随着航空航天技术的不断发展,飞行器的结构复杂性与性能要求日益提升,对核心部件状态的实时监测提出了更高的要求。在高空、真空、高温、高振动等极端环境中,传统有线传感器因布线复杂、可靠性低、维护成本高等问题,已逐渐难以满足实际需求。无源无线垫片式压力传感器,作为一种新型智能传感技术,因其无需外部电源、结构紧凑、安装简便、耐恶劣环境等优点,正逐步在航空航天领域展现出关键作用。
无源无线垫片式压力传感器由于采用无源设计,该传感器无需电池或外接电源,能量通常通过外部天线激励获取并激发谐振信号,适合在空间受限或能源不稳定的环境中工作。无线通信则采用射频方式,使其在密闭或移动部件中仍能保持可靠通信。
(无源无线垫片式压力传感器在航空航天的应用 图源:摄图网)
在航空航天中的关键应用场景
发动机结构螺栓的应力与松动监测
航空发动机中的高温高压环境使结构连接的安全性至关重要。传统螺栓受力松动监测常依赖人工检查,难以及时发现问题。垫片式压力传感器可直接集成在关键螺栓下方,实时感知预紧力变化,提前预警连接松动、失效等风险。
航天器密封舱体的密封状态监控
航天器的密封性直接关系到舱内生命支持系统的稳定性。无源垫片式传感器可安装在密封法兰、舱门接口处,监测密封压力是否达标,识别因密封材料老化或装配偏差引起的泄露隐患,确保飞行安全。
卫星天线与结构组件的连接状态监测
许多卫星结构在发射前需处于折叠状态,入轨后再展开。连接部位的压力状态对展开成功与否有直接影响。垫片式传感器可在发射全过程中被动记录并在展开后读取数据,帮助分析结构可靠性。
高温环境下的螺栓应力监测
例如喷气推进器或再入舱外壳,工作温度可能高达几百度甚至更高。无源传感器无电池设计避免了电池高温失效的风险,陶瓷或高温合金材料使其仍能正常工作,为关键结构提供压力状态反馈。
优势分析
无源无线垫片式压力传感器以其独特的结构形式和非接触、免维护、抗极端环境的技术优势,从发动机连接监测到密封状态管理,从地面检测到轨上应用,这项技术将引领飞行器智能化监测的新方向。