Система контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата

 

Изобретение относится к области оборудования летательного аппарата. Система содержит тепловой газоструйный насос, датчик давления, коммутирующее устройство с автоматическим проточным анализатором проб газа, выполненным в виде электрохимического датчика, установленного в термостате, и ловушку конденсата газовой среды. Анализатор проб газа выполнен в виде электрохимического первичного преобразователя, установленного в термостате, и второго преобразователя, электрически связанных друг с другом. Первичный преобразователь включает электрохимическую ячейку, датчики температуры и нагреватель для подогрева электролита. Вторичный преобразователь включает усилитель, блоки компенсации по давлению и температуре, блок коррекции по времени и блок управления нагревателем. Технический результат - повышение надежности контроля. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

Предлагаемое изобретение относится к области самолетостроения, а именно к устройствам для измерения концентрации газовых сред, и может быть использовано в кораблестроении и в других областях техники для контроля концентрации кислорода в газовых средах в условиях вибраций, переменных давлений, в том числе разрежений, и температур.

Известна система контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата, включающая топливогазоструйный насос, связанный трубопроводом через коммутирующее устройство с автоматическим проточным анализатором проб газа, выполненным в виде электрохимического датчика, установленного в термостате, который соединен трубопроводом, проходящим через ловушку конденсата газовой среды, с надтопливным пространством бака.

Однако она обладает следующими недостатками:

- выходной сигнал электрохимического датчика, являясь функцией трех параметров: давления, температуры и концентрации анализируемой среды, требует дополнительной обработки результатов испытаний по сложному характеристическому уравнению и коррекции;

- сигналы электрохимического датчика, датчика давления и датчика температуры имеют различные динамические характеристики;

- большое время переходного процесса электрохимического датчика;

- вероятность изменения градуировочной характеристики электрохимического датчика при попадании топлива на мембрану.

Целью изобретения является повышение пожаровзрывобезопасности летательного аппарата.

Для достижения этой цели в известной системе контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата, включающей топливогазоструйный насос, связанный трубопроводом через коммутирующее устройство с автоматическим проточным анализатором проб газа, выполненным в виде электрохимического датчика, установленного в термостате, который соединен трубопроводом, проходящим через ловушку конденсата газовой среды, с надтопливным пространством бака, взамен электрохимического датчика она снабжена анализатором проб газа, выполненным из электрохимического первичного преобразователя, установленного в термостате, вторичного преобразователя и датчика давления, электрически связанных между собой. Кроме того, между первичным преобразователем и коммутирующим устройством установлена топливная ловушка.

Свойства заявляемого решения не совпадают со свойствами известного решения, поэтому считаем, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "Существенные отличия".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид системы контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата, на фиг.2 изображен анализатор проб газа, на фиг.3 изображена топливная ловушка.

Система контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата содержит топливогазоструйный насос 1, подкачивающий топливный насос 2, установленные в среде топлива в топливном баке 3, соединительный трубопровод 4, обратный клапан 5, коммутирующее устройство 6, выполненное в виде электромагнитного клапана, топливную ловушку 7, анализатор проб газа 8, состоящий из электрохимического первичного преобразователя 9, вторичного преобразователя 10 и датчика давления 11, ловушку конденсата 12, соединенную с надтопливным пространством 13 топливного бака 14. Первичный преобразователь содержит электрохимическую ячейку 15, датчики температуры 16 и 17, нагреватель 18, электрически связанные со входом вторичного преобразователя. Вторичный преобразователь построен по блочному принципу и содержит стабилизатор-преобразователь напряжения 19, блок управления нагревателем 20, усилитель 21, блок компенсации по температуре 22, блок компенсации по давлению 23, блок коррекции по времени 24. Топливная ловушка состоит из корпуса 25, штуцера отбора 26, штуцера слива 27. Электрохимический первичный преобразователь 9 установлен в термостате 28.

Система контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата работает следующим образом.

При работе подкачивающего топливного насоса 2 при включении электромагнитного клапана 6 за счет разрежения, создаваемого топливогазоструйным насосом 1, через систему начинает прокачиваться анализируемая газовая среда из надтопливного пространства 13 топливного бака 14. Она проходит через ловушку конденсата 12, где задерживается конденсат топлива и воды, и попадает в первичный преобразователь 9, электрохимическая ячейка 15 которого вырабатывает электрический сигнал, пропорциональный содержанию кислорода в анализируемой среде.

Сигнал с электрохимической ячейки 15 поступает на вход усилителя 21, затем на вход блока компенсации по температуре 22, на который одновременно поступает сигнал с датчика температуры 16 первичного преобразователя. Далее сигнал поступает на вход блока компенсации по давлению 23, на который одновременно поступает сигнал с датчика давления 11.

Для улучшения динамических характеристик первичного преобразователя выходной сигнал с блока 23 поступает на вход блока коррекции по времени 24. Выходной сигнал с блока 24 в виде обратной связи соединен со входом блока компенсации по давлению. Со вторичного преобразователя сигнал, пропорциональный истинному значению концентрации кислорода в надтопливном пространстве 13 топливного бака 14, в виде унифицированного аналогового сигнала от 0 до 5 В поступает на контрольно-записывающую аппаратуру.

Питание первичного преобразователя 3, вторичного преобразователя 10 и датчика давления 11 осуществляется через стабилизатор - преобразователь напряжения 19.

Термостат 28 обеспечивает постоянный температурный режим работы первичного преобразователя 9.

Для предотвращения замерзания электролита электрохимической ячейки при отрицательных температурах при неработающем термостате осуществляется его подогрев от нагревателя 18, включаемого в работу блоком управления, нагревателем 20 по сигналу от датчика температуры 17.

В данной системе контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата применен анализатор проб газа. Он является взрывобезопасным при работе в углеродных средах, работает непрерывно и автоматически в течение всего времени полета летательного аппарата, работоспособен в условиях вибраций, изменяющихся температур и давлений, в основном разрежении, т.е. в условиях, характерных для летательного аппарата, и выходной сигнал его линейно зависит только от концентрации кислорода в анализируемой среде, а время переходного процесса не превышает 13 с.

Применение топливной ловушки предотвращает попадание топлива на мембрану первичного преобразователя при эксплуатации летательного аппарата, что позволяет избежать дополнительных погрешностей измерений концентрации кислорода. Использование изображения позволит обеспечить надежный контроль эффективности работы системы нейтрального газа путем непрерывного и автоматического измерения концентрации кислорода в надтопливном пространстве топливных баков в течение всего времени полета летательного аппарата и этим повысит пожаровзрывобезопасность летательного аппарата.

Формула изобретения

1. Система контроля газовой среды в топливных баках летательного аппарата, содержащая топливогазоструйный насос, связанный трубопроводом с подключенным к нему датчиком давления через коммутирующее устройство с автоматическим проточным анализатором проб газа, выполненным в виде электрохимического датчика, установленного в термостате, который соединен трубопроводом, проходящим через ловушку конденсата газовой среды, с надтопливным пространством бака, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности системы контроля, анализатор проб газа выполнен в виде электрохимического первичного преобразователя, установленного в термостате, и вторичного преобразователя, электрически связанных друг с другом, при этом первичный преобразователь включает в себя электрохимическую ячейку, датчики температуры и нагреватель для подогрева электролита, электрически связанные с входом вторичного преобразователя, включающего в себя усилитель, блоки компенсации по давлению и температуре, блок коррекции по времени и блок управления нагревателем, при этом электрохимическая ячейка соединена с усилителем, один из датчиков температуры соединен с блоком компенсации по температуре, а другой датчик температуры и нагреватель соединены с блоком управления нагревателем, причем усилитель соединен через блок компенсации по температуре с блоком компенсации по давлению, который входами соединен с блоком коррекции по времени, и с датчиком давления, а его выход соединен со входом блока коррекции по времени и является выходом вторичного преобразователя.

2. Система контроля по п.1, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения концентрации кислорода путем исключения попадания топлива на мембрану первичного преобразователя, между первичным преобразователем и коммутирующим устройством установлена топливная ловушка.

РИСУНКИ