CN109060363B - 实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法 - Google Patents

实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109060363B
CN109060363B CN201810997747.7A CN201810997747A CN109060363B CN 109060363 B CN109060363 B CN 109060363B CN 201810997747 A CN201810997747 A CN 201810997747A CN 109060363 B CN109060363 B CN 109060363B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ion current
engine
flame
resistor
afterburner
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810997747.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109060363A (zh
Inventor
梁杰
蒲莎莎
田涛
杨水银
陈钢锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Original Assignee
Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shaanxi Aero Electric Co Ltd filed Critical Shaanxi Aero Electric Co Ltd
Priority to CN201810997747.7A priority Critical patent/CN109060363B/zh
Publication of CN109060363A publication Critical patent/CN109060363A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109060363B publication Critical patent/CN109060363B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M15/00—Testing of engines
    • G01M15/04—Testing internal-combustion engines
    • G01M15/10—Testing internal-combustion engines by monitoring exhaust gases or combustion flame
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/62—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the ionisation of gases, e.g. aerosols; by investigating electric discharges, e.g. emission of cathode

Abstract

本发明提出的实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法，使发动机在进入小加力前、小加力、全加力等试车过程中实时检测加力燃烧室火场离子电流，解决发动机试车过程中加力燃烧室火焰场离子电流数据的缺失的难题，通过离子电流来判断火焰场的燃烧情况，通过数据分析，给出航空发动机火焰信号离子电流最佳门限值，并能够判断离子火焰信号检测装置是否存在故障。

Description

实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法
技术领域
本发明属于航空发动机点火领域，具体为一种实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法。
背景技术
现有的航空发动机加力燃烧室火焰信号检测方法是通过离子火焰信号检测装置检测加力燃烧室火焰场中离子电流，并将其与门限值进行比较，大于门限值时输出高电平有火信号，小于门限值时输出低电平无火信号。所以目前通过离子火焰信号检测装置能够得到的是有高低电平组成的脉冲信号或阶跃信号，在现有技术中没有给出实时的离子电流值数据的需要。
申请人是我国航空发动机电气研制的主要单位，在进行航空发动机点火信号研究过程中发现，当进行实际的航空发动机加力试验时，在航空发动机刚接通加力状态阶段，经常出现加力燃烧室有火信号闪烁的现象，出现这一现象的原因有可能是离子火焰信号检测装置本身故障，也可能是由于在航空发动机刚接通加力状态时，加力燃烧室火焰场不稳定造成的；由于没有实时的离子电流值数据，无法判断火信号闪烁现象的准确原因，严重影响了发动机加力试车试验的开展。
此外，在航空发动机研制过程中，其加力燃烧室离子电流门限值往往都是由主机所直接根据以往设计经验给出，并根据该电流门限值确定离子火焰信号检测装置内部门限电阻阻值。由于新研制发动机的加力工作状态与以往设计可能不同，导致初始设定的加力燃烧室离子电流门限值可能不合适，为了能够准确快速的确定出最佳离子电流门限值，有必要获取实时的离子电流值数据。
发明内容
本发明提出一种实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法，能够在航空发动机试验过程中全程检测加力燃烧室离子电流，使发动机加力全过程中燃烧室火焰场的燃烧情况数据化，为航空发动机加力燃烧室火焰信号检测研究提供数据支持。
发动机加力燃烧室现有技术中的火焰场离子电流检测电路如图1所示，由15VDC电源、115V/3400Hz电源、采样电阻器R1、分压电阻器R2、R3、上拉电阻R4、接地电阻R5、电压比较器FX193组成。电阻器R2、R3串联后接15VDC电源正、负极间；电阻器R1一端接R2、R3之间，另一端接115V/3400Hz电源和电压比较器FX193的 2脚(负极输入端)；R4一端接15VDC电源正，一端接电压比较器FX139的1脚(输出端)和加力火焰信号输出端；电阻器R5一端接FX193的3脚(正极输入端)，另一端接地；电压比较器FX193的8脚(电源正)接15VDC正极，4脚(电源负)接15VDC 负极；115V/400Hz电源另一输出端接离子火焰探测器；发动机壳体与15VDC负极相连。
火焰场离子电流检测电路通电工作且无离子电流时，电压比较器FX193正输入端通过电阻器R5接地，输入电压为0V，负输入端为电阻器R2和R3的分压，极性为正，电压比较器FX193负输入端电压高于正输入端电压，电压比较器FX193输出端1脚输出低电平信号，表示为无火信号；当产生电流方向为离子火焰探测器到发动机壳体的离子电流时，离子电流流经电阻器R3和R1，在电阻器R3和R1上产生极性为负的电压信号，与R3上的正向电压信号叠加后输入电压比较器FX193负输入端，当该叠加信号极性为负即离子电流产生的负向电压信号数值大于电阻器R3上的正向电压信号数值，电压比较器FX193输出端1脚输出高电平信号，即有火信号。
本发明通过对上述火焰场离子电流检测电路进行改造，实现实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流，并基于此进行相关试验，为航空发动机加力燃烧室火焰信号检测研究提供数据支持：
所述一种实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将火焰场离子电流检测电路中的分压电阻器R2调整为连续可调电阻，并将所述连续可调电阻通过屏蔽导线引到火焰场离子电流检测电路产品外部，与电流采样设备组成外部调节检测电路；
步骤2：在航空发动机试车过程中，通过外部调节检测电路的电流采样设备实时采集离子电流值，得到航空发动机试车过程的离子电流数据；所述航空发动机试车过程包括从不加力至完全加力的过程；
步骤3：根据步骤2得到的航空发动机试车过程的离子电流数据，对设定的加力燃烧室离子电流门限值进行校正：从航空发动机试车过程的离子电流数据中获取航空发动机接通加力状态后的设定阶段内的离子电流数据，得到该阶段离子电流数据的最低值，重新设定加力燃烧室离子电流门限值比所述最低值低10μA；
步骤4：调节火焰场离子电流检测电路中的分压电阻器R2的阻值，使加力燃烧室离子电流门限值为步骤3设定的新的加力燃烧室离子电流门限值；再次进行航空发动机试车，所述航空发动机试车过程包括从不加力至完全加力的过程；若在航空发动机接通加力状态后出现火信号闪烁的现象，则表明离子火焰信号检测装置本身故障。
进一步的优选方案，所述一种实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法，其特征在于：步骤3中所述发动机接通加力状态后的设定阶段为发动机接通加力状态后的0.2s时间段。
有益效果
本发明提出的实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法，使发动机在进入小加力前、小加力、全加力等试车过程中实时检测加力燃烧室火场离子电流，解决发动机试车过程中加力燃烧室火焰场离子电流数据的缺失的难题，通过离子电流来判断火焰场的燃烧情况，通过数据分析，给出航空发动机火焰信号离子电流最佳门限值，并能够判断离子火焰信号检测装置是否存在故障。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是发动机加力燃烧室现有技术的火焰场离子电流检测电路。
图2是在图1的基础上进行改进设计，将电阻R2由固定阻值的电阻更改为连续可调的电阻，同时回路中增加电流表，并将电阻R2及电流表与离子电流检测电路分离，通过屏蔽导连接。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
发动机加力燃烧室现有技术中的火焰场离子电流检测电路如图1所示，由15VDC电源、115V/3400Hz电源、采样电阻器R1、分压电阻器R2、R3、上拉电阻R4、接地电阻R5、电压比较器FX193组成。电阻器R2、R3串联后接15VDC电源正、负极间；电阻器R1一端接R2、R3之间，另一端接115V/3400Hz电源和电压比较器FX193的 2脚(负极输入端)；R4一端接15VDC电源正，一端接电压比较器FX139的1脚(输出端)和加力火焰信号输出端；电阻器R5一端接FX193的3脚(正极输入端)，另一端接地；电压比较器FX193的8脚(电源正)接15VDC正极，4脚(电源负)接15VDC 负极；115V/400Hz电源另一输出端接离子火焰探测器；发动机壳体与15VDC负极相连。
火焰场离子电流检测电路通电工作且无离子电流时，电压比较器FX193正输入端通过电阻器R5接地，输入电压为0V，负输入端为电阻器R2和R3的分压，极性为正，电压比较器FX193负输入端电压高于正输入端电压，电压比较器FX193输出端1脚输出低电平信号，表示为无火信号；当产生电流方向为离子火焰探测器到发动机壳体的离子电流时，离子电流流经电阻器R3和R1，在电阻器R3和R1上产生极性为负的电压信号，与R3上的正向电压信号叠加后输入电压比较器FX193负输入端，当该叠加信号极性为负即离子电流产生的负向电压信号数值大于电阻器R3上的正向电压信号数值，电压比较器FX193输出端1脚输出高电平信号，即有火信号。
上述火焰场离子电流检测电路是将加力燃烧室火焰场中离子电流与门限值进行比较，大于门限值时输出高电平有火信号，小于门限值时输出低电平无火信号。其能够得到的是有高低电平组成的脉冲信号或阶跃信号，而本实施例中对上述火焰场离子电流检测电路进行改造，实现实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流，并基于此进行相关试验，为航空发动机加力燃烧室火焰信号检测研究提供数据支持。
如图2所示，将火焰场离子电流检测电路中的分压电阻器R2调整为连续可调电阻，并将所述连续可调电阻通过屏蔽导线引到火焰场离子电流检测电路产品外部，与电流采样设备组成外部调节检测电路。在发动机试车过程中，通过电流表，实时检测加力燃烧室火焰场产生的离子电流。同时，不局限于用电流表检测电流，也可以用示波器对电阻上电压进行采样或用电流传感器检测回路中的电流。这样使发动机加力全过程中燃烧室火焰场的燃烧情况数据化，为航空发动机加力燃烧室火焰信号检测研究提供数据支持。
在航空发动机试车过程中，通过外部调节检测电路的电流采样设备实时采集离子电流值，得到航空发动机试车过程的离子电流数据；所述航空发动机试车过程包括从不加力至完全加力的过程。
根据得到的航空发动机试车过程的离子电流数据，对设定的加力燃烧室离子电流门限值进行校正：从航空发动机试车过程的离子电流数据中获取航空发动机接通加力状态后0.2s时间段内的离子电流数据，得到该阶段离子电流数据的最低值，重新设定加力燃烧室离子电流门限值比所述最低值低10μA，得到航空发动机火焰信号离子电流最佳门限值。
调节火焰场离子电流检测电路中的分压电阻器R2的阻值，使加力燃烧室离子电流门限值为新设定的新的加力燃烧室离子电流最佳门限值；再次进行航空发动机试车，所述航空发动机试车过程包括从不加力至完全加力的过程；若在航空发动机接通加力状态后出现火信号闪烁的现象，则表明离子火焰信号检测装置本身故障，从而能够判断离子火焰信号检测装置是否存在故障。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (2)

1.一种实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将火焰场离子电流检测电路中的分压电阻器R2调整为连续可调电阻，并将所述连续可调电阻通过屏蔽导线引到火焰场离子电流检测电路产品外部，与电流采样设备组成外部调节检测电路；
所述火焰场离子电流检测电路由15VDC电源、115V/3400Hz电源、采样电阻器R1、分压电阻器R2、R3、上拉电阻R4、接地电阻R5、电压比较器FX193组成；分压电阻器R2、R3串联后接15VDC电源正、负极间；电阻器R1一端接R2、R3之间，另一端接115V/3400Hz电源和电压比较器FX193的负极输入端；电阻器R4一端接15VDC电源正，一端接电压比较器FX193的输出端和加力火焰信号输出端；接地电阻R5一端接FX193的正极输入端，另一端接地；电压比较器FX193的电源正接15VDC正极，电源负接15VDC负极；115V/400Hz电源另一输出端接离子火焰探测器；发动机壳体与15VDC负极相连；
步骤2：在航空发动机试车过程中，通过外部调节检测电路的电流采样设备实时采集离子电流值，得到航空发动机试车过程的离子电流数据；所述航空发动机试车过程包括从不加力至完全加力的过程；
步骤3：根据步骤2得到的航空发动机试车过程的离子电流数据，对设定的加力燃烧室离子电流门限值进行校正：从航空发动机试车过程的离子电流数据中获取航空发动机接通加力状态后的设定阶段内的离子电流数据，得到该阶段离子电流数据的最低值，重新设定加力燃烧室离子电流门限值比所述最低值低10μA；
步骤4：调节火焰场离子电流检测电路中的分压电阻器R2的阻值，使加力燃烧室离子电流门限值为步骤3设定的新的加力燃烧室离子电流门限值；再次进行航空发动机试车，所述航空发动机试车过程包括从不加力至完全加力的过程；若在航空发动机接通加力状态后出现火信号闪烁的现象，则表明离子火焰信号检测装置本身故障。
2.根据权利要求1所述一种实时检测航空发动机加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法，其特征在于：步骤3中所述发动机接通加力状态后的设定阶段为发动机接通加力状态后的0.2s时间段。
CN201810997747.7A 2018-08-29 2018-08-29 实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法 Active CN109060363B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810997747.7A CN109060363B (zh) 2018-08-29 2018-08-29 实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810997747.7A CN109060363B (zh) 2018-08-29 2018-08-29 实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109060363A CN109060363A (zh) 2018-12-21
CN109060363B true CN109060363B (zh) 2020-02-07

Family

ID=64757878

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810997747.7A Active CN109060363B (zh) 2018-08-29 2018-08-29 实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109060363B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116147929B (zh) * 2023-04-20 2023-07-14 清华大学 航空发动机加力火焰探测器电流值确定方法、装置和设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1150942A (ja) * 1997-08-01 1999-02-23 Denso Corp 内燃機関のイオン電流検出装置
CN201096827Y (zh) * 2007-11-01 2008-08-06 中国人民解放军军事交通学院 火花塞离子电流检测电路
CN104564483A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 同济大学 一种检测火花塞点火式发动机早燃的检测装置和检测方法
CN105508119A (zh) * 2014-09-25 2016-04-20 祁艳 一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统
CN106468238A (zh) * 2015-08-14 2017-03-01 博格华纳路德维希堡有限公司 用于火花塞的离子电流测量的变压器电路及方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103424262A (zh) * 2013-08-09 2013-12-04 同济大学 Hcci发动机缸内nox检测与标定试验系统
CN104596773B (zh) * 2015-01-07 2017-05-31 同济大学 一种基于双通道离子电流的发动机燃烧诊断设备和方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1150942A (ja) * 1997-08-01 1999-02-23 Denso Corp 内燃機関のイオン電流検出装置
CN201096827Y (zh) * 2007-11-01 2008-08-06 中国人民解放军军事交通学院 火花塞离子电流检测电路
CN105508119A (zh) * 2014-09-25 2016-04-20 祁艳 一种基于单片机技术的火花塞离子电流检测系统
CN104564483A (zh) * 2015-01-04 2015-04-29 同济大学 一种检测火花塞点火式发动机早燃的检测装置和检测方法
CN106468238A (zh) * 2015-08-14 2017-03-01 博格华纳路德维希堡有限公司 用于火花塞的离子电流测量的变压器电路及方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
航空发动机电点火系统现状与发展趋势;李奕新等;《燃气涡轮试验与研究》;20151231;第28卷(第6期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109060363A (zh) 2018-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2568828B2 (ja) 火花点火装置の作用監視方法およびその装置
JPH04232340A (ja) 点火システムの動作モニタ装置及びモニタ方法並びに点火プラグの健全状態診断方法並びに点火システム
CA2065123C (en) Spark ignition analyzer
CN103939255B (zh) 基于发动机运行状态下的点火测试方法
WO2018192434A1 (zh) 直流电源系统的绝缘电阻的检测电路及检测方法
CN108457888A (zh) 一种服务器风扇故障检测方法、装置及系统
CN105891769B (zh) 一种电弧放电能量修正系数校准方法及校准装置
CN109060363B (zh) 实时检测加力燃烧室火焰场离子电流以进行试验的方法
EP2455661A2 (en) Combustion dynamics monitoring ignition system for a gas turbine
CN109695508A (zh) 飞行器涡轮发动机的点火系统及该点火系统的故障检测方法
CN105317613B (zh) 发动机点火系统火花频率在线检测装置
CN103370631A (zh) 用于在电容特性的电路零件上进行连接断开识别的装置和方法
US7581534B2 (en) Internal combustion engine ignition device
US7348782B2 (en) Ignition device and spark condition detection method
CN107687389A (zh) 点火线圈测试系统
CN108332623B (zh) 一种多功能复合引信智能检测仪
CN117310239A (zh) 测试系统的高压电源控制方法
TW201502535A (zh) 檢測裝置及方法
CN104062673B (zh) 核分析仪自诊断系统
JP5409061B2 (ja) 点火プラグ検査装置
CN103837755A (zh) 冰箱零部件故障检测方法及系统
CN106353593A (zh) 用于监测静电除尘器的信号质量的方法和静电除尘器
RU2258923C1 (ru) Способ диагностики газотурбинных двигателей на установившихся и неустановившихся режимах работы
CN208721734U (zh) 一种组合式的点熄火检测系统
CN108761229B (zh) 北斗船载终端的电气性能检测方法和装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant