Sensores Magnéticos de Alta Temperatura para la Sección Caliente de Motores Aeroespaciales
Autores: Rokicki, Edward; Przysowa, Radoslaw; Kotkowski, Jerzy; Majewski, Pawe
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Sensores Magnéticos de Alta Temperatura para la Sección Caliente de Motores Aeroespaciales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Sensores magnéticos
Sensor inductivo
Monitoreo de la salud de las cuchillas
Compresores de alta presión
Turbinas de gas
Imanes permanentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
Los sensores magnéticos se utilizan ampliamente en aeroengines y sus sistemas de gestión de salud, pero rara vez se instalan en la sección caliente del motor debido a la pérdida de propiedades magnéticas de los imanes permanentes con el aumento de la temperatura. El artículo presenta y verifica modelos y soluciones de diseño destinadas a mejorar el rendimiento de un sensor inductivo para medir el movimiento de las palas operadas a temperaturas elevadas (200-1000 grados C) en compresores y turbinas de alta presión. Se estudió la interacción de las palas con el sensor. Se fabricó un prototipo del sensor y se realizaron pruebas en el banco de pruebas del rotor RK-4 a una velocidad de 7000 rpm, en el que la temperatura de la cabeza del sensor se incrementó gradualmente hasta 1100 grados C. El nivel de la señal del sensor se comparó con el de un sensor idéntico que opera a temperatura ambiente. El sensor calentado funciona continuamente produciendo la señal de salida cuyo nivel no cambia significativamente. Además, un conjunto de seis sondas pasó una prueba inicial en un motor SO-3 turbojet. Se confirmó que el diseño propuesto del sensor inductivo es adecuado para el monitoreo de salud de las palas (BHM) de las últimas etapas de compresores y turbinas de gas que operan por debajo de 1000 grados C, incluso sin un sistema de refrigeración dedicado. En aplicaciones de motores reales, el rendimiento del sensor dependerá de cómo se instale el sensor y de la capacidad de disipación de calor disponible. La tecnología presentada extiende la temperatura de funcionamiento de los imanes permanentes y no es específica para la vibración de las palas, sino que puede adaptarse a otras mediciones magnéticas en la sección caliente del motor de la aeronave.
Descripción
Los sensores magnéticos se utilizan ampliamente en aeroengines y sus sistemas de gestión de salud, pero rara vez se instalan en la sección caliente del motor debido a la pérdida de propiedades magnéticas de los imanes permanentes con el aumento de la temperatura. El artículo presenta y verifica modelos y soluciones de diseño destinadas a mejorar el rendimiento de un sensor inductivo para medir el movimiento de las palas operadas a temperaturas elevadas (200-1000 grados C) en compresores y turbinas de alta presión. Se estudió la interacción de las palas con el sensor. Se fabricó un prototipo del sensor y se realizaron pruebas en el banco de pruebas del rotor RK-4 a una velocidad de 7000 rpm, en el que la temperatura de la cabeza del sensor se incrementó gradualmente hasta 1100 grados C. El nivel de la señal del sensor se comparó con el de un sensor idéntico que opera a temperatura ambiente. El sensor calentado funciona continuamente produciendo la señal de salida cuyo nivel no cambia significativamente. Además, un conjunto de seis sondas pasó una prueba inicial en un motor SO-3 turbojet. Se confirmó que el diseño propuesto del sensor inductivo es adecuado para el monitoreo de salud de las palas (BHM) de las últimas etapas de compresores y turbinas de gas que operan por debajo de 1000 grados C, incluso sin un sistema de refrigeración dedicado. En aplicaciones de motores reales, el rendimiento del sensor dependerá de cómo se instale el sensor y de la capacidad de disipación de calor disponible. La tecnología presentada extiende la temperatura de funcionamiento de los imanes permanentes y no es específica para la vibración de las palas, sino que puede adaptarse a otras mediciones magnéticas en la sección caliente del motor de la aeronave.