Smart vibratory sensor for compressor surge control

Abstract

Fast response piezoceramic sensor with embedded microchip device development and testing is resulted. Sensor was designed for flow instability modes detection in gas-turbine engine passages by means of its outer casing vibration analysis. Main new features are analog to digital conversion by simple comparator and Haar wavelet analysis hardware implementation inside the sensor. These features in both allowed to reduce data flow without useful information lack and made possible utilization of simple, reliable 8-digit microchip. FORTH language is used for microchip programming.

Наведено результати розробки та випробування прототипа пьєзодатчика вібрації з убудованим мікрочіпом. Датчик розроблено для виявлення нестійких режимів течії у проточній частині газотурбінного двигуна за аналізом вібрації його корпуса. Головні особливості датчика це застосування компаратора для аналого-цифрового перетворення та апаратна реалізація вейвлета Хаара в датчику. Ці особливості у сукупності дозволили знизити інформаційний потік без втрати корисної інформації настількі, що стало можливим застосування простого та надійного 8-ми розрядного мікрочіпа. Для програмування датчика вікористовано мову FORTH.

Приведены результаты разработки и испытания прототипа пьезодатчика вибрации со встроенным микрочипом. Датчик разработан для выявления неустойчивых режимов течения в проточной части газотурбинного двигателя путём анализа вибрации его корпуса. Основными особенностями датчика являются использование компаратора для аналого-цифрового преобразования и аппаратная реализация анализа с использованием вейвлета Хаара в датчике. Эти особенности в совокупности позволили снизить информационный поток без потери полезной информации в такой степени, что стало возможным применение простого и надежного 8-ми разрядного микрочипа. Для программирования датчика используется язык FORTH.