WO2024009029A1 - Dispositif de mesure d'angle de calage et procédé de mesure d'angle de calage associé - Google Patents

Dispositif de mesure d'angle de calage et procédé de mesure d'angle de calage associé Download PDF

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WO2024009029A1
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WO
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magnetic
blade
needle
axis
row
Prior art date
Application number
PCT/FR2023/051012
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English (en)
Inventor
Bastien Pierre Verdier
Jean Charles Olivier Roda
Original Assignee
Safran Aircraft Engines
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Publication date
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/30—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C11/00—Propellers, e.g. of ducted type; Features common to propellers and rotors for rotorcraft
    • B64C11/30—Blade pitch-changing mechanisms
    • B64C11/301—Blade pitch-changing mechanisms characterised by blade position indicating means

Definitions

  • TITLE Setting angle measuring device and associated setting angle measuring method
  • the technical field of the invention is that of variable pitch blades in turbomachines.
  • the invention finds particular application in the field of aeronautics, in particular for the blades of turbojet engines or aircraft turboprop engines.
  • the present invention relates to the measurement of the pitch angle of the blades and in particular a pitch angle measuring device and a pitch angle measurement method using this device.
  • Figure 1 represents a turbomachine 1 with a first axis , a combustion chamber 5, and two turbines in series 6 and 7.
  • the fan module 2 is mounted on a fixed frame 80 with a first axis
  • the movable wheel rotates around the first axis X.
  • the movable wheel is provided with a plurality of blades 22 arranged radially around the first axis comprises a foot 22a at which it is pivotally mounted around a second radial pivot axis Y.
  • This pivoting movement corresponds to a change in the pitch angle of each blade 22.
  • the pivoting is controlled according to flight needs.
  • the pitch angle of a blade 22 corresponds to the orientation of the blade 22 relative to the axis X of the turbomachine 1. As illustrated in Figure 3, the first axis Pd, it lets the gases flow and its pitch angle is 90°, relative to a tangential line A. When the blade 22 is in "reverse" position, represented by the line Pr, its pitch is reversed and reverses the direction of flow of the gases around the blade 22. The pitch angle is then included in an angular range of negative angles ranging approximately from 0 degrees to -20 degrees. Between these two positions, the blade is in a Pv setting position called flight setting. In systems with variable pitch angle, measuring the pitch angle of the blades makes it possible to control it and adjust it accordingly according to flight needs.
  • FIG. 4 There are pitch angle measuring devices using needles made of ferromagnetic material coupled to magnetic sensors.
  • An example of this type of solution is illustrated in Figures 4 and 5.
  • a magnetic needle 110 fixed to the foot 22a of a blade 22 whose pitch angle is measured, passes in front of a fixed sensor 120, which then detects a variation magnetic field.
  • the analysis of the signal detected by the fixed sensor 120 makes it possible, by use of reference signals corresponding to the detection of an absolute reference target 13 and relative reference targets 14, to determine the pitch angle of the blade .
  • the angular measurement range of this type of device is often limited by the architecture of the turbomachine. Indeed, as illustrated in Figure 6, there is a measurement blind spot 0M due to the physical limits of the detection field of the fixed sensor 120, and the constraints on the length of the magnetic needle 110 imposed by the positioning of the other components of the turbomachine. For example, in Figure 6, the magnetic needle 110 no longer passes into the detection field of the fixed sensor 120 for the positions between the positions Pd and Pvo of the blade 22, corresponding to the positions of the magnetic needle 110d and 11 Eggs. Typically, the pitch angle range between 60 and 90 degrees is not measurable.
  • the invention offers a solution to the problems mentioned above, by making it possible to widen the range of measurement of the setting angle, in order to improve the control of this parameter.
  • a first aspect of the invention relates to a device for measuring the pitch angle of the blades of a turbomachine with a first axis X, comprising:
  • a fixed frame with axis X comprising at least one set of fixed magnetic sensors perpendicular to the first axis X,
  • the movable wheel comprising a first magnetic target, the magnetic target being fixed on the movable wheel, each blade having a profile oriented along a third Z axis,
  • the measuring device comprising a second magnetic needle fixed on a second blade and forming a second angle beta with the third axis of the second blade, the second angle beta being different from the first angle alpha.
  • the angular range for measuring the setting angle is widened. It is permitted to measure pitch angles corresponding to extreme blade pitch positions such as the “flag” position and the “reverse” position, due to the offset between the first magnetic needle and the second magnetic needle.
  • the second angle beta is between alpha +20 degrees and alpha +50 degrees.
  • a pitch angle measurement angular range of up to 110 degrees can be achieved.
  • the first angle alpha is between 70 degrees and 130 degrees.
  • the value of the first angle alpha depends on the angular range of the calibration angle measurement. Indeed, in the flag position Pd, the setting angle can be equal to 85 or 90 degrees relative to the tangential line A. In the position “reverse” Pr, the pitch angle can be equal to -5 degrees or -15 degrees. This range of values makes it possible to arrange the first magnetic needle and the second magnetic needle so that they can pass into the detection field of magnetic sensors.
  • the mobile wheel comprises a second magnetic target serving as a reference for the second blade, the first blade and the second blade are successive, and the at least one set of fixed magnetic sensors consists of a unique set of magnetic sensors.
  • the first blade and the second blade are combined and the fixed frame comprises a first set and a second set of fixed magnetic sensors perpendicular to the first axis X.
  • This configuration makes it possible to measure the angle of timing of each blade of the turbine regardless of the value of the pitch angle in the measuring angular range.
  • the first magnetic needle and the second magnetic needle are of the same length. This configuration makes it possible to reinforce the redundancy of the measurement system and to improve the precision of measurement of the setting angle.
  • the first magnetic needle and the second magnetic needle have different lengths. This configuration balances the redundancy of the measurement system while maintaining an extended angular range of calibration angle measurement.
  • the first magnetic needle and the second magnetic needle have different shapes. This configuration facilitates signal processing by the processing unit.
  • a second aspect of the invention relates to a method for measuring the pitch angle of a blade of a turbomachine by the measuring device according to the first embodiment, the measuring device further comprising a measuring unit. treatment, the process comprising:
  • the single variation in magnetic field corresponds to the passage of the first magnetic needle or the second magnetic needle near the single row of sensors
  • the method comprises the multiple detection step (E1 b) the first variation of magnetic field corresponds to the passage of the first magnetic needle near the single set of sensors and the second variation of magnetic field corresponds to the passage of the second magnetic needle near the single set of sensors, and where the method comprises, following the single detection step (E1 a) or the multiple detection step (E1 b), a step of calculating the the setting angle (E4) by the processing unit on the basis of an electrical signal representative of a variation in the magnetic field.
  • a third aspect of the invention relates to a method for measuring the pitch angle of a blade of a turbomachine by a measuring device according to the second embodiment or its variant, the measuring device further comprising a processing unit, the process comprising:
  • the single variation in magnetic field corresponds to the passage of either the first magnetic needle near the first set of magnetic sensors or the second magnetic needle near the second set sensors,
  • the method includes the multiple detection step (E2b) the first variation of magnetic field corresponds to the passage of the first magnetic needle near the first set of sensors and the second variation of magnetic field corresponds to the passage of the second magnetic needle near the second set of sensors, and where the method comprises, following single detection step (E2a) or the multiple detection step (E2b), a step of calculating the setting angle (E5) by the processing unit on the basis of an electrical signal representative of a variation of magnetic field.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a turbomachine according to the prior art.
  • FIG. 2 shows a turbomachine blade root with variable pitch according to the prior art.
  • FIG. 3 represents different setting positions of a turbomachine blade.
  • FIG. 4 represents a three-dimensional view of a turbomachine blade pitch angle measuring device according to the prior art.
  • FIG. 5 is a transverse section of the turbomachine blade pitch angle measuring device of Figure 4.
  • FIG. 6 is an illustration of a measuring blind angle in a turbomachine blade pitch angle measuring device according to the prior art.
  • FIG. 7 represents the direction of a third axis defined by each of the turbomachine blades according to the invention are oriented.
  • FIG. 8a and Figure 8b schematically illustrate the positioning of a first magnetic needle and a second magnetic needle according to the invention.
  • Figure 9a and Figure 9b represent a pitch angle measuring device according to a first embodiment of the invention.
  • FIG. 10a, Figure 10b, Figure 10c and Figure 10d represent, for different blade pitch angles, a pitch angle measuring device according to a second embodiment of the invention.
  • FIG 11 a, Figure 11 b, Figure 11 c and Figure 11 d represent, for different blade pitch angles, a pitch angle measuring device according to a variant of the second embodiment of the 'invention.
  • FIG. 12 schematically represents, for different blade pitch angles, an example of signal received by a processing unit of the pitch angle measuring device according to the first embodiment of the invention.
  • FIG. 13 schematically represents, for different blade pitch angles, examples of signals received by the processing unit of the pitch angle measuring device according to the second embodiment of the invention.
  • FIG. 14 schematically represents, for different blade pitch angles, examples of signals received by the processing unit of the pitch angle measuring device according to the variant of the second embodiment of the invention .
  • the present invention proposes to widen the pitch angle measurement range of variable pitch blades of a turbomachine by using a combination of magnetic needles fixed on the blades. As will be described subsequently, this widening will be achieved by an angular offset of the magnetic needles.
  • turbomachine 1 of the turbojet type, comprising the components of FIG. 1, and in particular the fan module 2 comprising the movable wheel 21 and the blades 22.
  • the first compressor 3 is connected by a turbine shaft 71 of axis X to the turbine 7 to form a low pressure body.
  • the second compressor 4 is connected by a shaft 61, of axis X, to the turbine 6 to form a high pressure body.
  • the fixed structural members of the turbomachine include an inlet casing 8 located upstream of the gas generator between the fan module 2 and the compressor 3, the inter-compressor casing 9 between the compressor 3 and the compressor 4. downstream, the transmission of forces from the engine to the suspension is ensured by an exhaust casing 10.
  • the movable wheel 21 is integral with a rotor of the compressor 3 rotatably mounted in the inlet casing 8.
  • Each blade 22 defines the direction of a third axis Z, as illustrated in Figure 7.
  • Magnetic needles 11 are fixed at the level of the feet of at least part of the blades 22 of the moving wheel 21.
  • a blade 22 of the movable wheel 21 includes a magnetic needle 11, or two magnetic needles 11, or does not include any.
  • the magnetic needles 11 are distributed into a first sub-assembly comprising at least one magnetic needle 11 A, hereinafter referred to as type A needle and into a second sub-assembly comprising at least one magnetic needle 11 B subsequently referred to as type A needle. type B.
  • a processing unit is provided for receiving and processing electrical signals coming from magnetic sensors which will be described subsequently.
  • Each needle 11A of type A forms a first angle alpha with the third axis Z of the blade to the foot of which it is fixed, as illustrated in Figure 8a.
  • Each needle 11 B of type B forms a second angle beta, with the third axis Z of the blade at the foot of which it is fixed, as illustrated in Figure 8b.
  • the second angle beta is different from the first angle alpha.
  • the first angle alpha has a value between 70 and 130 degrees.
  • the second angle beta is between alpha+20 degrees and alpha-i- 50 degrees.
  • the movable wheel 21 comprises a magnetic reference target 13, fixed on the movable wheel 21 and serving as an absolute azimuth reference.
  • the magnetic reference target has a typical shape, for example comprising three claws, so as to generate an identifiable magnetic field variation when it passes in front of the magnetic sensors previously mentioned and which will be described subsequently, when the moving wheel 21 rotates around the X axis.
  • the magnetic reference target makes it possible to count the number of revolutions.
  • the movable wheel 21 comprises relative magnetic targets 14, fixed on the movable wheel 21 and serving as relative azimuthal marks making it possible to identify certain blades 22 of the movable wheel 21 on the electrical signals received by the processing unit as will be seen later.
  • the relative magnetic targets 14 also have a typical shape, for example comprising two claws, so as to generate an identifiable magnetic field variation when they pass in front of the magnetic sensors mentioned above, when the mobile wheel 21 rotates around the first axis X.
  • the fixed frame 80 comprises a single row of magnetic sensors 12.
  • the magnetic sensor row includes 4 magnetic sensors.
  • the row of magnetic sensors 12 is perpendicular to the first axis X.
  • the magnetic sensors of the row of magnetic sensors 12 all detect the same signal when a magnetic needle 11 A, 11 B passes through their detection field. This same signal is representative of the variation in magnetic field induced by the magnetic needle 11 A, 1 1 B passing through the detection field of the row of magnetic sensors 12.
  • this plurality of magnetic sensors ensures redundancy of the received signal , as well as the reception thereof in the case, for example, where a sensor of the row of magnetic sensors 12 is defective.
  • the signal received by the row of magnetic sensors 12 is transmitted to the processing unit.
  • the signal is a spike in electrical voltage.
  • the needles 11 A, 11 B are identical. This configuration avoids the need for different needle heads.
  • a needle 11 A of type A is fixed on the foot of at least one blade 22 of the movable wheel 21, and a needle 11 B of type B is fixed on the foot 22a of the successive blade to the at least one blade on the mobile wheel 21.
  • the blades carrying type A needles are called in this embodiment type A blades and the blades carrying type B needles are called type B blades.
  • FIGs 9a and 9b we observe the passage of a type A blade and a type B blade in the detection field of the row of magnetic sensors 12.
  • the setting angle of the blade type A and the pitch angle of blade type B are the same.
  • the needle 11 A fixed on a first blade, passes to the limit of the detection field of the row of magnetic sensors 12.
  • the needle 11 B fixed on a successive blade passes into the detection field of the row of magnetic sensors 12 but more in the center of the detection field compared to Figure 9a.
  • the fixed frame 21 comprises a first row of magnetic sensors 12A and a second row of magnetic sensors 12B distinct from the first row of magnetic sensors 12A.
  • each of the first row of magnetic sensors 12A and the second row of magnetic sensors 12B includes 4 magnetic sensors.
  • the first row of magnetic sensors 12A and the second row of magnetic sensors 12B are perpendicular to the first axis X.
  • the first row of magnetic sensors 12A and the second row of magnetic sensors 12B are offset axially along the first axis X.
  • Different blade wedging positions 22 are shown in Figures 10a, 10b, 10c and 10d.
  • the processing unit comprises a first module and a second module.
  • the magnetic sensors of the first row of magnetic sensors 12A of Figures 10a, 10b, 10c and 10d detect a first signal, identical for each of the sensors, when a magnetic needle 11 A, 11 B passes through the field of detection of the first row of magnetic sensors 12A.
  • this plurality of magnetic sensors ensures redundancy of the received signal, as well as reception thereof in the case, for example, where a sensor of the first row of magnetic sensors 12A is defective, or the magnetic needle 11 A, 11 B is not within the detection range of a sensor.
  • the first signal is representative of the variation in magnetic field induced by the magnetic needle 11 A, 11 B passing through the detection field of the first row of magnetic sensors 12A.
  • the first signal is transmitted and received by the first module of the processing unit.
  • the first signal is an electrical voltage spike.
  • the magnetic sensors of the second row of magnetic sensors 12B of Figures 10a, 10b, 10c and 10d detect a second signal, identical for each of the sensors, when a magnetic needle 11 A, 11 B passes through the field of detection of the second row of magnetic sensors 12B.
  • this plurality of magnetic sensors ensures redundancy of the received signal, as well as reception thereof in the case, for example, where a sensor of the second row of magnetic sensors 12B is defective, or the magnetic needle 11 A, 11 B is not within the detection range of a sensor.
  • the second signal is representative of the variation in magnetic field induced by the magnetic needle 11 A, 11 B passing through the detection field.
  • the second signal is transmitted and received by the second module of the processing unit.
  • the second signal is an electrical voltage spike.
  • At least one blade 22 of the movable wheel 21 comprises a needle 11 A of type A and a needle 11 B of type B.
  • the needles 11 A of type A and the needles 11 B of type B have the same length.
  • the needle 11 A and the needle 11 B both pass in the field of the first row of magnetic sensors 12A and in that of the second row of magnetic sensors 12B.
  • a needle 11 A of type A has a first length 11 and a needle 11 B of type B has a second length I2 longer than the first length 11.
  • a needle 11 A of type A passes only in the detection field of the first row of sensors 12A.
  • a needle 11 B of type B passes both in the field of detection of the first row of sensors 12A and in that of the second row of magnetic sensors 12B.
  • Different blade wedging positions 22 are shown in Figures 10a, 10b, 10c and 10d.
  • needle 11 A is not detected.
  • the needle 11 B passes both in the detection field of the first row of magnetic sensors 12A and in that of the second row of magnetic sensors 12B.
  • the needle 11 A does not pass in the field of the second row of magnetic sensors 12B, but in that of the first row of magnetic sensors 12A.
  • the pitch angle measuring device makes it possible to measure pitch angles over a wider angular range than in the prior art, typically, an angular range of between 100 and 110 degrees, thanks to the offset between the first angle alpha and the second angle beta.
  • this offset makes it possible to define three angular measurement sub-ranges whose ends can reach values corresponding to the extreme setting positions of the blades 22, namely the “flag” position and the “reverse” position.
  • the pitch angle of the blades 22 of the fan module 2 varies over an angular range [0i; 62] between the “reverse” position (corresponding to the pitch angle 0i) and the “flag” position (corresponding to the pitch angle 62).
  • the angular range [0i; 62] is divided into three sub-ranges: a first angular range [0i; 5] where only an 11 A type A needle is detected; a range called “multiple range” [5;y] where a needle 11 A of type A and a needle 11 B of type B is detected; and a second angular range [y; 02] where only a needle 11 B of type B is detected.
  • the range [01;02] is equal to [-20; 90 degrees].
  • the offset between the first angle alpha and the second angle beta can be chosen equal to 50 degrees.
  • the second angular range [5;02] is equal to [40; 90 degrees].
  • cp the common pitch angle of the blades.
  • the reference magnetic target 13 has a shape with three claws and that the relative magnetic targets 14 have a shape with two claws.
  • a first embodiment of the method, carried out by the first embodiment of the blade pitch angle measuring device according to the invention, is described below.
  • Two successive blades of the mobile wheel 21 are respectively a type A blade and a type B blade.
  • the mobile wheel 21 rotates around the axis type A or 11 B type B which pass within its detection field.
  • the processing unit receives an absolute reference signal formed of three successive peaks PABSI, PABS2 and PABSS, due to the three variations magnetic field created successively by the three claws of the magnetic reference target.
  • the processing unit receives a relative reference signal formed of two successive peaks PRELI and PREL2, due to the two variations of magnetic field created successively by the two claws of said secondary target.
  • the processing unit will receive a signal coming from the row of magnetic sensors 12 only in the case where the needle 11 A of type A fixed to the foot of the blade passes into the detection field of the row of magnetic sensors 12. In other words, the processing unit will receive a signal in the case where the common pitch angle cp is included either in the first angular range [0i; y], or in the multiple range [5; y]. Otherwise, that is to say if the common setting angle cp is included in the angular range [y; 02], the processing unit will not receive a signal.
  • the successive blade that is to say succeeding the current blade 22 on the mobile wheel 21, when the latter continues its rotation around the axis X, is a type B blade.
  • the processing unit will receive a signal from the row of magnetic sensors 12 due to the detection of the needle 11 B of type B in the detection field of the row of magnetic sensors.
  • FIG. 12 is a schematic representation of different types of signals received by the processing unit for different values of the common setting angle cp.
  • the processing unit receives, between two relative reference signals, a peak PB corresponding to the passage of a needle 11 B of type B. The time shift between the relative reference signal formed by the PRELI and PREL2 peaks and the peak PB makes it possible to calculate the common setting angle cp from geometric parameters and kinematics of the turbomachine.
  • the geometric and kinematic parameters of the turbomachine are for example the distance from the axis reference and the secondary target corresponding to the relative reference signal formed by the PRELI and PREL2 peaks, the position of the row of magnetic sensors 12 relative to the foot 22a of the blade 22 passing in its field, and the rotation speed of the moving wheel 21.
  • the processing unit receives, between two signals secondary reference, a first PA peak, then a second PB peak.
  • the first peak PA corresponds to the passage into the detection field of the row of sensors 12 of a type A blade
  • the second peak PB corresponds to the passage into the detection field of the row of sensors 12 of the type A blade B succeeding the type A blade on the mobile wheel 21.
  • the time difference between the first peak and the second peak corresponds to the angular difference between the type A blade and the type B blade succeeding it.
  • the processing unit receives, between two relative reference signals, a peak PA corresponding to the passage of a needle 11A of type A.
  • the time shift between the relative reference signal formed by the peaks PRELI and PREL2 and the peak PB makes it possible to calculate the common setting angle cp from the geometric and kinematic parameters of the turbomachine 1.
  • the position of the relative reference signal formed by the PRELI and PREL2 peaks allows, by counting from the last absolute reference signal formed by the PABSI, PABS2 and PABSS peaks received previously by the processing unit, to identify the blades 22 of the moving wheel 21 which generated the peaks PA and PB.
  • At least one blade 22 of the movable wheel 21 comprises a needle 11 A of type A and a needle 11 B of type B.
  • a needle 11 A of type A and a needle 11 B of type B have the same length.
  • a needle 11 A of type A and a needle 11 B of type B are detected by the first row of magnetic sensors 12A and by the second row of magnetic sensors 12B when the corresponding blades 22 pass through their detection field.
  • Figure 13 is a schematic representation of different types of signals received by the processing unit for different values of the common setting angle cp.
  • a first signal a and a second signal b are represented.
  • the first signal a corresponds to the signal received by the first row of magnetic sensors 12A.
  • the second signal b corresponds to the signal received by the second row of magnetic sensors 12B.
  • the first module of the processing unit receives the first signal a, which comprises, between two relative reference signals, a primary peak PBI corresponding to the passage of a needle 11 B of type B.
  • a second module of the processing unit receives the second signal b, which comprises, between two relative reference signals, a secondary peak PB2 corresponding to the passage of needle 11 B.
  • the first module of the processing unit receives the first signal a.
  • the first signal a comprises, between two relative reference signals, a first primary peak PAI, then a second primary peak PBI.
  • the first primary peak PAI corresponds to the passage in the detection field of the first row of sensors 12A of the needle 11 A of type A of the blade 22 facing the first row of sensors 12A.
  • the second peak primary PBI corresponds to the passage in the detection field of the first row of sensors 12A of the needle 11 B of type B of said blade 22.
  • the time shift between the first peak PAI and the second peak PBI corresponds to the angular shift between the needle 11 A of type A and needle 11 B of type B of blade 22.
  • the second module of the processing unit receives the second signal b.
  • the second signal b comprises, between two relative reference signals, a first secondary peak PA2, then a second secondary peak PB2.
  • the first secondary peak PA2 corresponds to the passage into the detection field of the second row of sensors 12B of the needle 11 A of type A of the blade 22 when it faces the second row of sensors 12B.
  • the second secondary peak PB2 corresponds to the passage into the detection field of the second row of sensors 12B of the needle 11 B of type B of said blade.
  • the time shift between the first peak PA2 and the second peak PB2 corresponds to the angular shift between the 11 A type A needle and the 1 B type B needle of the blade.
  • the first module of the processing unit receives the first signal a.
  • the first signal a comprises, between two relative reference signals, a primary peak PAI corresponding to the passage of a needle 11 A of type A.
  • the second module of the processing unit receives the second signal b, which comprises, between two relative reference signals, a secondary peak PA2 corresponding to the passage of needle 11 A.
  • the time shift observed in Figure 13 between the primary peak PAI and the secondary peak PA2 is due to the fact that the first row of magnetic sensors 12A and the second row of magnetic sensors 12B are offset axially along the axis distance between the second row of magnetic sensors 12B and the foot 22a of said blade 22. In other words, the first row of magnetic sensors 12A and the second row of magnetic sensors 12B do not detect at the same time the variation in magnetic field induced by the passage of the needle 11 A in their respective detection fields.
  • the time shift between the relative reference signal formed by the PRELI and PREL2 peaks and the primary solid line peak PAI in the first signal a, on the one hand, and between the relative reference signal formed by the PRELI and PREL2 peaks and the secondary peak PA2 in the second signal b, makes it possible to calculate twice the common pitch angle cp from geometric and kinematic parameters of the turbomachine 1.
  • the calculation precision of the common setting angle cp is increased.
  • At least one blade 22 of the movable wheel 21 comprises a needle 11 A of type A and a needle 11 B of type B.
  • a needle 11 A of type A has a first length 11 and a needle of type B has a second length I2 longer than the first length 11, so that a needle 11A of type A is only detected by the first row of sensors 12A, and that a needle 11 B of type B is detected at the both by the first row of magnetic sensors 12A and by the second row of magnetic sensors 12B.
  • the opposite configuration in which a needle 11A of type A is only detected by the second row of sensors 12B and a needle 11 B of type B is detected both by the first row of magnetic sensors 12A and by the second row of magnetic sensors 12B, is also possible.
  • the description which follows will be transposed to this inverse configuration by the inversion of the first row of magnetic sensors and the second row of magnetic sensors.
  • a needle 11 A of type A is detected by the first row of magnetic sensors 12A; a needle 11 B of type B is detected both by the first row of magnetic sensors 12A and by the second row of magnetic sensors 12B during the passage of the corresponding blades 22 in the respective detection fields thereof.
  • Figure 14 is a schematic representation of different types of signals received by the processing unit for different values of the common setting angle cp.
  • a first signal a and a second signal b are represented.
  • the first signal a corresponds to the signal received by the first row of magnetic sensors 12A.
  • the second signal b corresponds to the signal received by the second row of magnetic sensors 12B.
  • the needle 11 When the common setting angle cp to be measured is included in the second angular range [y; 02], illustrated in Figure 14 by a value equal to 90 degrees, that is to say that the blades 22 of the movable wheel 21 are in the “flag” position, the needle 11 has type A of a blade 22 comprising a needle 11 A of type A and a needle 11 B of type B facing the first row of sensors 12A and the second row of sensors 12B is not detected. But the needle 11 B of type B is detected by the first row of sensors 12A.
  • the first module of the processing unit receives the first signal a, which comprises, between two relative reference signals, a primary peak PBI.
  • the second module of the processing unit receives the second signal b.
  • the second signal b comprises, between two relative reference signals, a secondary peak PB2 corresponding to the passage of the needle 11 B of type B of the blade 22 in the field of the second row of sensors 12B.
  • the first module of the processing unit receives , between two relative reference signals, a first peak PAI, corresponding to the passage in the detection field of the first row of magnetic sensors 12A of the needle 11 A of type A of the blade 22 facing the first row of magnetic sensors 12A and to the second row of magnetic sensors 12B, and a second peak PBI, corresponding to the detection of the needle 11 B of type B of said blade 22.
  • the second module of the processing unit receives, between two relative reference signals, a single peak PB2, corresponding to the passage into the detection field of the second row of sensors 12B of the needle 11 B of type B of the blade 22.
  • the second module of the processing unit receives second signal b composed only of the relative reference signals and the absolute reference signal.
  • the first module of the processing unit receives the first signal a.
  • the first signal a comprises, between two relative reference signals, a PAI peak corresponding to the passage of the type A needle of the current blade. The time shift between the relative reference signal formed by the PRELI and PREL2 peaks and the PAI peak makes it possible to calculate the common pitch angle cp from geometric and kinematic parameters of the turbomachine.
  • This variant of the measurement method according to the invention makes it possible to measure the common setting angle cp over the entire range [01; 02] on the basis of clearly identified electrical signals.
  • the invention makes it possible to extend the measurement range of the pitch angle of the blades 22 in a variable pitch angle system, by the combination of magnetic needles.
  • the needles 11 A of type A have a first shape and the needles 11 B of type B have a second shape different from the first shape.
  • needles 11 A of type A preceded that of needles 11 B of type B.
  • needles 11 A of type A are the first detected after the detection of a relative reference magnetic target (or the absolute reference magnetic target).
  • a second variant consists of the opposite configuration, that is to say, in which the needles 11 B of type B are the first detected after the detection of a magnetic target of relative reference (or of the magnetic target of absolute reference ) is possible by modifying the geometry of the device.

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Abstract

Dispositif de mesure d'angle de calage et procédé de mesure d'angle de calage associé Un aspect de l'invention concerne un dispositif de mesure d'angle de calage d'aubes d'une turbomachine avec un premier axe X, comprenant : - une roue mobile centrée sur le premier axe X munie d'une pluralité d'aubes disposées radialement autour du premier axe X, chaque aube présentant un pied au niveau duquel elle est montée pivotante autour d'un deuxième axe Y radial de pivotement, - un bâti fixe d'axe X, comprenant au moins un ensemble de capteurs magnétiques fixes perpendiculaire au premier axe X, - la roue mobile comprenant une première cible magnétique, la cible magnétique étant fixe sur la roue mobile, chaque aube ayant un profil orienté selon un troisième axe Z, - une première aiguille magnétique fixée sur une première aube et formant un premier angle alpha avec le troisième axe de la première aube, la première cible magnétique servant de repère pour la première aube, le dispositif de mesure comprenant une deuxième aiguille magnétique fixée sur une deuxième aube et formant un deuxième angle beta avec le troisième axe de la deuxième aube, le deuxième angle beta étant différent du premier angle alpha.

Description

DESCRIPTION
TITRE : Dispositif de mesure d’angle de calage et procédé de mesure d’angle de calage associé
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
[0001] Le domaine technique de l’invention est celui des aubes à calage variable dans des turbomachines. L’invention trouve une application particulière dans le domaine de l’aéronautique, notamment pour les aubes de turboréacteurs ou des turbopropulseurs d’avions.
[0002] La présente invention concerne la mesure de l’angle de calage des aubes et en particulier un dispositif de mesure d’angle de calage et un procédé de mesure d’angle de calage utilisant ce dispositif.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE DE L’INVENTION
[0003] La figure 1 représente une turbomachine 1 avec un premier axe X avec, d'amont en aval, un module de soufflante 2 et un générateur de gaz à double corps formé d'un premier compresseur 3, d'un second compresseur 4, d'une chambre de combustion 5, et de deux turbines en série 6 et 7. Le module de soufflante 2 est montée sur un bâti 80 fixe de premier axe X et est composée d’une roue mobile 21 centrée sur le premier axe X. Lors du fonctionnement de la turbomachine 1 , la roue mobile tourne autour du premier axe X. La roue mobile est munie d’une pluralité d'aubes 22 disposées radialement autour du premier axe X. Comme illustré sur la figure 2, chaque aube 22 comporte un pied 22a au niveau duquel elle est montée pivotante autour d’un deuxième axe Y radial de pivotement. Ainsi, outre sa rotation autour de l’axe X de manière solidaire avec la roue mobile 21 , chaque aube 22 pivote autour du deuxième axe Y radial de pivotement. Ce mouvement de pivotement correspond à un changement de l’angle de calage de chaque aube 22. Le pivotement est piloté en fonction des besoins de vol.
[0004] L’angle de calage d’une aube 22 correspond à l’orientation de l’aube 22 par rapport à l’axe X de la turbomachine 1 . Comme illustré sur la figure 3, le premier axe X de la turbomachine 1 correspond au sens d’écoulement des gaz circulant dans la turbomachine, représenté par la flèche F. Lorsqu’une aube 22 est en position « drapeau », représentée par le trait Pd, elle laisse les gaz s’écouler et son angle de calage est de 90°, par rapport à une droite tangentielle A. Lorsque l’aube 22 est en position « reverse », représentée par le trait Pr, son pas est inversé et inverse le sens d’écoulement des gaz autour de l’aube 22.L’ angle de calage est alors compris dans une plage angulaire d’angles négatifs allant approximativement de 0 degrés à -20 degrés. Entre ces deux positions, l’aube est dans une position de calage Pv dite de calage de vol. Dans les systèmes à angle de calage variable, mesurer l’angle de calage des aubes permet de contrôler celui-ci et de l’ajuster en conséquence suivant les besoins de vol.
[0005] Il existe des dispositifs de mesure d’angle de calage utilisant des aiguilles en matériau ferromagnétique couplées à des capteurs magnétiques. Un exemple de ce type de solutions est illustré aux figures 4 et 5. Une aiguille magnétique 110, fixée au pied 22a d’une aube 22 dont l’angle de calage est mesuré, passe devant un capteur fixe 120, qui détecte alors une variation de champ magnétique. L’analyse du signal détecté par le capteur 120 fixe permet, par utilisation de signaux de référence correspondant à la détection d’une cible de référence absolue 13 et de cibles de référence relative 14, de déterminer l’angle de calage de l’aube.
[0006] Cependant, la plage angulaire de mesure de ce type de dispositifs est souvent limitée par l’architecture de la turbomachine. En effet, comme illustré sur la figure 6, il existe un angle mort de mesure 0M du fait des limites physiques du champ de détection du capteur fixe 120, et des contraintes sur la longueur de l’aiguille magnétique 110 imposées par le positionnement des autres composants de la turbomachine. Par exemple, sur la figure 6, l’aiguille magnétique 110 ne passe plus dans le champ de détection du capteur fixe 120 pour les positions comprises entre les positions Pd et Pvo de l’aube 22, correspondant aux positions de l’aiguille magnétique 110d et 11 Ovo. Typiquement, la plage des angles de calage compris entre 60 et 90 degrés n’est pas mesurable.
[0007] De manière générale, il est impossible, avec certaines architectures de turboréacteurs, de mesurer l’ensemble de la plage angulaire couvrant les angles de calage entre la position « drapeau » et la position « reverse ». Or il est avantageux de mesurer toutes les positions de calage d’aube. Par exemple, lors du démarrage du turboréacteur, les aubes sont typiquement en position « drapeau ». Or, il est possible que cette position ne soit pas mesurable dans le cas où la position de l’aiguille magnétique 110 correspondante soit dans un angle mort du capteur fixe 120. RESUME DE L’INVENTION
[0008] L’invention offre une solution aux problèmes évoqués précédemment, en permettant d’élargir la plage de mesure d’angle de calage, afin améliorer le contrôle de ce paramètre.
[0009] Un premier aspect de l’invention concerne un dispositif de mesure d’angle de calage d’aubes d’une turbomachine avec un premier axe X, comprenant :
- une roue mobile centrée sur le premier axe X munie d’une pluralité d'aubes disposées radialement autour du premier axe X, chaque aube présentant un pied au niveau duquel elle est montée pivotante autour d’un deuxième axe Y radial de pivotement,
- un bâti fixe d’axe X, comprenant au moins un ensemble de capteurs magnétiques fixes perpendiculaire au premier axe X,
- la roue mobile comprenant une première cible magnétique, la cible magnétique étant fixe sur la roue mobile, chaque aube ayant un profil orienté selon un troisième axe Z,
- une première aiguille magnétique fixée sur une première aube et formant un premier angle alpha avec le troisième axe de la première aube, la première cible magnétique servant de repère pour la première aube, le dispositif de mesure comprenant une deuxième aiguille magnétique fixée sur une deuxième aube et formant un deuxième angle beta avec le troisième axe de la deuxième aube, le deuxième angle beta étant différent du premier angle alpha.
[0010] Grâce à l’invention, la plage angulaire de mesure d’angle de calage est élargie. Il est permis de mesurer des angles de calage correspondant à des positions de calage d’aube extrêmes telles que la position « drapeau » et la position « reverse », du fait du décalage entre la première aiguille magnétique et la deuxième aiguille magnétique.
[0011] Avantageusement, le deuxième angle beta est compris entre alpha +20 degrés et alpha + 50 degrés. Ainsi, une plage angulaire de mesure d’angle de calage pouvant atteindre 110 degrés peut être atteinte.
[0012] Avantageusement, le premier angle alpha est compris entre 70 degrés et 130 degrés. La valeur du premier angle alpha dépend de la plage angulaire de mesure d’angle de calage. En effet, dans la position drapeau Pd , l’angle de calage peut être égal à 85 ou 90 degrés par rapport à la droite tangentielle A. Dans la position « reverse » Pr, l’angle de calage peut être égal à -5 degrés ou -15 degrés. Cette plage de valeurs permet d’agencer la première aiguille magnétique et la deuxième aiguille magnétique de sorte qu’elles puissent passer dans le champ de détection de capteurs magnétiques.
[0013] Dans un premier mode de réalisation, la roue mobile comprend une deuxième cible magnétique servant de repère pour la deuxième aube, la première aube et la deuxième aube sont successives, et l’au moins un ensemble de capteurs magnétiques fixes consiste en un unique ensemble de capteurs magnétiques. Cette configuration permet de réduire le nombre d’aiguilles à installer sur au moins certaines des aubes de la turbine.
[0014] Dans un deuxième mode de réalisation, la première aube et la deuxième aube sont confondues et le bâti fixe comprend un premier ensemble et un deuxième ensemble de capteurs magnétiques fixes perpendiculaires au premier axe X. Cette configuration permet de mesurer l’angle de calage de chaque aube de la turbine quel que soit la valeur de l’angle de calage dans la plage angulaire de mesure.
[0015] Dans le deuxième mode de réalisation, la première aiguille magnétique et la deuxième aiguille magnétique sont de même longueur. Cette configuration permet de renforcer la redondance du système de mesure et d’améliorer la précision de mesure de l’angle de calage.
[0016] Dans une variante du deuxième mode de réalisation, la première aiguille magnétique et la deuxième aiguille magnétique ont des longueurs différentes. Cette configuration permet d’équilibrer la redondance du système de mesure tout en conservant une plage angulaire de mesure d’angle de calage étendue.
[0017] Avantageusement, la première aiguille magnétique et la deuxième aiguille magnétique présentent des formes différentes. Cette configuration facilite le traitement des signaux par l’unité de traitement.
[0018] Un deuxième aspect de l’invention concerne un procédé de mesure d’angle de calage d’une aube d’une turbomachine par le dispositif de mesure selon le premier mode de réalisation, le dispositif de mesure comprenant en outre une unité de traitement, le procédé comprenant :
- soit une étape de détection unique (E1 a), par l’unique ensemble de capteurs magnétiques, d’une unique variation de champ magnétique, - soit une étape de détection multiple (E1 b), par l’unique ensemble de capteurs magnétiques, d’une première variation de champ magnétique et d’une deuxième variation de champ magnétique, où :
- si le procédé comprend l’étape de détection unique (E1 a), l’unique variation de champ magnétique correspond au passage de la première aiguille magnétique ou de la deuxième aiguille magnétique à proximité de l’unique rangée de capteurs,
- si le procédé comprend l’étape de détection multiple (E1 b) la première variation de champ magnétique correspond au passage de la première aiguille magnétique à proximité de l’unique ensemble de capteurs et la deuxième variation de champ magnétique correspond au passage de la deuxième aiguille magnétique à proximité de l’unique ensemble de capteurs, et où le procédé comprend, suite à l’étape de détection unique (E1 a) ou à l’étape de détection multiple (E1 b), une étape de calcul de l’angle de calage (E4) par l’unité de traitement sur la base d’un signal électrique représentatif d’une variation de champ magnétique.
[0019] Un troisième aspect de l’invention concerne un procédé de mesure d’angle de calage d’une aube d’une turbomachine par un dispositif de mesure selon le deuxième mode de réalisation ou sa variante, le dispositif de mesure comprenant en outre une unité de traitement, le procédé comprenant :
- soit une étape de détection unique (E2a), par le premier ensemble de capteurs magnétiques ou par le deuxième ensemble de capteurs magnétiques, d’une unique variation de champ magnétique,
- soit une étape de détection multiple (E2b) d’une première variation de champ magnétique par le premier ensemble de capteurs magnétiques et d’une deuxième variation de champ magnétique par le deuxième ensemble de capteurs magnétiques, où :
- si le procédé comprend l’étape de détection unique (E2a), l’unique variation de champ magnétique correspond au passage soit de la première aiguille magnétique à proximité du premier ensemble de capteurs magnétiques ou de la deuxième aiguille magnétique à proximité du deuxième ensemble de capteurs,
- si le procédé comprend l’étape de détection multiple (E2b) la première variation de champ magnétique correspond au passage de la première aiguille magnétique à proximité du premier ensemble de capteurs et la deuxième variation de champ magnétique correspond au passage de la deuxième aiguille magnétique à proximité du deuxième ensemble de capteurs, et où le procédé comprend, suite à l’étape de détection unique (E2a) ou à l’étape de détection multiple (E2b), une étape de calcul de l’angle de calage (E5) par l’unité de traitement sur la base d’un signal électrique représentatif d’une variation de champ magnétique.
[0020] L’invention et ses différentes applications seront mieux comprises à la lecture de la description qui suit et à l’examen des figures qui l’accompagnent.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
[0021] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
- La figure 1 montre une représentation schématique d’une turbomachine selon l’art antérieur.
- La figure 2 montre un pied d’aube de turbomachine à calage variable selon l’art antérieur.
- La figure 3 représente différentes positions de calage d’une aube de turbomachine.
- La figure 4 représente une vue tridimensionnelle d’un dispositif de mesure d’angle de calage d’aube de turbomachine selon l’art antérieur.
- La figure 5 est une coupe transverse du dispositif de mesure d’angle de calage d’aube de turbomachine de la figure 4.
- La figure 6 est une illustration d’un angle mort de mesure dans un dispositif de mesure d’angle de calage d’aube de turbomachine selon l’art antérieur.
- La figure 7 représente la direction d’un troisième axe défini par chacune des aubes de turbomachine selon l’invention sont orientées.
- La figure 8a et la figure 8b illustrent schématiquement le positionnement d’une première aiguille magnétique et d’une deuxième aiguille magnétique selon l’invention.
- La figure 9a et la figure 9b représentent un dispositif de mesure d’angle de calage selon un premier mode de réalisation de l’invention.
- La figure 10a, la figure 10b, la figure 10c et la figure 10d représentent, pour différents angles de calage d’aube, un dispositif de mesure d’angle de calage selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. - La figure 11 a, la figure 11 b, la figure 11 c et la figure 11 d représentent, pour différents angles de calage d’aube, un dispositif de mesure d’angle de calage selon une variante du deuxième mode de réalisation de l’invention.
- La figure 12 représente de manière schématique, pour différents angles de calage d’aube, un exemple de signal reçu par une unité de traitement du dispositif de mesure d’angle de calage selon le premier mode de réalisation de l’invention.
- La figure 13 représente de manière schématique, pour différents angles de calage d’aube, des exemples de signaux reçus par l’unité de traitement du dispositif de mesure d’angle de calage selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
- La figure 14 représente de manière schématique, pour différents angles de calage d’aube, des exemples de signaux reçus par l’unité de traitement du dispositif de mesure d’angle de calage selon la variante du deuxième mode de réalisation de l’invention.
DESCRIPTION DETAILLEE
[0022] Les figures sont présentées à titre indicatif et nullement limitatif de l’invention.
[0023] Sauf précision contraire, un même élément apparaissant sur des figures différentes présente une référence unique.
[0024] La présente invention propose d’élargir la plage de mesure d’angle de calage d’aubes à calage variable d’une turbomachine en utilisant une combinaison d’aiguilles magnétiques fixées sur les aubes. Comme il va être décrit par la suite, cet élargissement va être réalisé par un décalage angulaire des aiguilles magnétiques.
[0025] On considère ici une turbomachine 1 , de type turboréacteur, comprenant les composants de la figure 1 , et notamment le module de soufflante 2 comprenant la roue mobile 21 et les aubes 22. Le premier compresseur 3 est relié par un arbre de turbine 71 d’axe X à la turbine 7 pour former un corps à basse pression. Le second compresseur 4 est relié par un arbre 61 , d’axe X, à la turbine 6 pour former un corps à haute pression. Les organes structuraux fixes de la turbomachine comprennent un carter d’entrée 8 situé en amont du générateur de gaz entre le module de soufflante 2 et le compresseur 3, le carter inter-compresseurs 9 entre le compresseur 3 et le compresseur 4. A l’aval, la transmission des efforts du moteur à la suspension est assurée par un carter d’échappement 10. La roue mobile 21 est solidaire d’un rotor du compresseur 3 monté rotatif dans le carter d’entrée 8. [0026] Chaque aube 22 définit la direction d’un troisième axe Z, comme illustré sur la figure 7.
[0027] Des aiguilles magnétiques 11 sont fixées au niveau des pieds d’au moins une partie des aubes 22 de la roue mobile 21 . Autrement dit, une aube 22 de la roue mobile 21 comporte une aiguille magnétique 11 , ou deux aiguilles magnétiques 11 , ou n’en comporte aucune. Il y a au moins deux aiguilles magnétiques 11 , portées soit par une même aube 22 de la roue mobile 21 , ou par deux aubes différentes. Il peut y avoir des aiguilles magnétiques 11 sur certaines aubes 22 de la roue mobile 21 voire sur toutes les aubes 22 de la roue mobile 21 . Les aiguilles magnétiques 11 sont réparties en un premier sous-ensemble comprenant au moins une aiguille magnétique 11 A, dénommée par la suite aiguille de type A et en un deuxième sous-ensemble comprenant au moins une aiguille magnétique 11 B dénommée par la suite aiguille de type B.
[0028] Une unité de traitement est prévue pour recevoir et traiter des signaux électriques en provenance de capteurs magnétiques qui vont être décrits par la suite.
[0029] Chaque aiguille 11A de type A forme un premier angle alpha avec le troisième axe Z de l’aube au pied de laquelle elle est fixée, comme illustré sur la figure 8a. Chaque aiguille 11 B de type B forme un deuxième angle beta, avec le troisième axe Z de l’aube au pied de laquelle elle est fixée, comme illustré sur la figure 8b. Le deuxième angle beta est différent du premier angle alpha. Par exemple, le premier angle alpha a une valeur comprise entre 70 et 130 degrés. Par exemple, le deuxième angle beta est compris entre alpha+20 degrés et alpha-i- 50 degrés.
[0030] La roue mobile 21 comprend une cible magnétique de référence 13, fixe sur la roue mobile 21 et servant de repère azimutal absolu. La cible magnétique de référence présente une forme typique, par exemple comprenant trois griffes, de sorte à générer une variation de champ magnétique identifiable lorsqu’elle passe devant les capteurs magnétiques précédemment cités et qui vont être décrits par la suite, quand la roue mobile 21 tourne autour de l’axe X. La cible magnétique de référence permet notamment de compter le nombre de tours.
[0031] Par ailleurs, la roue mobile 21 comprend des cibles magnétiques relatives 14, fixes sur la roue mobile 21 et servant de repères azimutaux relatifs permettant d’identifier certaines aubes 22 de la roue mobile 21 sur les signaux électriques reçus par l’unité de traitement comme il sera vu par la suite. Les cibles magnétiques relatives 14 présentent également une forme typique, par exemple comprenant deux griffes, de sorte à générer une variation de champ magnétique identifiable lorsqu’elles passent devant les capteurs magnétiques précédemment cités, quand la roue mobile 21 tourne autour du premier axe X.
[0032] Dans un premier mode de réalisation du dispositif de mesure d’angle de calage d’aube selon l’invention, illustré sur les figures 9a et 9b, le bâti fixe 80 comprend une unique rangée de capteurs magnétiques 12. Par exemple, la rangée de capteurs magnétiques comprend 4 capteurs magnétiques. La rangée de capteurs magnétiques 12 est perpendiculaire au premier axe X.
[0033] Les capteurs magnétiques de la rangée de capteurs magnétiques 12 détectent tous un même signal au passage d’une aiguille magnétique 11 A,11 B dans leur champ de détection. Ce même signal est représentatif de la variation de champ magnétique induite par l’aiguille magnétique 11 A, 1 1 B passant dans le champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques 12. Ainsi, cette pluralité de capteurs magnétiques assure une redondance du signal reçu, ainsi que la réception de celui-ci dans le cas, par exemple, où un capteur de la rangée de capteurs magnétiques 12 est défectueux. Le signal reçu par la rangée de capteurs magnétiques 12 est transmis à l’unité de traitement. Typiquement, le signal est un pic de tension électrique. Préférentiellement, les aiguilles 11 A, 11 B sont identiques. Cette configuration permet de ne pas nécessiter de têtes d’aiguilles différentes.
[0034] Dans ce mode de réalisation, une aiguille 11 A de type A est fixée sur le pied d’au moins une aube 22 de la roue mobile 21 , et une aiguille 11 B de type B est fixée sur le pied 22a de l’aube successive à la au moins une aube sur la roue mobile 21. Les aubes portant des aiguilles de type A sont nommées dans ce mode de réalisation aubes de type A et les aubes portant des aiguilles de type B sont nommées aubes de type B.
[0035] Sur les figures 9a et 9b, on observe le passage d’une aube de type A et d’une aube de type B dans le champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques 12. L’angle de calage de l’aube de type A et l’angle de calage de l’aube de type B sont identiques. Par exemple, sur la figure 9a, on peut observer que l’aiguille 11 A, fixée sur une première aube, passe à la limite du champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques 12. Par ailleurs, comme visible sur la figure 9b, du fait du décalage entre le premier angle alpha et le deuxième angle beta, l’aiguille 11 B fixée sur une aube successive passe dans le champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques 12 mais plus au centre du champ de détection en comparaison à la figure 9a.
[0036] Dans un deuxième mode de réalisation du dispositif de mesure d’angle de calage d’aube selon l’invention illustré sur les figures 10a, 10b, 10c et 10d, le bâti fixe 21 comprend une première rangée de capteurs magnétiques 12A et une deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B distincte de la première rangée de capteurs magnétiques 12A. Par exemple, chacune parmi la première rangée de capteur magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B comprend 4 capteurs magnétiques.
[0037] La première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B sont perpendiculaires au premier axe X. La première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B sont décalées axialement le long du premier axe X. Différentes positions de calage d’aube 22 sont représentées sur les figures 10a, 10b, 10c et 10d.
[0038] Par ailleurs, l’unité de traitement comporte un premier module et un deuxième module.
[0039] Les capteurs magnétiques de la première rangée de capteurs magnétiques 12A des figures 10a, 10b, 10c et 10d détectent un premier signal, identique pour chacun des capteurs, au passage d’une aiguille magnétique 11 A, 11 B dans le champ de détection de la première rangée de capteurs magnétiques 12A. Ainsi, cette pluralité de capteurs magnétiques assure une redondance du signal reçu, ainsi que la réception de celui-ci dans le cas, par exemple, où un capteur de la première rangée de capteurs magnétiques 12A est défectueux, ou que l’aiguille magnétique 11 A, 11 B n’est pas dans le champ de détection d’un capteur. Le premier signal est représentatif de la variation de champ magnétique induite par l’aiguille magnétique 11 A, 11 B passant dans le champ de détection de la première rangée de capteurs magnétiques 12A. Le premier signal est transmis et reçu par le premier module de l’unité de traitement. Typiquement, le premier signal est un pic de tension électrique. [0040] Les capteurs magnétiques de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B des figures 10a, 10b, 10c et 10d détectent un deuxième signal, identique pour chacun des capteurs, au passage d’une aiguille magnétique 11 A, 11 B dans le champ de détection de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B. Ainsi, cette pluralité de capteurs magnétiques assure une redondance du signal reçu, ainsi que la réception de celui-ci dans le cas, par exemple, où un capteur de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B est défectueux, ou que l’aiguille magnétique 11 A, 11 B n’est pas dans le champ de détection d’un capteur. Le deuxième signal est représentatif de la variation de champ magnétique induite par l’aiguille magnétique 11 A, 11 B passant dans le champ de détection. Le deuxième signal est transmis et reçu par le deuxième module de l’unité de traitement. Typiquement, le deuxième signal est un pic de tension électrique.
[0041] Dans ce mode de réalisation, au moins une aube 22 de la roue mobile 21 comporte une aiguille 11 A de type A et une aiguille 11 B de type B. Les aiguilles 11 A de type A et les aiguilles 11 B de type B ont la même longueur.
[0042] Sur la figure 10a, seule l’aiguille 11 B passe dans le champ de la première rangée de capteurs magnétiques 12A et dans celui de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B.
[0043] Sur la figure 10b, l’aiguille 11 A et l’aiguille 11 B passent toutes deux dans le champ de la première rangée de capteurs magnétiques 12A et dans celui de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B.
[0044] Sur la figure 10c, seule l’aiguille 11 A passe dans le champ de la première rangée de capteurs magnétiques 12A et dans celui de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B.
[0045] Sur la figure 10d, seule l’aiguille 11 A passe dans le champ de la première rangée de capteurs magnétiques 12A.
[0046] Dans une variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de mesure d’angle de calage d’aube selon l’invention illustrée sur les figures 11 a, 11 b, 11 c et 11 d, une aiguille 11 A de type A a une première longueur 11 et une aiguille 11 B de type B a une deuxième longueur I2 plus longue que la première longueur 11. Ainsi, une aiguille 11 A de type A passe uniquement dans le champ de détection de la première rangée de capteurs 12A. Aussi, une aiguille 11 B de type B passe à la fois dans le champ de détection de la première rangée de capteurs 12A et dans celui de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B. Différentes positions de calage d’aube 22 sont représentées sur les figures 10a, 10b, 10c et10d.
[0047] Sur la figure 11 a, seule l’aiguille 11 B passe dans le champ de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B.
[0048] Sur la figure 11 b, l’aiguille 11 A n’est pas détectée. L’aiguille 11 B passe à la fois dans le champ de détection de la première rangée de capteurs magnétiques 12A et dans celui de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B.
[0049] Sur la figure 11 c, l’aiguille 11 A ne passe pas dans le champ de la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B, mais dans celui de la première rangée de capteurs magnétiques 12A.
[0050] Sur la figure 11d, seule l’aiguille 11 A passe dans le champ de la première rangée de capteurs magnétiques 12A.
[0051] Ainsi, le dispositif de mesure d’angle de calage selon l’invention permet de mesurer des angles de calage sur une plage angulaire plus étendue que dans l’art antérieur, typiquement, une plage angulaire comprise entre 100 et 110 degrés, grâce au décalage entre le premier angle alpha et le deuxième angle beta. En effet, ce décalage permet de définir trois sous-plages angulaires de mesure dont les extrémités peuvent atteindre des valeurs correspondant aux positions de calage extrêmes des aubes 22, à savoir la position « drapeau » et la position « reverse ».
[0052] On va décrire ci-après un procédé de mesure d’angle de calage d’aube à angle de calage variable selon l’invention. Lorsqu’on vol, une modification des angles de calage des aubes 22 est actionnée, toutes les aubes 22 sont pivotées autour de leur deuxième axe Y radial de pivotement d’un même angle.
[0053] En fonctionnement, l’angle de calage des aubes 22 du module de soufflante 2 varie sur une plage angulaire [0i ; 62] entre la position « reverse » (correspondant à l’angle de calage 0i) et la position « drapeau » (correspondant à l’angle de calage 62).
[0054] La plage angulaire [0i ; 62] se divise en trois sous-plages : une première plage angulaire [0i ; 5] où seule une aiguille 11 A de type A est détectée ; une plage dite « plage multiple » [5 ;y] où une aiguille 11 A de type A et une aiguille 11 B de type B est détectée ; et une deuxième plage angulaire [y ; 02] où seule une aiguille 11 B de type B est détectée.
[0055] Par exemple, la plage [01 ;02] est égale à [-20 ; 90 degrés]. Par exemple, si la première plage angulaire [01 ; 5], est égale à [-20 ; 30 degrés], le décalage entre le premier angle alpha et le deuxième angle beta peut être choisi égal à 50 degrés. Ainsi, la deuxième plage angulaire [5 ;02], est égale à [40 ; 90 degrés].
[0056] On note cp l’angle de calage commun des aubes.
[0057] On suppose par ailleurs que la cible magnétique de référence 13 présente une forme avec trois griffes et que les cibles magnétiques relatives 14 présentent une forme avec deux griffes.
[0058] Un premier mode de réalisation du procédé, réalisé par le premier mode de réalisation du dispositif de mesure d’angle de calage d’aube selon l’invention, est décrit ci-dessous. Deux aubes successives de la roue mobile 21 sont respectivement une aube de type A et une aube de type B.
[0059] Si l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la première plage angulaire [01 ; 5], une aiguille 11 A de type A est détectée par la rangée de capteurs magnétiques 12 lors du passage de l’aube correspondante devant la rangée de capteurs magnétiques 12.
[0060] Si l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage multiple [5 ;y], une aiguille 11 A de type A et une aiguille de type B sont détectées par la rangée de capteurs magnétiques 12 lors du passage des aubes correspondantes devant la rangée de capteurs magnétiques 12.
[0061] Si l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la deuxième plage angulaire [y ; 02], une aiguille 11 B de type B est détectée par la rangée de capteurs magnétiques 12 lors du passage de l’aube correspondante devant la rangée de capteurs magnétiques 12.
[0062] En fonctionnement, la roue mobile 21 tourne autour de l’axe X. La rangée de capteurs magnétiques 12 détecte, en temps réel, la cible magnétique de référence 13, les cibles magnétiques relatives 14, et au moins une aiguille 11 A de type A ou 11 B de type B qui passent dans son champ de détection. [0063] Lorsque la cible magnétique de référence passe dans le champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques 12, l’unité de traitement reçoit un signal de référence absolu formé de trois pics successifs PABSI , PABS2 et PABSS, du fait des trois variations de champ magnétique créées successivement par les trois griffes de la cible magnétique de référence.
[0064] Lorsqu’une cible magnétique relative 14 passe dans le champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques 12, l’unité de traitement reçoit un signal de référence relatif formé de deux pics successifs PRELI et PREL2, du fait des deux variations de champ magnétique créées successivement par les deux griffes de ladite cible secondaire.
[0065] Lorsqu’une aube courante 22 comprenant une aiguille 11A,11 B, et en particulier son pied 22a, passe devant la rangée de capteurs 12, deux configurations sont possibles, selon la valeur de l’angle de calage commun cp.
[0066] Si l’aube courante 22 est une aube de type A, l’unité de traitement recevra un signal en provenance de la rangée de capteurs magnétiques 12 seulement dans le cas où l’aiguille 11 A de type A fixée au pied de l’aube passe dans le champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques 12. Autrement dit, l’unité de traitement recevra un signal dans le cas où l’angle de calage commun cp est compris soit dans la première plage angulaire [0i ; y], soit dans la plage multiple [5 ; y]. Sinon, c’est-à-dire si l’angle de calage commun cp est compris dans la plage angulaire [y ; 02], l’unité de traitement ne recevra pas de signal.
[0067] Cependant, l’aube successive, c’est-à-dire succédant l’aube courante 22 sur la roue mobile 21 , lorsque cette dernière poursuit sa rotation autour de l’axe X, est une aube de type B. Ainsi, lors du passage de l’aube successive, si l’angle de calage commun cp est compris dans la plage angulaire [y ; 02], l’unité de traitement recevra un signal en provenance de la rangée de capteurs magnétiques 12 du fait de la détection de l’aiguille 11 B de type B dans le champ de détection de la rangée de capteurs magnétiques.
[0068] La figure 12 est une représentation schématique de différents types de signaux reçus par l’unité de traitement pour différentes valeurs de l’angle de calage commun cp. [0069] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage [Y ; 02], illustré par une valeur égale à 90 degrés, c’est-à-dire, que les aubes 22 de la roue mobile 21 sont en position « drapeau », l’unité de traitement reçoit, entre deux signaux de référence relatifs, un pic PB correspondant au passage d’une aiguille 11 B de type B. Le décalage temporel entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic PB permet de calculer l’angle de calage commun cp à partir de paramètre géométriques et cinématiques de la turbomachine.
[0070] Les paramètres géométriques et cinématiques de la turbomachine sont par exemple la distance de l’axe X au diamètre extérieur de la roue mobile 21 , correspondant à la zone de support des pieds d’aubes 22a, l’angle entre la cible magnétique de référence et la cible secondaire correspondant au signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2, la position de la rangée de capteurs magnétiques 12 par rapport au pied 22a de l’aube 22 passant dans son champ, et la vitesse de rotation de la roue mobile 21 .
[0071] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage multiple [5 ;y], illustré sur la figure 12 par des valeurs égales à 30 ou 40 degrés, l’unité de traitement reçoit, entre deux signaux de référence secondaires, un premier pic PA, puis un deuxième pic PB. Le premier pic PA correspond au passage dans le champ de détection de la rangée de capteurs 12 d’une aube de type A et le deuxième pic PB correspond au passage dans le champ de détection de la rangée de capteurs 12 de l’aube de type B succédant à l’aube de type A sur la roue mobile 21 . Le décalage temporel entre le premier pic et le deuxième pic correspond au décalage angulaire entre l’aube de type A et l’aube de type B lui succédant.
[0072] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage [01 ; y], illustré sur la figure 12 par une valeur égale à 0 degrés, c’est-à-dire, que les aubes 22 de la roue mobile 21 sont proches de la position « reverse», l’unité de traitement reçoit, entre deux signaux de référence relatifs, un pic PA correspondant au passage d’une aiguille 11A de type A. Le décalage temporel entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic PB permet de calculer l’angle de calage commun cp à partir des paramètre géométriques et cinématiques de la turbomachine 1 . [0073] La position du signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 permet, par comptage à partir du dernier signal de référence absolu formé des pics PABSI , PABS2 et PABSS reçu précédemment par l’unité de traitement d’identifier les aubes 22 de la roue mobile 21 qui ont généré les pics PA et PB.
[0074] Un deuxième mode de réalisation du procédé, réalisé par le deuxième mode de réalisation du dispositif de mesure d’angle de calage d’aube selon l’invention, est décrit ci-dessous.
[0075] Au moins une aube 22 de la roue mobile 21 comporte une aiguille 11 A de type A et une aiguille 11 B de type B. Une aiguille 11 A de type A et une aiguille 11 B de type B ont la même longueur.
[0076] Si l’angle de calage commun cp est compris dans la première plage angulaire [0i ; 5], seule une aiguille 11 A de type A est détectée par la première rangée de capteurs magnétiques 12A et par la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B lors du passage de l’aube 22 correspondante dans leur champ de détection.
[0077] Si l’angle de calage commun cp est compris dans la plage multiple [5 ;y], une aiguille 11 A de type A et une aiguille 11 B de type B sont détectées par la première rangée de capteurs magnétiques 12A et par la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B lors du passage des aubes 22 correspondantes dans leur champ de détection.
[0078] Si l’angle de calage commun cp est compris dans la deuxième plage angulaire [y ; 02], seules une aiguille 11 B de type B est détectée par la première rangée de capteurs magnétiques et par la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B lors du passage de l’aube 22 correspondante dans leur champ de détection.
[0079] La figure 13 est une représentation schématique de différents types de signaux reçus par l’unité de traitement pour différentes valeurs de l’angle de calage commun cp.
[0080] Pour chaque valeur de l’angle de calage commun cp illustrée, un premier signal a et un deuxième signal b sont représentés. Le premier signal a correspond au signal reçu par la première rangée de capteurs magnétiques 12A. Le deuxième signal b correspond au signal reçu par la deuxième rangée de capteurs magnétiques12B. [0081] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la deuxième plage angulaire [y ; 02], illustré sur la figure 13 par une valeur égale à 90 degrés, c’est-à-dire que les aubes de la roue mobile 21 sont en position « drapeau », le premier module de l’unité de traitement reçoit le premier signal a, qui comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un pic primaire PBI correspondant au passage d’une aiguille 11 B de type B. Un deuxième module de l’unité de traitement reçoit le deuxième signal b, qui comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un pic secondaire PB2 correspondant au passage de l’aiguille 11 B.
[0082] Il existe un décalage temporel At, illustré sur la figure 13, entre le pic en primaire PBI et le pic secondaire PB2. Ce décalage temporel At est dû au fait que la première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B sont décalées axialement le long de l’axe X. Ainsi, la distance entre la première rangée de capteurs magnétiques 12A et le pied 22a de l’aube 22 passant dans son champ de détection est différente de la distance entre la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B et le pied 22a de ladite aube 22. Autrement dit, la première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B ne détectent pas au même moment la variation de champ magnétique induite par le passage de l’aiguille 11 B dans leurs champs de détection respectifs.
[0083] Le décalage temporel entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic primaire PBI dans le premier signal a, d’une part, et celui entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic secondaire PB2 dans le deuxième signal b, permettent de calculer deux fois l’angle de calage commun cp à partir de paramètre géométriques et cinématiques de la turbomachine 1 , comme dans le premier mode de réalisation. Ainsi, la précision de calcul de l’angle de calage commun cp est augmentée.
[0084] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage multiple [5 ;y], illustré sur la figure 13 par des valeurs égales à 30 ou 40 degrés, le premier module de l’unité de traitement reçoit le premier signal a. Le premier signal a comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un premier pic primaire PAI , puis un deuxième pic primaire PBI . Le premier pic primaire PAI correspond au passage dans le champ de détection de la première rangée de capteurs 12A de l’aiguille 11 A de type A de l’aube 22 faisant face à la première rangée de capteurs 12A. Le deuxième pic primaire PBI correspond au passage dans le champ de détection de la première rangée de capteurs 12A de l’aiguille 11 B de type B de ladite aube 22. Le décalage temporel entre le premier pic PAI et le deuxième pic PBI correspond au décalage angulaire entre l’aiguille 11 A de type A et l’aiguille 11 B de type B de l’aube 22.
[0085] Le deuxième module de l’unité de traitement reçoit le deuxième signal b. Le deuxième signal b comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un premier pic secondaire PA2, puis un deuxième pic secondaire PB2. Le premier pic secondaire PA2 correspond au passage dans le champ de détection de la deuxième rangée de capteurs 12B de l’aiguille 11 A de type A de l’aube 22 lorsqu’elle fait face à la deuxième rangée de capteurs 12B. Le deuxième pic secondaire PB2 correspond au passage dans le champ de détection de la deuxième rangée de capteurs 12B de l’aiguille 11 B de type B de ladite aube. Le décalage temporel entre le premier pic PA2 et le deuxième pic PB2 correspond au décalage angulaire entre l’aiguille de 11 A type A et l’aiguille 1 B de type B de l’aube.
[0086] On obtient ainsi quatre mesures de l’angle de calage commun cp : deux mesures provenant de la détection de la variation de champ magnétique induite par l’aiguille 11 A de type A d’une aube courante 22, par respectivement la première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B, et provenant de la détection de la variation de champ magnétique induite par l’aiguille 11 B de type B de ladite aube courante 22, par respectivement la première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiquesi 2B. Ainsi, la précision de calcul de l’angle de calage commun cp est augmentée.
[0087] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la première plage angulaire [0i ; y], illustré sur la figure 13 par une valeur égale à 0 degré, c’est-à-dire que les aubes 22 de la roue mobile 21 sont proches de la position « reverse », le premier module de l’unité de traitement reçoit le premier signal a. Le premier signal a comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un pic primaire PAI correspondant au passage d’une aiguille 11 A de type A. Le deuxième module de l’unité de traitement reçoit le deuxième signal b, qui comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un pic secondaire PA2 correspondant au passage de l’aiguille 11 A.
[0088] Le décalage temporel observé sur la figure 13 entre le pic primaire PAI et le pic secondaire PA2 est dû au fait que la première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B sont décalées axialement le long de l’axe X. Ainsi, la distance entre la première rangée de capteurs magnétiques 12A et le pied 22a de l’aube 22 passant dans son champ de détection est différente de la distance entre la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B et le pied 22a de ladite aube 22. Autrement dit, la première rangée de capteurs magnétiques 12A et la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B ne détectent pas au même moment la variation de champ magnétique induite par le passage de l’aiguille 11 A dans leurs champs de détection respectifs.
[0089] Le décalage temporel entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic en trait plein primaire PAI dans le premier signal a, d’une part, et entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic secondaire PA2 dans le deuxième signal b, permet de calculer deux fois l’angle de calage commun cp à partir de paramètres géométriques et cinématiques de la turbomachine 1 . Ainsi, la précision de calcul de l’angle de calage commun cp est augmentée.
[0090] Une variante du deuxième mode de réalisation du procédé de mesure selon l’invention, réalisée par la variante du deuxième mode de réalisation du dispositif de mesure d’angle de calage selon l’invention, va être décrite à présent.
[0091] Au moins une aube 22 de la roue mobile 21 comporte une aiguille 11 A de type A et une aiguille 11 B de type B. Dans cette variante, une aiguille 11 A de type A a une première longueur 11 et une aiguille de type B a une deuxième longueur I2 plus longue que la première longueur 11 , de sorte qu’une aiguille 11A de type A est uniquement détectée par la première rangée de capteurs 12A, et qu’une aiguille 11 B de type B est détectée à la fois par la première rangée de capteurs magnétiques 12A et par la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B. La configuration inverse, dans laquelle une aiguilles11A de type A est uniquement détectée par la deuxième rangée de capteurs 12B et une aiguille 11 B de type B est détectée à la fois par la première rangée de capteurs magnétiques 12A et par la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B, est également possible. La description qui va suivre se transposera à cette configuration inverse par l’interversion de la première rangée de capteurs magnétiques et de la deuxième rangée de capteurs magnétiques.
[0092] Si l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la première plage angulaire [0i ; 5], seules une aiguille 11 A de type A est détectée, et uniquement par la première rangée de capteurs magnétiques 12A, lors du passage de l’aube correspondante 22 dans le champ de détection de la première rangée de capteurs magnétiques 12A.
[0093] Si l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage multiple [5 ;Y], une aiguille 11 A de type A est détectée par la première rangée de capteurs magnétiques 12A ; une aiguille 11 B de type B est détectée à la fois par la première rangée de capteurs magnétiques 12A et par la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B lors du passage des aubes correspondantes 22 dans les champs de détection respectifs de celles-ci.
[0094] Si l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans une deuxième plage angulaire [y ; 02], seule une aiguille 11 B de type B est détectée, et par la première et deuxième rangée de capteurs magnétiques 12A at 12B lors du passage de l’aubes correspondante 22 dans leur champ de détection.
[0095] La figure 14 est une représentation schématique de différents types de signaux reçus par l’unité de traitement pour différentes valeurs de l’angle de calage commun cp.
[0096] Pour chaque valeur de l’angle de calage commun cp illustrée, un premier signal a et un deuxième signal b sont représentés. Le premier signal a correspond au signal reçu par la première rangée de capteurs magnétiques 12A. Le deuxième signal b correspond au signal reçu par la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B.
[0097] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la deuxième plage angulaire [y ; 02], illustré sur la figure 14 par une valeur égale à 90 degrés, c’est-à-dire que les aubes 22 de la roue mobile 21 sont en position « drapeau », l’aiguille 11 a de type A d’une aube 22 comprenant une aiguille 11 A de type A et une aiguille 11 B de type B faisant face à la première rangée de capteurs 12A et à la deuxième rangée de capteurs 12B n’est pas détectée. Mais l’aiguille 11 B de type B est détectée par la première rangée de capteurs 12A. Ainsi, le premier module de l’unité de traitement reçoit le premier signal a, qui comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un pic primaire PBI . Le deuxième module de l’unité de traitement reçoit le deuxième signal b. Le deuxième signal b comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un pic secondaire PB2 correspondant au passage de l’aiguille 11 B de type B de l’aube 22 dans le champ de la deuxième rangée de capteurs 12B. Le décalage temporel, dans le premier signal a, entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic primaire PBI, et celui, dans le deuxième signal b, entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic secondaire PB2, permettent de calculer l’angle de calage commun cp à partir de paramètre géométriques et cinématiques de la turbomachine 1 .
[0098] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage multiple [5 ;y], illustré sur la figure 14 par des valeurs égales à 30 ou 40 degrés, le premier module de l’unité de traitement reçoit, entre deux signaux de référence relatifs, un premier pic PAI , correspondant au passage dans le champ de détection de la première rangée de capteurs magnétiques 12A de l’aiguille 11 A de type A de l’aube 22 faisant face à la première rangée de capteurs magnétiques 12A et à la deuxième rangée de capteurs magnétiques 12B, et un deuxième pic PBI , correspondant à la détection de l’aiguille 11 B de type B de ladite aube 22. Le deuxième module de l’unité de traitement reçoit, entre deux signaux de référence relatifs, un unique pic PB2, correspondant au passage dans le champ de détection de la deuxième rangée de capteurs 12B de l’aiguille 11 B de type B de l’aube 22.
[0099] Lorsque l’angle de calage commun cp à mesurer est compris dans la plage [01 ; y], illustré sur la figure 14 par une valeur égale à 0 degré, c’est-à-dire, que les aubes 22 de la roue mobile 21 sont proches de la position « reverse», l’aiguille 11 B de type B de l’aube 22 faisant face à la première rangée de capteurs 12A et à la deuxième rangée de capteurs 12B n’est pas détectée. Ainsi, le deuxième module de l’unité de traitement reçoit deuxième signal b composé uniquement des signaux de référence relatifs et du signal de référence absolu. Le premier module de l’unité de traitement reçoit le premier signal a. Le premier signal a comprend, entre deux signaux de référence relatifs, un pic PAI correspondant au passage de l’aiguille de type A de l’aube courante. Le décalage temporel entre le signal de référence relatif formé des pics PRELI et PREL2 et le pic PAI permet de calculer l’angle de calage commun cp à partir de paramètre géométriques et cinématiques de la turbomachine.
[00100] Cette variante du procédé de mesure selon l’invention permet de mesurer l’angle de calage commun cp sur toute la plage [01 ; 02] sur la base de signaux électriques clairement identifiés. [00101] Ainsi, l’invention permet d’étendre la plage de mesure de l’angle de calage des aubes 22 dans un système à angle de calage variable, par la combinaison d’aiguilles magnétiques. Selon les différents modes de réalisation de l’invention et leurs variantes, il est possible par exemple de limiter le nombre d’aiguilles, d’augmenter la précision de mesure grâce à une multiplicité de mesures, ou d’optimiser le dispositif selon l’invention en limitant sa redondance.
[00102] Des variantes de réalisation de l’invention sont possibles.
[00103] Ainsi, dans une première variante, les aiguilles 11 A de type A présentent une première forme et les aiguilles 11 B de type B présentent une deuxième forme différente de la première forme. Ceci permet de modeler les pics PAI , PA2, correspondant à la détection des aiguilles 11A de type A, et les pics PBI , PB2, correspondant à la détection des aiguilles 11 B de type B. Ce modelage facilite la reconnaissance de ces pics.
[00104] Par ailleurs, dans les différents modes de réalisation et les variantes décrites, il a été décrit que la détection des aiguilles 11 A de type A précédait celle des aiguilles 11 B de type B. Autrement dit, les aiguilles 11 A de type A sont les premières détectées après la détection d’une cible magnétique de référence relative (ou de la cible magnétique de référence absolue). Une deuxième variante consiste en la configuration inverse, c’est-à-dire, dans laquelle les aiguilles 11 B de type B sont les premières détectées après la détection d’une cible magnétique de référence relative (ou de la cible magnétique de référence absolue) est possible en modifiant la géométrie du dispositif.

Claims

REVENDICATIONS
[Revendication 1] Dispositif de mesure d’angle de calage d’aube d’une turbomachine avec un premier axe X, comprenant :
- une roue mobile (21 ) centrée sur le premier axe X munie d’une pluralité d'aubes (22) disposées radialement autour de l’axe X, chaque aube (22) présentant un pied (22a) au niveau duquel elle est montée pivotante autour d’un deuxième axe Y radial de pivotement,
- un bâti (80) fixe d’axe X, comprenant au moins un ensemble de capteurs magnétiques fixes (12, 12A, 12B) perpendiculaire au premier axe X,
- la roue mobile (21 ) comprenant une première cible magnétique (13), la première cible magnétique étant fixe sur la roue mobile (21 ),
- chaque aube (22) ayant un profil orienté selon un troisième axe Z,
- une première aiguille magnétique (11 A) fixée sur une première aube et formant un premier angle alpha avec le troisième axe Z de la première aube,
- la première cible magnétique (13) servant de repère pour la première aube,
- caractérisé en ce que le dispositif de mesure comprend une deuxième aiguille magnétique (11 B) fixée sur une deuxième aube différente de la première aube et formant un deuxième angle beta avec le troisième axe Z de la deuxième aube, le deuxième angle beta étant différent du premier angle alpha.
[Revendication 2] Dispositif de mesure selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le deuxième angle beta est compris entre alpha +20 degrés et alpha + 50 degrés.
[Revendication 3] Dispositif selon l’une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le premier angle alpha est compris entre 70 et 130 degrés.
[Revendication 4] Dispositif de mesure selon l’une de revendications 1 à 3, caractérisé en ce que :
- la roue mobile (21 ) comprend une deuxième cible magnétique (14) servant de repère pour la deuxième aube,
- la première aube et la deuxième aube sont successives,
- l’au moins un ensemble de capteurs magnétiques fixes consiste en un unique ensemble de capteurs magnétiques (12).
[Revendication 5] Procédé de mesure d’angle de calage d’une aube d’une turbomachine par un dispositif de mesure selon la revendication 4, le dispositif de mesure comprenant en outre une unité de traitement, caractérisé en ce que :
- le procédé comprend : o soit une étape de détection unique (E1 a), par l’unique ensemble de capteurs magnétiques (12), d’une unique variation de champ magnétique, o soit une étape de détection multiple (E1 b), par l’unique ensemble de capteurs magnétiques (12), d’une première variation de champ magnétique et d’une deuxième variation de champ magnétique,
- si le procédé comprend l’étape de détection unique (E1 a), l’unique variation de champ magnétique correspond au passage de la première aiguille magnétique (11 A) ou de la deuxième aiguille magnétique (11 B) à proximité de l’unique ensemble de capteurs,
- si le procédé comprend l’étape de détection multiple (E1 b) la première variation de champ magnétique correspond au passage de la première aiguille magnétique (11 A) à proximité de l’unique ensemble de capteurs (12) et la deuxième variation de champ magnétique correspond au passage de la deuxième aiguille magnétique (11 B) à proximité de l’unique ensemble de capteurs
Figure imgf000026_0001
- le procédé comprend, suite à l’étape de détection unique (E1 a) ou à l’étape de détection multiple (E1 b), une étape de calcul de l’angle de calage (E4) par l’unité de traitement sur la base d’un signal électrique représentatif d’une variation de champ magnétique.
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PCT/FR2023/051012 WO2024009029A1 (fr) 2022-07-05 2023-07-03 Dispositif de mesure d'angle de calage et procédé de mesure d'angle de calage associé

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5865599A (en) * 1997-03-11 1999-02-02 United Technologies Corporation System and process for direct blade angle measurement in propulsion systems
US9821901B2 (en) * 2013-11-21 2017-11-21 Pratt & Whitney Canada Corp. System and method for electronic propeller blade angle position feedback
US20190195076A1 (en) * 2017-12-14 2019-06-27 Safran Aircraft Engines Non-intrusive measurement of the pitch of a blade

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