RU48059U1 - Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя - Google Patents
Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU48059U1 RU48059U1 RU2005111081/22U RU2005111081U RU48059U1 RU 48059 U1 RU48059 U1 RU 48059U1 RU 2005111081/22 U RU2005111081/22 U RU 2005111081/22U RU 2005111081 U RU2005111081 U RU 2005111081U RU 48059 U1 RU48059 U1 RU 48059U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- temperature
- copper
- voltage divider
- wires
- gas turbine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для измерения температуры газового потока и может быть использована для измерения осредненной температуры выходящих газов газотурбинного двигателя. Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя содержит батарею термопар, подключенную компенсационными проводами к делителю напряжения, расположенному в температурной зоне свободного спая батареи термопар. Делитель напряжения состоит из последовательно соединенных нагрузочного резистора, выполненного из константанового провода, и двух резисторов, выполненных из константанового и медного проводов соответственно. Термоэлектроды термопар выполнены из сплавов хромель и алюмель, а соответствующие им компенсационные провода выполнены из сплавов медь-титан и никель-медь. Нагрузочный резистор делителя напряжения снабжен выводами к потребителю выходного сигнала устройства. Один из выводов выполнен из сплава медь-титан, другой - из сплава никель-медь. Устройство дополнительно может содержать термокомпенсационный соединитель с контактами, выполненными из сплавов хромель и алюмель. Делитель напряжения может быть выполнен съемным, при этом батарея термопар подключена компенсационными проводами к делителю напряжения через термокомпенсационный соединитель. Технический результат полезной модели - повышение точности и надежности измерения температуры выходящих газов за счет уменьшения погрешности, вносимой компенсационными проводами в результаты измерений.
Description
Полезная модель относится к устройствам для измерения температуры газового потока и может быть использована для измерения осредненной температуры выходящих газов газотурбинного двигателя (ГТД).
Известно устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя, содержащее батарею термопар, подключенную компенсационными проводами к делителю напряжения, расположенному в температурной зоне свободного спая батареи термопар и состоящему из последовательно соединенных нагрузочного резистора и двух резисторов, выполненных из материалов компенсационных проводов, [см. Патент РФ №12246, опубл. 16.12.1999 г., G 01 K 7/00]. Данное устройство является наиболее близким к предложенному устройству для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя.
Недостатком данного технического решения является то, что возможно возникновение паразитных термо-ЭДС из-за погрешности, вносимой компенсационными проводами, что может привести к значительной погрешности измерения температуры.
Технический результат полезной модели - повышение точности и надежности измерения температуры выходящих газов за счет уменьшения погрешности, вносимой компенсационными проводами в результаты измерений.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя, содержащем батарею термопар, подключенную компенсационными проводами к делителю напряжения, расположенному в температурной зоне свободного спая батареи термопар и состоящему из последовательно
соединенных нагрузочного резистора, выполненного из константанового провода, и двух резисторов, выполненных из константанового и медного проводов соответственно, термоэлектроды термопар выполнены из сплавов хромель и алюмель, а соответствующие им компенсационные провода выполнены из сплавов медь-титан и никель-медь, при этом нагрузочный резистор делителя напряжения снабжен выводами к потребителю выходного сигнала устройства, причем один из выводов выполнен из сплава медь-титан, другой - из сплава никель-медь.
При этом, устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя дополнительно может содержать термокомпенсационный соединитель с контактами, выполненными из сплавов хромель и алюмель, а делитель напряжения может быть выполнен съемным, при этом батарея термопар подключена компенсационными проводами к делителю напряжения через термокомпенсационный соединитель.
Термоэлектроды термопар батареи выполнены из сплавов хромель и алюмель. Термопара хромель-алюмель является наиболее оптимальной термопарой по своему составу среди термопар, выполненных из никелевых сплавов, поскольку имеет практически линейную термоэлектрическую характеристику, чувствительность порядка 40 мкВ/°С и применима для измерения температуры до 1100°С-1300°С. При этом предел абсолютной погрешности измерения температуры с использованием термопары хромель-алюмель составляет 4-10°С.
Применение компенсационных проводов, термоэлектрически идентичных термоэлектродам термопар, позволяет исключить влияние температуры окружающей среды на конечный результат измерения температуры. Применительно к заявленному устройству использованы компенсационные провода, выполненные из сплавов медь-титан и никель-медь, которые в паре имеют такую же температурную зависимость термо-
ЭДС, что и термопара, термоэлектроды которой выполнены из сплавов хромель-алюмель.
Использование в заявленном устройстве компенсационных проводов из приведенных выше сплавов позволяет повысить точность и надежность измерения температуры выходящих газов за счет уменьшения погрешности, вносимой компенсационными проводами в результаты измерений и которая является результатом несоответствия термо-ЭДС термоэлектродов и компенсационных проводов.
Так, максимальная погрешность а, вносимая компенсационными проводами, выполненными из сплавов медь-титан и никель-медь при температуре холодных спаев 100°С (горячего спая >500°С) составляет 4,9°С, что значительно ниже максимальной погрешности σ=5,5°С, вносимой компенсационными проводами, выполненными из меди и константана (используемых в прототипе). При этом суммарная компенсация пары проводов из сплавов медь-титан и никель-медь в заданном интервале температур обеспечивается до 300°С, тогда как суммарная компенсация пары проводов из меди и константана только до 100°С.
Выполнение контактов термокомпенсационного соединителя из сплавов хромель и алюмель позволяет исключить влияющие на результаты измерений погрешности, которые могут возникнуть в месте присоединения компенсационных проводов к делителю напряжения.
На чертежах представлено предлагаемое устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя. На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства, а на фиг.2 - схема компенсатора.
Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя содержит батарею 1 из 77 параллельно соединенных термопар 2, подключенную компенсационными проводами 3 и 4 к делителю 5 напряжения, расположенному в температурной зоне свободного спая батареи 1 термопар 2. Делитель 5 напряжения содержит
последовательно соединенные: нагрузочный резистор 6, выполненный из константанового провода, а также гасящий резистор 7 из константанового провода и термочувствительный резистор 8 - из медного провода.
Термоэлектроды термопар 2 выполнены, соответственно, из сплавов хромель и алюмель (на фиг.1 показаны схематично и обозначены буквами Х и А соответственно), а соответствующие им компенсационные провода 3 и 4 - из сплавов медь-титан и никель-медь.
Нагрузочный резистор 6 делителя 5 напряжения снабжен выводами 9 и 10 к потребителю 11 выходного сигнала устройства. Вывод 9 выполнен из сплава медь-титан, а вывод 10 - из сплава никель-медь.
Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя может содержать несколько пар выводов 9 и 10 для подключения к нескольким потребителям 11.
Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя может дополнительно содержать термокомпенсационный соединитель 12 с контактами 13-16, выполненными из сплавов хромель (13, 16) и алюмель (14, 15), которые соответствуют материалам термоэлектродов термопар 2 батареи 1, а делитель 5 напряжения может быть выполнен съемным, при этом батарея термопар 1 подключена компенсационными проводами 3 и 4 к делителю 5 напряжения через термокомпенсационный соединитель 12.
Наличие в устройстве термокомпенсационного соединителя 12 позволяет компактно разместить обмотки всех резисторов делителя 5 напряжения в корпусе его ответной части таким образом, что все они будут находиться в одной температурной зоне, что исключает возникновение в данной зоне паразитных термо-ЭДС и позволяет значительно повысить точность измерения осредненной температуры ТПР выходящих газов газотурбинного двигателя.
Наличие термокомпенсационного соединителя 12 в устройстве также позволяет оперативно устанавливать и заменять съемный делитель 5
напряжения, что улучшает эксплуатационные характеристики двигателя и повышает технологичность сборки и разборки устройства.
Устройство работает следующим образом.
Напряжение, возникающее на нагрузочном резисторе 6 делителя 5 напряжения, пропорциональное приведенной осредненной температуре ТПР выходящих газов двигателя на максимальном режиме будет определяться выражением:
где RH, RK, RT - соответственно сопротивление нагрузочного резистора 6, суммарное сопротивление резистора гасящего плеча 7 и компенсационных проводов 3 и 4, и сопротивление термочувствительного резистора 8.
ЕБ и ЕД - соответственно термо-ЭДС батареи 1 термопар 2, пропорциональная нескорректированной осредненной температуре ТБ выходящих газов двигателя и паразитная термо-ЭДС, возникающая в цепи делителя напряжения и потребителем выходного сигнала устройства между компенсационными проводами 9 и 10, пропорциональная температуре ТД окружающей среды.
Так как термо-ЭДС пропорциональна температуре спаев термопар, то вышеуказанную формулу можно представить в виде:
Из данного выражения видно, что изменение температуры ТД ведет к изменению величины ТПР, фиксируемой потребителями выходного сигнала. Однако при изменении ТД одновременно происходит изменение величин сопротивления RК и RТ. При этом величина сопротивления RТ термочувствительного резистора 8 и его температурный коэффициент выбираются в каждом конкретном случае таким, чтобы изменение величины
сопротивления термочувствительного резистора 8 компенсировало изменение ТПР вызванное изменением величин ТД и RК. Компактное размещения всех элементов 6, 7 и 8 делителя 5 напряжения, которые находятся в одной температурной зоне, позволяет исключить возникновение в ней паразитных термо-ЭДС.
Каждый ГТД имеет индивидуальное температурное поле, характеризующее нескорректированную осредненную температуру выходящих газов за турбиной ТБ для каждого конкретного ГТД, величина которой может быть выше заданной ТПР Для данного двигателя на максимальном режиме его работы. К тому же, ТБ для разных ГТД может быть различной и эта разница температур может достигать величины 80°.
Применение съемного делителя 5 напряжения в устройстве позволяет независимо от индивидуального температурного поля того или иного из газотурбинных двигателей корректировать величину ТБ до заданной величины осредненной температуры выходящих газов ТПР на максимальном режиме работы двигателя (например до ТПР=740°).
Каждый съемный делитель, устанавливаемый в цепь потребителей ТПР может иметь поправочный коэффициент AT, характеризующий величину корректировки температуры ТБ до температуры ТПР на максимальном режиме работы двигателя:
ΔТ=ТБ-ТПР
Зная диапазон изменения температуры ТБ индивидуального температурного поля ГТД, например 740°...820°, можно заранее рассчитать съемный делитель с заданной точностью и определенным коэффициентом ΔT.
При этом, если ΔТ=0, то вместо делителя 5 напряжения устанавливается
компенсатор, вид которого показан (схематично) на фиг.2. Перемычка Х выполнена проводом из хромеля, перемычка А - проводом из алюмеля.
Такая коррекция температуры ТБ позволяет не менять тарировочные характеристики потребителей ТПР, расположенных на самолете, при замене двигателей, что позволяет упростить действия летчика в полете при различных индивидуальных особенностях устанавливаемых на самолет двигателей, что повышает безопасность полета.
Claims (2)
1. Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя, содержащее батарею термопар, подключенную компенсационными проводами к делителю напряжения, расположенному в температурной зоне свободного спая батареи термопар и состоящему из последовательно соединенных нагрузочного резистора, выполненного из константанового провода, и двух резисторов, выполненных из константанового и медного проводов соответственно, отличающееся тем, что термоэлектроды термопар выполнены из сплавов хромель и алюмель, а соответствующие им компенсационные провода выполнены из сплавов медь-титан и никель-медь, при этом нагрузочный резистор делителя напряжения снабжен выводами к потребителю выходного сигнала устройства, причем один из выводов выполнен из сплава медь-титан, другой - из сплава никель-медь.
2. Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя по п.1, отличающееся тем, что устройство дополнительно содержит термокомпенсационный соединитель с контактами, выполненными из сплавов хромель и алюмель, а делитель напряжения выполнен съемным, при этом батарея термопар подключена компенсационными проводами к делителю напряжения через термокомпенсационный соединитель.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111081/22U RU48059U1 (ru) | 2005-04-15 | 2005-04-15 | Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005111081/22U RU48059U1 (ru) | 2005-04-15 | 2005-04-15 | Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU48059U1 true RU48059U1 (ru) | 2005-09-10 |
Family
ID=35848499
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005111081/22U RU48059U1 (ru) | 2005-04-15 | 2005-04-15 | Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU48059U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804829C1 (ru) * | 2022-07-27 | 2023-10-06 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Способ и устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя |
-
2005
- 2005-04-15 RU RU2005111081/22U patent/RU48059U1/ru active Protection Beyond IP Right Term
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2804829C1 (ru) * | 2022-07-27 | 2023-10-06 | Акционерное общество "ОДК-Климов" | Способ и устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9176010B2 (en) | Miniaturized thermocouple scanner system | |
| Iervolino et al. | Temperature calibration and electrical characterization of the differential scanning calorimeter chip UFS1 for the Mettler-Toledo Flash DSC 1 | |
| CN106289559B (zh) | 用于使用热电偶的温度测量装置的温度漂移补偿的方法 | |
| US8608377B2 (en) | Thermocouple extension wire | |
| US6425687B1 (en) | Cold junction compensation for multiple thermocouples | |
| CN105651409B (zh) | 热电偶冷端补偿测温电路和装置 | |
| US11187592B2 (en) | Thermocouple arrangement and method for measuring temperatures | |
| Wu | A basic guide to thermocouple measurements | |
| US20030154781A1 (en) | Gas flow rate measuring apparatus | |
| US2098650A (en) | Temperature measuring system | |
| Recktenwald | Conversion of thermocouple voltage to temperature | |
| RU48059U1 (ru) | Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя | |
| CN208254665U (zh) | 测温系统 | |
| JP3418407B2 (ja) | プリント配線板の測温型外部接続機構 | |
| US20140050248A1 (en) | I/o connector incorporating a cold junction | |
| CN110375870A (zh) | 基于温差电效应的表面温度测量方法 | |
| JP6188170B2 (ja) | グロープラグの故障診断方法及びグロープラグ故障診断装置 | |
| TW201830001A (zh) | 濕度感測器及濕度感測器裝置 | |
| FR3042862B1 (fr) | Capteur de temperature pour vehicule automobile comprenant un thermocouple | |
| Dowell | A critical look at type T thermocouples in low-temperature measurement applications | |
| US3328209A (en) | Noble metal thermocouple having base metal compensating leads | |
| US2877650A (en) | Self-balancing temperature responsive system | |
| RU227175U1 (ru) | Термоэлектрический преобразователь | |
| RU12246U1 (ru) | Устройство для измерения температуры выходящих газов газотурбинного двигателя | |
| US11125630B2 (en) | Thermometric measurement by meshing of probes, particularly in turbine engines |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD1K | Correction of name of utility model owner | ||
| ND1K | Extending utility model patent duration |
Extension date: 20180415 |
|
| PC12 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for utility models |
Effective date: 20150909 |