高温高压环境下无线无源温度和压力传感器的多物理场分析与仿真

程亦佳1, 沙威1
1浙江大学
Publié en 2024

这项研究探讨了在高温高压环境中无线无源温度和压力传感器的多物理场分析与仿真。研究的重点在于评估电磁-热-机械耦合效应,以提高传感器在极端条件下建模的准确性。研究中使用COMSOL Multiphysics软件建立传感器的三维模型进行仿真,通过射频、传热、结构力学三个模块间的多物理场耦合方程,分析并仿真传感器模型中各物理场之间的耦合关系,以定性和定量分析它们的重要性。三个模块中分别使用了电磁波,频域 (emw)、固体传热 (ht)、固体力学 (solid) 物理场接口,并用电磁热(微波加热)、热应力,固体等多物理场耦合接口来仿真器件中的多场耦合效应。

仿真结果显示,通过考虑传感器模型中的多物理场耦合效应,可以更准确地预测传感器在极端环境下的性能。特别是,研究强调了考虑热膨胀和外部压力引起的结构变形对于压力传感器设计的重要性。此外,研究还评估了哪些耦合效应可以合理地忽略,从而验证了某些简化模型的可行性。通过这种全面的模拟和分析,我们开发了一种详细的微波传感器多物理场模型,能够准确预测传感器在恶劣环境条件下的性能​。