Simulieren von Frequenz-Nichtlinearitäten in den Schwingquarzen mit hoher Temperatur und Druck

Zwecks den Entwurf von Schwingquarzen als Sensoren für die Öl- und Gasindustrie erleichtern, von Fokussen der gegenwärtigen Arbeit auf der Entwicklung eines dreidimensionalen Modells des begrenzten Elements, um die Frequenzänderung von den anisotropen Schwingquarzen zu berechnen verbunden mit der Anwendung der Temperatur und des Drucks. Auf diese Art setzt die Simulation die zusätzlichen linearen Feldgleichungen für gelegte kleine Erschütterungen auf nichtlineare thermoelastische betonte Medien ein, wie von Lee und von Yong [1] gegeben. Diese Methode bezieht mit ein, die geometrischen und materiellen Nichtlinearitäten für die beide zu lösen die Wärmebelastung und die piezoelektrischen Modelle in COMSOL. Der Stärkescherenmodus-Frequenzgang des Modells wurde zu den experimentellen Sensor-Daten mit der Temperatur evaluiert, die von 50°C bis zu 200°C reicht (in den Erhöhungen 25°C) und vom Druck von 14 P/in bis zu 20.000 P/in (mit 2.000 P-/inerhöhungen, ungefähr). Der normalisierte Frequenzgang zur Änderung im Druck von Außen, das sehr gut mit experimentellen Daten bei den niedrigeren Temperaturen und aus dem gleichen Grunde, die Temperaturfrequenzantwort zusammengebracht wurde, brachte die experimentelle Tendenz gut für Niederdrücke zusammen. Die Studie fand jedoch dass das Anwenden von hoher Temperatur und von Druck gleichzeitig zu beträchtlichen Fehler im Frequenzgang führt. Es wird angenommen, dass der erhöhte Fehler an den Extrembedingungen am gegenwärtigen Mangel an bestimmten Materialeigenschaften des Quarzes liegt, bekannt als die Temperaturableitungen der drittrangigen elastischen Koeffizienten.
Schlüsselwörter: Quarz, Temperatur, Druck, Sensor, nichtlinear