CN103542959B - 涡轴发动机t45截面的平均温度校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法。该涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法包括：步骤1：确定涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程中的斜率修正系数和偏差修正系数；步骤2：根据斜率修正系数和偏差修正系数确定斜率匹配电阻和偏差匹配电阻以构造T45信号匹配盒；步骤3：将T45信号匹配盒与涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统中的电子控制器连接，电子控制器对T45信号匹配盒传递来的信号进行处理得到涡轴发动机T45截面校准后的平均温度。根据本发明，能够校准得到一个相对准确的涡轴发动机T41截面的温度值，从而提高涡轴发动机燃油流量和空气流量控制的准确度。

Description

涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法

技术领域

本发明涉及发动机领域，更具体地，涉及一种涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法。

背景技术

涡轴发动机的燃油流量和空气流量的控制与涡轴发动机的燃气发生器涡轮转子进口的温度，即涡轴发动机T41截面的温度息息相关。电子控制器控制涡轴发动机的燃油流量和空气流量的过程中，需要知道涡轴发动机T41截面的温度，然而T41截面的温度极高，无法直接测量得到，通常是将涡轴发动机的燃气发生器涡轮转子的出口燃油的平均温度，即涡轴发动机T45截面的温度传输给直升机的上位计算机计算而得到涡轴发动机T41截面的温度的。

通常T45截面的平均温度是采用热电偶测量取均值而得到。在这个过程中，每个热电偶只有8支并联的偶丝，在T45截面的热场中，只通过8支并联的偶丝测量得到的温度取均值而得到的涡轴发动机T45截面的平均温度显然与T45截面真实的温度的偏差较大，导致直升机上位计算机计算得到的涡轴发动机的T41截面的温度不够准确，最终影响涡轴发动机燃油流量和空气流量的控制。

发明内容

本发明旨在提供一种涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，以解决现有技术中的涡轴发动机T45截面平均温度不够准确而影响涡轴发动机燃油流量和空气流量的控制的问题。

为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法包括：步骤1：确定涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程中的斜率修正系数和偏差修正系数；步骤2：根据斜率修正系数和偏差修正系数确定斜率匹配电阻和偏差匹配电阻以构造T45信号匹配盒；步骤3：将T45信号匹配盒与涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统中的电子控制器连接，电子控制器对T45信号匹配盒传递来的信号进行处理得到涡轴发动机T45截面校准后的平均温度。

进一步地，步骤1包括：步骤11：根据涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程确定斜率修正系数和偏差修正系数的求解公式，其中涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程为：

$T45H=(1+\frac{a}{100})\×T45M+b$

式中T45H为涡轴发动机T45截面校准后的平均温度，a为斜率修正系数，b为偏差修正系数，T45M为经热电偶测量后取得的T45截面的平均温度。

进一步地，斜率修正系数和偏差修正系数的求解公式如下：

$a=(\frac{T45H\·1-T45H\·2}{T45M\·1-T45M\·2}-1)\×100$

$b=\frac{(T45H\·2\×T45M\·1)-(T45H\·1\×T45M\·2)}{T45M\·1-T45M\·2}$

式中T45H·1和T45H·2均为涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统的设计值，T45M·1为与T45H·1相对应的经热电偶测量后取得的T45截面的平均温度值，T45M·2为与T45H·2相对应的经热电偶测量后取得的T45截面的平均温度值。

进一步地，步骤1还包括：步骤12：检查斜率修正系数和偏差修正系数是否满足T45电阻构造表的限制值范围。

进一步地，步骤1还包括：步骤13：如果斜率修正系数和偏差修正系数均满足限制值范围，则进行步骤2，如果不满足限制值范围，则重新确定斜率修正系数和偏差修正系数。

进一步地，步骤1还包括：步骤14：如果斜率修正系数未超出限制值范围而偏差修正系数超出限制值范围，则将斜率修正系数按T45电阻构造表取第一极限值；并使取得的第一极限值的符号与利用斜率修正系数求解公式计算的结果的符号相同来作为重新确定的斜率修正系数；重新确定偏差修正系数的值，并检查重新确定的偏差修正系数的值是否满足限制值范围，其中，重新确定偏差修正系数的公式为：

$b=T45H\·1-[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·1].$

进一步地，步骤14包括：步骤14a：如果重新确定的偏差修正系数满足限制值范围，则进行步骤2；否则将重新确定的偏差修正系数的值按T45电阻构造表取第二极限值，并使第二极限值的符号与重新确定的偏差修正系数的结果的符号相同，再确定T45电阻构造用的第一偏差对的值，第一偏差对包括斜率修正系数的第一偏差值和偏差修正系数的第一偏差值；步骤14b：如果第一偏差对的值在规定的范围内，则进行步骤2，如果不在，则调整涡轴发动机再次重复步骤1的过程。

进一步地，步骤1还包括：步骤15：如果偏差修正系数未超出限制值范围而斜率修正系数超出限制值范围，则将偏差修正系数按T45电阻构造表取第三极限值；并使取得的第三极限值的符号与利用偏差修正系数求解公式计算的结果的符号相同来作为重新确定的偏差修正系数；重新确定斜率修正系数的值，并检查重新确定的斜率修正系数的值是否满足限制值范围，其中，重新确定斜率修正系数的公式为：

$a=(\frac{T45H\·1-b}{T45M\·1}-1)\×100.$

进一步地，步骤15包括：步骤15a：如果重新确定的斜率修正系数满足限制值范围，则进行步骤2，否则将重新确定的斜率修正系数按T45电阻构造表取第四极限值，使第四极限值的符号与重新确定的斜率修正系数的结果的符号相同，再确定T45电阻构造用的第二偏差对的值，第二偏差对包括斜率修正系数的第二偏差值和偏差修正系数的第二偏差值；步骤15b：如果第二偏差对的值在规定的范围内，则进行步骤2，如果不在，则调整涡轴发动机再次重复步骤1的过程。

进一步地，偏差值的计算公式为：

${\mathrm{\Δ}}_1=T45H\·1-[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·1+b]$

${\mathrm{\Δ}}_2=T45H\·2-[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·2+b]$

式中Δ₁和Δ₂形成偏差对。

进一步地，步骤1还包括：步骤16：如果偏差修正系数和斜率修正系数均超出限制值范围，利用步骤14确定偏差修正系数，利用步骤15确定斜率修正系数。

应用本发明的技术方案，涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法包括：步骤1：确定涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程中的斜率修正系数和偏差修正系数；步骤2：根据斜率修正系数和偏差修正系数确定斜率匹配电阻和偏差匹配电阻以构造T45信号匹配盒；步骤3：将T45信号匹配盒与涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统中的电子控制器连接，电子控制器对T45信号匹配盒传递来的信号进行处理得到涡轴发动机T45截面校准后的平均温度。根据本发明，T45信号匹配盒是由涡轴发动机T45截面的平均温度是利用涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程确定方程构造得到，当将T45信号匹配盒与电子控制器连接之后，可以对测量得到的T45截面的平均温度进行校准，得到一个误差较小的T45截面的平均温度值，从而得到一个相对准确的涡轴发动机T41截面的温度值，提高了涡轴发动机燃油流量和空气流量控制的准确度。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本发明中的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法流程图；以及

图2示意性示出了本发明中涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统的连接关系图

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1和图2所示，根据本发明的实施例，涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法包括：步骤1：确定涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程中的斜率修正系数和偏差修正系数；步骤2：根据斜率修正系数和偏差修正系数确定斜率匹配电阻和偏差匹配电阻以构造T45信号匹配盒；步骤3：将T45信号匹配盒与涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统中的电子控制器连接，电子控制器对T45信号匹配盒传递来的信号进行处理得到涡轴发动机T45截面校准后的平均温度。根据本实施，T45信号匹配盒是由涡轴发动机T45截面的平均温度是利用涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程确定方程构造得到，当将T45信号匹配盒与电子控制器连接之后，可以对测量得到的T45截面的平均温度进行校准，得到一个误差较小的T45截面的平均温度值，从而得到一个相对准确的涡轴发动机T41截面的温度值，提高了涡轴发动机燃油流量和空气流量控制的准确度。

优选地，T45信号匹配盒的构造过程如下：

首先，进行步骤1，即确定涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程中的斜率修正系数和偏差修正系数；步骤1具体包括步骤11：根据涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程确定斜率修正系数和偏差修正系数的求解公式，其中涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程为：

$T45H=(1+\frac{a}{100})\×T45M+b$

式中：T45H为涡轴发动机T45截面校准后的平均温度，a为斜率修正系数，b为偏差修正系数，T45M为经热电偶测量后取得的T45截面的平均温度。

需要说明的是，在构造T45信号匹配盒的过程中，涡轴发动机试验时装用5490±50Ω的电阻器（相当于电阻器的中间量程），此时，在电子控制器上选取两组标准的涡轴发动机的T45截面的标准平均温度值和测量的平均温度值，这里的标准平均温度值是长期在工况下校准得到值。

根据上面的数据，结合涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程得到斜率修正系数和偏差修正系数的求解公式如下：

$a=(\frac{T45H\·1-T45H\·2}{T45M\·1-T45M\·2}-1)\×100$

$b=\frac{(T45H\·2\×T45M\·1)-(T45H\·1\×T45M\·2)}{T45M\·1-T45M\·2}$

式中T45H·1和T45H·2均为涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统的设计值，T45M·1为与T45H·1相对应的经热电偶测量后取得的T45截面的平均温度值，T45M·2为与T45H·2相对应的经热电偶测量后取得的T45截面的平均温度值。例如：T45H·1=1400K时，T45M·1=1101K；T45H·2=1200K时，T45H·2=941K。

确定完斜率修正系数和偏差修正系数之后，进行步骤12：根据斜率修正系数和偏差修正系数的求解公式计算得到斜率修正系数和偏差修正系数，并检查斜率修正系数和偏差修正系数是否在T45电阻构造表，即表1的限制值范围，这里限制值范围是：

a_min-1%≤a≤a_max+1%

b_min-1%≤b≤b_max+1%

即：-10≤a≤10

-100≤b≤100

然后进行步骤13：如果斜率修正系数和偏差修正系数均满足限制值范围，则进行步骤2，直接查表得到相应的斜率匹配电阻和偏差匹配电阻，如果不满足限制值范围，则重新确定斜率修正系数和偏差修正系数，下面介绍不满足限制值范围的三种情况。

（1）步骤14：当斜率修正系数未超出限制值范围偏差修正系数超出限制值范围时，将斜率修正系数按T45电阻构造表取极值，得到第一极限值。然后使取得的第一极限值的符号与利用斜率修正系数求解公式计算的结果的符号相同来作为重新确定的斜率修正系数，例如：如果计算值a=-13.5，则取a=-10，再利用公式：

$b=T45H\·1-[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·1]$

重新确定偏差修正系数的值，并检查重新确定的偏差修正系数的值是否满足限制值范围，也就是-100≤b≤100。具体的判断步骤为：

步骤14a：如果重新确定的偏差修正系数满足限制值范围，则进行步骤2，在T45电阻构造表中查找得到对应的斜率匹配电阻和偏差匹配电阻；否则将重新确定的偏差修正系数的值按T45电阻构造表取极值得到第二极限值，使第二极限值的符号与重新确定的偏差修正系数的结果的符号相同，再确定T45电阻构造用的偏差值，得到第一偏差对，这里的第一偏差对包括斜率修正系数的第一偏差值Δ₁和偏差修正系数的第一偏差值Δ₂，这里的第一偏差对Δ₁和Δ₂的求解公式如下：

${\mathrm{\Δ}}_1=T45H\·1-[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·1+b]---\left[1\right]$

${\mathrm{\Δ}}_2=T45H\·2-[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·2+b]---\left[2\right]$

接着进行步骤14b：如果第一偏差对Δ₁和Δ₂均在规定的范围内，即-11N.m≤Δ₁≤11N.m、-15N.m≤Δ₂≤15N.m，则进行步骤2，直接在T45电阻构造表中查找得到对应的斜率匹配电阻和偏差匹配电阻，如果不在，则调整涡轴发动机再次重复步骤1的过程。

（2）步骤15：当偏差修正系数未超出限制值范围斜率修正系数超出限制值范围时，将偏差修正系数按T45电阻构造表取极值，得到第三极限值。然后使取得的第三极限值的符号与利用偏差修正系数求解公式计算的结果的符号相同，例如：如果计算值b=-112，则取b=-100，再利用公式：

$a=(\frac{T45H\·1-b}{T45M\·1}-1)\×100$

重新确定斜率修正系数的值，并检查重新确定的斜率修正系数的值是否满足限制值范围，也就是-10≤a≤10。具体的判断步骤为：

15a：如果重新确定的偏差修正系数满足限制值范围，则进行步骤2，在T45电阻构造表中查找得到对应的斜率匹配电阻和偏差匹配电阻；否则将重新确定的斜率修正系数的值按T45电阻构造表取极值得到第四极限值，使第四极限值的符号与重新确定的斜率修正系数的符号相同，再确定T45电阻构造用的偏差值，得到第二偏差对这里的第一偏差对包括斜率修正系数的第一偏差值Δ‘₁和偏差修正系数的第一偏差值Δ’₂，这里的第二偏差对Δ‘₁和Δ’₂的求解公式与公式[1]和[2]相同。

接着进行步骤15b：如果第二偏差对Δ‘₁和Δ’₂在规定的范围内，即-11K≤Δ‘₁≤11K，即-15K≤Δ’₂≤15K，则进行步骤2，直接在T45电阻构造表中查找得到对应的斜率匹配电阻和偏差匹配电阻，如果不在，则调整涡轴发动机再次重复步骤1的过程。

（3）步骤16：当偏差修正系数和斜率修正系数均超出限制值范围，利用步骤14确定偏差修正系数，利用步骤15确定斜率修正系数。需要说明的是，当斜率修正系数和偏差修正系数的值都不满足限制值范围的时候，此时计算的偏差值有两对，通常选择两组中Δ₁最接近0的一组值来做判断，当这一组的值不满足规定的范围，即-11K≤Δ₁≤11K，-15K≤Δ₂≤15K，则调整涡轴发动机再次重复步骤1的过程。

表1T45电阻构造表

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

根据本发明，T45信号匹配盒是由涡轴发动机T45截面的平均温度是利用涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程确定方程构造得到，当将T45信号匹配盒与电子控制器连接之后，可以对测量得到的T45截面的平均温度进行校准，得到一个误差较小的T45截面的平均温度值，从而得到一个相对准确的涡轴发动机T41截面的温度值，提高了涡轴发动机燃油流量和空气流量控制的准确度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，包括：

步骤1：确定涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程中的斜率修正系数和偏差修正系数；

步骤2：根据所述斜率修正系数和所述偏差修正系数确定斜率匹配电阻和偏差匹配电阻以构造T45信号匹配盒；

步骤3：将所述T45信号匹配盒与涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统中的电子控制器连接，所述电子控制器对所述T45信号匹配盒传递来的信号进行处理得到涡轴发动机T45截面校准后的平均温度；

所述步骤1包括：

步骤11：根据所述涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程确定所述斜率修正系数和所述偏差修正系数的求解公式，其中所述涡轴发动机T45截面的平均温度校准方程为：

$T45H=(1+\frac{a}{100})\×T45M+b$

式中T45H为涡轴发动机T45截面校准后的平均温度，a为所述斜率修正系数，b为所述偏差修正系数，T45M为经热电偶测量后取得的T45截面的平均温度；

所述斜率修正系数和所述偏差修正系数的求解公式如下：

$a=(\frac{T45H\·1-T45H\·2}{T45M\·1-T45M\·2}-1)\×100$

$b=\frac{(T45H\·2\×T45M\·1)-(T45H\·1\×T45M\·2)}{T45M\·1-T45M\·2}$

式中T45H·1和T45H·2均为所述涡轴发动机T45截面的平均温度的测量系统的设计值，T45M·1为与T45H·1相对应的经所述热电偶测量后取得的T45截面的平均温度值，T45M·2为与T45H·2相对应的经所述热电偶测量后取得的T45截面的平均温度值。

2.根据权利要求1所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，所述步骤1还包括：

步骤12：检查所述斜率修正系数和所述偏差修正系数是否满足T45电阻构造表的限制值范围。

3.根据权利要求2所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，所述步骤1还包括：

步骤13：如果所述斜率修正系数和所述偏差修正系数均满足所述限制值范围，则进行所述步骤2，如果不满足所述限制值范围，则重新确定所述斜率修正系数和所述偏差修正系数。

4.根据权利要求3所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，所述步骤1还包括：

步骤14：如果所述斜率修正系数未超出所述限制值范围而所述偏差修正系数超出所述限制值范围，则将所述斜率修正系数按所述T45电阻构造表取第一极限值；并使取得的所述第一极限值的符号与利用所述斜率修正系数求解公式计算的结果的符号相同来作为重新确定的所述斜率修正系数；

重新确定所述偏差修正系数的值，并检查重新确定的所述偏差修正系数的值是否满足所述限制值范围，其中，重新确定所述偏差修正系数的公式为：

$b=T45H\·1-\[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·1\].$

5.根据权利要求4所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，所述步骤14包括：

步骤14a：如果重新确定的所述偏差修正系数满足所述限制值范围，则进行所述步骤2；否则将重新确定的所述偏差修正系数的值按所述T45电阻构造表取第二极限值，并使所述第二极限值的符号与重新确定的所述偏差修正系数的结果的符号相同，再确定T45电阻构造用的第一偏差对的值，所述第一偏差对包括所述斜率修正系数的第一偏差值和所述偏差修正系数的第一偏差值；

步骤14b：如果所述第一偏差对的值在规定的范围内，则进行所述步骤2，如果不在，则调整涡轴发动机再次重复所述步骤1的过程。

6.根据权利要求4或5所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，所述步骤1还包括：

步骤15：如果所述偏差修正系数未超出所述限制值范围而所述斜率修正系数超出所述限制值范围，则将所述偏差修正系数按所述T45电阻构造表取第三极限值；并使取得的所述第三极限值的符号与利用所述偏差修正系数求解公式计算的结果的符号相同来作为重新确定的所述偏差修正系数；

重新确定所述斜率修正系数的值，并检查重新确定的所述斜率修正系数的值是否满足所述限制值范围，其中，重新确定所述斜率修正系数的公式为：

$a=(\frac{T45H\·1-b}{T45M\·1}-1)\×100.$

7.根据权利要求6所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，所述步骤15包括：

步骤15a：如果重新确定的所述斜率修正系数满足所述限制值范围，则进行所述步骤2，否则将重新确定的所述斜率修正系数按所述T45电阻构造表取第四极限值，使所述第四极限值的符号与重新确定的所述斜率修正系数的结果的符号相同，再确定T45电阻构造用的第二偏差对的值，所述第二偏差对包括所述斜率修正系数的第二偏差值和所述偏差修正系数的第二偏差值；

步骤15b：如果所述第二偏差对的值在规定的范围内，则进行所述步骤2，如果不在，则调整涡轴发动机再次重复所述步骤1的过程。

8.根据权利要求7所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，偏差值的计算公式为：

${\mathrm{\Δ}}_1=T45H\·1-\[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·1+b\]$

${\mathrm{\Δ}}_2=T45H\·2-\[(1+\frac{a}{100})\×T45M\·2+b\]$

式中Δ₁和Δ₂形成偏差对。

9.根据权利要求6所述的涡轴发动机T45截面的平均温度校准方法，其特征在于，所述步骤1还包括：

步骤16：如果所述偏差修正系数和所述斜率修正系数均超出限制值范围，利用所述步骤14确定所述偏差修正系数，利用所述步骤15确定所述斜率修正系数。