rotación de hasta ~5000 RPM (vueltas por minuto), y se puede lograr una precisión del 1.7%. 2. Las aspas del ventilador metálicas o no metálicas son adecuadas para este método. En comparación con el método de radar existente, el método propuesto puede ser ventajoso para la detección de rotación en un espacio limitado.