Устройство для измерения температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя

Устройство для измерения температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 т

О П И С А Н И Е (11) 568873

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) биополя:1тельное к авт. саид-ву (22) Заявлено 09.12.74 (21) 2083461/25 (51) М. Кл. 01 1 5/14 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08. 7,Бюллетень № 31 (53) УДК 536.521. (088.8) (45) Il,àòà опубликования описании 13.0g.*

Государственный комнтет

Совета Мнннстраа СССР по делам нзооретеннй и открытнй

Л, В. Петров и А. Ф. Вахрушев (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (64) УСТГ ОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ЛОПАТОК

РОТОРА ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Изобретение относится к радиационной пирометрии и может быть использовано для измерения температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя.

Известно устройство для измерения температуры выхлопного газа газовой турбины и температуры на ее лопастях, которое содержит инфракрасный детектор и электрическую схему. В зависимости от кс1шентрации частиц углерода выходной сигнал устройст- 1в ва пропорционален или температуре лопастей турбины или температуре газа. Однако при использовании таких устройств нельзя измерить тел1пературу каждой лопаткиГ 1).

Известно также устройство для измере- l5 ния температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя, состояпее из пирометрического датчика с оптической системой, чувствительного элемента, предварительного усилителя компенсационного усилителя, ° 20 блока обработки сигн1ез1ов и блока регистрации. Г1ри появлеш1и лопатки ротора в зоне действия линзы объектива фотодетектор генерирует серию электрических импульсов, амплитуда которых пропорпиональна емпе- 25 ратуре лопаток. Однако с помощью этого

ir устройства нелЬзя измерять температуру каждой лопатки с указанием ее порядкового номера(2).

При работе двигателя температура отдельных лопаток может быть значительно выше средней температуры лопаток вследствие их изоляционного охлаждения. Поэтому определение только максимальной температуры какой-либо лопатки без указания ее порядкового номера при отладке или ремонта двигателя приводит к невозможности точного установления вышедшей из строя лопатки, что значительно усложняет наладку двигателя.

Бель изобретения — создание устройства, которое позволяет производить измерение температуры каждой лопатки ротора с указанием ее. порядкового номера.

Это достигается тем, что в предложенное ycTpcActBQ введе1п,I датчик начала отсчета номеров лопаток, блок совпадений, блок сравнения, а блок обработки

СИГHGJIOB ВЫПОЛНЕН П ВИДЕ СДВНГ0901 O РЕгистра с числом разрядов, 11ав11ыл1 или

569873 большим числа лопаток, тактовый вход которого соединен с выходом компенсационного усилителя, а счетный вход - с выходом датчика начала отсчета номеров лопаток, при этом блок совпадений включен Ia вы- 5 хопе сдвигового регистра и каждый его выход соедине » с соответствующим входом блока регистрации, вход блока сравнения соединен с выходом компенсационного усилителя, а выход включен на общий вход 10 блока совпадений.

На чертеже изображена блок-схема предложенного устройства.

Устройство для измерения температуры лопаток ротора турбины газотурбинного,15 двигателя состоит иэ пирометрического датчика 1 с оптической системой и чувствительным элементом и предварительного усилителя 2, выход которого соединен со входом компенсационного усилителя 3. Выход компенсационного усилителя 3 подключен ко входу блока 4 сравнения и через формирователь 5 прямоугольных импульсов -к тактовому входу сдвигового регистра 6.

Счетный вход сдвигового регистра 6 соеди нен через формирователь 7 прямоугольных им пульсов с выходом усилителя 8импульса датчиков 9 начала отсчета номеров лопаток. н

Блок 10 совпадений состоит из двухвходовых схем совпадений, один вход которых является общим для всех схем совпадений и соединен через формирователь 11 прямоугощ ных импульсов с выходом усилителя 12 импульсов блока сравнения, а второй вход каждой схемы совпадений соединен с выходом, соответствующего разряда сдвигового регистра 6, Блок 13 регистрации состоит из отделт% ных схем индикации, количество которых соответствует количеству схем совпадений, и выход каждой схемы совпадений соеди. нен со входом соответствующей схемы инди,, канин.

Устройство работает следующим образом.

Тепловое излучение от вращающихся ло45 паток турбин передается оптической системой пирометрического датчика 1 к чувст» вительному элементу, преобразующему это излучение в электрические импульсы, с амплитудой, пропорциональной температуре

50 лопаток. Сигнал с пирометрического датчи-, ка 1 усиливается предварительным усилителем :.

2 и подается на компенсационный усилитель

3, который усиливает входной сигнал и производит температурную компенсацию выходного сигнала чувствительного элемента при изменении температуры окружающей среды.

Выходной сигнал усилителя 3 содержит всю: необходимую информацию о температуре лопаток.

Для измерения температуры выходной сиг. нал компенсационного усилителя 3 IIonapT» ся иа блок 4 ср; внения, где он сравнивается с постоянным напряжением прецизионного потенциол1етра со шкалой, отградуированной в градусах цельсия. С выхода. блока 4 сравнения на вход усилителя 12 поступают после- довательно импульсы с амплитудой, равной разности амплитуд импульсов с компенсационного усилителя 3 и постоянного напряжения блока 4 сравнения. Появление каждого импульса соответствует мол енту,прохождения определенной лопатки перед оптической системой пирометрического датчика 1, Импульсы с выхода блока 4 сравнения усиливаются усилителем 12, фо ируются формирователем 11 прямоугольных импульсов и подаются на общий для всех схем совпадения вход.

Таким образом, на общем для всех схем совпадения входе появляются импульсы только от тех лопаток, амплитуда импульсов которых на выходе компенсационного усилителя

3 больше напряжения,с которым они сравниваются в блоке 4 сравнения.

Выходной сигнал компенсационного усилителя 3 подается также на тактовый вход. сдвигового регистра 6 через формирователь, 8 прямоугольных импульсов. Каждый импульс сдвигает на один разряд код информации, содержащейся сдвиговом регистре 6. В начальный момент со всех разрядов снимаются сигналы, соответствующие логическому нулю, Ввод логической единицы в первый разряд осуществляется при помощи датчика 9 начала отсчета номеров лопаток, который за каждый оборот ротора турбины выделяет один импульс, момент появления которого конструктивно связан с прохождением какой-либо лопатки перед оптической системой пирометрического датчика 1. Эта лопатка считается первой. При прохождении второй лопатки перед оптической системой из тактовых вход сдвигового регистра 6 поступает импульс, продвигающий 1" .иэ первого разряда во второй и устанавлйваюший в первом разряде .О и т.д. Таким образом, на отдельные входы каждой схемы совпадений последовательно подаются сигналы "1" от соответ» ствующих разрядов регистра.

При совмещении импульсов на обеих входах схемы совпадений с выхода ее снимается импульс и подается на соотйетствуюшую схему индикации блока 13 регистраций, которая выдает световой сигнал. Если напряжение сравнения равно амплитуде какоголибо импульса с выхода компенсационного усилителя 3, то на общий вход блока 4 срав- нения сигнал не поступает, т.е. совпадений на обоих входах соответствующей схемы

569873

ИИПИ Заказ 3279/32 раж 865 Подписное

С втобые сигиюлы

5 совпадений нет, и световой сигнал соотве1» ствуюшего индикатора исчезает. По показания,.(шкалы потенциометра блока 4 сравнения, отградуированной в градусах Оельсия, в момент попадания светового сигнала какого- 5 либо индикатора определяют температуру соответствующей лопатки. Формирователи 5, 7 и 11 прямоугольных импульсов служат для для преобразования импульсов произвольной формы и амплитуды в прямоугольные импуль-1О сы с одинаковой амплитудой и длительностью, что обеспечивает четкую работу сдвигового регистра 6 и блоков 10 совпадений.

Формула изобретения

Устройство для измерения температуры лопаток ротора газотурбинного двигателя, состоящее из пирометрического датчика с 2о оптической системой чувствительного элемента, предварительного усилителя, компенсационного усилителя, блока обработки сигналов и блока регистрации, о т л ич а ю ш е е с я тем, что, с целью и мерения температуры каждой лопатки с указанием ее порядкового, номера, в него введены датчик начала отсчета номеров лопаток, блок совпадений, блок сравнения, а блок обработки сигналов выполнен в виде сдвигового регистра с числом разрядов, равным или большим числа лопаток, тактовый вход которого соединен с выходом компенсационного усилителя, а счетный вход - с выходом датчика начала отсчета номеров ло латок, при этом блок совпадений включен на выходе сдвигового регистра, и каждый

его выход соединен с соответствующим входом блока регистрации, вход блока сравнения соединен с! выходом компенсационного усилителя, а выход включен на общий вход блока :совпадений.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США % 3696678, кл. 73-346, 1972.

2. Патент США % 3623368, кл. 73-343, 1971. (прототип). лиал ППП Пат-нт", г. Ужгород,ул. Проектная,4