Optrand 專注光纖式動(dòng)態(tài) / 靜態(tài)壓力傳感技術(shù)，核心 AutoPSI 系列采用光纖反射測(cè)量原理，依靠金屬膜片受壓形變改變反射光信號(hào)完成壓力采集，衍生火花塞集成式、預(yù)熱塞集成式、微型螺紋安裝等多種結(jié)構(gòu)。產(chǎn)品主要面向內(nèi)燃機(jī)、氣體壓縮機(jī)、船舶動(dòng)力、注塑裝備、航空動(dòng)力等領(lǐng)域，解決傳統(tǒng)壓力傳感方案在高溫、強(qiáng)電磁干擾、持續(xù)交變沖擊工況下的各類測(cè)量難題。本文結(jié)合實(shí)際工況痛點(diǎn)，梳理適用行業(yè)與對(duì)應(yīng)的技術(shù)解決路徑。

一、主要應(yīng)用行業(yè)

內(nèi)燃機(jī)研發(fā)與運(yùn)維行業(yè)

柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)、雙燃料發(fā)動(dòng)機(jī)、氫氣內(nèi)燃機(jī)，用于缸內(nèi)燃燒壓力采集、爆震監(jiān)測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)標(biāo)定、燃燒放熱分析、缸內(nèi)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)。配套 PSIplug 火花塞集成傳感器、PSIglow 預(yù)熱塞集成傳感器，無需大范圍改造缸蓋。

船舶動(dòng)力行業(yè)

船用主輔柴油機(jī)、氣體發(fā)電機(jī)組，持續(xù)監(jiān)測(cè)氣缸壓力，支撐機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警、排放優(yōu)化。

往復(fù)式壓縮機(jī)行業(yè)

天然氣壓縮機(jī)、工藝氣體壓縮機(jī)，采集缸內(nèi)動(dòng)態(tài)壓力曲線，分析氣閥工作狀態(tài)、容積效率，實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)性維護(hù)。

汽車與動(dòng)力總成測(cè)試領(lǐng)域

發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)、整車道路標(biāo)定、噴射系統(tǒng)壓力測(cè)試，用于新機(jī)型開發(fā)與燃燒策略優(yōu)化。

注塑與液壓裝備行業(yè)

注塑機(jī)料筒、高壓液壓回路動(dòng)態(tài)壓力監(jiān)測(cè)，捕捉壓力波動(dòng)，優(yōu)化成型工藝。

航空、特種動(dòng)力與核電配套領(lǐng)域

存在強(qiáng)電磁輻射、易燃易爆介質(zhì)場(chǎng)景，依托光纖絕緣特性開展壓力參數(shù)采集。

二、典型工況痛點(diǎn)與對(duì)應(yīng)的解決方向

1. 解決強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下壓力信號(hào)失真問題

發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火線圈、高壓噴油系統(tǒng)、大功率變頻器會(huì)產(chǎn)生高強(qiáng)度電磁輻射。壓電式、應(yīng)變式電子傳感器容易出現(xiàn)信號(hào)漂移、雜波干擾，壓力曲線失真，無法準(zhǔn)確識(shí)別爆震與燃燒峰值。

光纖傳感本體不含導(dǎo)電測(cè)量元件，光信號(hào)沿光纖傳輸，具備電氣隔離特性，不受 EMI/RFI 電磁射頻干擾影響。采集的壓力波形連續(xù)性更好，適合內(nèi)燃機(jī)、高壓電氣周邊設(shè)備的動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量，減少濾波處理帶來的信號(hào)延遲。

2. 適應(yīng)燃燒腔高溫工況，擺脫水冷 / 風(fēng)冷冷卻依賴

氣缸內(nèi)部燃燒瞬時(shí)溫度較高，傳統(tǒng)壓電傳感器普遍需要持續(xù)通水、通氣冷卻，增加管路布置復(fù)雜度，冷卻介質(zhì)中斷會(huì)直接造成傳感元件損壞，不適宜長(zhǎng)期在線監(jiān)測(cè)。

傳感器探頭可長(zhǎng)期承受高溫環(huán)境，產(chǎn)品提供溫度補(bǔ)償型號(hào)，無需外置冷卻系統(tǒng)即可穩(wěn)定工作。簡(jiǎn)化發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋外圍管路布局，既適用于短期臺(tái)架試驗(yàn)，也支持機(jī)組長(zhǎng)期連續(xù)在線監(jiān)測(cè)。

3. 承受持續(xù)交變壓力沖擊與爆震載荷，延長(zhǎng)服役周期

內(nèi)燃機(jī)循環(huán)往復(fù)的壓力沖擊、劇烈爆震工況，容易造成常規(guī)傳感器內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損，出現(xiàn)靈敏度衰減、零點(diǎn)漂移，頻繁更換傳感器抬高測(cè)試與運(yùn)維成本。

傳感膜片經(jīng)過疲勞優(yōu)化設(shè)計(jì)，適配數(shù)十億次壓力循環(huán)；無傳動(dòng)頂針結(jié)構(gòu)，沖擊載荷不會(huì)造成內(nèi)部機(jī)械構(gòu)件斷裂。在持續(xù)爆震、壓力劇烈波動(dòng)工況下，維持參數(shù)穩(wěn)定性，拉長(zhǎng)傳感器更換周期。

4. 消除長(zhǎng)壓力引道帶來的測(cè)量相位誤差

部分改裝方案需要在缸蓋開設(shè)較長(zhǎng)引壓通道，壓力波傳遞存在延遲，采集到的壓力曲線相位偏移，影響基于曲軸轉(zhuǎn)角的燃燒分析精度。

提供微型探頭結(jié)構(gòu)，同時(shí)支持火花塞、預(yù)熱塞一體化集成方案，傳感膜片可直接暴露在燃燒空間，縮短乃至取消壓力傳導(dǎo)通道，降低信號(hào)延時(shí)與波形畸變，保證燃燒壓力采集的時(shí)序準(zhǔn)確性。

5. 改善寬溫域運(yùn)行下的測(cè)量漂移問題

發(fā)動(dòng)機(jī)冷熱交替運(yùn)行，傳感器頭部與后端信號(hào)調(diào)理單元存在明顯溫差，普通傳感元件隨溫度變化產(chǎn)生靈敏度偏移，同一工況冷機(jī)、熱機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)不一致。

內(nèi)置自動(dòng)基準(zhǔn)校正機(jī)制，可補(bǔ)償光纖彎折、元器件老化、溫度變化帶來的信號(hào)波動(dòng)；帶溫度補(bǔ)償版本能夠抑制大范圍溫度變化造成的測(cè)量偏差，減少試驗(yàn)過程中頻繁重新標(biāo)定的操作。

6. 狹小安裝空間下實(shí)現(xiàn)缸內(nèi)壓力測(cè)量，降低缸蓋改造難度

很多量產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋預(yù)留安裝點(diǎn)位有限，重新鉆孔加工成本較高，還會(huì)影響缸蓋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

一體化集成方案將傳感單元與標(biāo)準(zhǔn)火花塞、預(yù)熱塞結(jié)合，利用原有安裝螺紋布置傳感器，無需在缸蓋額外開孔加工，縮短設(shè)備改造周期，便于多機(jī)型對(duì)比測(cè)試。多種微型螺紋規(guī)格，適配不同發(fā)動(dòng)機(jī)安裝接口。

7. 同時(shí)支持靜態(tài)壓力與高頻動(dòng)態(tài)壓力采集

部分測(cè)試場(chǎng)景，既需要監(jiān)測(cè)穩(wěn)態(tài)基準(zhǔn)壓力，又要捕捉燃燒、壓縮過程中的高頻動(dòng)態(tài)壓力波動(dòng)。壓電傳感器僅能測(cè)量動(dòng)態(tài)交變壓力，無法識(shí)別靜態(tài)壓力分量。

Optrand 光纖傳感器可同步采集靜態(tài)壓力與動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)，能夠完整還原從進(jìn)氣、壓縮、燃燒到排氣全周期壓力變化，便于開展熱力學(xué)計(jì)算、容積效率分析，適配發(fā)動(dòng)機(jī)完整循環(huán)特性研究。

8. 適配易燃易爆、腐蝕性介質(zhì)環(huán)境

燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)、工藝壓縮機(jī)內(nèi)部存在可燃?xì)怏w，電子傳感器存在潛在點(diǎn)火風(fēng)險(xiǎn)；燃料燃燒產(chǎn)生的酸性產(chǎn)物容易腐蝕傳感元件。

光纖傳感前端無源無電火花，介質(zhì)隔離結(jié)構(gòu)提升工況安全性；金屬外殼與膜片結(jié)構(gòu)耐受燃燒產(chǎn)物、工藝氣體腐蝕，適合氣體動(dòng)力裝備長(zhǎng)期運(yùn)行監(jiān)測(cè)。

9. 簡(jiǎn)化測(cè)試系統(tǒng)配套，減少外部信號(hào)調(diào)理硬件

傳統(tǒng)壓力傳感器往往需要單獨(dú)配置電荷放大器、信號(hào)調(diào)節(jié)器，整套測(cè)試系統(tǒng)零部件多，接線復(fù)雜，野外車載測(cè)試布置不便。

傳感器將光電調(diào)理電路集成在尾部殼體，輸出標(biāo)準(zhǔn)化模擬信號(hào)，可直接接入數(shù)據(jù)采集設(shè)備、燃燒分析儀，無需額外配套放大單元，縮減測(cè)試系統(tǒng)搭建工作量。