航空发动机气路静电监测技术是一项新的监测技术,它是根据发动机尾气中电荷水平的变化来实现对气路部件状态的监测。静电传感器敏感元件是整个气路静电监测系统的前端,是获取被测参数的基本环节。本文针对开发发动机气路静电监测技术的需要,对发动机气路颗粒荷电机理以及静电传感器的传感特性展开了研究。本文的主要研究内容为:(1)在综合分析了发动机气路颗粒荷电机理以及荷电颗粒与静电传感器理论模型的基础上,基于点电荷的思想,建立了探针式静电传感器的数学模型,该模型将传感器敏感元件的几何形状、材料特性等因素考虑在内。(2)利用大型有限元分析软件ANSYS对静电传感器敏感元件静电场进行了数值求解,获取了静电传感器敏感元件的空间灵敏度分布,对灵敏度的主要影响因素进行了仿真分析。此外对静电传感器敏感元件的空间滤波特性进行了研究,系统地推导了静电传感器输出信号的频率响应特性,并对传感器进行了动态实验研究。(3)构建了气路状态监测模拟实验平台,通过两个实验分别模拟燃烧室产生大量碳烟颗粒和碰摩故障产生金属颗粒物的情况,实验表明静电传感器能有效地监测到异常颗粒,验证了该静电传感器用于气路状态监测的有效性,为进一步研究机载化发动机气路静电监测技术提供了依据。