Устройство для измерения температуры лопатокгАзОТуРбиННОгО дВигАТЕля Советский патент 1981 года по МПК G01J5/08 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛОПАТОК ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к радиационной пирометрии и может быть использовано для измерения температуры рабочих лопаток тур бины при наличии импульсных помех от излучения продуктов сгорания топлива. Известны устройства для измерения температуры поверхности рабочих лопаток газотурбинного двигателя, которые содержат фотоэлектрический преобразователь, предварительный усилитель, схему обработки -сигнала 1. Однако эти устройства не эффективны при помехах от продуктов сгорания топлива, длительность которых перекрывает несколько периодов переменной составляющей полезного сигнала и амплитуда во много раз превосходит уровень полезного сигнала. По оснЪвному авт. св. № 684338 известно устройство, содержащее фотолектрический преобразователь, предварительный усилитель, устройство контроля работоспособности, переключатель, детектор амплитудных значений, управляемое запоминающее устройство, схему сравнения и ключ. В этом устройстве измерение среднемаксимальной температуры рабочих лопаток газотурбинноГО двигателя в условиях импульсных помех обеспечивается эффективной защитой, построенной на принципе прерывания канала на время действия помехи 2. Однако при использовании пирометра в системе регулирования газотурбинного двигателя информации о состоянии среднемаксимальной температуры лопаток ротора турбины недостаточно для обеспечения безопасности полета. Это объясняется тем, что перегрев одной лопатки, вызванный либо засорением системы охлаждения, либо несоверщенством охлаждения, приводит к аварийной ситуации, а данное устройство не обнаруживает перегревов отдельной лопатки, так как число лопаток турбины колеблется в пределах 80-100 щтук, а перегрев одной лопатки практически не влияет на среднемаксимальное значение сигнала пирометра и не обнаруживается устройством. Обнаружение перегретых лопаток по тому же принципу, что и измерение среднемаксимальной температуры, затруднено, так как при постоянных времени, необходимых для этого, практически не удается организовать эффективную защиту от помех.

Цель изобретения - получение информации о наличии перегрева отдельных лопаток.

Цель достигается тем, что в пирометр, содержащий фотоэлектрический преобразователь, предварительный усилитель, устройство контроля работоспособности, переключатель, детектор амплитудных значений, запоминающее устройство, схему сравнения и ключ, введены перестраиваемый фильтр, вход которого подключен к выходу устройства контроля работоспособности, а выход - к сигнализатору перегрева, и преобразователь частота-аналог, включенный между выходом предварительного усилителя и управляющим входом перестраиваемого фильтра.

Для получения информации о наличии перегрева производится частотный анализ выходного сигнала устройства контроля работоспособности при помощи перестраиваемого фильтра и преобразователя частотааналог.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства для измерения температуры лопаток газотурбинного двигателя.

Устройство содержит фотолектрический преобразователь 1, предварительный усилитель 2, переключатель 3, детектор 4 амплитудных значений, запоминающее устройство 6, устройство 6 контроля работоспособности, схему 7 сравнения, ключ 8, перестраиваемый фильтр 9, преобразователь частотааналог 10 и сигнализатор 11 перегрева.

Падающее на фотолектрический преобразователь 1 излучение разогретых лопаток турбины приводит к появлению на его выходе полезного сигнала в виде напряжения. По мимо этого на выходе фотоэлектрического преобразователя 1 и соответственно на выходе предварительного усилителя 2 возникают импульсные помехи от продуктов сгорания топлива. Амплитуда импульсных помех во много раз превыщает уровень сигнала. При отсутствии в выходном сигнале предварительного усилителя 2 импульсных помех переключатель 3 находится в открытом состоянии, и запоминающее устройство 5 работает в режиме усреднения сигнала детектора 4 амплитудных значений. В моменты времени, когда в выходном сигнале предварительного усилителя 2 появляется импульс помехи, ерабатывает устройство б контроля, работоспособности. Его выходной сигнал запирает переключатель 3 и ключ 8,предотвращая этим заряд емкости детектора 4 амплитудных значений до ощибочного напряжения помехи, а также переключает запоминающее устройство 5 в режим хранения напряжения, усредненного до момента переключения, на время действия помехи. По окончании действия импульса помехи переключатель 3 открывается, а запоминающее устройство 5 переключается в режим усреднения огибающей полезного сигнала. В том случае, когда имеет место перегрев лопатки, устройство 6 контроля работоспособности принимает его за помеху. В результате этого в спектре выходного сигнала устройства 6 контроля работоспособности появляется периодическая составляющая в области оборотной частоты. На эту частоту Настроен перестраиваемый полосодой фильтр 9, выходное напряжение которого равно

(T°C).UOW,P,

где 1Г(Т°С) -длительность импульсов от перегретой лопатки в зависимости ot ее температуры; и о - амплитуда входных импульсов; передаточная функция фильтра 9..

Выход полосового фильтра подключен ко входу сигнализатора 11 перегрева, имеющего пороговую характеристику. Порог определяется допустимым перегревом лопатки. Для контроля перегрева на всех режимах работы двигателя введен преобразователь частота-аналог 10, выходное напряжение которого пропорционально оборотной частоте двигателя. Выход преобразователя частотааналог 10 подключен к управляющему входу перестраиваемого фильтра 9. Таким образом, перестраиваемый фильтр 9 настраивается на ту часть спектра выходного сигнала устройства 6 контроля работоспособности, где возможен всплеск от периодической составляющей, т.е. перегретой лопатки.

Использование перестраиваемого фильтра, преобразователя частота-аналог, сигнализатора перегрева является преимуществом предлагаемого изобретения, так как повышается безопасность полета самолета.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры лопаток газотурбинного двигателя по авт. св. № 684338, отличающееся тем, что, с целью получения информации о наличии перегрева отдельных лопаток, в него введены перестраиваемый фильтр, преобразователь частота-аналог и сигнализатор перегрева, при этом перестраиваемый фильтр включен между устройством контроля работоспособности и сигнализатором перегрева, а преобразователь частота-аналог включен между выходом предварительного усилителя и управляющим входом перестраиваемого фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

tC

Sf/x.l

)(.2