Датчик отношения давлений газа

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕЯ И Я п 1) 588478 Союз Советский Социалистичесииа РеспубликИ А 87 ОРСНОМУ СВИИБ ЬСТВУ 61 Дополнительное к авт. свпд-ву(45) Дата опубликования описания 10.02.78 Государственный иомите Совета Министров СССР по делам изобретений 3) УДК 531.787(088,8) и откры(71) Заявитель И. И, Власов, Л. И, Дербенева и Е. А, Егорованский ордена Трудового Красного Знамени авиационныйинститут им, А. Н. Туполева АЗА(54) ДАТЧИК ОТНОШЕНИЯ ДАВЛЕ 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 1.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 21, Недостатком этого датчика является влияние давления и температуры на входе в сопло питания на уровень выходного сигнала - давления в приемномсопле,Цельсигнала,изобретения - получение выходного не зависящего от давления и темпеаза на входе в сопло питания. Это достигается в предлагаемом датчике отношениядавлений газа, содержащем сопло питания,соединен с источником высокого давления, а выход - с камерой взаимо 5 действия, соединенной с источником низкогодавления, и приемник давления, расположенный в камере против сопла питания, тем, чтоон снабжен струйно-акустическим преобразователем температуры газа с частотным элек 0 трическим выходом, сопло питания которогосоединено с источником высокого давления,частотным смесителем и фильтром, Причемприс.;ник давления выполнен в виде цилиндр 1(ческого приемника полного давления с от5 верстиямп у закрытого его торца, на внутренней поверхности которого установлен частотный преобразователь давления, преобразователи температуры и давления подключенык входу смесителя, а его выход соединен со фильтром,Применение приемника полного давленияприводит к тому, что при определенном отношении давлений в нем возбуждаются автоколебания, сохраняющиеся в широком диапазо 5 с изменения отношения давлений, частотакоторых отображает отношение входных давлений и температ 1 ру газа и не зависит отдавления на входе в сопло штанпя. Импульсы давлсппя с помоп 1 ьо часоного преобразователя (например, пьезоэлектрического)преобразуются в электрический частотныйсигнал, который смешивается в смесителе с588478 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ипография, пр, Сапун 3сигналом струйно-акустического преобразователя температуры, Результирующий сигнал счастотой, равной разности частот автоколебаний в струйно-акустическом преобразователе температуры и в приемнике полногодавления, выделяется фильтром и поступает всистему управления ГТД.На чертеже представлена схема датчикаотношения давлений.Датчик содержит соосно установленные вкамере 1 сопло питания 2 и приемник 3 полного давления, выполненный в виде цилиндрас отверстиями 4 у закрытого его торца. Камера 1 через отверстия 5 сообщена с источником низкого давления, например с входомвоздуха в компрессор. У закрытого торцаприемника 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 послекомпрессора, подается к соплу питания 2, камера 1 сообщается с источником низкого давления, например с входом в компрессор. Приопределенной геометрии датчика в зависимости от отношения входных давлений внутри приемника 3 возникают пульсации давления, частота которых определяется температурой торможения и отношением входныхдавлений и не зависит от давления газа навходе в сопла питания 2. Возбуждение колебаний происходит при строго определенномотношении давлений, при этом автоколебанияс большой амплитудой сохраняются в широком диапазоне изменения отношения давлений, Импульсы давления с помощью пьезоэлектрического преобразователя 6 преобразуются в электрический частотный сигнал. Учетвлияния температуры рабочего тела на уровень выходного сигнала производится струйно-акустическим преобразователем 7 с частотным выходом, на вход которого подаетсягаз с теми же параметрами, что и на вход 4сопла питания 2. Выходной сигнал струйноакустического преобразователя - электрические импульсы с частотой, зависящей от температуры торможения газа, смешивается в смесителе 8 с сигналом пьезоэлектрического преобразователя 6. Результирующий сигнал с частотой, равной разности частот автоколебаний в струйно-акустическом преобразователе и автоколебаний в приемнике 3 полного давления и пропорциональной отношению входных давлений, выделяется фильтром 9 и поступает в систему управления ГТД.Предлагаемый датчик отношения давлений по сравнению с известными обеспечивает частотную 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 изобретенияДатчик 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 приемника полного давления с отверстиями у закрытого его торца, на внутренней поверхности которого установлен частотный преобразователь давления, причем преобразователи температуры и давления подключены к входу смесителя, а его выход соединен с фильтром.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Реферативный журнал Авиационные и ракетные двигатели, М., 1971,1, реф.1.34.104.2. Патент США3489009, кл. 73 - 388, опублик. 1968,Составитель О, Полев Редактор Т. Юрчикова Техред А, Камышникова Корректоры: Л, Котова и А. СтепановаЗаказ 2990/5 Изд.135 Тираж 1109 Подписное НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по дела изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Т ова, 2