BR112012012683B1

BR112012012683B1 - método e instalação de monitoração de um sistema de medição de vazão de combustível

Info

Publication number: BR112012012683B1
Application number: BR112012012683A
Authority: BR
Inventors: Pontallier Benoît; Godel Franck; Marcel Roger Maille Julien; Marie Pierre Gueit Nicolas
Original assignee: Snecma
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2010-11-26
Publication date: 2020-05-05
Also published as: RU2012126685A; CA2781776C; US20120272710A1; BR112012012683A2; CN102630296B; EP2504672B1; WO2011064509A1; FR2953344A1; EP2504672A1; RU2562393C2; CN102630296A; US9021854B2; FR2953344B1; CA2781776A1

Abstract

"método e dispositivo para monitoração em tempo real de um sistema para medir uma taxa de fluxo de combustível" monitoração da medição de uma taxa de fluxo de combustível alimentada a um motor de avião, a medição sendo fornecida por meio de um fluxímetro de massa. de acordo com a invenção, é avaliada se pelo menos as seguintes condições são atendidas: o sinal fornecido pelo fluxímetro é menor do que um valor dado (e1,40); o motor está operando sozinho (e2,e3,40); e a medição é invalidada se essas condições forem atendidas simultaneamente.

Description

“MÉTODO E INSTALAÇÃO DE MONITORAÇÃO DE UM SISTEMA DE MEDIÇÃO DE VAZÃO DE COMBUSTÍVEL [0001] A invenção refere-se a um método para monitoração em tempo real de um sistema de medição de vazão de combustível para um motor de avião equipado com um fluxômetro de massa do tipo indutivo que é conhecido por si. Um objetivo principal da invenção é permitir que o computador a bordo distinga entre informações válidas indicando uma vazão que é zero ou pequena, e informações similares que são errôneas, resultando de alguma outra causa como uma falha do sensor ou um erro de manutenção.

[0002] Em inúmeros aviões, um fluxômetro do tipo de fluxômetro de massa é utilizado que fornece repetitivamente pulsos em pares. A diferença de tempo entre os dois pulsos de um par é representativa da vazão do líquido que passa através do fluxômetro. Essa medição de diferença de tempo é enviada para um computador que utiliza a mesma para várias operações, como regulação, gerenciamento de falha, ou determinação do consumo de combustível do motor.

[0003] Quando a vazão é zero, o fluxômetro não gera nenhum sinal.

[0004] Entretanto, é sabido que ao operar sob condições de formação de gelo, um fluxômetro daquele tipo pode ser grandemente perturbado. Também é possível que erro humano tenha ocorrido durante uma operação de manutenção (por exemplo, como um conector de cinto deixado não conectado), desse modo dando origem a uma falha de sinal de saída a partir do fluxômetro.

[0005] Um objetivo da invenção é remover tais ambigüidades e onde apropriado, gerar um sinal que invalide a medição de vazão zero fornecida pelo fluxômetro.

[0006] Mais precisamente, a invenção provê um método de monitoração em tempo real de um sistema de medição de vazão de combustível para um motor de avião equipado com um fluxômetro de massa do tipo indutivo que é conhecido por si, o método sendo caracterizado pelo fato de que consiste em avaliar continuamente se pelo menos as seguintes condições são atendidas:

O sinal fornecido pelo fluxômetro é menor do que um valor de limite predeterminado;

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O motor está operando em autonomia em uma velocidade maior do que um valor predeterminado; e em invalidar a medição distribuída pelo fluxômetro se as condições são atendidas simultaneamente.

[0007] Desse modo, o computador a bordo é capaz de determinar se um sinal fornecido pelo fluxômetro e indicando uma vazão que é zero ou pequena é digna de confiança, dadas as condições operacionais do motor.

[0008] Entre as condições que são avaliadas continuamente, também é possível adicionar o fato de que a válvula de corte de combustível está realmente aberta.

[0009] Todas as informações representando as condições acima mencionadas são convencionalmente disponíveis em um avião, de tal modo que é suficiente coletar essas informações e fazer as comparações apropriadas para implementar o método da invenção.

[0010] Não obstante, e preferivelmente todas as condições devem ser atendidas por uma duração que é suficiente para fornecer proteção contra a inércia natural do fluxômetro no evento da válvula de corte de combustível ser fechada e então imediatamente reaberta. Tal operação é às vezes realizada deliberadamente pelo piloto. Para essa finalidade, a medição de vazão é invalidada somente se as condições forem atendidas simultaneamente por um intervalo de tempo predeterminado. O intervalo de tempo depende da característica específica do fluxômetro, e mais particularmente de sua constante de tempo, que pode em particular ser da ordem de 5 segundos (s).

[0011] A invenção também provê uma instalação de monitoração para monitorar um sistema de medição de vazão de combustível para um motor de avião equipado com um fluxômetro de massa do tipo indutivo que é conhecido por si, a instalação sendo caracterizada pelo fato de que compreende um circuito lógico combinatório do tipo aditivo compreendendo pelo menos:

uma entrada conectada ao meio comparador que recebe o sinal a partir do fluxômetro e compara o mesmo com um valor de limite predeterminado;

uma entrada que recebe um sinal representativo da velocidade do motor que opera em autonomia;

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3/6 e em que a saída do circuito lógico combinatório é conectada a meio para pelo menos sinalizar uma falha do fluxômetro.

[0012] O termo “circuito lógico combinatório do tipo aditivo” é utilizado, por exemplo, para cobrir um circuito tendo uma função AND ou uma função NAND e recebendo as informações acima ou seu equivalente.

[0013] Vantajosamente, o circuito lógico combinatório inclui pelo menos uma entrada adicional que recebe um sinal representativo do fato de que uma válvula de corte de combustível é aberta.

[0014] De acordo com uma característica vantajosa, meio temporizador é incorporado no circuito lógico combinatório. Desse modo, informações sobre a falha do fluxômetro são validadas somente ao término de um intervalo de tempo durante o qual todas as condições acima definidas foram atendidas.

[0015] A invenção pode ser entendida melhor e outras vantagens da mesma aparecem mais claramente à luz da seguinte descrição de uma modalidade de uma instalação de monitoração de acordo com o princípio da invenção, dada puramente como exemplo e com referência ao desenho em anexo, no qual:

a figura 1 é uma vista em perspectiva detalhada diagramática de um fluxômetro de massa do tipo indutivo, e ao qual a invenção se aplica em particular; e a figura 2 é um diagrama de blocos de uma instalação de monitoração para monitorar um sistema para medir a vazão de combustível de um motor de avião, o sistema incluindo tal fluxômetro.

[0016] A figura 1 mostra um fluxômetro de massa 11 do tipo indutivo ao qual a invenção pode ser aplicada em particular. O fluxômetro compreende um alojamento 13 que forma um elemento de duto através do qual combustível passa. O alojamento tem uma entrada de fluido E e uma saída de fluido oposta S. em sua extremidade de entrada tem um pequeno rotor de turbina 15 através do qual o fluido passa. O rotor gira um eixo 17 disposto axialmente dentro do alojamento. O eixo 17 também é fixado a um tambor giratório 19 situado próximo à saída. À jusante do rotor 15 um anel de palhetas estacionárias forma um alinhador de fluxo 21 e é situado à montante de uma roda com pás 23 montada para girar em torno do eixo. A roda é

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4/6 conectada ao eixo 17, e desse modo ao tambor 19, por meio de uma mola 25.

[0017] A roda com pás 23 carrega ímãs 27 que se movem além de uma primeira bobina 29. O tambor 19 carrega ímãs 31 que se movem além de uma segunda bobina 33. É sabido que os pulsos distribuídos pelas bobinas têm a mesma freqüência, porém que seu deslocamento de fase é representativo da vazão de massa do fluido (combustível) passando através do fluxômetro. Com base nos “pares” de pulsos fornecidos pelas duas bobinas, é possível gerar uma sucessão de pulsos no lado íngreme (por exemplo, por meio de um contador biestável 35). A duração de tal pulso é representativa do deslocamento de fase e desse modo da vazão. Essa informação D é adquirida por um computador a bordo (não mostrado); é utilizada, por exemplo, para a finalidade de informar ao piloto sobre o consumo de combustível do motor de avião.

[0018] Se a informação de vazão D iniciar uma vazão que é zero ou quase zero, é desejável para o computador a bordo remover ambigüidade entre várias possibilidades, isto é, uma taxa que seja realmente zero ou uma medição errônea a partir do fluxômetro como resultado de uma falha do mesmo, por exemplo, devido a gelo ou realmente por algum outro motivo como um erro de manutenção (cinto conectado erradamente, por exemplo).

[0019] Esse problema é resolvido pela instalação de monitoração da figura 2 que implementa o método acima definido.

[0020] A instalação de monitoração compreende um circuito lógico combinatório 39 do tipo aditivo compreendendo principalmente uma porta 40 do tipo AND tendo uma pluralidade de entradas e uma saída 41 conectada ao meio temporizador 42. A saída 43 a partir do meio temporizador e a saída a partir da porta AND 40 são conectadas a duas entradas de uma porta AND 45. A saída 46 a partir da porta AND 45 fornece um sinal apropriado para distinguir entre informações de vazão dadas pelo fluxômetro que devem ser validadas ou invalidadas.

[0021] Mais particularmente, a porta AND 40 tem uma entrada e1 conectada à saída de um comparador 48. Esse comparador recebe primeiramente o sinal D fornecido pelo contador biestável 35 da figura 1 e em segundo lugar um valor de

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5/6 referência R representativo de um limite mínimo de vazão. A vazão mínima pode, por exemplo, ser a vazão de bloqueio do fluxômetro, que é aproximadamente 65 quilogramas por hora (kg/h).

[0022] Uma segunda entrada e1 da porta AND recebe informações indicando que o motor do avião está realmente operando em autonomia em uma velocidade mais rápida do que um valor predeterminado. Por exemplo, esse valor predeterminado pode ser a velocidade de corte do arranque. Se o motor estiver operando em uma velocidade mais rápida, isso significa que está operando em autonomia e não mais sob acionamento do arranque. Por exemplo, um sensor pode medir a velocidade de rotação de um eixo, e um comparador pode comparar essa velocidade com um valor que representa a velocidade de corte do arranque. Uma terceira entrada e3 da porta AND pode receber também informações geradas pelo computador e constituindo um status de validade certificando que as informações presentes na entrada e2 são confiáveis.

[0023] Uma quarta entrada e4 da porta AND 40 recebe informações de que a válvula de corte de combustível é realmente monitorada para estar em um estado aberto.

[0024] Uma quinta entrada e5 da porta AND 40 recebe informações geradas pelo computador e consistindo em um status de validade certificando que as informações presentes na entrada e4 são confiáveis.

[0025] Se todas as informações recebidas nas várias entradas da porta AND 40 forem “positivas”, então a seguinte situação se aplica:

as informações de vazão fornecidas pelo fluxômetro são zero ou quase zero;

motor está operando normalmente e em autonomia; e a válvula de corte de combustível está aberta.

[0026] A conseqüência é que, a priori, o fluxômetro 11 é defeituoso ou em qualquer evento as informações que o mesmo está fornecendo não são corretas. Sob tais condições, o sinal SIM fornecido na saída 41 da porta AND 40 é aplicado a uma das entradas da porta AND 45 e à entrada do meio temporizador 42 tendo sua

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6/6 saída 43 conectada a outra entrada da porta AND 45.

[0027] O meio temporizador pode ser constituído por um contador associado a um relógio. Se a saída 41 da porta AND 40 for SIM, um contador é incrementado. Se a saída for Não, o contador é reinicializado. Se a saída 41 for SIM para um intervalo de tempo predeterminado, então o circuito temporizador emite um sinal SIM para a entrada da porta AND 45. A partir desse momento em diante, as informações de vazão são declaradas como sendo inválidas, em aplicação de um sinal SIM na saída 46.

[0028] Duas situações podem originar então. A falha estava presente antes da partida do motor, como poderia ser o caso, por exemplo, se um cinto fosse reconectado erroneamente durante uma operação de manutenção. A falha também pode aparecer em vôo se o fluxômetro for danificado ou se sua operação for perturbada por problemas de formação de gelo. A invenção torna possível detectar os dois tipos de falha especificados acima.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de monitoração em tempo real de um sistema de medição de vazão de combustível para um motor de avião equipado com um fluxômetro de massa (11) do tipo indutivo que é conhecido por si, caracterizado pelo fato de que consiste em avaliar continuamente se pelo menos as seguintes condições são atendidas:

o sinal fornecido pelo fluxômetro é menor do que um valor limite predeterminado (e1, 40) representativo de uma vazão mínima de operação do fluxômetro;

o motor está operando em autonomia em uma velocidade maior do que um valor predeterminado (e2, e3, 40); e em invalidar a medição fornecida pelo dito fluxômetro se as condições forem atendidas simultaneamente.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que entre as condições que são avaliadas continuamente, deve-se considerar o fato de que uma válvula de corte de combustível está aberta (e4, e5, 40).
3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a medição da vazão é invalidada somente se as condições forem atendidas simultaneamente por um intervalo de tempo predeterminado (42) que depende do fluxômetro utilizado.
4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o intervalo de tempo é da ordem de 5 s.
5. Instalação de monitoração para monitorar um sistema de medição de vazão de combustível para um motor de avião equipado com um fluxômetro de massa (11) do tipo indutivo que é conhecido por si, caracterizada pelo fato de que compreende um circuito lógico combinatório do tipo aditivo (40, 45) compreendendo pelo menos:

uma entrada (e1) conectada ao meio comparador (48) que recebe o sinal do dito fluxômetro e compara o mesmo com um valor de limite predeterminado representativo de uma vazão mínima de operação do fluxômetro;

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2/2 uma entrada (e2, e3) que recebe um sinal representativo da velocidade do motor em autonomia ; e em que a saída do dito circuito lógico combinatório é conectada ao meio para pelo menos sinalizar uma falha do fluxômetro.
6. Instalação, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que o circuito lógico combinatório inclui pelo menos uma entrada adicional (e4, e5) que recebe um sinal representativo do fato de que uma válvula de corte de combustível está aberta.
7. Instalação, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizada pelo fato de que o meio temporizador (42) é incorporado no circuito lógico combinatório para validar a falha somente após um intervalo de tempo predeterminado durante o qual as condições são atendidas, o intervalo de tempo dependendo do fluxômetro utilizado e mais precisamente de sua constante de tempo.