PL101754B1 - Apparatus for measuring rotational speed of gas turbines,said apparatus having digital-analogue read-out - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest przyrzad do pomiaru obrotów turbin gazowych z odczytem analogowo-cyfrowym zwlaszcza dla lotniczych silników turbinowych na stoiskach hamownianych przy uzyciu jako nadajnika impulsów trójfazowej pradniczki rachometrycznej o dwóch parach biegunów.

Stan techniki. Znany i stosowany w przemysle lotniczym na stoiskach hamownianych jest miernik obrotów skladajacy sie z trójfazowej pradniczki tachometrycznej, bedacej nadajnikiem obrotów polaczonej elektrycznie z elektromechanicznym obrotomierzem pokladowym zaopatrzonym we wskaznik wychylowy pozwalajacy na odczyt predkosci katowej w procentach ze skali przyrzadu wedlug polozenia ruchomej wskazówki z dokladnoscia do 15%. Równolegle z obrotomierzem pokladowym polaczony jest elektromechaniczny obrotomierz precyzyjny o rozszerzonej skali odczytowej pozwalajacy na odczyt predkosci katowej z dokladnoscia do 0,2% w stosunku do pelnego zakresu pomiarowego. Obrotomierze te nie pozwalaja jednak na analogowa rejestracje mierzonych obrotów.

Znane sa równiez mierniki obrotów skladajace sie ze sprzezonego z wirujacym walem elektromagnetycznego lub fotoelektrycznego nadajnika impulsów, który wytwarza ciag impulsów elektrycznych o czestotliwosci proporcjonalnej, do mierzonej predkosci katowej walu silnika i ukladu elektronicznego do pomiaru czestotliwosci impulsów z odczytem analogowym lub cyfrowym. Przyrzady te jednak nie zawsze moga byc stosowane na stoiskach hamownianych ze wzgledu na koniecznosc instalowania dodatkowego nadajnika impulsów obok typowej pradniczki tachometrycznej co czesto jest technicznie bardzo klopotliwe, zwlaszcza jezeli chodzi o rejestracje obrotów silnika zainstalowanego na platowcu.

Cel wynalazku. Celem wynalazku jest uzyskanie mozliwosci pomiaru i równoczesnego odczytu cyfrowego i analogowego w procentach mierzonych obrotów walu silnika turbinowego, podwyzszenie dokladnosci pomiaru do 0,1 procenta, stworzenie mozliwosci rejestracji cyfrowej i analogowej obrotów przy zastosowaniu jako nadajnika obrotów typowej lotniczej trójfazowej pradniczki tachometrycznej o dwóch parach biegunów.

Istota wynalazku. Postawiony cel zostal osiagniety przez elektryczne polaczenie trójfazowej pradniczki tachometrycznej jako nadajnika obrotów z ukladem ksztaltowania i powielania impulsów, który trójfazowy2 101 754 sygnal z prawniczki tachometrycznej przeksztalca w sygnal jednofazowy i powiela jego czestotliwosc szesciokrotnie. Powielony szesciokrotnie jednofazowy sygnal zostaje podany poprzez wzmacniacz napieciowy na uklad rózniczkujaco-prostowniczy i przerzutnik monostabilny w których nastepuje dalsze dwukrotne powielenie czestotliwosci sygnalu tak, ze na wyjsciu przyrzaau otrzymuje sie sygnal prostokatny o czestotliwosci dwunastokrotnie powielonej w stosunku do czestotliwosci jaka posiadal sygnal wytworzony przez pradniczke tachometryczna. Otrzymany w ten sposób sygnal po dodatkowym wzmocnieniu przez wzmacniacz mocy jest kierowany na impulsowe wyjscie przyrzadu sluzace do podlaczenia cyfrowego miernika czestotliwosci, jaKo cyfrowego wskaznika mierzonych obrotów w procentach i jednoczesnie kierowany jest na uklad analogowego miernika czestotliwosci wraz ze wskaznikiem wychylowym oraz poprzez wzmacniacz wyjsciowy i uklad prostowniczo-filtrujacy na wyjscie analogowe sluzace do podlaczenia zewnetrznego rejestratora analogowego obrotów.

Uzyskane w przyrzadzie wedlug wynalazku dwunastokrotne powielenie czestotliwosci sygnalu otrzymanego z pradniczki tachometrycznej, sprzezonej mechanicznia zwirujacym walem silnika turbinowego jest tak dobrze, ze przy obrotach nominalnych walu silnika turbinowego przyjetych jako sto procent obroty pradniczki tachometrycznej wynosza 2500obr/min, pozwala otrzymac na wyjsciu przyrzadu sygnal 0 czestotliwosci dokladnie 1000 Hz co stanowi 100% obrotów walu silnika turbinowego.

Zaleta rozwiazania wedlug wynalazku jest zwiekszenie dokladnosci pomiaru obrotów do 0,1%, stworzenie mozliwosci rejestracji mierzonych obrotów w sposób cyfrowy i analogowy przy stosowaniu jako nadajnika obrotów typowej trójfazowej pradniczki tachometrycznej.

Opis rysunku. Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia schemat blokowy elementów przyrzadu.

Przyklad wykonania wynalazku. Przyrzad do pomiaru obrotów turbin gazowych z odczytem analogowo-cyfrowym wspólpracuje z trójfazowa pradniczka tachometryczna bedaca nadajnikiem obrotów, która jest mechanicznie sprzezona poprzez przekladnie zebata zwirujacym walem silnika turbinowego, przy czym przelozenie miedzy wirujacym walem silnika turbinowego, a pradniczka tachometryczna jest tak dobrane, ze przy obrotach nominalnych wirujacego walu silnika turbinowego przyjetych jako lOu procent pradniczka tachometryczna uzyskuje obroty 2500 obr/min.

Pradniczka tachometryczna elektrycznie sprzezona jest z przyrzadem wedlug wynalazku. Trójfazowy sygnal pradniczki tachometrycznej jest podawany na uklad ksztaltowania i powielania czestotliwosci impulsów 1 w których nastepuje przeksztalcenie trójfazowego sygnalu z pradniczki tachometrycznej na sygnal jednofazowy oraz szesciokrotne powielenie jego czestotliwosci. Nastepnie sygnal zostaje podany na uklad wzmacniacza napieciowego 2, uklad rózniczkujaco-prostowniczy 3 i przerzutnik monostabilny 4 polaczonych szeregowo w których uzyskuje sie dalsze dwukrotne powielenie czestotliwosci sygnalu oraz jego uksztaltowanie w sygnal prostokatny o dwunastokrotnie powielonej czestotliwosci w stosunku do sygnalu otrzymanego z pradniczki tachometrycznej. Sygnal ten po wzmocnieniu we wzmacniaczu mocy 5 jest poaany na wyjscie impulsowe 6 przeznaczone do podlaczenia cyfrowego miernika czestotliwosci, na uklad prostowniczo-filtrujacy 8 i dalej na wyjscie analogowe 9 oraz na uklad analogowego miernika czestotliwosci 7 zawierajacy wskaznik wychylowy.

Sygnal z pradniczki tachometrycznej jest przetworzony w przyrzadzie wedlug wynalazku na sygnal jednofazowy o czestotliwosci powielonej dwunastokrotnie proporcjonalnej do predkosci katowej walu silnika turbinowego i wynoszacej na wyjsciu 6 przyrzadu 100U Hz przy obrotach nominalnych walu silnika turbinowego przyjetych jako 100 procent. Pomiar czestotliwosci tego sygnalu typowym miernikiem czestotliwosci pozwala na odczyt mierzonych obrotów walu silnika turbinowego w procentach, przy czym 1000 Hz jest odczytywane jako 100%, a dokladnosc pomiaru wynosi 0,1% w calym zakresie mierzonych obrotów. Równoczesnie na wyjsciu analogowym 9 otrzymuje sie sygnal analogowy proporcjonalny do mierzonych ODrotów przeznaczony do wysterowania analogowego rejestratora obrotów. Ponadto z wyjscia cyfrowego miernika czestotliwosci podlaczonego do wyjscia 6 mozliwa jest cyfrowa rejestracja mierzonych obrotów.

Przyrzad do pomiaru obrotów turbin gazowych z odczytem analogowo-cyfrowym moze byc stosowany do pomiaru obrotów walów silników spalinowych i walów przekladni na stoiskach hamownianych.

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Przyrzad do pomiaru obrotów turbin gazowych z odczytem analogowo-cyfrowym wspólpracujacy z trójfazowa pradniczka tachometryczna jako nadajnikiem sygnalu elektrycznego o czestotliwosci proporcjonalnej do mierzonych obrotów walów silnika turbinowego oraz z typowym cyfrowym miernikiem czestotliwosci, znamienny tym, ze zbudowany jest z polaczonych szeregowo; ukladu ksztaltowania101 754 ó i powielania czestotliwosci impulsów (1) przeksztalcajacym sygnal trójfazowy wytworzony przez pradniczke tachometryczna w sygnal jednofazowy o czestotliwosci powielonej szesciokrotnie wznridcniacza napieciowego (2), ukladu rózniczkujaco-prostowniczego (3), przerzutnika monostabilnego (4) gdzie nastepuje dalsze dwukrotne powielenie czestotliwosci sygnalu jednofazowego, wzmacniacza mocy (5; potoczonego z wyjsciem impulsowym (6), a poprzez uklad prostowniczo-fikrujacy (8) z wyjsciem analogowym (9) i ukfadem analogowego miernika czestotliwosci (7) zawierajacym wskaznik wychylowy, przy czym na wyjsciu impulsowym (6) oraz na wejsciach do ukladu prostowniczo-fiitrujacego M i ukladu analogowego miernika czestotliwosci (7) sygnal posiada dwunastokrotnie powielona czestotliwosc w stosunku do sygnalu wytworzonego przez trójfazowa pradniczke tachometryczna. f% o o / 2 3 4 5 8 A /fl\ i % 6