उच्च तापमान और दबाव पर क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्रों में फ्रीक्वेंसी नॉनलाइनियरिटी का अनुकरण

तेल और गैस उद्योग के लिए सेंसर के रूप में क्वार्ट्ज गुंजयमान यंत्रों के डिजाइन को सुविधाजनक बनाने के लिए, वर्तमान कार्य तापमान और दबाव के अनुप्रयोग से जुड़े अनिसोट्रोपिक क्वार्ट्ज अनुनादकों के आवृत्ति परिवर्तन की गणना करने के लिए त्रि-आयामी परिमित तत्व मॉडल के विकास पर केंद्रित है। .ऐसा करने में, सिमुलेशन ली और योंग [1] द्वारा दिए गए गैर-रैखिक थर्मोइलास्टिक तनाव वाले मीडिया पर आरोपित छोटे कंपन के लिए वृद्धिशील रैखिक क्षेत्र समीकरणों को नियोजित करता है।इस पद्धति में COMSOL में थर्मल तनाव और पीजोइलेक्ट्रिक मॉडल दोनों के लिए ज्यामितीय और भौतिक गैर-रैखिकताओं को हल करना शामिल है।मॉडल की मोटाई-कतरनी मोड आवृत्ति प्रतिक्रिया 50 डिग्री सेल्सियस से 200 डिग्री सेल्सियस (25 डिग्री सेल्सियस वेतन वृद्धि में) और 14 पीएसआई से 20,000 पीएसआई (लगभग 2,000 पीएसआई वृद्धि के साथ) के तापमान के साथ प्रयोगात्मक सेंसर डेटा के लिए बेंचमार्क की गई थी। .बाहरी दबाव में परिवर्तन के लिए सामान्यीकृत आवृत्ति प्रतिक्रिया कम तापमान पर प्रायोगिक डेटा के साथ बहुत अच्छी तरह से मेल खाती है, और उसी टोकन से, तापमान-आवृत्ति प्रतिक्रिया कम दबावों के लिए प्रयोगात्मक प्रवृत्ति से अच्छी तरह मेल खाती है।हालाँकि, अध्ययन में पाया गया कि उच्च तापमान और दबाव को एक साथ लागू करने से आवृत्ति प्रतिक्रिया में काफी त्रुटि होती है।यह अनुमान लगाया गया है कि चरम स्थितियों में बढ़ी हुई त्रुटि क्वार्ट्ज के कुछ भौतिक गुणों की वर्तमान कमी के कारण होती है, जिसे तीसरे क्रम के लोचदार गुणांक के तापमान डेरिवेटिव के रूप में जाना जाता है।
कीवर्ड: क्वार्ट्ज, तापमान, दबाव, सेंसर, नॉनलाइनियर