Устройство для измерения средней темпера-туры газового потока газотурбинного дви-гателя

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сокзэ Советских

Социалистических

Республик » 834406 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 13.08. 79 (21) 2809048/18-10 (51)M. Кд.

G 01 К 3/02

c ïðèñîåäèíåíèåì заявки №вЂ”

Государственный комитет

СССР (28) Прнорнтет— ао донам изобретений и открытий

Опубликовано 30. 05 ° 81. Бюллетень ¹ 20

Дата опубликования описания 30. 05. 81 (53) УДК 536,53 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. С. Патлах, А. Г. Имамутдинов, Л. М. Агалакова, Л. Б. Уразбахтина и Л. А. Деньгина (/

"" 1 (71) За" витель Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ

ГАЗОВОГО ПОТОКА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Наиболее близким по технической

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

Известно устройство для измерения средней температуры неоднородных температурных полей, содержащее термопреобразователь, выполненный в виде последовательно включенных объемно распределенных резисторов (1).

l0

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие, обусловленное инерционностью термопреобра- зователя. !

5 сущности к предлагаемому является устройство для измерения средней температуры, которое может быть исполь30 зовано для измерения средней температуры потока газотурбинного двигателя, содержащее блок термопреобразователей и блок деления 1.2).

Недостатком этого устройства является низкое быстродействие при изМерении средней температуры газового потока газотурбинного двигателя, обусловленное значительной тепловой инерционностью термопреобразователей.

Цель изобретения — повышение быстродействия измерения средней температуры газового потока газотурбинного двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения средней температуры, введены последовательно соединенные струйный генератор, блок преобразования акустических колебаний и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, блоки сравнения, коммутации и вычитания, интегратор и сумматор, входы которого соответственно соединены с выходом блока термопреобразователей и входом блока преобразования акустических колебаний, а выход через блок деления оединен с первым входом блока вычи3 834406 тания, второй вход которого соединен с выходом усилителя, а выход соединен со входом блока сравнения и .первым входом блока коммутации, причем второй вход блока коммутации соединен 5 с с общей шиной устройства, управляю- к щий вход соединен с выходом блока сравнения, а выход через интегратор P соединен с управляющим входом усили- P теля. 10

На чертеже представлена блок-схема устройства. и

Устройство содержит блок 1 после- ч довательно.соединенных термопреобразователей, струйный генератор 2, блок 15 б

3 преобразования акустических коле-. к баний, усилитель 4 с управляемым коэф- л фициентом усиления, сумматор 5, блок 6 деления, блок 7 вычитания, блок 8 срав- н сравнения, блок 9 коммутации, интегратор 10. т

Устройство работает следующим об- у разом. в

При помещении блока 1 последоват тельно соединенных термопреобразова- 25 э телей в газовый поток газотурбинн ного двигателя (ГТД ) с его выхода снимается сигнал, напряжение которо.: в го соответствует сумме температур, измеряемых в точках установки терп мопреобразователей. с

При помещении струйного генератора 2 в газовый поток ГТД в нем воз- р буждаются акуотические колебания т с частотой 35

Г К Гтп (1) т

40

50

55 где К вЂ” коэффициент, зависящий от конструктивного исполнения струйного генератора

Ttl- температура газового потока в точке установки струйного генера- тора.

Акустические колебания с частотой f поступают в блок 3 преобразования акустических колебаний, в котором происходят следующие преобразования: преобразования акустических колебаний в электрические колебания той же частоты преобразование последних в постоянное напряжение, соответствующее частоте f возведение постоянного напряжения э квадрат и его масштабирование с учетом коэффициента передачи одного термопреобразователя. Сигнал с выхода блока преобразования акустических колебаний 3 поступает на второй вход сумматора 5, на первый вход ф которого подается сигнал с выхода блока 1 последовательно соединенных термопреобразователей. Сигнал с выхода сумматора 5, соответствующий умме температур в измеряемых точах, поступает на вход блока 6 деления, где делится на коэффициент,авный числу точек измерения темпеатуры и. Сигнал с выхода блока б деления, представляющий среднее значение температуры газового потока, одается на второй вход блока 7 выитания . На первый вход блока 7 вычитания поступает сигнал с выхода лока 3 преобразования акустических олебаний через усилитель 4 с управяемым коэффициентом усиления.

При измерении средней стационарой температуры газового потока ГТД, уществует разность между средней емпературой и температурой в точке етановки струйного генератора 2, следствии неравномерности темпераурного поля газового потока ГТД, Ввиду того, значение сигнала с блока делеия отличается от сигнала с выхода усиителя 4. На выходе блока 7 вычитания озникает разностный сигнал, который поступает на блок 8 сравнения и на ервый вход блока 9 коммутации. Порог рабатывания блока 8 сравнения выбирается равным максимальному сигналу ассогласования с выхода блока 7 вычиания, обусловленному неравномерностью температурного поля газового.поока ГТД в установившемся режиме ° Поэтому при измерении средней стационарной температуры газового потока

ГТД сигнал на выходе блока сравнения отсутствует.

Разностный сигнал с выхода блока

7 вычитания поступает через первый вход блока 9 коммутации на вход интегратора 10, выходной сигнал которого, поступая на управляющий sxop, усилителя 4, изменяет его коэффициент усиления до тех пор, пока сигнал с выхода блока. 7 вычитания не станет равным нулю. При этом на выходе устройства имеется сигнал, соответствующий средней стационарной температуре газового потока ГТД

И

,Б т„. где у " сигнал с выхода блока 3 с преобразования акустических колебаний, соответствующий стационарной температуре

Т„. — температура в точке измерения . 10

Формула изобретения

5 834406 S газового потока, измеряемой ратуры газового потока ГТД позволяет струйным генератором повысить быстродействие систем в

Кс — коэффициент усиления усили- 10-50 раэ, так как постоянная времетеля 4 с управляемым коэффициентом ни струйного генератора не более усиления, соответствующий, g 0,1 сек, а постоянные времени термосредней стационарной темпе- преобразователей, применяемых для ратуре газового потока ГТД, измерения температуры газовых потоков

ГТД составляют 1-5 сек.

При измерении нестационарной температуры газового потока .ГТД в виду того, что постбянная времени струйного генератора 2 значительно меньше пос-. 1S тоянной времени каждого термопреобразователя, входящего,в блок 1 последовательно соединенных термопреобразователей, на выходе блока 7 вычитания появляется разностный сигнал, превышаю-з щий порог срабатывания блока 8 сравнения. Сигнал с выхода блока сравнения .поступает на управляющий вход бло- ка 9 коммутации, что обеспечивает подключение входа интегратора 10 к 15 общей шине через блок коммутации. Так как после этого выходной сигнал интегратора сохраняет свое, предыдущее значение, то коэффициент усиления усилителя 4 не изменяется. Поэтому на вы-ЗО ходе устройства имеется сигнал, соответствующий температуре газового .потока ГТД, измеряемой струйным генератором 2, значение которого корректируется усилителем 4 с учетом выходного сигнала интегратора 10.

Сигнал на выходе устройства выглядит

1 так

Твых = и Кс 3 где у — сигнал на выходе блока преоб- 40

Н разования акустических колебаний 3, соответствующий нестационарной температуре измеряемой струйным генера- тором.

Использование устройства в систе- 4> мах контроля и регулирования темпеИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе свидетельство СССР

01 К 3/02, 1967. свидетельство СССР

О! К 3/02, 1971 (про1. Авторское

9 238823, кл. G

2. Авторское

11 - 373546, кл. 5 тотип) .

Устройство для измерения средней температуры газового потока газотурбинного двигателя, содержащее блок термопреобразователей и блок деления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены последовательно соединенные струйный генератор, блок преобразования акустических колебаний и усилитель с управляемым коэффициентом усиления, блоки сравнения, коммутации и вычитания, интегратор и сумматор, входы которого соответственно соединены с выходом блока термопреобразователей и входом блока преобразования акустических колебаний, а выход через блок деления соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого соединен. с выходом усилителя, а выход соединен со входом блока сравнения и первым входом блока коммутации, причем второй вход блока коммутации соединен с общей шиной устройства, управляющий вход соединен с выходом блока сравнения, а выход через интегратор соединен с управляющим входом усилителя.

В34406

Составитель В. Куликов

Редактор Е. Лушникова Техред Н.Бабурка

Корректор Н. Бабинец

Подписное

Заказ 4047 61 Тираж 907

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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