NGHIÊN CỨU DÒNG KHÍ XOÁY TUẦN HOÀN TỰ TẠO TRONG KHÔNG GIAN HẸP ỨNG DỤNG ĐO CHUYỂN ĐỘNG QUAY

Tóm tắt

Để phát hiện chuyển động quay, cảm biến vận tốc góc được sử dụng. Nguyên
lý làm việc của cảm biến vận tốc góc kích thước nhỏ cỡ MEMS dựa trên sự dịch
chuyển của phần tử tham chiếu - khối nặng hoặc dòng khí do hiệu ứng Coriolis
sinh ra từ chuyển động quay. Bài báo này trình bày nghiên cứu về dòng xoáy tuần
hoàn tốc độ cao ứng dụng đo chuyển động quay của cảm biến vận tốc góc dạng
dòng khí. Dòng xoáy được tạo ra ngay trong thân thiết bị bởi dao động của màng
áp điện PZT thông qua một mạng lưới kết nối tuần hoàn từ buồng bơm, qua vòi
chỉnh lưu, kênh dẫn, tới buồng chứa dòng xoáy và quay ngược lại kênh dẫn. Dòng
khí sẽ tuần hoàn với vận tốc cao hơn sau mỗi chu kỳ dao động của màng áp điện
để tạo thành dòng xoáy ổn định trong buồng đo. Với thiết kế như trên, dòng xoáy
được phân tích và mô phỏng số bằng OpenFOAM. Một số kết quả của mô phỏng
được sử dụng để thiết lập thí nghiệm trên mẫu thử của cảm biến trong đó đặc tính
của dòng xoáy được kiểm nghiệm bằng phần tử cảm biến - dây nhiệt điện trở bằng
nguyên tắc đối lưu nhiệt. Ngoài ra, khả năng đo vận tốc góc của thiết bị được thử
nghiệm thành công trên bàn xoay.