SU1064155A1 - Устройство дл измерени средней температуры газового потока газотурбинного двигател - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее блок термопреобраэователей, последовательно соединенные струйный генератор, блок преобразовани  акустических колебаний и усилитель, сумматор, входы которого соединены с выходами блоков термопреобразоватедей и акустических коле6а.ний, а . выход через блок делени  соединен с первым входом блока вычитани , второй вход которого подключен к выходу усилител , а выход соединен с первым входом блока коммутации, второй вход которого соединен с общей шиной устройства, а выход через интегратор соединен с управл ющим входом усилител , блок сравнени , о т л и ч а ю « е е с   тем, что, с целью расширени  диапазона измерени  нестационарной средней температуры газового потока, в него введены схема совпадени  и блок дифференцировани , вход которого соединен с выi ходом блока тёрмопреобразоватёлей, а выход подключен к входу блока срав (П нени , при этом входЕз схемы совпа дени  соединены с выходом блока срав с ненй и выходом блока преобразовани  акустических колебаний, а выход подключен к управл ющему входу блока коммутаций. о 4 сд СП

Description

Изобретение относитс  к термометрии и может быть использовано в системах контрол  и регулировани средней температуры газового поток газотурбинного двигател  (ГТД). Известно устройство дл  измерен средней температуры газового поток газотурбинного двигател , содержащее блок термопреобразователей и п следовательно соединенную с ним ко ректирующую R С -цепочку l . Недостатком известного устройст  вл етс  узкий диапазон измерени  температуры, в котором. обеспечивае с  необходима  динамическа  точнос измерени  температуры газа, так ка невозможно компенсировать динамическую погрешность термопреобразов I тел  во всем диапазоне измерений температуры. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  измерени  средней температуры газового потока газоту бинного двигател , содержащее блок термопреобразователей, последовательно соединенные струйные генера тор, блок преобразовани  акустичес ких колебаний и усилитель, суммато входы которого соединены с выходам блоков термопреобразователей и аку тических колебаний, а выход через блок делени  соединен с первым вхо дом блока вычитани , второй вход которого подключен к выходу усилител , а выход соединен с первым входом блока коммутации, второй вход которого соединен с общей шиной устройства, а выход через интегратор соединен с управл ющим входом усилител , блок сравнени  Недостатком указанного устройст ва Явл етс  узкий диапазон измерени  нестационарной температуры газового потока, обусловленный тем, что измерение температуры, значение которой меньше .величины окружной неравномерности температурного пол  газового потока, происходит с большой динамической погрешностью . Так как неравномерност температурного пол  газового потока ГТД составл ет 150-200 С, то на- . личие динамической погрешности в указанном диапазоне температур при водит к резкому снижению ресурса лопаток турбины двигател . Цель изобретени  - расширение диапазона измерени  нестационарной средней температуры газового , потока газотурбинного двигател . .Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  измерени средней температуры газового потока газотурбинного двигател , содер- жащее блок термопреобразователей, последовательно .соединенные струйный генератор, олок преобразовани  акустических колебаний и усилитель , сумматор, входы которого соединены с выходами блоков термопреобразователей и акустических колебаний, а выход через блок делени  соединен с первым входом блока вычитани , второй вход которого подключен к выходу усилител , а выход соединен с первым входом блока коммутации, втЬрой вход которого соединен с общей шиной устройства , а выход через интегратор соединен с управл ющим входом усилител , блок сравнени , введены схема совпадени  и блок дифференцировани , вход которого соединен с выходом блока термопреобразователей, а выход подключен к входу блока сравнени , при этом входы схемы совпадени  соединены с выходом блока сравнени  и выходом блока преобразовани  акустических колебаний, а выход подключен к управл ющему входу блока коммутации . Введение в устройство блока дифференцировани  и схемы совпадени  позвол ет расширить диапазон измерени  нестационарной средней температуры газового потока ГТД за счет отличного от прототипа разделени  нестационарного и стационарного режимов измерени . В предлагаемом устройстве нестационарный режим измерени  температуры газового потока отличаетс  от стационарного одновременным по влением на обеих входах схемы совпадени  сигналов , поступающих с блока преобразовани  акустических колебаний струйного генератора и блока дифференцировани . Вследствие этого измерение нестационарной температуры газового потока производитс  с уровн  , тогда как в прототипе измерение нестационарной температуры производитс  с уровн , превышающего значение окружной неравномерности температурного пол  газового пбто-, ка ГТД, котора  составл ет 150-200 С. На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства. , Устройство дл  измерени  средней температуры газового потока газотурбинного двигател  содержит блок 1 последовательно соединенных термопреобразователей, струйный генератор 2, выход которого через блок 3 преобразовани  акустических колебаний соединен с входом усилител  4 с управл емым коэффициентом усилени  и вторым входом сумматора 5, выход которого через блок б делени  соединен с первым входом блока 7 вычитани , второй вход которого соединен с выходом усилител  4, а выход блока /вычитани  соединен с первым входом блока 8 коммутации, второй вход которого соединен с общей шиной, а выход блока 7 коммутации через интегратор 9соединен с управл ющим- входом усилител  .4, при этом управл ющий вход блока 8 коммутации подключен к выходу схемы 10 совпадени , первый вход которой через блок 11 сравнени  и блок 12 дифференцировани  соединен с выходом блока -i термопрёобразователей и первым входом сумматора 5, а второй вход схемы 10 совпадени  соединен с вторым входом сумматора 5.

Устройство работает следующим образом .

При помещении блока 1 последовательно соединенных термопрео.бразователей в газовый поток ГТД с выхода блока 1 снимаетс  сигнал, напр жение- которого соответствует сумме температур, измер емых в точках установки термопреобразователей.

При помещении струйного генератора 2 в газовый поток в нем возбуждаютс  акустические колебани  с частотой .

, (1)

где К - коэффициент завис щий

от конструктивного исполнени  струйного енерат.ора;

Tj - температура газового потока в точке установки струйного генератора.

Акустические колебани  с частотой i поступают в блок 3 преобразовани  акустических колебаний, в котором происход т следующие преобразовани : преобразование акустических колебаний в электрич еские колебани  той же частоты, преобразование -последних в посто нное напр жение , соответствующее частоте i , возведение посто нного напр жени  в квадрат и его масштабирование с учетом коэффициента передачи одного термопреобразовател . Сигнал с выхода блок 3 преобразовани  акустических колебаний поступает на второй вход сумматора 5, на первый вko которого подаетс  сигнал с выхода блока 1 термопреобразователей. Сигнал с выхода сумматора 5, соответствующий сумме температур в измер емых точках газового потока, поступает на вход блока 6 делени , где делитс  на коэффициент, равный числу, точек измерени  температуры п. Сигнал с выхода блока б делени , представл ющий собой среднее значение температуры газового потока, подаетс  на первый вход блока 7 вычитани / на второй вход которого

поступает сигнал с выхода блока 3 преобразовани  акустических коле 5аний через усилитель 4 с управл емым коэффициентом усилени .

При измерении средней стационарной температуры газового потока газотурбинного двигател , существует разность между средней температурой в точке установки струйного генератора 2 вследствие окружной неравно-

0 . мернодти температурного пол  двигател . В силу этого значение сигнала с блока 6 делени  отличаетс  от сигнсша с выхода усилител  4. На выходе блока 7 вычитани  возникает

5 разностный сигнал, который поступает на первый вход блока В коммутации . Далее разностный сигнаш через интегратор 9 поступает на управл ющий вход усилител  4 и измен ет его коэффициент усилени  до тех пор/пока .0 сигнал с выхода блока 7 вычитани  не станет равный нулю. При этом на выходе устройства имеетс  сигнал, соответствующий средней стационарной температуре газового потока га5 зотурбинного двигател 

1

вых

30

.-де срс сигн-ал с выхода блока 3 преобразовани  акустических колебаний, соответст5 вующий стационарной температуре газового потока, измер емой струйным генератором;

коэффициент усилени  УсилиК„ тел  4, соответствующий

0 средней стационарной температуре газового потока газотурбинного двигател , температура в точке измереТ ни .

5

Так как в стационарном режиме суммарный сигнал на выходе блока 1 термопреобразователей не измен етс , то величина выходного сигнала бло0 ка 12 дифференцировани  будет определ тьс  только эффективным значением шумов, обусловленных реализацией блока 12 дифференцировани  и существованием пульсаций темпера5 туры газового потока. При наличии посто нной времени дифференциатора 0,01 с эффективноезначение шумов на его выходе составл ет 5-7с. Поэтому порог срабатывани  блока 11 сравнени  выбираетс  равным , что

0 исключает прохождение выходного сигнала блока. 12 дифференцировани  на первый вход схемы 10 совпа ;ени , в результате чего сигнал на его выходе отсутствует. Таким , до

Claims (1)

1. (5.4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕЙ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗОВОГО ПОТОКА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащее блок термопреобразователей, последовательно соединенные струйный генератор, блок преобразования акустических колебаний и усилитель, сумматор, входы которого соединены с выходами блоков термопреобразова телей и акустических колебаний, а выход через блок деления соединен с первым входом блока вычитания, второй вход которого подключен к выходу усилителя, а выход соединен с первым входом блока коммутации, второй вход которого соединен с общей шиной устройства, а выход через интегратор соединен с управляющим входом усилителя, блок сравнения, от л и чаю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерения нестационарной средней температуры газового потока, в него введены схема совпадения и блок дифференцирования, вход которого соединен с выходом блока термопреобразователей, а выход подключен к входу блока срав нения, при этом входы схемы совпадения соединены с выходом блока срав нения и выходом блока преобразования акустических колебаний, а выход подключен к управляющему входу блока Коммутаций.