Датчик отношения давлений газа

Датчик отношения давлений газа

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (и) 538478

Союз Советсаа

Социалистическими

Республик

И АВ7ОРСНОМУ СВИ, ЕТБ ЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 12.07.76 (21) 23883717/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (43) Опубликовано 15.01.78. Бюллетень М 2 (45) Дата опубликования описания 10.02.78 (51) М. Кл. 6 01L 15/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 531.787(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

И. И. Власов, Л. И. Дербенева и Е. А. Егоров

Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. H. Туполева (54) ДАТЧИК ОТНОШЕНИЯ ДАВЛЕНИЙ ГАЗА

Изобретение относится к области приборостроения. Датчик может найти применение в системах управления газотурбинными двигателями (ГТД), например в системе противопожарной защиты ГТД.

Известны системы на струйных элементах для измерения степени повышения давления в компрессоре ГТД, в которых в качестве элемента, чувствительного к изменению отношения давлений, применены генераторы колебаний, а компенсация влияния температуры производится электронным контуром (11.

Недостатком известных систем является узкий диапазон изменения отношения входных давлений, что затрудняет их использование в системах управления ГТД.

Наиболее близким к предлагаемому датчику по технической сущности является датчик отношения давлений, содержащий сопла питания и приемное сопло, расположенные соосно в камере датчика. Высокое давление подводится к соплу питания, пониженное давление поступает в камеру датчика. По давлению в приемном сопле судят об отношении входных давлений (2), Недостатком этого датчика является влияние давления и температуры на входе в сопло питания на уровень выходного сигнала — давления в приемном сопле.

Цель изобретения — получение выходного сигнала, не зависящего от давления и температуры газа на входе в сопло питания. Это достигается в предлагаемом датчике отношения давлений газа, содержащем сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход — с камерой взаимо5 действия, соединенной с источником низкого давления, и приемник давления, расположенный в камере против сопла питания, тем, что он снабжен струйно-акустическим прсобвазоватслем температуры газа с частотным элек10 трическим выходом, сопло питания которого соединено с источником высокого давления, частотным смесителем и фильтром. Причем прис.;-ник давления выполнен в виде цилиндрического приемника полного давления с от15 верстиямп у закрытого его торца, на внутрен: ей поверхности которого установлен частотный преобразователь давления, преобразователи температуры и давления подключены к входу смесителя, а его выход соединен с

20 фильтром.

Применение приемника полного давления приводит к тому, что при определенном отношении давлений в нем возбуждаются автоколебания, сохраняющиеся в широком диапазо25 ..с изменения отношения давлений, частота которых отображает отношение входных давлений и температ1ру газа и не зависит от давлен:.:я на входе в сопло итания. Импульсы давления с помоп1ью частотного преобраЗ1 зователя (например, пьезоэлектрического) преобразуются в электрический частотный сигнал, который смешивается в смесителе с

588478

Типография, пр. Сапунова, 2

3 сигналом струйно-акустического преобразователя температуры. Результирующий сигнал с частотой, равной разности частот автоколебаний в струйно-акустическом преобразователе температуры и в приемнике полного давления, выделяется фильтром и поступает в систему управления ГТД.

На чертеже представлена схема датчика отношения давлений.

Датчик содержит соосно установленные в камере 1 сопло питания 2 и приемник 3 полного давления, выполненный в виде цилиндра с отверстиями 4 у закрытого его торца. Камера 1 через отверстия 5 сообщена с источником низкого давления, например с входом воздуха в компрессор. У закрытого торца приемника полного давления установлен частотный преобразователь 6 пульсаций давления, например пьезоэлектрический.

В состав датчика входят также струйноакустический преобразователь 7 температуры, состоящий из сопла питания, резонансной камеры и пьезоэлектрического преобразователя, смеситель 8, вход которого электрически соединен с пьезоэлектрическими преобразователями приемника 3 полного давления и струйно-акустического преобразователя температуры, и фильтр 9.

Датчик отношения давлений работает следующим образом, Газ высокого давления, например после компрессора, подается к соплу питания 2, камера 1 сообщается с источником низкого давления, например с входом в компрессор. При определенной геометрии датчика в зависимости от отношения входных давлений внутри приемника 3 возникают пульсации давления, частота которых определяется температурой торможения и отношением входных давлений и не зависит от давления газа на входе в сопла питания 2. Возбуждение колебаний происходит при строго определенном отношении давлений, при этом автоколебания с большой амплитудой сохраняются в широком диапазоне изменения отношения давлений, Импульсы давления с помощью пьезоэлектрического преобразователя 6 преобразуются в электрический частотный сигнал. Учет влияния температуры рабочего тела на уровень выходного сигнала производится струйно-акустическим преобразователем 7 с частотным выходом, на вход которого подается газ с теми же параметрами, что и на вход

4 сопла питания 2. Выходной сигнал струйноакустического преобразователя — электрические импульсы с частотой, зависящей от температуры торможения газа, смешивается в

5 смесителе 8 с сигналом пьезоэлектрического преобразователя 6. Результирующий сигнал с частотой, равной разности частот автоколебаний в струйно-акустическом преобразователе и автоколебаний B приемнике 3 полного

10 давления и пропорциональной отношению входных давлений, выделяется фильтром 9 и поступает в систему управления ГТД.

Предлагаемый датчик отношения давлений по сравнению с известными обеспечивает ча15 стотную форму. выходного, сигнала, причем в определенном интервале изменения отношений давления частота выходного сигнала изменяется пропорционально этому отношению, и возможность получения электрического выходного сигнала с частотой, которая не зависит от давления температуры рабочего тела.

Формула изобретения

Датчик отношения давлений газа, содержащий сопло питания, вход которого соединен с источником высокого давления, а выход — с камерой взаимодействия, соединенной с источником низкого давления, и приемник давления, расположенный в камере против сопла питания, отличающийся тем, что, с целью получения выходного сигнала, не зависящего от давления и температуры газа на входе в сопло питания, он снабжен струйноакустическим преобразователем температуры газа с частотным электрическим выходом, сопло питания которого соединено с источником высокого давления, частотным смесителем и фильтром, при этом приемник давления выполнен в виде цилиндрического прием40 ника полного давления ic отверстиями у закрытого его торца, на внутренней поверхности которого установлен частотный преобразователь давления, причем преобразователи температуры и давления подключены к вхо45 ду смесителя, а его выход соединен с фильтром.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Реферативный журнал «Авиационные и ракетные двигатели», М., 1971, № 1, реф.

1.34.104.

2. Патент США № 3489009, кл. 73 — 388, опублик. 1968, Составитель О. Полев

Редактор T. Юрчикова Техред А. Камышникова

Корректоры: Л. Котова и А. Степанова

Заказ 2990/5 Изд. № 135 Тираж 1109 Подписное

НПО Государственного комитета

Совета Министров СССР по дела изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5