FR3075951A1 - Detection de contact intermittent sur capteur moteur - Google Patents

Abstract

L'invention porte sur un procédé de contrôle d'une mesure fournie par un premier capteur (20) de turbomachine, par l'intermédiaire d'une première voie (3), et par un deuxième capteur (22) de turbomachine, par l'intermédiaire d'une deuxième voie (4) de communication, et comprenant en outre les étapes de : ○ acquisition d'un premier signal à partir de la première voie de communication (3), et d'un deuxième signal à partir de la deuxième voie de communication (4), ○ détermination d'un statut de validité de chacun des signaux acquis, et ○ transmission d'un signal à traiter.

Description

DOMAINE TECHNIQUE L’invention concerne la détection de contacts intermittents sur des capteurs moteur de turbomachine. L’invention vise plus spécifiquement un procédé de contrôle de mesure issue d’un capteur moteur de turbomachine afin de limiter les erreurs provoquées par des contacts intermittents.

ETAT DE LA TECHNIQUE

Une turbomachine comprend classiquement un grand nombre de pièces mécaniques mobiles, dont le comportement est surveillé en permanence au moyen d’une chaîne de mesure, comprenant un ensemble de capteurs moteur et de calculateurs. Les capteurs sont généralement reliés aux calculateurs par un ensemble de voies de communication, par exemple des voies filaires de type harnais électriques, la plupart du temps redondantes les unes avec les autres. Les capteurs mesurent un grand nombre de paramètres physiques en différents endroits de la turbomachine. Les résultats de ces mesures sont transmis aux calculateurs par l’intermédiaire des voies de communication. Les calculateurs traitent ces résultats, et font parvenir au pilote, ou à des systèmes de régulation de l’aéronef propulsé par la turbomachine, un ensemble d’informations relatives à l’état de la turbomachine. En cas de détection d’avaries, le pilote et/ou des systèmes de régulations de l’aéronef, peut(vent) agir en conséquence afin de préserver la sécurité de l’appareil et des passagers.

La plupart des systèmes de mesure actuels sont électroniques. La rapidité et la robustesse de cette technologie ont en effet fait leur preuve par le passé. Cependant, les chaînes de mesure de turbomachine fonctionnent dans un environnement dans lequel existent de fortes contraintes thermiques et vibratoires. Ces contraintes provoquent fréquemment des pannes de type contact intermittent. Un contact intermittent est une ouverture intermittente, et très brève, de circuit électrique, ou un retour intempestif à la masse. Ces phénomènes sont notamment observés lorsque les connecteurs de capteurs se desserrent ou s’érodent, ou lorsque les éléments sensibles de capteurs présentent des défaillances.

Ce type de phénomène peut avoir des conséquences importantes. En effet, il est usuel que, en cas d’ouverture du circuit électrique, le calculateur impose une valeur de mesure reçue supérieure à une valeur maximale pouvant être lue en provenance du capteur, dite valeur de saturation. Ce mécanisme permet d’invalider les informations reçues par un capteur si l’ouverture du circuit est permanente, c’est-à-dire que le capteur est en panne. Dans le cas de circuits ouverts intermittents, la valeur reçue par le calculateur oscille entre la valeur de saturation et la valeur réelle mesurée par le capteur. Or, il est également usuel que, si les valeurs de mesures reçues en provenance de capteurs redondants diffèrent d’un écart trop important, appelé écart seuil, le(s) système(s) de régulation choisit(ssent) arbitrairement la valeur de la mesure reçue permettant de garantir la sûreté de l’aéronef, soit en garantissant la protection de la turbomachine, soit en assurant une poussée minimum. La valeur de saturation étant bien plus importante que l’écart seuil, il est donc possible qu’une avarie soit remontée au pilote ou au(x) système(s) de régulation, alors qu’il n’en est rien. L’envoi d’information erronée obligeant dans certains cas le pilote à engager des procédures de protection du moteur pouvant aller jusqu’à son extinction et au déroutage de l’appareil, de nombreux procédés de détection des circuits ouverts intermittents ont donc été proposés.

La plupart de ces procédés utilise un modèle d’estimation de la mesure acquise par un capteur moteur. Ce modèle est généralement fourni à partir de mesures d’autres capteurs. Ainsi, en cas de détection de circuits ouverts intermittents, le calculateur invalide les données reçues par le capteur concerné, et ne renvoie plus que les informations issues du modèle estimé.

On connaît notamment du document FR 2 992 417 un procédé de surveillance d’un capteur de moteur mettant en oeuvre des étapes de calcul sur les valeurs des mesures de deux circuits de capteur, ainsi que l’actualisation d’un indicateur en fonction des résultats des étapes de calcul. L’évolution de l’indicateur est alors contrôlée pour détecter la panne de l’un ou l’autre des circuits de capteur.

Cependant, cette détection ne permet pas l’adaptation de la chaîne de mesure à la présence de contacts intermittents. Il existe en effet des capteurs moteur pour lesquels il est impossible de proposer un modèle d’estimation du résultat de la mesure acquise. Dans ce cas, la présence de contacts intermittents entraîne systématiquement le renvoi d’informations erronées au pilote.

Il existe donc un besoin de proposer un procédé de contrôle de mesure acquise par des capteurs moteur afin de détecter le phénomène de contacts intermittents et d’adapter la chaîne de mesure en conséquence.

BASE DE L’INVENTION

Un but de l’invention est d’adapter une chaîne de mesure de turbomachine au phénomène de contacts intermittents s’il n’existe pas de modèle d’estimation de la mesure acquise.

Un autre but de l’invention est de détecter les contacts intermittents sur des capteurs moteurs de turbomachine mesurant des grandeurs physiques de nature différente.

Un autre but de l’invention est de détecter les contacts intermittents sur des capteurs moteurs de turbomachine en cas de sollicitation extrême de la turbomachine.

Un autre but de l’invention est de proposer un procédé de contrôle dont les paramètres peuvent être directement réglés par un utilisateur ne connaissant pas les étapes mises en œuvre par le procédé. A cet égard, l’invention propose un procédé contrôle d’une mesure d’une grandeur physique fournie par un premier capteur de turbomachine, par l’intermédiaire d’une première voie de communication, et par un deuxième capteur de turbomachine, par l’intermédiaire d’une deuxième voie de communication, le procédé étant mis en œuvre par un calculateur de la turbomachine, et comprenant en outre les étapes de : - acquisition, pour une fenêtre d’acquisition donnée, d’un premier signal représentatif de la mesure à partir de la première voie de communication, et d’un deuxième signal représentatif de la mesure à partir de la deuxième voie de communication, les signaux étant acquis sous forme d’un échantillon de points, espacés d’une période donnée, - détermination d’un statut de validité de chacun des signaux acquis, - transmission d’un signal à traiter qui est choisi : o égal à la moyenne entre les signaux acquis si les signaux acquis sont tous les deux déterminés valides, o égal au premier signal acquis si : le premier signal acquis est déterminé valide, et le deuxième signal acquis est déterminé invalide, et o égal au deuxième signal acquis si : le premier signal acquis est déterminé invalide, et le deuxième signal acquis est déterminé valide.

Grâce à un tel procédé de contrôle, le signal transmis au pilote et/ou aux systèmes de régulation est affranchi des erreurs issues du phénomène de contacts intermittents au niveau des capteurs, ainsi que de l’une ou l’autre des voies de communication. En effet, lors de l’étape de détermination d’un statut de validité, le calculateur est en mesure de détecter un contact intermittent à partir du signal acquis sur une voie de communication. De là, les interfaces de traitement arbitrent entre les voies de communication redondantes pour transmettre un signal fiable. Ainsi, si une voie de communication est invalidée trop régulièrement, le calculateur peut dès lors complètement ignorer tous les signaux en provenance de cette voie de communication, ce qui signifie que les données du capteur invalidé ne sont plus considérées, alors que les données provenant du ou des autres capteurs sont toujours prises en compte. Ce procédé rend le calculateur robuste à la répétition du phénomène de contacts intermittents au cours du fonctionnement.

Avantageusement, mais facultativement, le procédé selon l’invention peut en outre comprendre les caractéristiques suivantes : - il comprend une étape de comparaison d’une part entre la valeur d’un premier incrément associé au premier signal et d’un seuil d’incrément, et d’autre part entre la valeur d’un deuxième incrément associé au deuxième signal avec le seuil d’incrément, un signal acquis étant déterminé invalide si la valeur d’incrément qui lui est associée est supérieure au seuil d’incrément, - un signal acquis est déterminé invalide si la valeur d’un point de l’échantillon de points acquis excède un seuil de signal, la valeur d’un incrément étant alors augmentée de 1, - il comprend les étapes de : o calcul d’un écart-type entre les différents points de la fenêtre d’acquisition d’un signal acquis, o comparaison de l’écart-type calculé à un seuil d’écart-type, le signal étant déterminé valide si l’écart-type calculé est inférieur au seuil d’écart-type, et invalide sinon, la valeur d’un incrément étant augmentée de 1 si le signal correspondant est déterminé invalide, et la valeur d’un incrément étant inchangée si le signal correspondant est déterminé valide, - il comprend des étapes préalables de définition d’un premier incrément, et d’un deuxième incrément, dont les valeurs respectives sont nulles par défaut, de définition d’un seuil d’incrément, de définition d’un seuil de signal et de définition d’un seuil d’écart-type, - l’étape préalable de définition d’un seuil d’écart-type comprend les sous-étapes de : o simulation d’une rampe de la grandeur physique mesurée, o acquisition d’un premier signal de référence représentatif de la mesure, par l’intermédiaire d’une voie de communication, sous forme d’un premier échantillon de points, espacés d’une période donnée, o calcul d’une première valeur d’écart-type de référence entre les différents points du premier signal de référence échantillonné acquis, o simulation d’une agression électromagnétique d’intensité admissible maximale, o acquisition d’un deuxième signal de référence représentatif de la mesure, par l’intermédiaire d’une voie de communication, sous forme d’un deuxième échantillon de points, espacés d’une période donnée, o calcul d’une deuxième valeur d’écart-type de référence entre les différents points du deuxième signal échantillonné acquis, et o définition du seuil d’écart-type comme un multiple de la plus grande de la première et de la deuxième valeur d’écart-type de référence calculées, - le multiple est compris entre 2 et 5, et vaut 3 de préférence, - la période d’échantillonnage d’acquisition est la période de l’horloge du calculateur, et - la période d’échantillonnage d’acquisition est comprise entre 10 et 20 ms, de préférence 15 ms. L’invention porte également sur un produit programme ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé de contrôle tel que décrit précédemment, lorsque ce procédé est exécuté par au moins une unité de calcul. L’invention porte enfin sur un moyen de stockage lisible par un équipement informatique sur lequel un tel produit programme ordinateur est stocké.

DESCRIPTIF RAPIDE DES FIGURES D’autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et en regard des dessins annexés donnés à titre d’exemple non limitatif et sur lesquels : - La figure 1 a illustre un signal acquis par une voie de calculateur, représentatif d’une mesure fournie par un capteur, et soumis à un phénomène de contact intermittent dont la période est grande devant la durée d’ouverture du circuit, - La figure 1 b illustre un signal acquis par une voie de calculateur, représentatif d’une mesure fournie par un capteur, et soumis à un phénomène de contact intermittent dont la période est petite devant la durée d’ouverture du circuit, - la figure 2 illustre un exemple de réalisation d’une chaîne de mesure configurée pour mettre en oeuvre un procédé de contrôle de mesure, - la figure 3 est un diagramme fonctionnel des étapes d’un exemple de réalisation du procédé de contrôle selon l’invention, - la figure 4a est un diagramme fonctionnel des étapes d’analyse d’un signal acquis par une voie de communication de calculateur au cours d’un exemple de réalisation du procédé de contrôle selon l’invention, - la figure 4b est un organigramme détaillé de l’étape de transmission d’un exemple de réalisation du procédé de contrôle selon l’invention, - la figure 5 est un diagramme fonctionnel des sous-étapes d’une étape de définition préalable d’un exemple de réalisation du procédé de contrôle selon l’invention, - la figure 6 est un diagramme fonctionnel qui détaille une des sous-étapes d’une étape de définition préalable d’un exemple de réalisation du procédé de contrôle selon l’invention, et - la figure 7 est un exemple de l’évolution de signaux acquis et transmis par une chaîne de mesure mettant en oeuvre un exemple de réalisation du procédé de contrôle selon l’invention.

DESCRIPTION DETAILLEE DE L’INVENTION

En référence aux figures, on va maintenant décrire un exemple de réalisation de procédé E de contrôle de mesure acquise par des capteurs moteur 20, 22 redondants de turbomachine.

Comme précédemment décrit, une chaîne de mesure 1, pour laquelle un tel procédé E peut être mis en oeuvre, comprend classiquement un ensemble de capteurs 20, 22 reliés à un ou plusieurs calculateurs 5 par l’intermédiaire de voies de communication 3, 4. Dans la majorité des turbomachines actuelles, la mesure acquise par les capteurs 20,22 est transmise au calculateur 5 sous forme d’un signal électrique. Le calculateur 5 comprend alors des interfaces logicielles 60, 62 configurée pour traiter le signal reçu, et transmettre une information au pilote 7, ou à des systèmes de régulation 8 de turbomachine. Le signal traité se présente généralement sous forme d’une courbe temporelle de tension aux bornes de deux pôles de calculateur 5 (ou courbe VRT, pour «Variable Résistance Transducer» dans la terminologie anglo-saxonne), la tension pouvant être représentative d’un signal de sortie du capteur 20, 22, par exemple lorsque le capteur 20, 22 est un capteur thermocouple L’information transmise par le calculateur 5 est donc directement liée à l’évolution de la courbe VRT, de laquelle le calculateur 5 extrait, à une fréquence donnée, des valeurs de tension à traiter. Or, comme classiquement dans les circuits électroniques, l’évolution de la courbe VRT est soumise à des phénomènes de relaxation inhérents à l’inertie électroniques des circuits utilisés.

Le phénomène de contact intermittent, déjà décrit, est une panne non répétitive pouvant toucher n’importe quel capteur de moteurs de turbomachine. A la suite d’un contact intermittent, l’évolution de la courbe VRT, représentative de la mesure acquise par le capteur moteur, prend la forme de transitoires électriques dont le motif dépend de la fréquence de contacts intermittents.

Des exemples de tels phénomènes sont illustrés en figures 1a et 1b.

Sur la figure 1a est représentée l’évolution de la courbe d’une tension VRT provenant d’un circuit électrique de mesure présentant des contacts intermittents espacés d’une période supérieure à la durée d’ouverture du circuit, cette tension VRT étant envoyée à un calculateur 5. Dans ce cas, l’information reçue par le calculateur 5 oscille entre une valeur basse, correspondant à une mesure réelle, et une valeur de mesure haute, correspondant à une valeur de saturation. En outre, à cause de l’inertie des circuits, il existe des transitoires électriques de relaxation à chaque retour à une valeur basse de tension.

Sur la figure 1b est représentée l’évolution d’une courbe de tension VRT aux bornes d’un calculateur 5 relié à un circuit électrique de mesure présentant des contacts intermittents espacés d’une période inférieure à la durée d’ouverture du circuit. Dans ce cas, l’information reçue par le calculateur 5 oscille autour d’une valeur haute, correspondant à la valeur de saturation.

Dans tous les cas, la valeur de tension extraite par le calculateur 5, à fréquence donnée, peut être erronée. Par conséquent, les interfaces de traitement 60, 62 renvoient une information fausse au pilote 7, ou aux systèmes de régulation 8.

Par la suite, en référence à la figure 2, on va décrire un exemple de réalisation d’un procédé de contrôle E mise par une chaîne de mesure 1 dans laquelle une mesure est fournie par deux capteurs de turbomachine 20, 22 distincts, et transmise sous forme de signal de type électrique à un calculateur 5 de turbomachine par l’intermédiaire de deux voies de communication 3, 4 respectives, et redondantes. Une fois traité, le signal est transmis à deux interfaces de traitement 60, 62 correspondantes qui renvoient une information au pilote 7, ou à des systèmes de régulation de turbomachine 8. Ceci n’est cependant pas limitatif, puisque le procédé E qui va être décrit peut également être mis en oeuvre par une chaîne de mesure 1 comprenant un capteur 20, 22 relié au calculateur 5 par des voies de communication 3, 4 distinctes et redondantes. En tout état de cause, le procédé E est mis en oeuvre par le calculateur 5, et plus précisément par les interfaces 60, 62, qui reçoit deux signaux distincts, et relatifs à la même mesure. L’objectif du procédé E de contrôle décrit est de détecter les contacts intermittents affectant le circuit de communication 3, 4, ou les capteurs 20, 22, fournissant l’un des deux signaux, et d’adapter le signal transmis par les interfaces de traitement 60, 62 en conséquence.

Le procédé de contrôle E décrit s’applique à la mesure fournie par tout type de capteurs moteur 20, 22 d’une turbomachine. Avantageusement, le procédé E peut être mis en oeuvre pour les capteurs moteur 20, 22 pour lesquels il est impossible de proposer un modèle d’estimation du résultat la mesure acquise. Des exemples non limitatifs de capteurs 20, 22 pour lesquels le procédé de contrôle E est utile sont : le capteur de température en entrée du compresseur haute pression, le capteur de température des gaz d’échappement (ou « EGT », pour « Exhaust Gas Température » dans la terminologie anglo-saxonne), ou les capteurs de position (ou « LVDT », pour « Linear Variable Differential Transfer » dans la terminologie anglo-saxonne).

En référence à la figure 3, le procédé de contrôle E comprend des étapes d’analyse E2 et E3 des signaux Μι, M2 acquis E1 par le calculateur 5 par l’intermédiaire des voies de communications 3, 4, lesdits signaux Μι, M2 étant représentatifs de la mesure fournie par les capteurs moteur 20, 22 de turbomachine.

Le procédé de contrôle E étant mis en oeuvre au cours du fonctionnement de la turbomachine, tout au long de la mesure, le résultat fourni par les capteurs 20, 22 évolue au cours du temps. II en est de même pour les signaux Μι, M2 transmis par les voies de communication 3, 4 et acquis par le calculateur 5. Le calculateur 5 acquiert E1 deux signaux distincts Μι, M2, issus de chacune des voies de communication 3, 4. De préférence, ces signaux Μι, M2 sont de type électrique, par exemple sous la forme d’une tension VRT, comme précédemment décrit.

Comme visible sur la figure 3, le procédé de contrôle E met en oeuvre une première étape d’acquisition E1 d’un premier signal M1 représentatif de la mesure à partir de la première voie de communication 3, et d’un deuxième signal M2 représentatif de la mesure à partir de la deuxième voie de communication 4 par échantillonnage, c’est-à-dire par relevé successif de points des signaux transmis, espacés d’une période P donnée, appelée période d’échantillonnage. La période d’échantillonnage P est variable selon la chaîne de mesure. Avantageusement, cette période P est la même que celle de l’horloge du calculateur 5, ou HTR (pour « horloge temps réel). La période d’échantillonnage P peut ainsi être comprise entre 10 et 20 ms, de préférence 15 ms. Le choix de la période d’échantillonnage dépend des objectifs de régulation et de la caractéristique des signaux traités par le calculateur 5. En tout état de cause, la période d’échantillonnage P doit être la plus petite possible. En effet, quand la chaîne de mesure 1 détecte une avarie, il est en effet préférable de consolider cette information, afin de s’assurer qu’il ne s’agit pas d’une erreur de mesure, avant de la remonter au pilote 7 ou aux systèmes de régulation 8. Cependant, cette vérification ne doit pas prendre trop de temps pour que le pilote 7 puisse disposer, en temps réel, de toutes les informations disponibles sur l’état de de la turbomachine. En acquérant les points de signaux transmis à la période minimum de traitement du calculateur 5, le procédé de contrôle E est mis en oeuvre le plus rapidement possible.

Les étapes d’analyse E2, E3 du procédé de contrôle E, sont mises en oeuvre sur un nombre X de points donné des signaux Μι, M2 représentatifs de la mesure, formant une fenêtre d’acquisition. Le calculateur acquiert X premiers points du signal Mi, M2 reçu par échantillonnage et met en oeuvre les étapes du procédé de contrôle E pour ces X points. Puis, le calculateur acquiert X seconds points successifs, et répète à nouveau les étapes, et ainsi de suite tout au long de la mesure. La fenêtre d’acquisition est dite « glissante » le long du signal temporel Mi, M2 acquis au cours du fonctionnement de la chaîne de mesure 1. Les différentes étapes d’analyse E2, E3 du procédé de contrôle E sont mises en oeuvre après chaque glissement de la fenêtre. De manière avantageuse, cette fenêtre d’acquisition comprend cinq points d’échantillon. Alternativement, cette fenêtre peut comprendre un nombre de points supérieur, suivant la période d’échantillonnage P retenue.

Toujours en référence à la figure 3, le procédé de contrôle E met ainsi en oeuvre une étape de détermination E2 d’un statut de validité de chacun des signaux Mi, M2 acquis. A l’issu de cette étape E2, chacun des signaux acquis Mi, M2, et plus précisément de chaque échantillon de X points de signaux Mi, M2 acquis, est déclaré valide ou invalide. Comme il sera explicité par la suite, ce statut de validité est ensuite utilisé lors de l’étape de transmission d’un signal à traiter Mtrans par les interfaces de traitement 60, 62.

En référence à la figure 4a, l’étape de détermination E2 va à présente être décrite plus en détails.

Lors d’une première étape E21, la valeur d’un premier incrément h, associé à la première voie de communication 2, est comparée avec un seuil d’incrément Si. De même, la valeur d’un deuxième incrément l2, associée à la deuxième voie de communication 4, est comparée au seuil d’incrément Si. Comme il sera détaillé par la suite, les incréments h, l2 et le seuil d’incrément Si sont avantageusement préalablement définis lors d’étapes préalables E01, E02 de définition. A l’issu de cette étape E21, le signal Μι, M2, correspondant respectivement aux incréments comparés h, l2, est déclaré invalide si la valeur d’incrément h, l2 est supérieure au seuil d’incrément Si.

Lors d’une deuxième étape E22, la valeur de chaque point de l’échantillon acquis est comparée à un seuil de signal Sm. Si la valeur d’un point de l’échantillon acquis excède ce seuil de signal Ss, le signal Mi, M2 est déterminé invalide. Comme il sera détaillé par la suite, la valeur de seuil signal Sm sont avantageusement préalablement définie lors d’une étape préalable de définition E03.

Lors d’une troisième étape E23, l’écart-type ET entre les différents points de l’échantillon est calculé. L’étude d’écart-type de l’échantillon permet de détecter les variations brutales, qui sont d’origines électriques, c’est-à-dire des défauts de la chaîne de mesure 1. L’écart-type ET permet également de différencier ces variations brutales des variations plus lentes, qui sont d’origine physiques, par exemple l’augmentation de la température des gaz d’échappement au démarrage de la turbomachine. Il est également possible d’étudier la variance de l’échantillon, pour les mêmes raisons. Cependant, le traitement par écart-type est préférable, pour des raisons de simplicité et d’universalité du procédé de contrôle E. La valeur d’écart-type ET calculée est ensuite comparée à un seuil d’écart-type Set. Avantageusement, comme il sera détaillé par la suite, le seuil d’écart-type Set est défini lors d’une étape préalable de définition E04 de seuil d’écart-type Set. Le signal Mi, M2 est déterminé valide si l’écart-type calculé ET est inférieur au seuil d’écart-type Set, est invalide sinon.

Comme visible sur la figure 4a, à l’issu de la deuxième E22 et de la troisième étape E23, le procédé de contrôle met en œuvre une quatrième étape E24 d’actualisation de la valeur du premier incrément h, et de la valeur du deuxième incrément l2. Plus précisément lors de l’étape d’actualisation E24, la valeur d’un incrément h (respectivement l2), est augmentée de 1 si le signal correspondant Mi (respectivement M2) est déterminé invalide, et la valeur d’un incrément h (respectivement l2) demeure inchangée si le signal correspondant Mi (respectivement M2) est déterminé valide.

De retour à la figure 3, en fonction du résultat de l’étape de détermination E2, le calculateur 5, et plus précisément les interfaces de traitement 60, 62, transmet E3 au pilote 7 et/ou au système de régulation 8 un signal à traiter Mtrans représentatif de la mesure, affranchi du phénomène de contacts intermittents et robuste à la répétition de ce phénomène au cours du temps. Avant chaque glissement de la fenêtre, un signal à traiter Mtrans affranchi du phénomène de contacts intermittents est ainsi transmis. Avantageusement, ce signal Mtrans se présente sous la forme d’un signal échantillonné correspondant aux signaux échantillonnés Mi et M2 acquis.

En référence à la figure 4b, l’étape de transmission E3 dépend du résultat de l’étape de détermination E2.

Si le premier signal M1, acquis à partir de la première voie de communication 3, est déterminé valide, et le deuxième signal M2, acquis à partir de la deuxième voie de communication 4, est déterminé invalide, alors le signal transmis Mtrans est égal au premier signal M1. Par égal, on comprend que le calculateur 5 transmet à l’interface de traitement 6 l’échantillon de X points acquis à partir du premier signal M1, sans traitement supplémentaire.

Si le premier signal M1, acquis à partir de la première voie de communication 3, est déterminé invalide, et le deuxième signal M2, acquis à partir de la deuxième voie de communication 4 est déterminé valide, alors le signal transmis Mtrans est égal au deuxième signal M2.

Si les signaux acquis sont tous deux déclarés valides, le signal transmis Mtrans est égal à la moyenne Ml+Mz entre les signaux Μι, M2 acquis respectivement depuis la première 3 et la deuxième voie 4 de communication. Dans le cas d’espèce, on comprend que la moyenne entre deux signaux acquis sous la forme d’un échantillon de X points est un échantillon de X points dont les valeurs respectives sont égales à la moyenne des valeurs des points correspondants des deux signaux échantillonnés acquis.

En référence à la figure 5, le procédé de contrôle E peut également comprendre des étapes préalables de définition EO d’un premier h et d’un deuxième I2 incrément E01, d’un seuil d’incrément Si E02, d’un seuil de signal Sm E03, et d’un seuil d’écart-type Set E04. La valeur des incréments h, I2 est nulle par défaut.

La définition E03 d’un seuil de signal Sm permet de déterminer si une mesure du capteur 2 n’a pas de sens physique. Le seuil de signal Sm est donc généralement définie à une valeur très élevée, pour permettre au calculateur 5 d’invalider à la fois les contacts intermittents et les mesures hors d’une gamme physique réaliste.

Comme décrit précédemment, la définition E04 d’un seuil d’écart-type Set permet d’identifier les variations brutales de mesure acquise. Le seuil d’écart-type

Set est en effet fixé en dehors des temps de réponse caractéristiques du capteur 2, ou en dehors de la plage de variation de la grandeur physique mesurée par le capteur 2. Par exemple, dans le cas des capteurs de température de gaz d’échappement, le gradient normal maximal de la température mesurée ne peut physiquement dépasser 140 °C par seconde.

Ces étapes préalables de définition EO peuvent être mises en oeuvre au moment de la construction de la chaîne de mesure 1, durant une maintenance de la turbomachine, ou à chaque démarrage de la turbomachine. Elles peuvent être mises en oeuvre par le constructeur lui-même, ou par l’utilisateur. C’est la raison pour laquelle le traitement par écart-type est préférable au traitement par variance. En effet, en prenant l’exemple de mesure de température, l’écart-type est calculé en degré Celsius °C (ou en degrés Kelvin K), tandis que la variance est calculée en °C (ou K) au carré. Or il est bien plus difficile à un utilisateur non-spécialiste de l’algorithmique de chaîne de mesure de définir des seuils en unité au carré. L’utilisation d’écart-type rend donc le réglage du procédé de contrôle E plus simple, et plus universel. Les paramètres de contrôle du procédé tels que le seuil d’écart-type Set peuvent ainsi être directement définis par l’utilisateur.

La définition du seuil d’écart-type Set E04 est une étape déterminante du procédé de contrôle E. Elle permet en effet de détecter les contacts intermittents par comparaison avec l’écart-type ET du signal échantillonné acquis Μι, M2.

Le seuil d’écart-type Set peut être défini directement par un utilisateur, notamment à partir de son expérience. Il peut aussi être directement défini par le constructeur en fonction des événements rencontrés par les autres turbomachines de même modèle, ou les limites de détection de panne connus.

Alternativement, comme illustré sur la figure 6, l’étape préalable E04 consistant à définir un seuil d’écart-type Set implique deux simulations successives sur une chaîne de mesure 1 de turbomachine ne présentant pas de contacts intermittents.

Lors d’une première étape de définition E041, une rampe de la grandeur physique mesurée par les capteurs 20, 22 est simulée. Une telle rampe peut par exemple simuler l’appel de puissance demandé au moteur au moment du décollage. Un premier signal de référence Si représentatif de la mesure fournie par l’intermédiaire d’une voie de communication 3, 4 est alors acquis E0411 sous forme d’un premier échantillon de points, espacés d’une période P’ donnée. Avantageusement, cette période d’échantillonnage P’ est la même que pour l’étape d’acquisition E1. Une première valeur d’écart-type de référence ETi entre les différents points du premier signal de référence Si échantillonné acquis est alors calculée E0412.

Lors d’une deuxième étape de définition E042, il est simulé une agression électromagnétique de la turbomachine avec une intensité admissible maximale. Un deuxième signal de référence S2 représentatif de la mesure fournie par l’intermédiaire d’une voie de communication 3, 4 (de préférence la même voie 3, 4 que lors de l’étape d’acquisition du premier signal de référence E0411) est alors acquis E0421 sous forme d’un deuxième échantillon de points, espacés d’une période P” donnée. Avantageusement, cette période d’échantillonnage P” est la même que pour l’étape d’acquisition E1. Une deuxième valeur d’écart-type de référence ET2 entre les différents points du deuxième signal de référence S2 échantillonné acquis est alors calculée E0422.

Lors d’une troisième étape de définition E043, la valeur du seuil d’écart-type Set est définie comme un multiple M de la plus grande de la première ET1 et de la deuxième ET2 valeur d’écart-type de référence calculées. Avantageusement, le multiple M est compris entre 2 et 5, de préférence le multiple vaut 3.

En référence à la figure 7, un exemple de réalisation du procédé de contrôle va maintenant être décrit pour le cas d’un capteur EGT, à titre purement illustratif, et de manière non limitative.

Dans cet exemple, la chaîne de mesure 1 comprend deux capteurs 20, 22 EGT, reliés à deux voies de calculateur 5 respectivement par deux voies de communication 3, 4 configurées pour transmettre une information relative à l’évolution de la température mesurée au cours du temps sous la forme d’un signal temporel électrique.

Lors d’une première étape préalable de définition E04, un seuil d’écart-type Set est calculé.

Pour cela, une première étape de définition E041 est mise en œuvre en simulant une rampe de température de 140°C, sans contact intermittent, sur les capteurs 20, 22 EGT. Le premier signal de référence transmis Si par chaque voie de communication 3, 4 est acquis E0411 sous forme d’un échantillon de points par le calculateurs, à une fréquence d’échantillonnage de 15 ms. Un premier écart-type de référence ET1 est alors calculé E0412 entre l’ensemble des points de l’échantillon, et vaut 8°C.

Une seconde étape de définition E042 est alors mise en œuvre en simulant une agression de la turbomachine par la foudre. Le deuxième signal de référence transmis S2 par chaque voie de communication 3, 4 est acquis E0421 sous forme d’un échantillon de points par le calculateurs, à une fréquence d’échantillonnage de 15 ms. Un deuxième écart-type de référence ET2 est alors calculé E0422 entre l’ensemble des points de l’échantillon, et vaut 7°C.

Une troisième étape de définition E043 est alors mise en oeuvre en sélectionnant le plus grand des écart-types de référence ET1, ET2, qui vaut 8°C, et en le multipliant par 3 pour définir un seuil d’écart-type Set valant 24°C.

Lors d’autres étapes préalables E01, E02, E03, on définit directement un seuil de signal Sm valant 100°C, des incréments h, I2 dont la valeur est nulle par défaut, et un seuil d’incrément Si valant 30.

Une fois les étapes de définitions préalables E01, E02, E03, E04 effectuées, les capteurs 20, 22 EGT sont placés sur une turbomachine en fonctionnement et transmettent des signaux représentatifs Μι, M2 de l’évolution de la température des gaz d’échappements, par l’intermédiaire de chacune des deux voies de communication 3, 4 du calculateur (respectivement courbe pleine, et courbe pointillés longs sur la figure 7). Comme visible sur la figure 7, la première voie 3 est le siège d’un phénomène de contact intermittent, lors du fonctionnement. Le signal acquis M1 par le calculateur 5 depuis la première voie de communication 3 présente en effet des pics ponctuels d’intensité très élevée.

Les étapes d’analyse E2, E3 sont mises en oeuvre par le calculateur 5 sur le signal Μι, M2 échantillonné à une période de 15 ms. La fenêtre d’acquisition utilisée par le calculateur 5 est de cinq point d’échantillon. Comme visible sur la figure 7, suivant l’intensité des pics du signal acquis sur la première voie de communication 3, le calculateur 5 transmet un signal Mtrans (courbe alternées pointillés longs et courts) corrigé de tout contact, tout en actualisant les incréments h, I2, au fur et à mesure de l’acquisition. Au bout d’un certain temps, la valeur du premier incrément I1 dépasse le seul d’incrément Si et la première voie de communication 3 est, de fait, définitivement invalidée.

Les différentes étapes du procédé de contrôle E décrit précédemment peuvent être mises en oeuvre par un ensemble de moyens, ou de modules, pilotables à cet effet. A cet égard, un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un tel procédé de contrôle E peut être utilisé, lorsque ce procédé E est mis en oeuvre par une unité de traitement de calcul.

De même, le procédé pouvant être mis en oeuvre par un ensemble de moyens comprenant des équipements informatiques, un tel produit programme d’ordinateur peut être stocké sur un moyen de stockage lisible par un équipement d’information.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS

   1. Procédé de contrôle (E) d’une mesure d’une grandeur physique fournie par un premier capteur (20) de turbomachine, par l’intermédiaire d’une première voie (3) de communication, et par un deuxième capteur (22) de turbomachine, par l’intermédiaire d’une deuxième voie (4) de communication, le procédé (E) étant mis en œuvre par un calculateur (5) de la turbomachine, et comprenant en outre les étapes de : o acquisition (E1), pour une fenêtre d’acquisition donnée, d’un premier signal (Mi) représentatif de la mesure à partir de la première voie de communication (3), et d’un deuxième signal (M2) représentatif de la mesure à partir de la deuxième voie de communication (4), les signaux (Mi, M2) étant acquis sous forme d’un échantillon de points, espacés d’une période (P) donnée, o détermination (E2) d’un statut de validité de chacun des signaux acquis (Mi, M2), o transmission (E3) d’un signal à traiter (Mtrans) qui est choisi : égal à la moyenne entre les signaux acquis (Mi, M2) si les signaux acquis (Mi, M2) sont tous les deux déterminés valides, égal au premier signal (Mi) acquis si : • le premier signal (Mi) acquis est déterminé valide, et • le deuxième signal (M2) acquis est déterminé invalide, et égal au deuxième signal (M2) acquis si : • le premier signal (Mi) acquis est déterminé invalide, et • le deuxième signal (M2) acquis est déterminé valide.
2. 2. Procédé (E) selon la revendication 1, comprenant une étape de comparaison (E21) d’une part entre la valeur d’un premier incrément (h) associé au premier signal (Mi) et un seuil d’incrément (Si), et d’autre part entre la valeur d’un deuxième incrément (l2) associé au deuxième signal (M2) et le seuil d’incrément (Si), un signal acquis (Mi, M2) étant déterminé invalide si la valeur d’incrément (h, l2) qui lui est associée est supérieure au seuil d’incrément (Si).
3. 3. Procédé (E) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel un signal acquis (Μι, M2) est déterminé invalide (E22) si la valeur d’un point de l’échantillon de points acquis excède un seuil de signal (Sm), la valeur de l’incrément (h, I2) associé au signal déterminé invalide étant alors augmentée (E24) de 1.
4. 4. Procédé (E) selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant les étapes (E23) de : o calcul d’un écart-type (ET) entre les différents points de la fenêtre d’acquisition d’un signal acquis, o comparaison de l’écart-type (ET) calculé à un seuil d’écart-type (Set), le signal (Μι, M2) étant déterminé valide si l’écart-type calculé (ET) est inférieur au seuil d’écart-type (Set), et invalide sinon, la valeur d’un incrément (h, I2) étant augmentée (E24) de 1 si le signal correspondant (Μι, M2) est déterminé invalide et étant inchangée (E24) si le signal correspondant (Μι, M2) est déterminé valide.
5. 5. Procédé (E) selon l’une des revendications 1 à 4, comprenant des étapes préalables de définition (E01) d’un premier incrément (h) et d’un deuxième incrément (I2), dont les valeurs respectives sont nulles par défaut, de définition (E02) d’un seuil d’incrément (Si), de définition (E03) d’un seuil de signal (Sm) et de définition (E04) d’un seuil d’écart-type (Set).
6. 6. Procédé (E) selon la revendication 5, dans lequel l’étape préalable (E04) de définition d’un seuil d’écart-type (Set) comprend les sous-étapes de : o simulation (E041) d’une rampe de la grandeur physique mesurée, o acquisition (E0411) d’un premier signal de référence (Si) représentatif de la mesure, par l’intermédiaire d’une voie de communication (3,4), sous forme d’un premier échantillon de points, espacés d’une période (P’) donnée, o calcul (E0412) d’une première valeur d’écart-type de référence (ET1) entre les différents points du premier signal de référence (Si) échantillonné acquis, o simulation (E042) d’une agression électromagnétique d’intensité admissible maximale, o acquisition (E0421) d’un deuxième signal de référence (S2) représentatif de la mesure, par l’intermédiaire d’une voie de communication (3, 4), sous forme d’un deuxième échantillon de points, espacés d’une période (P”) donnée, o calcul (E0422) d’une deuxième valeur d’écart-type de référence (ET2) entre les différents points du deuxième signal de référence (S2) échantillonné acquis, et o définition (E043) du seuil d’écart-type (Set) comme un multiple (M) de la plus grande de la première valeur (ET1) et de la deuxième valeur (ET2) d’écart-type de référence calculées.
7. 7. Procédé (E) selon la revendication 6, dans lequel le multiple (M) est compris entre 2 et 5, et vaut 3 de préférence.
8. 8. Procédé (E) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel la période d’échantillonnage (P, P’, P”) d’acquisition est la période de l’horloge du calculateur (5).
9. 9. Procédé (E) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel la période d’échantillonnage (P, P’, P”) d’acquisition est comprise entre 10 et 20 ms, de préférence 15 ms.
10. 10. Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé de contrôle (E) selon l’une des revendications 1 à 9, lorsque ce procédé (E) est exécuté par au moins une unité de calcul.
11. 11. Moyen de stockage lisible par un équipement informatique sur lequel un produit programme d’ordinateur comprend des instructions de code pour l’exécution d’un procédé de contrôle (E) selon l’une des revendications 1 à 9, lorsque ce procédé (E) est exécuté par au moins une unité de calcul.