Пирометр для измерения температуры лопаток газовой турбины

 

u: i0Ë и тер Я i34;

fОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< 699352

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130 378 (21) 26154 35/18-2 5 (51)М. Кл.2 с присоединением заявки М—

G 01 7 5/04

Государственный комитет

СССР во делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 536.52 (088. 8) Опубликовано 251179 бюллетень М 43

Дата опубликования описания 25.11.79 (72) Авторы изобретения

Э. В. Асланян и Г. Б. Парфенов (71) Заявитель (54) ПИРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛОПАТОК

ГАЗОВОЙ ТУРБИНЫ

Изобретение относится к измеритель-, ной т ехник е для бес к он так тн ого измерения температуры вращающихся лопаток турбины по тепловому излучению нагре5 тых лопаток.

Известны датчики пирометров для газотурбинных двигателей, содержащие линзовую оптическую систему, круговую диафрагму и фотоприемник, устанав- 1О ливаемые .на авиационном двигателе, позволяющие определять распределение температуры по лопаткам при ее вращении 11) .

Ближайшим техническим решением к изобретению явл яетс я пирометр для измерения температуры лопаток газовой турбины, состоящий из датчика, содержащего оптич ес кую си ст ему, ф от оприемник с полевой диафрагмой, и согласующего усилителя (2) .

Поскольку датчик устанавливается на некотором расстоянии от измеряемой лопатки, и в. пространстве между ними движутся высокотемпературные про-2 дукты сгорания, то датчик воспринимает дополнительное излучение от светящихся образований в продуктах сгорания, что приводит к появлению погрешности в измерении . Следуp1 отметить, что с существующей генленцией роста температуры и давления газа влияние мешающего излучения растет и возникает необходимость в разработке эффективных мер борьбы с ним.

Цель изобретения — увеличение точности иЗмерения температуры лопаток турбины.

Это достигается тем, что в датчике установлен дополнительный фотоприемник так, что его ось визирования составляет с осью визирования основного фотоприемника острый угол, а выход соединен через усилитель формирователя с управляющим входом аналогового ключа, соединяющего выход согласующего усилителя основного фотоприемника с входом аналогового запоминающего устройства.

На чертеже дана функциональная схема измерения температур лопаток турбины пирометра.

Она содержит камеру 1 сгорания, осНоВНоА фотоприемник (датчик) f до" полнительный фотоприемник 3, и эмеряемую область 4 иа лопатке, область 5 низких температур, согласующий усилитель 6, усилитель 7 формирователя> однополюсный ключ 8, аналоговый поминающий элемент 9, запомни,>í>в,ия 699352

Формула изобретения

ЦНИИПИ Заказ 7205/44

Подписное

Гираж 766

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 конденсатор 10, буферный усилитель

11 с большим входным сопротивлением, Датчик пирометра, имеющий оптическую систему телескопа (в простейшем случае одну линзу), два Фотоприемника, снабженных разным. по размеру полевы-, ми диафрагмами, установлен на корпусе турбины. Оптические оси Фотоприемников проходят через центр оптики (линзы) датчика и составляют между собой острый угол, величина которого опре деляется конструктивными и габаритными характеристиками исследуемой турбины. Датчик ориентирован так, что оптическая ось фотоприемника 9 с меньшей диафрагмой направлена в центр исследуемой области на поверхности лопатки 4, а оптическая ось

Фотогпэиемника 3 с большей диафрагмой направлена на низкотемпературную область турбины 5, например, в замковую область лопатки или ступицу 2() диска турбины. Электрические выходы фотоприемников 2 и 3 соединены с усилителями 6 и 7 соответственно.

Причем к выходу усилителя 6 подключен ключ 8, управляющий вход которо 25

ro соединен с выходом усилителя 7.

Выход ключа 8 подключен к элементу

9 аналоговой памяти, содержащий запоминающий конденсатор 10 и буфер. ный усилитель-повторитель 11.

Экспериментально обнаружено, что светящиеся .образования в продуктах сгорания распределены неравномерно, и существуют интервалы времени, когда они не попадают в поле зрения - 35 пирометра. Для того, чтобы только в эти моменты времени получать информацию о температуре лопаток, вводится дополнительный фотоприемник

3 с расширенным полем зрения, которое перекрывает поле зрения основного фотоприемника 2. В моменты появления светящихся образований в по-: ле зрения дополнительного фотоприеиника 3 на его выхспе появляется сигнал ° который разрывает однополюсный ключ 8 и на его выходе аналогового запоминающего элемента 9 продолжает оставаться прежний сигнал, накопленный на конденс аторе 10 .

Для надежного и четкого срабатывания усилителя-Формирователя 7 фотоприемник 3 ориентируют так, чтобы на него на попадало излучение от поверхностей, температура которых выше измеряемой. Наиболее удобно его направлять на ступицу турбины.

Предложенное устройство реализовано при термометрировании авиационных газотурбинных двигателей и позво- лило снизить погрешность измерения температуры с 45 до 5 С, что позволяет оптимальным образом поддерживать режимы работы двигателей.

Пирометр для измерения температуры лопаток газовой турбины, состоящей из датчика, содержащего оптическую систему и фотоприемник с половой диафрагмой, и согласующего усилителя, отличающийся тем,что, с целью увеличения точности измерения, в датчике установлен дополнительный фотоприемник так, что его ось визирования составляет с осью визирования основного фотоприемника острый угол, а выход соединен через усилитель формирователя с управляющим входом аналогового ключа, сое-. диняющего выход согласующего усилите» ля основного фотоприемника с входом аналогового запоминающего устройства.

Источники информации,, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании 9 972394, кл. G 01 N 1963.

2. В. Curwen Turbine bIade гаЙ1а 1on System, Aircraft Engineering, 44, 1972, 9 12,