Тахометрические расходомеры

Часть 1 | 2 | 3

Особенности конструкции

Для построения приборов, измеряющих объемный расход, необходимо измерять частоту вращения крыльчатки. В массовых расходомерах помимо частоты измеряют плотность Б. В качестве измерителей частоты применяют тахогенераторы переменного тока. Измерение угловой скорости осуществляется магнитоиндукционным тахометрическим узлом (рис.8).

Рис. 8.Кинематическая схема датчика расходомера

Постоянный магнит 2 узла приводится во вращение крыльчаткой 1. Для уменьшения температурных погрешностей применен термомагнитный шунт 3. Герметичность датчика обеспечивается применением диамагнитного кожуха 4. При вращении магнита в чувствительном элементе 5 наводятся вихревые токи, взаимодействующие с полем магнита. Поворот чувствительного элемента (стакана) ограничивается противодействующей пружиной 6. Очевидно, угол поворота стакана пропорционален мгновенному расходу топлива. На оси стакана находится ротор сельсина-датчика 7 синхронной передачи. Сельсин-приемник помещен в указателе прибора, причем его ротор перемещает стрелку прибора в соответствии с изменением мгновенного расхода топлива.

Схема сельсинной передачи представлена на рис.9. Обмотки возбуждения 1 и 1’ и обмотки синхронизации 2 и 2’ размещены на статоре сельсина-датчика (С–Д) и сельсина-приемника (С–П).

 

 

 

Цилиндрический ротор сельсина состоит из двух пакетов листовой электротехнической стали, впрессованных в пластмассу. Индуктируемые в синхронизирующих обмотках 2 и 2’ эдсзависят от углового положения роторов. При несинхронном положении роторов возникает синхронизирующий момент, устанавливающий ротор сельсина-приемника в положение, синхронное с ротором датчика. Шкала мгновенного расхода градуируется в кг/ч.

 

Современные разработки

 

Турбинные преобразователи расхода (рис.19) предназначены для выдачи информации об объемном расходе измеряемой жидкости в виде частотного электрического сигнала синусоидальной формы с максимальной частотой для ТПР1 6 250 Гц, а для ТПР7 20 500 Гц и амплитудой сигнала на минимальной частоте не менее 25 мВ при наземных (стендовых) испытаниях изделий.

 

Измеряемая среда:

 

I группа – неагрессивные смазывающие жидкости (углеводородистые топлива, жидкости гидросистем, промышленные масла);

 

II группа – неагрессивные несмазывающие жидкости (вода, спирт, аммиак);

 

III группа – однофазные криогенные жидкости (оксид, энерген);

 

IV группа – агрессивные жидкости (амил меланж I).

 

Рис. 19. Турбинный преобразователь расхода ТПР1-20

 Кинематическая вязкость измеряемой среды до 100 сСт.

Температура измеряемой среды:

от - 200 до +200 °С – для неагрессивных и однофазных криогенных жидкостей;

от - 60 до +50 °С – для агрессивных жидкостей.

Кинематическая вязкость измеряемой среды до 100 сСт.

Температура измеряемой среды:

от - 200 до +200 °С – для неагрессивных и однофазных криогенных жидкостей;

от - 60 до +50 °С – для агрессивных жидкостей.

 

 

Рис. 20. Массовые расходомеры Danfoss MASSFLO

 

Расходомеры Danfoss MASSFLO (рис.20) измеряют расход непосредственно в кг/ч. Кроме того, расходомеры MASSFLO измеряют:

    Плотность;

    Температуру.

Расходомеры MASSFLO выполняются из нержавеющей стали, сплава Хастеллой и с встроенной системой подогрева. Расходомеры MASSFLO могут быть получены во взрывобезопасном исполнении.

Параметры массового расходомера Danfoss MASSFLO:

Диаметры: DN 10 ч 1200 мм;

Диапазон расхода: 0.2 ч 45000 м3/ч;

Температура среды: от –200 до +250 °С;

Максимальное давление: 160 Бар;

Точность: 0.15%.

  Класс защиты: IP 68

Топливо измерительные комплексы представляют собой совокупность расходомерной, топливомерной, автоматической и вычисления располагаемой дальности систем, которые позволяют летному экипажу измерять количество топлива в баках на земле и в полете с помощью индикатора ИСТР4–5, осуществлять контроль централизованной заправки на земле, определять суммарное и мгновенное значение расхода топлива, а следовательно, производить вычисление и индикацию дальности и времени полета на текущем и оптимальном режимах работы двигателей.

 

Но, несмотря на общие задачи, расположение топливомерно-расходомерных систем, объем топливных баков и порядок выработки топлива в целях сохранения центровки, которая обеспечивается специальными автоматами, осуществляющие выработку топлива из отдельных групп баков по определенной программе, индивидуальны для каждого типа самолета и его модификаций. Поэтому каждый тип самолета имеет свой топливо измерительный комплекс, отличающийся по устройству, комплектности и маркировке от топливо измерительного комплекса другого типа самолета. Помимо вышеперечисленных возможностей применение комплексных систем программного управления и измерения топлива позволяет, наличием специального компенсационного моста, компенсировать методические погрешности, связанные с изменением температуры или сорта топлива.

 

В настоящее время широкое применение находят топливомерно-расходомерные системы СТР2–2А, СТР6–2А, СТР7–2А, СТР6–5, СПУТ 1–5, СПУТ 4–1.

Виды топливомеров

Приборы, измеряющие объемное или весовое количество топлива в баках, называются топливомерами. Они позволяют экипажу самолета в любой момент полета определить, сколько топлива имеется в баках, и оценить время, в течение которого можно продолжать полет. Подобные приборы служат также для измерения запаса масла (масломеры).

Непосредственное измерение объема (веса) топлива на борту самолета неосуществимо, поэтому применяются косвенные методы измерения, в которых объем (вес) топлива функционально связан с какой-либо легко определяемой величиной. В качестве таких величин выбирают уровень или вес столба топлива в баке.

С помощью топливомеров определяют суммарный запас топлива во всех баках и количество топлива в каждом из них в отдельности. Необходимо знать, как распределено топливо между баками, для того чтобы определить правильную последовательность расходования топлива из баков во избежание недопустимого смещения центра масс самолета. Переключением баков управляют автоматические устройства топливомеров.

Большинство методов измерения количества топлива сводится к измерению его уровня (высоты столба жидкости). Однако шкалы указателей топливомеров градуируют в единицах объема (литрах) или в килограммах. Поэтому тарировка шкалы зависит от размеров и формы топливного бака, для которого предназначен прибор.

Классифицируя топливомеры по принципу действия чувствительного элемента, можно отметить следующие типы, получившие распространение: 1) поплавковые, основанные на измерении уровня (объема) топлива с помощью плавающего на поверхности поплавка; 2) манометрические, основанные на измерении давления (веса) столба топлива с помощью манометра; 3) емкостные, основанные на измерении уровня (объема) топлива с помощью специального конденсатора, емкость которого связана функционально с уровнем топлива в баке.

 

Топливомеры должны быть дистанционными. Этому требованию удовлетворяют электрические топливомеры. Механические топливомеры, не являясь дистанционными, почти не применяются в авиации.

Назначение, функции, состав приборов контроля силовых установок. Требования к точностным характеристикам

Часть 1 | 2

Системы контроля и измерительные информационные системы – это системы, предназначенные для количественной оценки состояния параметров объекта исследования или управления путём проведения различных операций измерения, обработки измерительной и контрольной информации, хранения, передачи и выдачи её в виде именованных чисел, графиков, суждений и т.п. человеку, вычислительной машине или системе управления.

Измерительные информационные системы контроля и управления силовых установок современного самолёта включают системы контроля, обработки и представления информации о техническом состоянии двигателей самолёта, вспомогательной силовой установки, масляной и топливной систем.

Таким образом, информационная измерительная система авиационных силовых установок должна осуществлять:

- непрерывный контроль состояния силовой установки в условиях полета для обеспечения летчика краткой и достоверной информацией в данный момент времени;

- регистрацию информации, нужной для оценки измерения и прогнозирования состояния ответственных деталей, узлов и систем с целью обеспечения необходимыми данными службы технической эксплуатации.

Реализация этих функций позволит предотвратить вторичные разрушения в двигателе, повысить эксплуатационную надежность и безопасность полетов, сократить трудозатраты на техническую эксплуатацию и расход запасных частей, а также время простоев самолетов.

Информационные системы включают в себя аппаратуру для получения исходных данных (датчики), электронную аппаратуру для обработки этих данных и устройства отображения и регистрации данных.

Они применяются как в полете — для анализа данных и установления диагноза, сообщения экипажу четкой рекомендации по производству полета и указания на ремонт, необходимый по прибытии к месту назначения, так и на стоянках— для указания вида ремонта самолета и его систем (по месту стоянки или в мастерских), и ремонтных мастерских — для сведения до минимума затрат на ремонтные работы за счет точного диагноза неисправностей и реализации метода технического обслуживания и «по фактическому состоянию».

При применении систем контроля предусматривается непрерывный опрос датчиков на всех этапах работы двигателя, включая переходные режимы (запуск, приемистость и выключение).

Правильность измерения параметров обеспечивается путем отсева заведомо выпадающих значений. Чтобы исключить влияние помех, выбирается соответствующая частота опроса, а полученные значения осредняются. Одновременно параметры проверяются на превышение установленных пределов для выдачи сигналов предупреждения.

Рис. 1. Информационная измерительная система силовой установки

На рис. 1 показана система силовой установки, в которой наряду с традиционным комплексом приборов контроля, автоматом дозировки топлива 11 и блоком автоматического запуска 10 применяется устройство для ввода программ контроля 4, узел ручного ввода программ 5, преобразователь аналоговых и дискретных сигналов 2, счетно-решающее устройство 7, коммутатор 8, блок памяти 6, устройство ручного ввода команд 3, органы управления 1, устройство 9, выдающее информацию в регистратор и кабину экипажа.

В связи с применением машинной обработки параметров возникли возможности повышения точности измерений путем использования систем коррекции, алгоритмов измерения средних значений при наличии помех различного характера, а также схем анализа и выделения динамических показателей контролируемой характеристики.

    Причинами снижения достоверности выходной информации могут быть:

- воздействие помех при передаче, хранении и переработке информации;

- отказы и сбои в работе аппаратуры;

- структурные и алгоритмические ошибки;

- использование недостоверных входных данных;

- ошибки человека как звена системы.

Датчики в системах контроля являются особо важным звеном, которое в достаточной мере определяет качество всей системы. Поэтому к ним предъявляются особые требования по точности, надежности, способности работать в жестких условиях окружающей среды. Необходимо отметить, что надежность датчиков должна быть в несколько раз выше надежности двигателя, так как для экипажа и любой вычислительной машины отказ датчика чаще всего равнозначен отказу всего двигателя. В этом случае возникает необходимость в логической и очень быстрой обработке ряда параметров, а также резервирования датчиков, причем, с точки зрения надежности предпочтительно измерение одного параметра датчиками, использующими различные принципы измерения и в разной степени испытывающие воздействия окружающей среды.

 

Из всех внешних воздействий, существенно влияющих на точность измерения, основными являются климатические воздействия, и в первую очередь, температурные.

 

Канал измерения давления

Часть 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17

Разновидности датчиков давления, их назначение.

Приборы, предназначенные для измерения давления называются манометрами. По назначению авиационные манометры делят на манометры, измеряющие абсолютное давление, разность давлений (дифференциальные) и отношение двух давлений.

Дифференциальные манометры используются для измерения избыточных давлений жидкостей и газов в различных отсеках авиационных двигателей (в топливной системе, системе смазки и т.д.).

Манометры абсолютного давления (моновакууметры) применяются для измерения давления во всасывающих системах.

Манометры отношения давлений служат для контроля степени сжатия газов в различных ступенях газотурбинных двигателей.

 

Помимо манометров со стрелочной индикацией, на летательных аппаратах широко применяются сигнализаторы и датчики давлений. Сигнализаторы давлений включают электрический сигнал при выходе измеряемого давления за допустимые для нормальной работы двигателя пределы. Датчик давления выдает электрический сигнал, пропорциональный измеряемому давлению и используемый для автоматического управления системами ЛА или для дальнейшей передачи на указатели в дистанционных манометрах.

По методам измерения давления манометры можно разделить на следующие группы:

- механические (недистанционные), в том числе жидкостные, весовые и пружинные.

- электромеханические, в которых механический чувствительный элемент сочетается с электрической дистанционной передачей.

-  электрические, в том числе электронные, газоразрядные, радиоактивные, тепловые пьезорезисторные.

При использовании чисто механических манометров давление должно подводиться с помощью трубопроводов непосредственно к приборной доске самолета. Наличие трубопроводов снижает эксплуатационную надежность системы (из-за возможной разгерметизации системы в случае поломки трубопровода) и приводит к запаздыванию показаний при измерении давления. Именно этот фактор обуславливает бесперспективность развития недистанционных манометров. От этих недостатков избавлены дистанционные электромеханические манометры, в которых датчик, содержащий механический чувствительный элемент с электрическим преобразователем, устанавливается непосредственно у объекта измерений. При этом электрические сигналы, снимаемые с датчика, передаются по электропроводам и воспринимаются расположенным на приборной доске электроизмерительным прибором или используется в системах автоматического регулирования.

Датчиком давления измерительно-информационной системы называют конструктивную совокупность одного или нескольких измерительных преобразователей, размещаемых непосредственно у объекта измерений и преобразующих измеряемые (контролируемые) давления в величины удобные для передачи по каналам связи и дальнейшего преобразования.

 

Рис. 5.Структурная схема датчика давления

В измерительных упругих элементах происходит преобразование измеряемого давления в усилие, которое деформирует упругий элемент и уравновешивается возникающими в нем упругими силами. В чувствительном элементе датчика происходит преобразование физической величины, в данном случае деформации упругого элемента, в электрический сигнал.

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться: