Устройство для измерения средней температуры газового потока газотурбинного двигателя

 

ОП ИСАКИИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респубики

<п>934249 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 13.06.80 (21) 2939350/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07. 06. 82. Бюллетень,щ 21

Дата опубликования описания 07. 06.82 (51)М. Кл.

G 01 К 3/02

Виударетеенный квинтет

СССР по делам наебретеннй н открытий (53) УДК 536. 53 (088.8) р .

А.С. Патлах, А.P Асадуллина, С.Ш. Исламов и Е.А. Киселев

> ! и

j ь .

Уфимский авиационный институт им. Орджоникйдзе (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

ГАЗОВОГО ПОТОКА ГАЗОТУРБИННОГО

ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к термометрии и может быть использовано в системах контроля и регулирования средней температуры газового потока газотурбинного двигателя.

Известно устройство для измерения средней температуры неоднородных температурных полей, содержащее термопреобразователь, выполненный в виде последовательно включенных объемно распределенных резисторов 311.

Недостатком этого устройства яв" ляется низкое быстродействие, обусловленное инерционностью термопреобразователя.

Известно устройство для измерения средней температуры газового потока газотурбинного двигателя (ГТД), содержащее блок термопреобразователей и блок деления l2)

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие при измерении средней температуры газового потока ГТД, обусловленное значительной тепловой инерционностью термопреобразователей.

Наиболее близким к изобретению

5 по технической сущности является устройство для измерения средней температуры газового потока ГТДqcoдержащее последовательно соединенные струйный генератор; блок преобразования акустических колебаний и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с блоком вычитания, первый сумматор, входы которого соответственно соедит5 иены с выходо блока тер опре бразователей и входом усилителя, а вы- . ход через делитель соединен с бло" ком вычитания, выход которого соединен с блоком сравнения, первый блок коммутации, входы которого соответственно соединены с выходами блока вычитания и сравнения,а выход через интегратор соединен с уп1 авляющим входом усилителя 133.

4249 4 мопреобразователей. Это напряжение поступает на первый вход сумматора 2.

При помещении струйного генератора 3 в газовый поток газотурбинного двигателя в нем возбуждаются акустические колебания с частотой

3 .93

Недостатком известного устройства является низкая точность измерения нестационарной средней температуры газового потока ГТД из-за того,что в момент перехода от стационарного режима измерения к нестационарному возможно перераспределение неравномерности температурного поля в точке установки струйного генератора.

Цель изобретения - повышение точности измерения нестационарной средней температуры газового потока газотурбинного двигателя. ,Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй блок коммутации, второй делитель и . второй сумматор, первый вход которого соединен с первым входом второго блока коммутации и выходом уси лителя, второй вход соединен с выходом блока преобразования акустических колебаний, а выход через ,.второй делитель соединен Со вторым входом второго блока коммутации.,управляющий вход которого соединен с выходом блока сравнения.

Повышение точности измерения достигается тем, что к сигналу,соответствующему нестационарной средней температуре газового потока, добавляется сигнал, соответствующий нестационарной температуре, измеряемой в точке установки струйного генератора, и берется среднее арифметическое этих сигналов, что равносильно увеличению количества точек измерения нестационарной температуры.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

Э5

Устройство содержит блок 1 преобразователей, сумматор 2, струйный генератор 3, блок 4 преобразования акустических колебаний, усилитель

5 с управляемым коэффициентом усиления, второй сумматор 6, блок 7 деления, блок 8 вычитания, блок 9 сравнения, первый 10 и второй 11 блоки коммутации, интегратор 12 и второй блок 13 деления.

Устройство работает следующим образом.

При помещении блока 1 термопреобраэователей в газовый поток газотурбинного двигателя с его выхода снимается сигнал, напряжение которого соответствует сумме температур, измеряемых в точках установки тергде К - коэффициент, зависящий от конструктивного исполнения струйного генератора;

Т - температура газового потока в точке установки струйного генератора.

Акустические колебания с частотой

К поступают в блок 4 преобразования акустических колебаний, в котором происходят следующие преобразования: преобразование акустических колебаний в электрические колебания той же частоты, преобразование последних в постоянное напряжение, соответствующее частоте Е, возведение постоянного напряжения в квадрат и его масштабирование с учетом коэффициента передачи одного термопреобразователя. Сигнал с выхода блока 4 преобразования акустических колебаний поступает на второй вход сумматора 2, с выхода которого сигнал, соответ. ствующий сумме температур в измеряемых точках, поступает на вход блока деления, где делится на коэффициент, равный числу точек измерения температуры и. Сигнал с выхода блока 7 деления, представляющий среднее значение температуры газового потока, подается на первый вход блока 8 вычитания. На второй вход блока 8 вычитания поступает сигнал с выхода блока 4 преобразования акустических колебаний через усилитель 5 с управ. ляемым коэффициентом усиления.

При измерении стационарной средней температуры газового потока существует разность между средней температурой и температурой в точке установки струйного генератора 3 вследствие неравномерности температурного поля газового потока.-Ввиду этого значение сигнала блока 7 деления отличается от сигнала с выхода усилителя 5. На выходе блока 8 вычитания возникает раэнбстный сигнал, который поступает на блок 9 сравнения и на первый вход блока 10 коммутации. Порог срабатывания блока 9

5 9342 сравнения выбирается равным максимальному сигналу рассогласования с ,выхода блока 8 вычитания, обуслов;ленному неравномерностью температурного поля газового потока в установившемся режиме. Поэтому при измерении стационарной средней температуры газового потока сигнал на выходе блока 9 сравнения отсутствует.

Разностный сигнал с выхода блока >о

8 вычитания поступает через первый вход блока 10 коммутации на вход интегратора l2, выходной сигнал которо"

ro, поступая на управляющий вход усилителя 5 с управляемым коэффициентом усиления изменяет его коэффи 1 циент усиления до тех пор, пока сигнал на выходе блока 8 вычитания не станет равным нулю. Сигнал с выхода усилителя 5 с управляемым коэффициентом усиления через первый вход второго блока 11 коммутации поступает на выход устройства. На выходе устройства появляется сигнал, соответствующий стационарной средней тем- д пературе газового потока

= — =y .K

ЕТ;

c где у© - сигнал с выхода блока 4 преобразования акустических колебаний, соответствующий стационарной средней температуре газового потока измеряемой струйным генератоPoM >

К - коэффициент усиления усилителя 5 соответствующий стационарной средней температуре газового потока;

Т вЂ” температура в точке изме1 рения.

При измерении нестационарной средней температуры газового потока ввиду того, что постоянная времени струйного генератора 3 значительно меньше постоянной времени каждого термопреобразователя, входящего в блок 1 термопреобразователя, на выходе блока 8 вычитания появляется разностный сигнал, превышающий порог срабатывания блока 9 сравнения. Сигнал с выхода блока 9 сравнения поступает на управляющий вход блока 10 коммутации и на управляющий вход второго блока 11 коммутаций. При этом вход интегратора 12 подключается к общей шине устройства через блок

10 коммутации. Так как после этого

49 6 выходной сигнал интегратора 12 сохраняет свое предыдущее значение, коэффициент усиления усилителя 5 не изменяется. На выходе усилителя 5 появляется сигнал, соответствующий температуре газового потока, измеряемой струйным генератором 3, значение которого корректируется усилителем 5 с учетом выходного сигнала интегратора 12. Сигнал на выходе усилителя 5 описывается выражениI е" Т нь = у Кс где ун сигнал на выходе блока 4 преобразования акустических колебаний, соответствующий нестационарной температуре измеряемой струйным генератором 3. т

Сигнал Тня поступает на первый вход второго сумматора 6, на второй вход которого поступает сигнал с выхода блока 4 преобразования акустических колебаний. С выхода второго сумматора 6 сигнал поступает на второй блок 13 деления, коэффициент деления которого равен 2. Сигнал с выхода второго блока 13 деления через второй блок 11 коммутации поступает на выход устройства. При этом на выходе устройства появляется сигнал, соответствующий нестационарной средней температуре газового потока

THS =

Введение в устройство второго сумматора, второго блока деления и второго блока коммутации позволило повысить точность измерения нестационарной средней температуры газового потока ГТД на 3 по сравнению с известным .устройством.

Формула изобретения

Устройство для измерения средней температуры газового потока газотурбинного двигателя, содержащее после" довательно соединенные струйный reнератор, блок преобразования акустических колебаний и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, выход которого соединен с блоком вычитания, первый сумматор, входы которого соответственно соединены с выходом блока термопреобразователей и входом усилителя, а выход через делитель соединен с блоком вычитания, выход которого соединен .с блоком сравнения, первый блок коммутации, 1S

Составитель В. Куликов

Редактор Н. Пушненкова Техред И.Надь Корректор И. Коста

Заказ 3913/34

Тираж 887 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, йосква, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

7 934249 8 входы которого соответственно соеди- второй делитель соединен с вторым иены с выходом блока вычитания и вы- входом второго блока коммутации, ходом блока сравнения, а выход через управляющий вход которого соединен с интегратор соединен с управляющим выходом блока сравнения. входом усилителя, о т л и ч а ю- S щ е е с я тем, что, с целью повыше- Источники информации, ния точности измерения, в него;введе- принятые Во внимание при экспертизе ны второй блок коммутации, второй 1. Авторское свидетельство СССР делитель и второй сумматор, первый Н 238823, кл. G 01 К 3/02, 1967, вход которого соединен с первым вхо- 1о 2. Авторское свидетельство СССР дом второго блока коммутации и выхо- < 373548, кл. G 01 К 3/02, 1971. дом усилителя, второй вход соединен 3 Авторское свидетельство СССР с выходом блока преобразования аку- по заявке 11 2809048/18-10, стических колебаний, а выход через кл. С 01 K 3/02, 1979 (прототип) .