基于双压电单元的双端口金属腐蚀探针建模与性能研究

来源：振动与冲击杂志2025年第12期北京时间：

作者：王宇凡，王建军jianjunwang68@ustb，兰成明，罗明璋

单位：1.北京科技大学未来城市学院，北京100083；2.北京科技大学数理学院，北京100083；3.长江大学电子信息与电气工程学院，湖北荆州434023

摘要：压电智能金属腐蚀传感器已经在管道腐蚀监测方面备受关注，但大多采用单输出模式。在面对复杂恶劣的腐蚀环境时，单一阻抗信号的可靠性难以得到有效验证。为此，基于机电阻抗技术和双压电单元设计了一种双端口金属腐蚀探针。建立了探针在双端口输出下的理论模型，求解了前两阶谐振和反谐振频率，并采用有限元模拟验证了理论模型的正确性。此外，开展了人造定量腐蚀试验和无线阻抗测量试验探究了探针的定量腐蚀监测表现以及在线监测能力。结果表明，双端口输出的前两阶谐振和反谐振频率均随着杆长的减小而增加，可实现自校准功能。无线阻抗测量系统测定的频率值与传统阻抗分析仪的结果吻合较好。研究成果为开发无线自校准金属腐蚀探针提供参考。<br>

关键词：腐蚀探针，机电阻抗技术，自校准，有限元模拟，理论模型，无线阻抗测量