一種多發氣源系統流量平衡控制裝置的制造方法
【專利摘要】本發明涉及針對飛機氣源系統的地面試驗裝置設計，特別涉及一種多發氣源系統流量平衡控制裝置。控制裝置用于對多發引氣系統中每一路氣源的引氣流量進行控制，包括：氣源壓調活門，設置在每一路引氣管路中；預冷器，設置在每一路引氣管路中，且位于氣源壓調活門的上游；第一壓力傳感器和第二壓力傳感器，分別設置在每一路引氣管路預冷器的上下游；流量平衡控制器。本發明的流量平衡控制器能夠根據實時流量與目標流量的對比結果對對應路氣源的氣源壓調活門進行調節，從而自動調節多發引氣系統的流量，使每臺發動機的引氣量相對平衡，消除單臺發動機引氣超量的現象，從而減小對發動機動力的影響，提高飛機的飛行安全性能，降低引氣活門的誤告警率。
【專利說明】
一種多發氣源系統流量平衡控制裝置
技術領域
[0001]本發明涉及針對飛機氣源系統的地面試驗裝置設計，特別涉及一種多發氣源系統流量平衡控制裝置。
【背景技術】
[0002]目前，大型飛機氣源系統的地面試驗通常需要模擬多臺發動機同時引氣的構型，系統的壓力參數控制一般采用氣動方式調節，而流量參數未能實現約束和控制，從而導致模擬的多發引氣流量出現不平衡的問題，即在保證下游總的用氣量的前提下，每臺發動機的引氣量相差較大，致使發動機的用氣可能出現單臺引氣超量的現象，從而可能影響發動機的動力，給飛機飛行安全帶來隱患。同時，還會影響氣動調節活門的開度，可能出現活門故障誤告警。另外，國內的運輸類飛機不具備對氣源系統流量不平衡狀態的數字化控制和檢測功能，系統的測試性能差，維護程序復雜。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供了一種多發氣源系統流量平衡控制裝置，以至少解決飛機氣源系統的地面試驗引氣時流量不平衡的問題。
[0004]本發明的技術方案是:
[0005]一種多發氣源系統流量平衡控制裝置，用于對多發引氣系統中每一路氣源的引氣流量進行控制，其中，多發引氣系統指包括多路氣源的引氣系統;控制裝置包括:
[0006]氣源壓調活門，又叫氣源系統調壓關斷活門PRS0V，設置在每一路引氣管路中，用于調節對應路的引氣管路的壓力和流量；
[0007]預冷器，設置在每一路引氣管路中，且位于氣源壓調活門的上游;在引氣管路中設置預冷器，主要是在預冷器兩端產生壓差，結合后續的壓力傳感器壓差進行檢測，最終起到計算流量的作用；
[0008]第一壓力傳感器，設置在每一路所述引氣管路中，且位于所述預冷器的上游，用于實時測量所述預冷器上游引氣管路中的壓力；
[0009]第二壓力傳感器，設置在每一路所述引氣管路中，且位于所述預冷器的下游，用于實時測量所述預冷器下游引氣管路中的壓力；
[0010]流量平衡控制器，用于根據同一路所述預冷器上游引氣管路和下游引氣管路的壓力信息計算得到所述預冷器上下游的壓差信息，再根據所述壓差信息得到對應路氣源的所述引氣管路的實時流量;所述流量平衡控制器還用于將同一路氣源的所述實時流量與目標流量進行對比，再根據對比結果對對應路氣源的所述氣源壓調活門進行調節。
[0011]可選的，所述流量平衡控制器是根據如下關系式計算得到所述預冷器上下游的實時流量Q:
[0012]Q = aAp2+bAp+c;
[0013]其中，a、b、c為流量系數，通過常規的試驗標定方法獲取;Λρ為所述預冷器上下游的壓差。
[0014]可選的，所述流量平衡控制器還用于判斷同一路氣源的所述實時流量與目標流量的偏差值是否在預定閾值范圍內，當超出所述預定閾值范圍時對對應路氣源的所述氣源壓調活門進行調節。
[0015]可選的，所述預定閾值范圍是所述目標流量值的百分之十。
[0016]可選的，所述目標流量是所述多發引氣系統中每一路氣源的平均流量，具體是由總流量除以氣源路數得到。
[0017]可選的，所述的多發氣源系統流量平衡控制裝置還包括控制板，所述控制板上設置有多個與氣源路數相等的控制開關，多個所述控制開關與所述流量平衡控制器連接；
[0018]每一個所述控制開關分別對應一路氣源，且僅當所述控制開關閉合時，所述流量平衡控制器自動控制對應路氣源的氣源壓調活門；當所述控制開關斷開時，所述流量平衡控制器與對應路氣源的氣源壓調活門斷開;另外，還能通過手動控制控制開關，以選擇氣源的構型，比如可以根據需要選擇開啟氣源的數量為2路或3路等。
[0019]發明效果:
[0020]本發明的多發氣源系統流量平衡控制裝置中，流量平衡控制器能夠根據實時流量與目標流量的對比結果對對應路氣源的氣源壓調活門進行調節，從而自動調節多發引氣系統的流量，使每臺發動機的引氣量相對平衡，消除單臺發動機引氣超量的現象，從而減小對發動機動力的影響，提高飛機的飛行安全性能，降低引氣活門的誤告警率；同時，還實現了對氣源系統流量不平衡狀態的數字化控制和檢測功能，提高了系統的測試性能，簡化了系統的維護程序。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發明多發氣源系統流量平衡控制裝置的結構簡圖；
[0022]圖2是本發明多發氣源系統流量平衡控制裝置中的流量平衡控制器部分的具體連接結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]為使本發明實施的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行更加詳細的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。下面結合附圖對本發明的實施例進行詳細說明。
[0024]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明保護范圍的限制。
[0025]下面結合附圖1和圖2對本發明多發氣源系統流量平衡控制裝置做進一步詳細說明。
[0026]本發明的一種多發氣源系統流量平衡控制裝置，用于對多發引氣系統中每一路氣源的引氣流量進行控制，包括氣源壓調活門(11)、預冷器(12)、第一壓力傳感器(13)、第二壓力傳感器(14)以及流量平衡控制器(2)。
[0027]氣源壓調活門(11)又叫氣源系統調壓關斷活門PRS0V，設置在每一路引氣管路(I)中，用于調節引氣管路(I)的壓力和流量;氣源壓調活門(11)的具體結構參照如圖2中所示，其中包括起到驅動作用的力矩馬達，力矩馬達與電源(優選15V)連接;還包括電磁閥、微動開關等，具體連接結構不再贅述。
[0028]預冷器(12)設置在每一路引氣管路(I)中，且位于氣源壓調活門(11)的上游;在引氣管路中設置預冷器，主要是在預冷器兩端產生壓差，結合后續的壓力傳感器壓差進行檢測，最終起到計算流量作用(后續將要介紹計算原理)。
[0029]第一壓力傳感器(13)設置在每一路引氣管路(I)中，且位于預冷器(12)的上游，用于實時測量預冷器(12)上游引氣管路中的壓力，并將壓力信息傳遞至相連接的流量平衡控制器(2)。第二壓力傳感器(14)設置在每一路引氣管路(I)中，且位于預冷器(12)的下游，用于實時測量預冷器(12)下游引氣管路中的壓力，并將壓力信息傳遞至相連接的流量平衡控制器⑵。
[0030]流量平衡控制器(2)用于根據(接收的)同一路預冷器(12)上游引氣管路和下游引氣管路的壓力信息計算得到預冷器(12)上下游的壓差信息，再根據壓差信息得到對應路氣源的引氣管路(I)的實時流量。進一步，流量平衡控制器(2)還用于將同一路氣源的實時流量與目標流量進行對比，再根據對比結果對對應路氣源的氣源壓調活門(11)進行調節；調節的目的在于盡量確保每臺發動機的引氣量相對平衡。
[0031]流量平衡控制器(2)可以采用已知的多種適合的結構控制器結構，例如采用PLC控制器、微信計算機等;本實施例中，如圖2所示，其包括PCL主板(CPU)、AO模塊(優選4-20mA輸出)、0-250mA輸出模塊以及D1模塊(離散量采集)、通訊模塊等，另外還可以包括例如顯示屏等;流量平衡控制器(2)屬于常規的控制器，其內部各部件的串口方式、連接方式不再具體贅述。
[0032]上述流量平衡控制器(2)中，是根據如下關系式計算得到預冷器上下游的實時流量Q:
[0033]Q = aAp2+bAp+c ；
[0034]其中，a、b、c為流量系數，可以通過常用試驗標定方法獲取;Λρ為預冷器(12)上下游的壓差。
[0035]進一步，本發明的流量平衡控制器(2)還用于判斷同一路氣源的實時流量與目標流量的偏差值是否在預定閾值范圍內，當超出預定閾值范圍時對對應路氣源的氣源壓調活門(11)進行調節。其中，預定閾值范圍是可以根據需要進行適合的選擇，本實施例中，預定閾值范圍優選為目標流量值的百分之十，而目標流量是多發引氣系統中每一路氣源的平均流量(總流量除以氣源路數)。
[0036]進一步，本發明的多發氣源系統流量平衡控制裝置還包括控制板(3)，控制板(3)上設置有多個與氣源路數相等的控制開關(31)，多個控制開關(31)與流量平衡控制器(2)連接;每一個控制開關(31)分別對應一路氣源，且僅當控制開關(31)閉合時，流量平衡控制器(2)自動控制對應路氣源的氣源壓調活門(11)，使系統進入流量平衡自動控制狀態。當控制開關31斷開時，流量平衡控制器2與對應路氣源的氣源壓調活門11斷開；另外，還能通過手動控制控制開關31，以選擇氣源的構型，比如可以根據需要選擇開啟氣源的數量為2路或3路或其他數量的路數等。
[0037]進一步，本發明的多發氣源系統流量平衡控制裝置中，包括兩個通道A、B獨立工作，A通道默認為主控通道，對兩組活門進行控制，B通道為熱備份。控制裝置通過對控制板3上開關信號、溫度和壓力傳感器信號、各類電控活門狀態信號、其他系統總線信號的實時采集和計算，對系統和部件狀態進行實時監視，并將狀態和告警信息實時地顯示和記錄，實現對系統的實時診斷功能。同時，控制器的雙通道余度管理模塊對通道的健康狀態進行實時監測，并將監測信息通過通道間的總線互傳，每個通道分別獨立地對雙通道的健康狀態進行比對，并將比對結果發送給另一通道。
[0038]當流量平衡控制裝置B通道接收到各自總線上A通道故障信息時，相應的B通道接管系統的控制權，對氣源系統進行實時控制和監視。當不需要引氣或駕駛艙主顯示器顯示引氣失效時，控制板兩個開關分別彈起，切斷流量平衡控制裝置與活門間的連接線，由控制面板超越控制氣源系統活門的關閉。
[0039]本發明的多發氣源系統流量平衡控制裝置中，流量平衡控制器2能夠根據實時流量與目標流量的對比結果對對應路氣源的氣源壓調活門11進行調節，從而自動調節多發引氣系統的流量，使每臺發動機的引氣量相對平衡(優選各路引氣流量誤差不超過10%)，消除單臺發動機引氣超量的現象，從而減小對發動機動力的影響，提高飛機的飛行安全性能，降低引氣活門的誤告警率；同時，還實現了對氣源系統流量不平衡狀態的數字化控制和檢測功能，提高了系統的測試性能，簡化了系統的維護程序。
[0040]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種多發氣源系統流量平衡控制裝置，用于對多發引氣系統中每一路氣源的引氣流量進行控制，其特征在于，包括: 氣源壓調活門(11)，設置在每一路引氣管路(I)中，用于調節所述引氣管路(I)的壓力和流量； 預冷器(12)，設置在每一路所述引氣管路(I)中，且位于所述氣源壓調活門(11)的上游； 第一壓力傳感器(13)，設置在每一路所述引氣管路(I)中，且位于所述預冷器(12)的上游，用于實時測量所述預冷器(12)上游引氣管路中的壓力； 第二壓力傳感器(14)，設置在每一路所述引氣管路(I)中，且位于所述預冷器(12)的下游，用于實時測量所述預冷器(12)下游引氣管路中的壓力； 流量平衡控制器(2)，用于根據同一路所述預冷器(12)上游引氣管路和下游引氣管路的壓力信息計算得到所述預冷器(12)上下游的壓差信息，再根據所述壓差信息得到對應路氣源的所述引氣管路(I)的實時流量;所述流量平衡控制器(2)還用于將同一路氣源的所述實時流量與目標流量進行對比，再根據對比結果對對應路氣源的所述氣源壓調活門(11)進行調節。2.根據權利要求1所述的多發氣源系統流量平衡控制裝置，其特征在于，所述流量平衡控制器(2)是根據如下關系式計算得到所述預冷器上下游的實時流量Q: Q = aAp2+bAp+c； 其中，a、b、c為流量系數，通過試驗標定獲取;Λρ為所述預冷器(12)上下游的壓差。3.根據權利要求1所述的多發氣源系統流量平衡控制裝置，其特征在于，所述流量平衡控制器(2)還用于判斷同一路氣源的所述實時流量與目標流量的偏差值是否在預定閾值范圍內，當超出所述預定閾值范圍時對對應路氣源的所述氣源壓調活門(11)進行調節。4.根據權利要求3所述的多發氣源系統流量平衡控制裝置，其特征在于，所述預定閾值范圍是所述目標流量值的百分之十。5.根據權利要求1所述的多發氣源系統流量平衡控制裝置，其特征在于，所述目標流量是所述多發引氣系統中每一路氣源的平均流量。6.根據權利要求1-5任一項所述的多發氣源系統流量平衡控制裝置，其特征在于，還包括控制板(3)，所述控制板(3)上設置有多個與氣源路數相等的控制開關(31)，多個所述控制開關(31)與所述流量平衡控制器(2)連接； 每一個所述控制開關(31)分別對應一路氣源，且僅當所述控制開關(31)閉合時，所述流量平衡控制器(2)自動控制對應路氣源的氣源壓調活門(11)。
【文檔編號】G05D16/20GK106054955SQ201610329225
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】鄭旭洲, 楊丹, 閆海兵, 白曉秋, 楊霍燕, 韓小剛
【申請人】中國航空工業集團公司西安飛機設計研究所