RU166575U1

RU166575U1 - VIBRATION CONTROL UNIT

Info

Publication number: RU166575U1
Application number: RU2016114373/06U
Authority: RU
Inventors: Юрий Иванович Новиков; Юрий Георгиевич Столяров; Ольга Евгеньевна Котенева
Original assignee: Публичное акционерное общество "Техприбор"
Priority date: 2016-04-13
Filing date: 2016-04-13
Publication date: 2016-12-10

Abstract

Бортовое устройство контроля вибрации, содержащее размещенные в электронном блоке два информационно-измерительных канала, вход каждого из которых предназначен для приема сигнала о вибросостоянии соответствующего двигателя, а каждый из двух выходов предназначен для выдачи информации во взаимодействующие системы по проводной и информационной линиям связи, отличающееся тем, что в его состав дополнительно введены расположенные в электронном блоке первая и вторая кросс-платы, одна из которых содержит выходные линии связи каждого из информационно-измерительных каналов, а вторая - их силовые линии связи, причем информационно-измерительные каналы смонтированы на единой, общей для них печатной плате и размещены в ее противолежащих участках, а первая и вторая кросс-платы расположены перпендикулярно друг другу и перпендикулярно единой печатной плате.The on-board vibration control device containing two information and measuring channels located in the electronic unit, the input of each of which is designed to receive a signal about the vibration state of the corresponding engine, and each of the two outputs is designed to provide information to interacting systems via wired and information communication lines, characterized in that it includes the first and second cross-boards located in the electronic unit, one of which contains the output communication lines of each of the info measuring and measuring channels, and the second - their power lines, and information and measuring channels are mounted on a single, common printed circuit board and placed in its opposite areas, and the first and second cross-boards are perpendicular to each other and perpendicular to a single printed circuit board .

Description

Предлагаемая полезная модель относится к авиаприборостроению и может быть использована на летательном аппарате, содержащем два газотурбинных двигателя (ГТД), для контроля их технического состояния в процессе эксплуатации.The proposed utility model relates to aircraft instrumentation and can be used on an aircraft containing two gas turbine engines (GTE) to monitor their technical condition during operation.

Известно бортовое устройство контроля вибрации, предназначенное для контроля технического состояния ГТД, установленных на летательном аппарате, по текущим значениям роторных составляющих виброускорения, содержащее размещенные в электронном блоке информационно-измерительные каналы, формирующие сигналы о текущих и опасных значениях виброскорости основных узлов ГТД для передачи этих сигналов экипажу и во взаимодействующие системы летательного аппарата (см. патент РФ №2318194, кл G01M 13/04, 2008 г.). Вход каждого из информационно-измерительных каналов предназначен для приема информации о вибрации корпуса трубы слива масла соответствующего ГТД.Known on-board vibration control device designed to control the technical condition of a gas turbine engine installed on an aircraft according to the current values of the rotor components of vibration acceleration, containing information and measuring channels located in the electronic unit that generate signals about current and dangerous values of the vibration velocity of the main gas turbine engine components for transmitting these signals the crew and the interacting systems of the aircraft (see RF patent No. 2318194, class G01M 13/04, 2008). The input of each of the information-measuring channels is designed to receive information about the vibration of the casing of the oil drain pipe of the corresponding gas turbine engine.

Недостатком известного устройства является значительная погрешность измерения вибраций основных узлов ГТД, вызванная тем, что его информационно-измерительные каналы предназначены для обработки сигналов о вибросостоянии трубы слива масла, которое недостаточно достоверно характеризует вибросостояние основных узлов: компрессора и турбины.A disadvantage of the known device is the significant error in measuring the vibrations of the main components of a gas turbine engine, caused by the fact that its information and measuring channels are designed to process signals about the vibration state of the oil drain pipe, which does not sufficiently reliably characterize the vibration state of the main components: compressor and turbine.

Указанный недостаток устранен в наиболее близком к предложенному и принятом за прототип бортовом устройстве контроля вибрации, содержащем размещенные в электронном блоке информационно-измерительные каналы, каждый из которых предназначен для виброконтроля соответствующего ГТД путем формирования сигналов о повышенных и опасных вибрациях и передачи этих сигналов экипажу и во взаимодействующие системы летательного аппарата (см. Паспорт сводный на аппаратуру контроля вибрации ИВ-500Е, серия 2, № 6Л1.620.003-13 ПС, 2013 г., а также Руководство по технической эксплуатации изделия ИВ-500, серия 2, разработки и производства ПАО «Техприбор»).This drawback is eliminated in the closest to the proposed and adopted as a prototype on-board vibration control device, containing information and measuring channels located in the electronic unit, each of which is designed for vibration monitoring of the corresponding gas turbine engine by generating signals of increased and dangerous vibrations and transmitting these signals to the crew and interacting systems of the aircraft (see the Passport consolidated on the vibration control equipment IV-500E, series 2, No. 6L1.620.003-13 PS, 2013, as well as the Manual for those the commercial operation of the IV-500 product, series 2, development and production of Tekhpribor PJSC)

Каждый из информационно-измерительных каналов известного устройства предназначен для обработки поступающей на его вход информации о виброколебаниях штатного места соответствующего ГТД, наиболее информативно характеризующих вибросостояние основных узлов ГТД. Каждый из упомянутых каналов смонтирован на отдельной печатной плате и снабжен проводной линией связи и информационной линией связи с взаимодействующими системами. Указанные печатные платы размещены в электронном блоке напротив друг друга и параллельно между собой своими плоскостями, а линии информационных связей и силовые линии каждого из информационно-измерительных каналов выполнены а виде отдельных проводов, собранных в монтажные жгуты.Each of the information-measuring channels of the known device is designed to process the information received at its input about the vibrations of the regular place of the corresponding gas turbine engine, which most informatively characterizes the vibration state of the main gas turbine engine nodes. Each of the mentioned channels is mounted on a separate printed circuit board and equipped with a wired communication line and an information communication line with interacting systems. These printed circuit boards are placed in the electronic unit opposite each other and parallel to each other by their planes, and the lines of information links and power lines of each of the information-measuring channels are made in the form of separate wires assembled in wiring harnesses.

Недостатком известного устройства является возможность периодических сбоев измерительной виброинформации, вырабатываемой высокочувствительными электронными элементами информационно-измерительных каналов в результате наличия существенных паразитных электроемкостных связей между плоскими печатными проводниками параллельно установленных отдельных печатных плат, расположенных своими плоскостями одна напротив другой, а также в результате наличия существенных паразитных индуктивных связей между отдельными проводами вышеупомянутых монтажных жгутов, в особенности, между силовыми (сильноточными) и сигнальными (слаботочными) проводами.A disadvantage of the known device is the possibility of periodic malfunctions of the measuring vibration information generated by the highly sensitive electronic elements of the information-measuring channels as a result of the presence of significant spurious electrical capacitive connections between the flat printed conductors of parallel installed individual printed circuit boards located on their planes one opposite the other, and also as a result of the presence of significant spurious inductive connections between individual wires to the aforementioned s harness assembly, particularly between the power (high current) and the signal (low current) wires.

Помимо этого, точная настройка каждого из информационно-измерительных каналов может быть искажена при случайном взаимном смещении отдельных проводов монтажных жгутов под действием эксплуатационных нагрузок.In addition, the fine-tuning of each of the information-measuring channels can be distorted in case of accidental mutual displacement of individual wires of the mounting harnesses under the action of operational loads.

Периодические сбои виброизмерительной информации и искажение точной настройки информационно-измерительных каналов известной аппаратуры могут приводить к формированию и выдаче ложного сигнала «Опасная вибрация» в процессе полета.Periodic malfunctions of vibration measuring information and distortion of the fine-tuning of information and measuring channels of known equipment can lead to the generation and generation of a false signal “Dangerous vibration” during the flight.

Задачей предложенной полезной модели и ее техническим результатом является создание бортового устройства контроля вибрации, в котором затруднена возможность формирования и выдачи ложных сигналов, вызванных периодическими сбоями измерительной виброинформации, возникающими в результате наличия паразитных электроемкостных связей между высокочувствительными электронными элементами информационно-измерительных каналов и наличия паразитных индуктивных связей между отдельными проводами монтажных жгутов, в особенности, между силовыми и сигнальными проводами, а также обеспечена долговременная эксплуатационная стабильность настройки каждого информационно-измерительного канала.The objective of the proposed utility model and its technical result is the creation of an on-board vibration control device in which it is difficult to generate and issue false signals caused by periodic malfunctions of the measuring vibration information arising from the presence of spurious electrical capacitive connections between the highly sensitive electronic elements of the information-measuring channels and the presence of spurious inductive connections between individual wires of mounting plaits, especially between power and signal wires, and also provided long-term operational stability of the settings of each information-measuring channel.

Для решения поставленной задачи в состав предложенного устройства, содержащего расположенные в электронном блоке два информационно-измерительных канала, каждый из которых содержит вход для приема сигнала о вибрации штатного места соответствующего ГТД и два выхода: основной, предназначенный для выдачи сигналов об опасной вибрации по проводной линии связи, и дополнительный, предназначенный для выдачи текущей информации во взаимодействующие системы по информационной линии связи, в соответствии с полезной моделью, дополнительно введены установленные в электронном блоке новые элементы: первая и вторая кросс-платы, изменено взаимное расположение информационно-измерительных каналов в электронном блоке, а также разделены между собой и жестко зафиксированы проводники силовых линий и проводники информационных линий связи информационно-измерительных каналов с взаимодействующими системами.To solve the problem, the proposed device contains two information-measuring channels located in the electronic unit, each of which contains an input for receiving a signal about the vibration of the regular place of the corresponding gas turbine engine and two outputs: the main one, intended for issuing dangerous vibration signals through a wire line communications, and additional, intended for the issuance of current information in interacting systems via an information communication line, in accordance with the utility model, additionally introduced new elements installed in the electronic unit: the first and second cross-boards, the mutual arrangement of the information-measuring channels in the electronic unit is changed, and the conductors of power lines and the conductors of information lines of communication of information-measuring channels with interacting systems are rigidly fixed.

Предложенное устройство отличается от прототипа тем, что, согласно полезной модели, в его состав дополнительно введены установленные в электронном блоке первая и вторая кросс-платы, причем совокупность печатных проводников первой кросс-платы представляет собой жестко зафиксированные проводную линию связи и информационную линию связи соответствующего информационно-измерительного канала с взаимодействующими системами, а печатные проводники второй кросс-платы, являются силовыми линиями связи, при этом оба информационно-измерительных канала смонтированы на единой, общей для них, печатной плате и размещены в ее противолежащих участках, а каждая из кросс-плат расположена перпендикулярно единой печатной плате и перпендикулярно другой кросс-плате.The proposed device differs from the prototype in that, according to the utility model, the first and second cross-circuit boards installed in the electronic unit are additionally included in the structure, the set of printed conductors of the first cross-circuit board being a fixed wire line and an information line of the corresponding information -measurement channel with interacting systems, and the printed conductors of the second cross-circuit board, are the power lines of communication, while both information-measuring The channels are mounted on a single common circuit board for them and placed in its opposite sections, and each of the cross-boards is located perpendicular to the single printed circuit board and perpendicular to the other cross-board.

Работа предложенного устройства поясняется Фигурой.The operation of the proposed device is illustrated by the Figure.

На Фигуре представлены структурная схема предложенного устройства, а также показано размещение информационно-измерительных каналов в противолежащих участках единой печатной платы и взаимное расположение в электронном блоке двух кросс-плат и единой печатной платы.The Figure shows a structural diagram of the proposed device, and also shows the placement of information and measuring channels in opposite sections of a single printed circuit board and the relative position in the electronic unit of two cross-boards and a single printed circuit board.

На Фигуре введены следующие обозначения:The following notation is introduced in the Figure:

1 - вход информационно-измерительного канала, 2 - информационно-измерительный канал, 3 - электронный блок, 4 - первая кросс-плата, 5 - печатная плата, 6 - вторая кросс-плата.1 - input information-measuring channel, 2 - information-measuring channel, 3 - electronic unit, 4 - the first cross-circuit board, 5 - printed circuit board, 6 - the second cross-circuit board.

Вход 1 каждого из двух информационно-измерительных каналов 2, расположенных в электронном блоке 3, предназначен для приема информации о вибрации штатного места соответствующего ГТД. Каждый из информационно-измерительных каналов 2 содержит проводной выход и выходную информационную линию связи, соединяющие его с кросс-платой 4. Проводные выходы кросс-платы 4 предназначены для передачи во взаимодействующие системы сигналов об опасных вибрациях (ОВ) каждого из ГТД, а ее выходные информационные линии связи - для передачи во взаимодействующие системы текущей виброинформации. Оба информационно-измерительных канала 2 смонтированы в противолежащих участках единой, общей для них, печатной платы 5, установленной в электронном блоке 3 перпендикулярно кросс-платам 4 и 6. Вторая кросс-плата 6 содержит силовые линии связи каждого из информационно-измерительных каналов 2 с внешними источниками питания и расположена в электронном блоке 3 перпендикулярно печатной плате 5 и первой кросс-плате 4.The input 1 of each of the two information-measuring channels 2 located in the electronic unit 3 is designed to receive information about the vibration of the regular place of the corresponding gas turbine engine. Each of the information-measuring channels 2 contains a wired output and an output communication line connecting it to the cross-board 4. The wired outputs of the cross-board 4 are designed to transmit hazardous vibration (S) signals to each interacting system, and its outputs information communication lines - for transmission to the interacting system of the current vibration information. Both information-measuring channels 2 are mounted in opposite sections of a single, common for them circuit board 5 installed in the electronic unit 3 perpendicular to the cross-boards 4 and 6. The second cross-circuit board 6 contains power lines for communication of each of the information-measuring channels 2 s external power sources and is located in the electronic unit 3 perpendicular to the printed circuit board 5 and the first cross-board 4.

При работе предложенного устройства на вход 1 соответствующего информационно-измерительного канала 2 поступает информация о вибрации штатного места соответствующего ГТД, которое наиболее информативно для виброконтроля основных узлов последнего. В каждом из информационно-измерительных каналов 2 полученная информация обрабатывается и сравнивается с установленным предельным значением. В случае превышения предельного значения в одном из информационно-измерительных каналов 2 на выходе такого канала формируется сигнал об опасном значении вибраций соответствующего ГТД и через первую кросс-плату 4 передается по проводной линии связи во взаимодействующие системы и экипажу, например, на сигнальные табло ОВ.When the proposed device is operating, input 1 of the corresponding information-measuring channel 2 receives information about the vibration of the regular place of the corresponding gas turbine engine, which is most informative for vibration monitoring of the main nodes of the latter. In each of the information-measuring channels 2, the received information is processed and compared with the set limit value. In case of exceeding the limit value in one of the information-measuring channels 2, a signal is generated at the output of such a channel about the dangerous vibration value of the corresponding gas turbine engine and is transmitted through the first cross-board 4 via a wired communication line to the interacting systems and the crew, for example, to signal boards ОВ.

Текущие значения виброинформации поступают с выходов каждого из информационно-измерительных каналов 2 на первую кросс-плату 4 по соответствующим информационным линиям связи и с ее выходов по соответствующим информационным линиям связи передаются во взаимодействующие системы, например, в систему вибрографирования. Электропитание к каждому из информационно-измерительных каналов 2 подается по силовым линиям связи от внешних источников питания через вторую кросс-плату 6, расположенную в электронном блоке 3 перпендикулярно печатной плате 5 и первой кросс-плате 4.The current values of vibration information come from the outputs of each of the information-measuring channels 2 to the first cross-board 4 via the corresponding information communication lines and from its outputs via the corresponding information communication lines are transferred to interacting systems, for example, to a vibrographic system. Power to each of the information and measuring channels 2 is supplied via power lines from external power sources through a second cross-circuit board 6 located in the electronic unit 3 perpendicular to the printed circuit board 5 and the first cross-circuit board 4.

При работе электронного блока 3 оба его информационно-измерительных канала 2 не создают заметных взаимных помех, вызванных паразитными электроемкостными связями между ними, поскольку электроемкостные связи между плоскими проводниками двух информационно-измерительных каналов 2, расположенными на единой печатной плате 5 в одной плоскости на расстояниях, многократно превышающих толщину этих проводников, пренебрежимо. малы. В результате оба канала 2 работают без сбоев даже в тех случаях, когда обрабатываемые ими сигналы содержат близкие по частоте или кратные виброгармоники.During operation of the electronic unit 3, both of its information-measuring channels 2 do not create noticeable mutual interference caused by spurious electrical capacitive connections between them, since electrical capacitive communications between the flat conductors of two information-measuring channels 2 located on a single printed circuit board 5 in one plane at distances many times the thickness of these conductors, negligible. are small. As a result, both channels 2 work without failures even in those cases when the signals processed by them contain close in frequency or multiple vibration harmonics.

Бесперебойная работа каналов 2 обеспечивается за счет пространственного разделения силовых и информационных линий связи, а также благодаря практически безындуктивному исполнению информационных линий связи каждого из каналов 2 на основе печатных проводников первой кросс-платы 4, и силовых линий связи на основе печатных проводников второй кросс-платы 6, причем обе кросс-платы 4, 6 для исключения паразитных связей между собой и печатной платой 5 установлены перпендикулярно к ней и друг другу.The uninterrupted operation of channels 2 is ensured by the spatial separation of power and information communication lines, as well as due to the virtually non-inductive execution of information communication lines of each channel 2 based on printed conductors of the first cross-circuit board 4, and power communication lines based on printed conductors of the second cross-circuit board 6, both cross-boards 4, 6 to eliminate spurious connections between themselves and the printed circuit board 5 are installed perpendicular to it and to each other.

Кроме того, жесткая фиксация печатных проводников кросс-платы 4 гарантирует неизменность настройки каждого из информационно-измерительных каналов 2 даже в условиях эксплуатационных механических перегрузок электронного блока 3.In addition, the rigid fixation of the printed conductors of the cross-board 4 ensures that the settings of each of the information-measuring channels 2 remain unchanged even under operational mechanical overloads of the electronic unit 3.

Таким образом, задача полезной модели успешно решена с помощью предложенных технических решений.Thus, the problem of the utility model has been successfully solved using the proposed technical solutions.

Claims

The on-board vibration control device containing two information and measuring channels located in the electronic unit, the input of each of which is designed to receive a signal about the vibration state of the corresponding engine, and each of the two outputs is designed to provide information to interacting systems via wired and information communication lines, characterized in that it includes the first and second cross-boards located in the electronic unit, one of which contains the output communication lines of each of the info measuring and measuring channels, and the second - their power lines, and information and measuring channels are mounted on a single, common printed circuit board and placed in its opposite areas, and the first and second cross-boards are perpendicular to each other and perpendicular to a single printed circuit board .