FR3103893A1 - Système et procédé d’identification de paramètres d’un capteur fixé sur un carter - Google Patents
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Abstract
Système (30) d’identification d’au moins deux paramètres d’au moins un capteur (25) fixé sur un carter (19), notamment d’une turbomachine (1), le système (30) d’identification comprenant :- un dispositif d’identification (31) comprenant une partie fixe (31a) portant un code d’identification située sur le carter (19) et une partie mobile (31b) située sur le capteur (25) et configurée pour coopérer avec la partie fixe (31a) et générer un signal d’identification lors de la fixation du capteur (25) sur le carter (19), et - un module (32) de réception et de traitement du signal d’identification provenant de la partie mobile (31b) du dispositif d’identification (31), ledit module (32) étant intégré au capteur (25). Figure pour l’abrégé : Fig 2
Description
Domaine technique de l’invention
La présente invention concerne le domaine de la surveillance dédiée à une maintenance prédictive, et plus précisément le domaine des capteurs, et notamment l’identification des paramètres de chaque capteur nécessaires à l’exploitation des mesures réalisées par lesdits capteurs.
Plus particulièrement, la présente invention concerne un réseau de capteurs embarqués sur un véhicule, tel que par exemple un aéronef.
Etat de la technique antérieure
Il est connu d’utiliser des dispositifs configurés pour mesurer une grandeur physique et produire un signal électrique basé sur l’intensité de la grandeur mesurée. De tels dispositifs sont connus sous le terme général «capteur».
Les capteurs sont utilisés pour mesurer, par exemple, la température, l’accélération, la pression, le débit, etc…
Un nombre important de capteurs est généralement embarqués dans un aéronef et notamment au niveau de la turbomachine de l’aéronef. Chacun des capteurs est relié à un calculateur moteur de l’aéronef par l’intermédiaire d’un réseau numérique.
On connait les réseaux de capteurs dits «intelligents», ou «smart sensorsnetwork » en termes anglo-saxons comprenant une pluralité de capteurs connectés à une interface de communication commune, telle que par exemple un contrôleur de bus.
Afin d’être exploité correctement, chaque capteur du réseau de capteurs doit acquérir la bonne grandeur physique et transmettre au calculateur moteur l’identification de cette grandeur physique simultanément à la transmission des valeurs mesurées. Dans le but de garantir cela, des opérations de maintenance préalables à l’utilisation des capteurs sont nécessaires afin d’identifier les paramètres de chacun des capteurs en termes de localisation du capteur et de grandeur physique mesurée par ledit capteur.
Ainsi, il existe un besoin d’améliorer l’exploitation des mesures de capteurs, tout en réduisant les opérations de maintenance liées aux capteurs.
La présente invention a donc pour but de pallier les inconvénients des systèmes précités et de proposer un système et un procédé autonomes d’identification de paramètres de capteurs, notamment embarqués dans une turbomachine d’aéronef.
L’invention a donc pour objet un système d’identification d’au moins deux paramètres d’au moins un capteur fixé sur un carter, par exemple via une interface de fixation, notamment d’une turbomachine.
Le système d’identification comprend:
- un dispositif d’identification comprenant une partie fixe portant un code d’identification située sur le carter et une partie mobile située sur le capteur et configurée pour coopérer avec la partie fixe et générer un signal d’identification lors de la fixation du capteur sur le carter, et
- un module de réception et de traitement du signal d’identification provenant de la partie mobile du dispositif d’identification, ledit module étant intégré au capteur.
- un dispositif d’identification comprenant une partie fixe portant un code d’identification située sur le carter et une partie mobile située sur le capteur et configurée pour coopérer avec la partie fixe et générer un signal d’identification lors de la fixation du capteur sur le carter, et
- un module de réception et de traitement du signal d’identification provenant de la partie mobile du dispositif d’identification, ledit module étant intégré au capteur.
Ainsi, grâce au dispositif d’identification et au module de réception et de traitement du signal d’identification associés à chaque capteur et à son emplacement sur le carter, le système d’identification est autonome, de faible encombrement, permet une transmission robuste de l’information générée par le capteur, tout en supprimant opérations de maintenance préalables à l’utilisation du capteur.
Avantageusement, le module de réception et de traitement du signal d’identification comprend une table de conversion configurée pour convertir le signal d’identification reçu de la partie mobile du dispositif d’identification en paramètres d’identification du capteur.
Par exemple, la partie mobile du dispositif d’identification comprend des moyens de communication sans fil avec le module de réception et de traitement du signal d’identification.
Le dispositif d’identisation peut être situé radialement entre le carter et le capteur ou axialement entre le carter et le capteur.
De manière nullement limitative, le code d’identification de partie fixe du dispositif d’identification comprend six broches mâles configurées pour coopérer avec des inserts femelles de la partie fixe du dispositif d’identification et générer un signal électrique lors de la connexion entre les broches mâles et les inserts femelles.
En variante, le code d’identification pourrait être un code à huit broches, un code en braille ou tout autre code permettant d’identifier les paramètres d’un capteur lors de sa fixation sur un carter. On pourrait également prévoir un code mixte capable de déterminer une lettre pour la grandeur mesurée, telle que par exemple T pour la température, P pour la pression, etc… et une pluralité de broches pour déterminer un nombre définissant la localisation du capteur sur le capteur.
Les paramètres d’identification du capteur comprennent au moins la localisation du capteur sur le carter et la grandeur physique mesurée par le capteur.
Selon un second aspect, l’invention concerne une turbomachine comprenant un carter et au moins un capteur fixé sur ledit carter, un calculateur moteur configuré pour commander la turbomachine et un système d’identification tel que décrit précédemment. Le système d’identification est configuré pour communiquer les paramètres d’identification du capteur au calculateur moteur.
Avantageusement, la turbomachine comprend un réseau de capteurs comprenant au moins deux capteurs, le système d’identification comprenant, pour chacun des capteurs, un dispositif d’identification comprenant une partie fixe portant un code d’identification située sur le carter et une partie mobile située sur le capteur correspondant et configurée pour coopérer avec la partie fixe et générer un signal d’identification lors de la fixation du capteur sur le carter, et un module de réception et de traitement du signal d’identification provenant de la partie mobile du dispositif d’identification, ledit module étant intégré au capteur correspondant.
Par exemple, la partie fixe de chaque dispositif d’identification porte un code d’identification unique.
Selon un autre aspect, l’invention concerne un procédé d’identification d’au moins deux paramètres d’au moins un capteur fixé sur un carter, par exemple via une interface de fixation, notamment d’une turbomachine.
Le procédé comprend:
- une étape d’installation et de fixation du capteur sur le carter ;
- une étape de transmission d’un signal d’identification généré lors de la fixation du capteur sur le carter à un module de réception et de traitement du signal d’identification intégré au capteur ; et
- une étape de conversion du signal d’identification reçu en deux paramètres d’identification du capteur.
- une étape d’installation et de fixation du capteur sur le carter ;
- une étape de transmission d’un signal d’identification généré lors de la fixation du capteur sur le carter à un module de réception et de traitement du signal d’identification intégré au capteur ; et
- une étape de conversion du signal d’identification reçu en deux paramètres d’identification du capteur.
Avantageusement, le signal d’identification est généré lors de la coopération entre une partie fixe d’un dispositif d’identification portant un code d’identification située sur le carter et une partie mobile située sur le capteur et configurée pour coopérer avec ladite partie fixe.
Par exemple, lorsque le capteur est activé par un calculateur moteur, la mesure réalisée par le capteur est transmise simultanément avec ses paramètres d’identification audit calculateur moteur.
Les paramètres d’identification du capteur comprennent au moins la localisation du capteur sur le carter et la grandeur physique mesurée par le capteur.
Dans le cas où il y a au moins deux capteurs, le procédé d’identification comprend les étapes précitées pour chacun des capteurs. Ainsi, on connait les paramètres d’identification pour chacun des capteurs.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins indexés sur lesquels :
Exposé détaillé d’au moins un mode de réalisation
Sur la est représentée très schématiquement une turbomachine d’axe général longitudinal X-X. La turbomachine 10 est, de manière non limitative, de type à double-corps, et notamment un turboréacteur d’aéronef.
La turbomachine 10 comprend successivement une soufflante ou ventilateur d’entrée d’air 11, un compresseur basse pression 12, une turbine basse pression 13 entrainant en rotation ledit compresseur basse pression 12 par l’intermédiaire d’un arbre basse pression 14, un compresseur haute pression 15 et une turbine haute pression 16 entrainant en rotation ledit compresseur haute pression 15 par l’intermédiaire d’un arbre haute pression 17.
Lors du fonctionnement de la turbomachine, un mélange d’air et de carburant est brûlé dans une chambre de combustion (non représentée) du moteur pour créer la poussée nécessaire au déplacement de l’aéronef sur lequel est montée la turbomachine. Après combustion dans la chambre de combustion, le flux de gaz à très haute température circule dans la turbine haute pression.
Les arbres basse pression 14 et haute pression 17 sont concentriques.
La turbomachine 1 comprend en outre un calculateur moteur 18 configurée pour commander ladite turbomachine 1.
La turbomachine 1 comprend un dispositif 20 configuré pour mesurer une grandeur physique et produire un signal électrique basé sur l’intensité de la grandeur mesurée. Dans l’exemple illustré sur la , le dispositif 20 de mesure est un réseau de capteurs comprenant une pluralité de capteurs 21, 22, 23, 24, 25, 26 montés à différents emplacements de la turbomachine 1 et configurés pour mesurer un paramètre de la turbomachine, tel que par exemple, la température, la vitesse de rotation des arbres, le débit de flux, etc…
Tel qu’illustré, le réseau de capteurs comprend six capteurs. On pourrait prévoir un réseau de capteurs comprenant un nombre différent de capteurs, par exemple égal à deux, trois, quatre, cinq ou supérieur à six. On pourrait également prévoir que le dispositif 20 de mesure ne comprenne qu’un seul capteur pour la turbomachine 1.
Les capteurs sont configurés pour transmettre les mesures réalisées au calculateur moteur 18 par l’intermédiaire d’un réseau sans fil ou d’un réseau filaire.
Tel qu’illustré en détails sur la , chacun des capteurs 22, 23, 24, 25 est fixé sur le carter 19 de la turbomachine par l’intermédiaire d’une interface de fixation 19a.
La turbomachine 1 comprend en outre, pour chaque capteur, un système 30 d’identification de paramètres du capteur associé.
Sur la , seul le capteur 25 a été représenté. On notera que chacun des capteurs 22, 23, 24, 25 pourrait intégrer un système d’identification similaire.
Le système d’identification 30 comprend un dispositif d’identification 31 comprenant une partie fixe 31a située sur l’interface de fixation 19a et une partie mobile 31b située sur le capteur 25 lui-même est configurée pour coopérer avec la partie fixe 31a lors de la fixation du capteur 25 sur l’interface de fixation 19a.
Tel qu’illustré, le dispositif d’identisation 31 est situé radialement entre l’interface de fixation 19a et le capteur 25. En variante, on pourrait prévoir un dispositif d’identification 31’ situé axialement entre l’interface de fixation 19a et le capteur 25.
La partie fixe 31a du dispositif d’identification 31 porte un code identifiant la localisation et la grandeur physique mesurée par le capteur 25 et la partie mobile 31b dudit dispositif d’identification 31 est configurée pour identifier le code de la partie fixe 31a.
Le système d’identification 30 comprend en outre un module 32 de réception et de traitement du signal d’identification provenant de la partie mobile 31b du dispositif d’identification 31. Ledit module 32 est intégré au capteur 25. Par exemple, le module 32 comprenant une table de conversion permettant de convertir l’information reçue de la partie mobile 31b du dispositif d’identification 31 en paramètres d’identification dudit capteur 25 en termes de localisation et de grandeur physique mesurée.
La partie mobile 31b du dispositif d’identification 31 communique au module 32 par exemple par une liaison sans fil ou filaire. Le module 32 transmet ensuite au calculateur moteur 18 l’identification des paramètres du capteur 25. En fonction de la localisation et de la grandeur physique mesurée, le calculateur 18 active ou non le module de mesure 25a dudit capteur 25.
Le code d’identification peut être, de manière non limitative un code à six broches, tel qu’illustré sur la .
En variante, le code d’identification pourrait être un code à huit broches, un code en braille ou tout autre code permettant d’identifier les paramètres d’un capteur lors de sa fixation sur un carter. On pourrait également prévoir un code mixte capable de déterminer une lettre pour la grandeur mesurée, telle que par exemple T pour la température, P pour la pression, etc… et une pluralité de broches pour déterminer un nombre définissant la localisation du capteur sur le capteur.
Dans l’exemple illustré sur la , le code d’identification à six broches comprend des éléments mâles métalliques en relief configurés pour coopérer avec des inserts femelles (non représentés) de la partie fixe 31b du dispositif d’identification 31. La coopération des éléments mâles et des inserts femelles permet une connexion électrique et une transmission d’un signal électrique au module 32 de réception et de traitement du signal d’identification.
Un tel système d’identification est particulièrement avantageux dans un réseau de capteurs comprenant des capteurs interchangeables et capables de mesurer différents types de grandeurs physiques et amenés à changer de position régulièrement.
En effet, lorsque le capteur 25 est démonté pour être fixé à un autre emplacement de la turbomachine, le code d’identification de la nouvelle interface de fixation diffère, ce qui va générer une nouvelle identification du capteur en termes de localisation et de grandeur physique mesurée.
Chaque interface de fixation carter-capteur comprend, par exemple, une partie fixe portant un code d’identification unique.
L’organigramme représenté sur la illustre un exemple d’un procédé 40 d’identification des paramètres d’identification d’un capteur mis en œuvre dans le système d’identification de la .
Le procédé 40 comprend une étape 41 de détection d’une interface de fixation 19a d’un capteur libre de tout capteur et une étape 42 d’installation et de fixation d’un capteur 25 sur ladite interface de fixation 19a.
Lors de la fixation du capteur 25 sur l’interface de fixation 19a, les parties fixe 31a et mobile 31b du dispositif d’identification 31 coopèrent entre elles de manière à transmettre, à l’étape 43, un signal d’identification du module 32 de réception et de traitement du signal d’identification. Ledit module 32 consulte, à l’étape 44, une table de conversion C permettant de convertir l’information reçue de la partie mobile 31b du dispositif d’identification 31 en paramètres d’identification dudit capteur 25 en termes de localisation et de grandeur physique mesurée et transmet, à l’étape 45, au calculateur moteur 18 l’identification des paramètres dudit capteur 25.
En fonction de la localisation et de la grandeur physique mesurée, le calculateur 18 active ou non, à l’étape 46, le module de mesure 25a dudit capteur 25.
Lorsque le capteur 25 est activé, la mesure réalisée est transmise, à l’étape 47, simultanément avec son identification au calculateur moteur 18.
Ainsi, on identifie de manière autonome et automatique les paramètres des capteurs en termes de localisation sur la turbomachine et de grandeur physique à mesurer.
L’invention pourrait s’appliquer à toute installation comprenant au moins un capteur et nécessitant de connaître son emplacement et la grandeur physique qu’il mesure afin d’exploiter les résultats de ladite mesure.
Claims (13)
- Système (30) d’identification d’au moins deux paramètres d’au moins un capteur (25) capable de mesurer différents types de grandeurs physiques et fixé sur un carter (19), notamment d’une turbomachine (1), le système (30) d’identification comprenant:
- un dispositif d’identification (31) comprenant:
une partie fixe (31a) située sur le carter (19) et portant un code d’identification comprenant au moins la localisation du capteur (25) sur le carter et la grandeur physique mesurée par ledit capteur, et
une partie mobile (31b) située sur le capteur (25) et configurée pour coopérer avec la partie fixe (31a) et générer un signal d’identification du capteur en termes de localisation et de grandeur physique mesurée lors de la fixation du capteur (25) sur la partie fixe, et
- un module (32) de réception et de traitement du signal d’identification provenant de la partie mobile (31b) du dispositif d’identification (31), ledit module (32) étant intégré au capteur (25). - Système (30) selon la revendication 1, dans lequel le module (32) de réception et de traitement du signal d’identification comprend une table de conversion configurée pour convertir le signal d’identification reçu de la partie mobile (31b) du dispositif d’identification (31) en paramètres d’identification du capteur (25).
- Système (30) selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la partie mobile (31b) du dispositif d’identification (31) comprend des moyens de communication sans fil avec le module (32) de réception et de traitement du signal d’identification.
- Système (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le dispositif d’identification (31) est situé radialement entre le carter (19) et le capteur (25).
- Système (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le code d’identification de partie fixe (31a) du dispositif d’identification (31) comprend six broches mâles configurées pour coopérer avec des inserts femelles de la partie fixe (31b) du dispositif d’identification (31) et générer un signal électrique lors de la connexion entre les broches mâles et les inserts femelles.
- Système (30) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les paramètres d’identification du capteur comprennent au moins la localisation du capteur sur le carter et la grandeur physique mesurée par le capteur (25).
- Turbomachine (1) comprenant un carter (19) et au moins un capteur (25) fixé sur ledit carter, un calculateur moteur (18) configuré pour commander la turbomachine et un système (30) d’identification selon l’une quelconque de revendications précédentes configuré pour communiquer les paramètres d’identification du capteur au calculateur moteur (18).
- Turbomachine (1) selon la revendication 7, comprenant un réseau de capteurs comprenant au moins deux capteurs, le système (30) d’identification comprenant, pour chacun des capteurs, un dispositif d’identification (31) comprenant une partie fixe (31a) portant un code d’identification comprenant au moins la localisation du capteur (25) sur le carter et la grandeur physique mesurée par ledit capteur, ladite partie fixe étant située sur le carter (19) et une partie mobile (31b) située sur le capteur correspondant et configurée pour coopérer avec la partie fixe (31a) et générer un signal d’identification lors de la fixation du capteur sur le carter (19), et un module (32) de réception et de traitement du signal d’identification provenant de la partie mobile (31b) du dispositif d’identification (31), ledit module (32) étant intégré au capteur correspondant.
- Turbomachine (1) selon la revendication 8, dans lequel la partie fixe (31a) de chaque dispositif d’identification (31) porte un code d’identification unique.
- Procédé (40) d’identification d’au moins deux paramètres d’au moins un capteur (25) fixé sur un carter (19), notamment d’une turbomachine (1), ledit procédé (40) comprenant:
- une étape (42) d’installation et de fixation du capteur (25) sur le carter (19);
- une étape (43) de transmission d’un signal d’identification généré lors de la fixation du capteur (25) sur le carter (19)à un module (32) de réception et de traitement du signal d’identification intégré au capteur (25) ; et
- une étape (44) de conversion du signal d’identification reçu en deux paramètres d’identification du capteur (25) comprenant au moins la localisation du capteur (25) sur le carter et la grandeur physique mesurée par ledit capteur. - Procédé (40) selon la revendication 10, dans lequel le signal d’identification est généré lors de la coopération entre une partie fixe (31a) d’un dispositif d’identification (31) portant un code d’identification située sur le carter (19) et une partie mobile (31b) située sur le capteur (25) et configurée pour coopérer avec ladite partie fixe (31a).
- Procédé (40) selon la revendication 10 ou 11, dans lequel lorsque le capteur (25) est activé par un calculateur moteur (18), la mesure réalisée par le capteur (25) est transmise simultanément avec ses paramètres d’identification audit calculateur moteur (18).
- Procédé (40) selon l’une quelconque des revendications 10 à 12, dans lequel les paramètres d’identification du capteur comprennent au moins la localisation du capteur sur le carter et la grandeur physique mesurée par le capteur (25).
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| EP3531083A1 (fr) * | 2018-02-21 | 2019-08-28 | MediaTek Inc. | Interconnexion de système de capteur pour une configuration automatique |
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