Устройство для контроля и регистрации режимной наработки двигателя Советский патент 1992 года по МПК G01L3/24 

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к технике измерения параметров работы двигателя.

Известно устройство для регистрации длительности наработки двигателя на максимальном и номинальном режимах, содержащее датчика частоты вращения, формирователь счетных импульсов, регист-. ратор.

Недостатком этого устройства является невозможность непрерывного контроля и регистрации длительности режимов двигателя от малого газа до взлетного режима, кроме того, невозможен контроль длительности режимной наработки в заданном диапазоне частоты вращения ритора (вала) двигателя, соответствующего определенному диапазону резонансных колебаний основных деталей двигателя (лопаток, дисков и др.).

Известно устройство для регистрации наработки авиадвигателей, содержащее тахогенератор, индикаторы времени по числу регистрируемых режимов.

Недостатком известного устройства является невозможность автоматического контроля длительности режимной наработки двигателя от малого газа до взлетного режима.

Цель изобретения - расширение диапазона и непрерывно контролируемых параметров в различных режимах работы двигателя.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля и регистрации двигателя, содержащее тахогенератор, индикаторы времени по числу регистрируемых режимов, введены электронный частотомер, содержащий формирователь счетных импульсов, счетчик младших разрядов, счетчик старших разрядов, регистратор младших разрядов, регистратор старших разрядов, два дешифратора, два индикатора частоты вращения ротора (вала) двигателя, кварцевый формирователь секундных импульсов, формирователь стробирующих секундных импульсов. В известное устройство введен также электронный узел автоматической обработки информации в динамике, обеспечивающий переход с одной фиксированной частоты вращения на другую при изменении режима работы двигателя, содержащий первый и второй дешифраторы-демультиплексоры (при этом первые и последние пять из десяти выходов первого дешифратора-демультиплексора соответственно объединены между собой), логические элементы ИЛИ-НЕ, логические элементы 2И, счетчики режимной наработки по числу регулируемых режимов и индикаторы времени по числу регистрируемых режимов. При этом выход тахогенератора через формировательсчетных импульсов подсоединен к первому входу счетчика младших разрядов, первый выход которого подключен к первому входу регистратора младших разрядов. Второй вь1ход счетЧика младших разрядов через первый вход счетчика старших разрядов подсоединен к первому входу регистратора старших разрядов.

Выход кварцевого формирователя секундных импульсов через формирователь стробирующих секундных импульсов подт ключен к вторым входам счетчика старших разрядов, регистратора старших разрядов, счетчика младших разрядов и регистратора младших разрядов, четыре выхода которого подключены к четырем первого дешифратора-мультиплексора, а пятый выход регистратора младших разрядов через второй дешифратор подсоединен к второму индикатору частоты вращения ротора (вала) двигателя. Первый выход регистратора старших разрядов через первый дешифратор подсоединен к первому индикатору частоты вращения ротора (вала) двигателя, а остальные четыре выхода регистратора

старших разрядов подсоединены к четырем входам второго дешифратора-демультиплексора, восьмой выход которого связан с вторым входом пятого логического элемента ИЛИ-НЕ. Девятый выход второго дешифратора-демультиплексора подсоединен к вторым входам третьего и четвертого логических элементов ИЛИ-НЁ, Десятый выход второго дешифратора-демультиплексора подсоединен к первому входу первого логического элемента ИЛИ-НЕ и второму входу второго логического элемента ИЛИ-НЕ.

Первые пять выходов первого дешифратора-демультиплексора подсоединены к первым входам второго и четвертого логических элементов ИЛИ-НЕ. Вторые пять выходов первого дешифратора-демультиплексора подсоединены к первым входам третьего и пятого логических элементов ИЛИ-НЕ и второму входу первого логического элемента ИЛИ-НЕ. Выходы логических элементов ИЛИ-НЕ подсоединены к вторым входам логических элементов 2И, к первым входам которых подсоединен выход кварцевого формирователя секундных импульсов. Выходы логических 2И через счетчики режимной наработки подключены к входам индикаторов времени, выполненных на семисегментных элементах.

-На фиг. 1 представлена структурнопринципиальная схема устройства для контроля и регистрации режимной наработки двигателя.

Устройство содержит тахогенератор Т (серийный датчик ДТЭ-2 частоты вращения ротора (вала) двигателя), формирователь 2 счетных импульсов, который синусоидальное перемешанное напряжение тахогенератора преобразует -В импульсы прямоугольной формы с амплитудой напряжения до +5.0 В, блок измерения частоты вращения ротора (вала), включающего эле-, менты 3-12, блок дешифратора, включающий элементы 13-18, выполненные на двухходовых микросхемах, счетчики 19-23 времени по числу регистрируемых режимов, индикаторы 24-28 времени по числу регистрируемых параметров, выполненные на сегментных элементах.

Тахогенератор 1 (датчик ДТЭ-2) устанавливается на коробке приборов двигателя. Редуктор привода тахогенератора конструктивно выполняется так, что при максимальной частоте вращения ротора (вала) двигателя частота переменного напряжения тахогенератора не превышала 100 Гц. Переменное синусоидальное напряжение, вырабатываемое тахогенератором, прямо пропорционально частоте вращения (вала) двигателя.

Блок 1 измерения частоты вращения ротора (вала) состоит из счетчика 3 младших разрядов, который считает от О до 9 импульсов и на 10-й импульс с выхода счетчика выдается сигнал, счетчика 4 старших разрядов, который считает только десятки импульсов, поступающих с выхода счетчика 3, регистратора 5 младших разрядов, принимающего информацию от счетчиков 4 и 3 в двоично-десятичном коде, регистратора 6 старших разрядов, принимающего информацию от счетчика 4 в двоично-десятичном коде, дешифраторов 7 и 8, преобразующих двоично-десятичный код в семисегментный код, индикаторов частоты вращения ротора (вала) 9 и 10, регистрирующих частоту вращения ротора (вала) двигателя на всех режимах от запуска до максимального режима в процентном отношении от максимальной частоты вращения ротора (вала) двигателя.

Максимальная частота вращения ротора (вала) двигателя - 100% способствует максимальной частоте, выдаваемой тахогенератором.:

Блок 1 измерения частоты вращения содержит генератор 11 секундных импульсов, формирователь 12 секундных импульсов.

Блок 11 дешифрации состоит из дешифратора-демультиплексора 13 (цифровая интегральная микросхема ДД1), дешифратора-демультиплексора 14 (цифровая интегральная микросхема ДД2), четырех элементов 1/1ЛИ-НЕ 15 (цифровая интегральная микросхема ДДЗ), одного элемента ИЛИ-НЕ 16 (цифровая интегральная микросхема ДД4), четырех логических элементов И 17 (цифровая интегральная микросхема ДД5), одного логического элемента И 18 (цифровая интегральная ДД6).

Указанные элементы преобразуют двоично-десятичный код, занесенный на регистраторы 5 и 6, в десятичный.

При этом выход тахогенератора К через формирователь 2 счетных импульсов подключен к входу счетчика 3 младших разрядов. Счетчик 3 последовательно соединен с регистратором 5 младших разрядов, первым дешифратором 7 и первым индикатором 9. Счетчик 4 старших разрядов, регистратор 5 старших разрядов, второй дешифратор 8 и второй индикатор 10 соединены также последовательно, при этом счетчик 4 старших разрядов подсоединен к дополнительному выходу счетчика 3 младших разрядов. Генератор 11 через формирователь 12 секундных импульсов подсоединен к управляющим входам счетчиков 3 и 4 и регистраторов 5 и 6. Выходы с первого по четвертый и с второго по пятый регистраторов младших ргпрядов 5 и старших разрядов 6 подключены к соответствующим четырем входам первого 13 и второго дешифраторов-демультиплексоров 14, другие два входа которых соединены с нулевой

шиной. Первые пять выходов первого дешифратора-демультиплексора 13 подключены к одним входам второго и четвертого элементов ИЛИ-НЕ. вторые пять выходов к одним входам третьего и пятого элементов

0 ИЛИ-НЕ и одному входу первого элемента ИЛИ-НЕ другой вход которого соединен с другим входом второго элемента ИЛИ-НЕ и десятым входом дешифратора-демультиплексора. Девятый выход второго дешифра5 тора-демультиплексора подключен к другим входам третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, восьмой выход - к другому входу пятого элемента ИЛИ-НЕ 16.

Выходы элементов ИЛИ-НЕ соединен

0 через соответствующие элементы И 17 и 18 и счетчики 19-23 с соответствующими индикаторами 24-28. Другие входы элементов И подключены к выходу генератора 11 секундных импульсов.

5 Работа устройства для контроля и регистрации режимной наработки двигателя осуществляется следующим образом.

При работе устройства переменное напряжение, вырабатываемое тахогенерато0 ром 1, подается на формирователь 2 счетных импульсов 2, где преобразовывается в импульсы прямоугольной формы с амплитудой до +5,0 В. С формирователя 2 счетных импульсов импульсы поступают на счетчик

5 3 старших разрядов. С выхода счетчика 3 импульсы поступают на вход счетчика 4 старших разрядов.

С выхода счетчика 3 информации в Двоично-десятичном коде поступает на регистратор младших разрядов 5. С выхода счетчика 4 информация в двоично-десятичном коде поступает в регистратор 6 старших разрядов. Счетчики 3 и 4 определяют количество импульсов в одну секунду, а регистраторы 5 и 6 фиксируют это количество импульсов.

Формирователь 12 преобразовывает секундный импульс, поступающий-от генератора 11 секундных импульсов в два импульса, один длительностью 1,0 мс положительный полярности, второй импульс длительностью 1,0 мс строительной полярности.

5 При воздействии первого импульса счетчики 3 и 4 открыты для счета, а регистраторы 5 и 6 закрыты.

При воздействии второго импульса происходит занесение информации на регистраторы 5 и 6 и сброс информации ее счетчиков 3 и 4.

С выходов регистраторов 5 и 6 информация поступает на дешифраторы 7 и 8, где происходит преобразование информации в двоично-десятичном коде в семисегментный код.

На.индикаторах 9 и 10 регистрируется частота вращения ротора (вала) двигателя на всех режимах от момента запуска до максимального режима в.процентном отношении от максимальной частоты вращения ротора (вала) двигателя.

Информация, пропорциональная частота вращения ротора (вала) двигателя. Зафиксированная на регистраторах 5 и 6, поступает на выходы с двадцатого по двадцать третий дешифраторы-демультиплексоры 13 и 14. Микросхемы 13 и 14 функционируют в зависимости от комбинации, четырехразрядного кода на выходах с первого по десятый в каждый период времени равный 1,0с, только на одном из выходов с первого по десятый появляется нулевой сигнал низкого уровня. Выходы с первого по десятый дешифраторы-демультиплексоры 13 объединены с первого по пятый и с шестого по десятый с тем, чтобы обеспечить переход с режи.ма на режим работы двигателя через каждые 5,0%.

, Элементы ИЛИ-НЕ 15 и 16 блока дешифрации преобразовывают информацию в двоично-десятичном коде в десятичный код, которая поступает на элементы И 17 и 18. В дальнейшем информация от элтементов И 17 и 18 поступает на счетчики 19-23 времени,

Информация, накопленная на счетчиках времени, регистрируется индикаторами 2428 времени.

Режимы работы двигателя в диапазоне 95-100% обеспечивается подачей нулевого сигнала с шестого по десятый выходы первого дешифратора-демультиплексора 13 на второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ и с десятого выхода второго дешифратора-демультиплексора 14 на первый вход первого элемента ИЛИ-НЕ. При совпадении по времени сигналов на первом и втором входах первого элемента ИЛИ-НЕ на первом выходе появляется единичный сигнал вьюокого уровня с амплитудой напряжения +5,0-В.

Режимы работы двигателя в диапазоне 90-95% обеспечиваются подачей нулевого сигнала с выходов с первого по пятый первого дешифратора-демультиплексора 13 на первый вход второго элемента ИЛИ-НЕ и первый вход четвертого элемента ИЛИ-НЕ, с десятого выхода второго дешифратора-демультиплексора 14 на второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ. При совпадении по времени нулевых сигналов низкого уровня на

первых и вторых входах второго элемента /1ЛИ-НЕ на выходе четыре появляется единичный сигнал высокого уровня с амплитудой напряжения +5;0 В.

Режимы работы двигателя в диапазоне

85-90% обеспечиваются подачей нулевого сигнала низкого уровня с шестого по десятый выходы первого дешифратора-демультиплексора 13 на первый вход третьего

элемента ИЛИ-НЕ и с девятого выхода второго дешифратора-демультиплексора 14 на второй вход третьего элемента ИЛИ-НЕ и второй вход четвертого элемента ИЛИ-НЕ. При совпадении во времени сигналов низкого уровня на первом и втором входах третьего элемента ИЛИ-НЕ и второмвходе четвертого элемента ИЛИ-НЕ на выходе десять появляется сигнал высокого уровня с амплитудой напряжения,+5,0 В.

Режимы работы в диапазоне 80-85% обеспечиваются подачей нулевого сигнала с первого по пятый выходы первого дешифратора-демультиплексора 23 на первый вход четвертого элемента ИЛИ-НЕ и с девятого

выхода второго дешифратора-демультиплексора на вторые входы третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ.

При совпадении по времени сигналов низкого уровня на первом и втором входах

четвертого элемента ИЛИ-НЕ на его тринадцатом выходе появляется сигнал высокого уровня с амплитудой напряжения +5,0 В.

Режимы работы двигателя в диапазоне 75-80% обеспечиваются подачей нулевого

сигнала с первого по пятый выходы первого дешифратора-демультиплесора 13 на первый вход микросхемы четвертого элемента ИЛИ-НЕ и с восьмого выхода второго дешифратора-демультиплексора 14 на второй

вход пятого элемента ИЛИ-НЕ. При совпадении по времени сигналов на первых входах пятого и четвертого элементов ИЛИ-НЕ низкого уровня на первом выходе пятого элемента ИЛИ-НЕ появляется

сигнал высокого уровня с амплитудой напряжения +5,0 В.

На выходах третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ появляются сигналы высокого уровня в зависимости от частоты

вра14ения ротора (вала) двигателя.

Сигнал с первого выхода первого элемента ИЛИ-НЕ поступает на второй вход первого логического элемента И. Сигнал с четвертого выхода второго элемента ИЛИНЕ поступает на второй вход второго логического элемента И.

Сигнал с десятого выхода третьего элемента ИЛИ-НЕ поступает на второй вход третьего логического элемента И.

Сигнал с тринадцатого выхода четвертого элемента ИЛИ-НЕ поступает на второй вход четвертого логического элемента И.

Сигнал с первого выхода пятого элемента ИЛИ-НЕ поступает на второй вход пятого логического элемента И.

Первый, четвертый, девятый, двенадцатый входы логических элементов И 1-4 соответственно и первый вход логического элемента И 5 объединены вместе и на них подаются постоянно импульсы длительностью равной одной секунде с генератора 11 секундных импульсов. При совпадении на первом входе секундного импульса с сигналом высокого уровня на втором входе, на третьем вь1ходе перового логического элемента 1/1 1 появляется секундный импульс, который подается на счетчик 19 времени первых режимов 95-100%, а с выхода счетчика 19 времени на индикатор 24 времени.

При совпадении на первом входе второго логического элемента 2 и секундного импульса с сигналом высокого уровня на втором входе на шестом выходе второго логического элемента И 2 появляется секундный импульс, который подается на счетчик 20 времени вторых режимов 90-95%, а с выхода счетчика 20 времени на индикатор 25 времени.

При совпадении на первом входе секундного импульса и на втором входе сигнала высокого уровня на восьмом выходе третьего логического элемента ИЗ появляется секундный импульс, который подается на счетчик 21 времени третьих режимов 8590%, а с выхода счетчика 21 времени на индикатор 26 времени.

При совпадении секундного импульса на первом входе и сигнала высокого уровня на втором входе на одиннадцатом четвертого выходе логического элемента 1/1 появляется секундный импульс, который поступает на счетчик 22 времени четвертый режимов 80-85%, а с выхода счетчика 22 времени на индикатор 27 времени.

При совпадении секундного импульса на первом входе и сигнала высокого уровня на втором входе на третьем выходе пятого логического элемента И появляется секундный импульс, который пооступает на Счетчик 23 времени пятых режимов 75-85%, а с выхода счетчика 23 времени на индикатор 28 времени.

Информация, поступающая от тахогенератора с режимной наработки двигателя, регистрируется индикаторами времени в секундах, минутах, часах.

М

Сигналы низкого уровня находятся в пределах 0-2,4 В, сигналы высокого уровня

-в пределах 2,5-5,0 В.

Формула изобретения

Устройство для контроля и регистрации ,

режимной наработки двигателя, содержащее тахогенератор, подключенный к входу формирователя счетных импульсов, блок дешифрации, счетчики времени по числу регистрируемых режимов, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона непрерывно контролируемых параметров в различных режимах работы двигателя, в него введены индикаторы на семисегментных

5 элементах по числу регистрируемых параметров, блок измерения частоты, выполненный в виде последовательно соединенных счетчика младших разрядов, вход которого подключен к выходу формирователя счетных импульсов, регистратора младших разрядов, первого дешифратора и первого индикатора, последовательно соединенных счетчика старших разрядов, вход которого подключен к дополнительному выходу счетчика младших разрядов, регистратора старших разрядов, второго дешифратора и второго индикатора, последовательно соединенных генератора и формирователя секундных импульсов, подключенного

0 выходом к управляющим входам счетчиков и регистраторов, а блок дешифрации выполнен в виде двух дешифраторов-демультйплексоров, пяти элементов ИЛИ-НЕ и пяти элементов И по числу регистрируемых ре-,

5 жимов, при этом остальные выходы с первого по четвертый и с второго по пятый регистраторов младших и старших разрядов соответственно подключены к соответствующим четырем входам первого и

0 второго дешифраторов-демультиплексоров, другие два входа которых соединены с нулевой шиной, первые пять вы(одЬв первого дешифратора-демультиплексора подключены к одним входам второго и четвертого

5 элементов ИЛИ-НЕ, вторые пять выходов к одним входам третьего и пятого элементов ИЛИ-НЕ и одному входу первого элемента ИЛИ-НЕ, другой вход которого соединен с другим входом второго элемента ИЛИ-НЕ и

0 дестям выходом второго дешифратора-демультиплексора, а девятый выход которого подключен к другим входам третьего и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, восьмой выход

-к другому входу пятого элемента ИЛИ-НЕ, 5 выходы элементов ИЛИ-НЕ соединены через соответствующие элементы И и счетчики времени с соответствующими индикаторами на семисегментных элемен; тах.,а другие входы элементов И подключень к выходу генератора секундных импульсов.

Изобретение относится к испытательной технике, в частности к технике измерения па'раметров работы двигателя. Целью является автоматизация контроля и регистрации длительности режимов работы двига- теля в диапазоне от малого газа до максимальной частоты вращения ротора (вала). Устройство содержит тахогенератор.электронный частотомер, электронный узел автоматической обработки информации в динамике, узел регистрации, хранения и индикации режимной наработки двигателя. Информация, поступающая с частотомера в электронный узел, созданный на базе интегральных микросхем (дешифраторов-мультиплексоров, элементов ИЛИ-НЕ, элементов 2И), автоматически анализируется в'динамике, т.е. при изменении режима работы двигателя, что обеспечивает .переход с одной фиксированной частоты вращения ротора (вала) двисателя на другую. Накопленная информация от длительности режимов работы двигателя с стендовых или летных условиях сохраняе1ся на световом табло устройства, что позволяет обоснованно регистрировать ее в технической документа- циио наработке двигателя. При выключении электропитания информация ликвидируется и устройство готово к следующему этапу работы. 1 ил.СОс