Устройство для измерения температуры рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя пирометром Советский патент 1979 года по МПК G01J5/06 

1

Изобретение относится к устройствам для измерения температуры частей газотурбинного двигателя, например поверхности рабочих лопаток турбины, при наличии импульсных помех от излучения продуктов сгорания топлива.

Известны устройства для измерения температуры поверхности рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя, которые содержат инфракрасный приемник излучения, предварительный усилитель, коммутатор и устройства для согласования с системой регулирования ij. С целью исключения помех выделяют минимальные значения сигнала пирометра. Известные устройства не эффективны при помехах (наиболее распространенных), длительность которых перекрывает нес колько периодов переменной составляющей полезного сигнала, а амплитуда во много раз превосходит уровень полезного сигнала.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для измерения температуры рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя пирометром, которое содержит фотоэлектрический преобразователь, предварительный усилитель, устройство контроля работоспособности, ключ-лрерыватель, запоминающее устройство и детектор амп- литудного значения 2.

В этом устройстве измерение среднемаксимальной температуры рабочих лопаток газотурбинного двигателя в условиях импульсных помех от продуктов сгорания топлива обеспечивается прерыванием канала на время действия помехи. Но поскольку импульсная помеха близка по форме к треугольнику, в моменты прерывания имеют место остаточные выбросы, которые заряжают емкость детектора амплитудного значения до напряжения, превышающего истинное значение среднемаксимальногонапряжения. Снижение погрещности за счет уве- .личения постоянной времени заряда ем- 36 кости детектора эффективно лишь при noмехах с высокой крутизной фронтов. При помехах с малой крутизной фронтов, характерной для фотоэлектрических преобразователей с бол1:,шим пятном визирова- ния, повышение постоянной времени ведет к недопустимому увеличению погрешности выделения огибаюшей полезного сигнала. Целью изобретения является уменьше- ние влияния постоянной времени детектора амплитудного значения на точность измерения. Поставленная цель достигается тем, что в пирометр введены схема сравнения 9ДИН иэ входов которой соединен с выходом запоминающего устройства, а другой подключен к.выходу детектора амплитудного значения, и ключ, включенный межд емкостью детектора амплитудного значения и выходом схемы сравнения. Управляющий вход ключа соединен с выходомустройства контроля работоспособности. На чертеже показана структурная схема предложенного устройства. Устрой ство содержит фотоэлектрический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, переключатель 3, детектор 4 амплитудного значения, запоминающее устройство 5, устройство 6 контроля работоспособности, схему сравнения 7 и ключ. 8. Инфракрасное излучение разогретых лопатсас турбины газотурбинного двигателя падает на фотоэлектрический преобразователь 1, на выходе которого формируется напряжение, нелинейно зависящее от температуры объекта. Помимо этого, оптически прозрачная газовая среда меж ду лопатками и фотоэлектрическим преобразователем содержит продукты сгорания топлива, имеющие очень высокую температуру, которые, пересекая ось ви- зиркжания оптического пирометра, вызывают на выходе фотоэлектрического преобразователя импульсные помехи, амплитуда которых во много раз превышает уровень полезного сигнала. Сигнал фотоэлектрического преобразователя усиливается предварительным усилителем 2. Когда выходной сигнал предварительного усилителя не содержит импульсных помех, переключатель 3 находится в открытом состоянии, а запоминающее устройство 5 работает в режиме усреднения сигнала детектора 4 амплитудного значения. 8 При наличии импульса помехи в выодном сигнале предварительного усилиеля 2 срабатывает устройство 6, контоля работоспособности, выходной сигал которого запирает переключатель 3, предотвращая заряд емкости детектора 4 амплитудного значения до напряжения помехи, и переключает запоминающее устройство 5 в режим хранения напряжения, записанного до момента переключения, на время действия помехи. В этот момент остаточный выброс помехи заряжает емкость детектора 4 амплитудного значения ДО такого напряжения, при котором выходной сигнал детектора 4 будет вьпне сигнала запоминающего устройства 5, так как оно переключается в режим хранения. При помощи схемы сравнения 7 оценивается разность сигналов, и ее выходным напряжением, противоположным по знаку, через открытый ключ 8 емкость детектора 4 мгновенно разряжается до уровня выходного сигнала запоминающего устройства 5. Так как схема сравнения 7 работает в режиме слежения, сигнал на емкости детектора 4 амплитудного значения поддерживается равным выходному сигналу запоминающего устройства 5 до окончания помехи. В результате введения схе.мы сравнения и ключа остаточный выбор помехи на амплитудном, детекторе не вносит погрешности в результат измерения, а его постоянная времени, выбранная из условий выделения огибающей сигнала, не влияет на точность измерения. Форму.л а изобретения Устройство для измерения температуры рабочих лопаток турбины газотурбинного двигателя пирометром по авт. св. № 568851, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния постоянной времени детектора амплитудного значения на точность измерения, в него введены Схема сравнения, один из входов которой соединен с выходом запоминающего устройства, а другой подключен к выходу детектора амплитудного значения, и ключ, включенный между емкостью детектора амплитудного значения и выходом схемы сравнения, причем управляющий вход ключа

; соединен с выходом устройства контрот ля работоспособности..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

; 1. Патент США № 369678, кл. л 01 Т 5/06, опублик. 1969.

2. Авторское свидетельство NO 568851, кл. Q 01 7 5/06, 1975.