Измерительное устройство для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для бесконтактного измерения температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности измерения температуры.

Поставленная задача решается за счет того, что в измерительном устройстве для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя, содержащем оптическую головку, волоконный световод и электронный блок с приемником оптического измерения и усилителем, в качестве волоконного световода использован волоконно-оптический кабель, оптическая головка содержит инфракрасно прозрачное стекло и объектив одновременно выполняющий функции полосового фильтра частот, а в электронном блоке последовательно с выходом волоконно-оптического кабеля соединены приемник оптического излучения, усилитель, устройство коррекции помех, аналого-цифровой преобразователь, запоминающий регистр и жидкокристаллический индикатор, а для сопряжения с внешними устройствами введены аналоговый и цифровой узлы связи.

В отличие от прототипа, в качестве волоконного световода использован волоконно-оптический кабель, оптическая головка содержит инфракрасно прозрачное стекло и объектив одновременно выполняющий функции полосового фильтра частот, а в электронном блоке последовательно с выходом волоконно-оптического кабеля соединены приемник оптического излучения, усилитель, устройство коррекции помех, аналого-цифровой преобразователь, запоминающий регистр и жидкокристаллический индикатор, а для сопряжения с внешними устройствами введены аналоговый и цифровой узлы связи.

Полезная модель относится к измерительной технике и может быть использована для бесконтактного измерения температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя.

Известно измерительное устройство для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя (Щербина Д.М. и др. Скоростной пирометр// Теплофизика высоких температур, 1987, №16, с.887-890), в котором на приемник излучения подается излучение от эталонной лампы, а на выходе снимается сигнал, пропорциональный потокам от лампы и объекта.

Недостатком его является невозможность контроля оптической головки и волоконного световода. Кроме того, наличие в нем вибрирующего или вращающегося модулятора потока от объекта и лампы понижает надежность.

За прототип принято измерительное устройство для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя (GB, патент, 2177196, Кл. G 01 J 5/30, 1987), содержащее оптическую головку, укрепленную на корпусе, волоконный световод, связывающий оптическую головку и электронный блок с приемником излучения, усилителем и фильтрующими элементами.

Недостатками данного устройства являются ограниченные функциональные возможности по отображению измеряемой температуры и недостаточная точность вследствие влияния помех.

Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в расширении функциональных возможностей и повышении точности измерения температуры.

Поставленная задача решается за счет того, что в измерительном устройстве для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины

газотурбинного двигателя, содержащем оптическую головку, волоконный световод и электронный блок с приемником оптического излучения и усилителем, в отличие от прототипа в качестве волоконного световода использован волоконно-оптический кабель, оптическая головка содержит инфракрасно прозрачное стекло и объектив, одновременно выполняющий функции полосового фильтра частот, а в электронном блоке последовательно с выходом волоконно-оптического кабеля соединены приемник оптического излучения, усилитель, устройство коррекции помех, аналого-цифровой преобразователь, запоминающий регистр и жидкокристаллический индикатор, а для сопряжения с внешними устройствами введены аналоговый и цифровой узлы связи.

На фиг.1 изображена блок-схема заявляемого измерительного устройства для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя.

Заявляемое устройство содержит оптическую головку 1, состоящую из инфракрасно прозрачного стекла 2 и объектива 3, одновременно выполняющего функции полосового фильтра частот. Внутри оптической головки введен торец волоконного световода, выполненного в виде волоконно-оптического кабеля 4.

С помощью волоконно-оптического кабеля 4 из зоны, близкой к турбине, расположен электронный блок 5, внутрь которого введен второй торец волоконно-оптического кабеля 4. С торцом волоконно-оптического кабеля 4 оптически связан приемник оптического излучения 6. За ним следуют последовательно соединенные усилитель 7, устройство коррекции помех 8, аналого-цифровой преобразователь 9, запоминающий регистр 10, жидкокристаллический индикатор 11.

Для сопряжения с внешними устройствами введены аналоговый узел связи 12, связанный с выходом устройства коррекции помех 8 и цифровой узел связи 13, связанный с выходом аналого-цифрового преобразователя 9.

Заявляемое измерительное устройство для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя работает следующим образом.

Излучение от лопатки проецируется оптической головкой 1 через инфракрасно прозрачное стекло 2 и объектив 3, одновременно выполняющий функции полосового фильтра частоты, на входной торец волоконно-оптического кабеля 4. Излучение с выходного торца волоконно-оптического кабеля 4 преобразуется в электрический сигнал приемником оптического излучения 6. Далее он усиливается усилителем 7.

С помощью устройства коррекции помех 8 осуществляется коррекция помех и выделяется информативный сигнал, являющийся функцией температуры лопаток турбины.

В аналого-цифровом преобразователе 9 аналоговый электрический сигнал преобразуется в цифровой код, который хранится в запоминающем регистре 10 и представляется на жидкокристаллическом индикаторе 11 в виде результата измерения.

Заявляемое устройство содержит аналоговый и цифровой узлы сопряжения с внешними устройствами в виде аналогового 12 и цифрового 13 узлов связи.

Таким образом, использование в качестве волоконного световода волоконно-оптического кабеля, выполнение оптической головки с инфракрасно прозрачным стеклом и объективом, одновременно выполняющим функции полосового фильтра частот, и введение в состав электронного блока устройства коррекции помех позволяет повысить точность измерения температуры.

Последовательное соединение в электронном блоке на выходе волоконно-оптического кабеля цепочки, состоящей из приемника оптического излучения, усилителя, устройства коррекции помех, аналого-цифрового преобразователя, запоминающего регистра, жидкокристаллического индикатора и введение аналогового и цифрового

узлов связи для сопряжения с внешними устройствами позволяет расширить функциональные возможности заявляемого устройства, обеспечивая запоминание значений измеряемой температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя и отображение их на жидкокристаллическом индикаторе.

Измерительное устройство для контроля температуры рабочих лопаток ротора турбины газотурбинного двигателя, содержащее оптическую головку, волоконный световод и электронный блок с приемником оптического излучения и усилителем, отличающееся тем, что в качестве волоконного световода использован волоконно-оптический кабель, а оптическая головка содержит инфракрасно прозрачное стекло и объектив, одновременно выполняющий функции полосового фильтра частот, и в электронном блоке последовательно с выходом волоконно-оптического кабеля соединены приемник оптического излучения, усилитель, устройство коррекции помех, аналого-цифровой преобразователь, запоминающий регистр и жидкокристаллический индикатор, а для сопряжения с внешними устройствами введены аналоговый и цифровой узлы связи.