Система автоматизированного сбора и обработки информации DAS-2-ОАТВ
- ПАО "НПО "Сатурн", г.Рыбинск
- ГОСРЕЕСТР СИ РФ:92785-24
Назначение
Система автоматизированного сбора и обработки информации DAS-2-ОАТВ (далее - Система, DAS-2-ОАТВ) предназначена для измерений параметров при испытаниях авиационных двигателей: абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред; сигналов от датчиков температуры; расхода жидкости; частоты переменного тока; силы от тяги двигателя; сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления); напряжения постоянного и переменного тока; напряжения
тензодатчиков, а также для отображения результатов измерений и расчетных величин и их регистрации в ходе проведения испытаний на открытом стенде «Полуево»
ПАО «ОДК- Сатурн».
Описание
Конструктивно Система представляет собой модульную автоматизированную систему сбора данных, включающую датчики; сканеры; кондиционеры сигнала; аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифровые аппаратуры «верхнего уровня» (специализированные платы, компьютеры со специализированным программным обеспечением, мониторы).
Функционально DAS-2-ОАТВ разделена на измерительные модули, включающие в себя соответственные измерительные каналы (ИК):
- ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред;
- ИК сигналов от датчиков температуры;
- ИК расхода жидкости;
- ИК частоты переменного тока;
- ИК силы от тяги двигателя;
- ИК сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления);
- ИК напряжения постоянного и переменного тока;
- ИК напряжения тензодатчиков.
ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред
Модуль измерения давления содержит 16-канальные сканеры давления модели фирмы Pressure Systems, дискретные датчики фирмы Esterline с АЦП Pressure Systems 9016, 9022, датчики ROSEMOUNT с АЦП Siemens PLC. Выходные электрические сигналы дискретных датчиков давления поступают в АЦП Pressure Systems и Siemens PLC, преобразуются в цифровые коды давления, которые поступают в компьютер верхнего уровня, где преобразуются в единицы давления.
ИК сигналов от датчиков температуры
Модуль измерения температуры включает измерительные каналы двух типов: термопарные и терморезисторные (RTD).
Сигналы термопар преобразуются сканерами Scanivalve, Elscada DTS3250, DTS4050 в цифровые коды, которые поправляются с учетом измеренной температуры изотермического блока сканера. Выходные цифровые коды сканера передаются на верхний уровень системы через интерфейс Ethernet c протоколом TCP/IP.
ИК сопротивления постоянному току, соответствующего температуре газа (жидкости) по тракту двигателя (каналы термосопротивлений), реализованы следующим образом: падение напряжения на термосопротивлениях типа Pt100, запитанных от источника постоянного тока VT1505A, через фильтр низких частот VT1502A поступает на каналы измерения напряжения VXI платы VT1419A. Далее цифровые коды преобразуются в компьютере верхнего уровня системы с учетом градуировочных характеристик каналов температуры.
ИК расхода жидкости
Принцип действия ИК расхода жидкости основан на использовании в ПИП сил Кориолиса, действующих на поток среды, двигающейся по петле трубопровода, которая колеблется с постоянной частотой. Силы Кориолиса вызывают поперечные колебания противоположных сторон петли и, как следствие, фазовые смещения их частотных характеристик, пропорциональных массовому расходу. Выходные сигналы c расходомеров Promass (Эмис-МАСС) (рег. № 77657-20) преобразуются в плате типа Kinetic Systems V635 в цифровые коды массового расхода и поступают в компьютер верхнего уровня.
ИК частоты переменного тока
В ИК модуля частоты вращения роторов используется сигнал индукционных датчиков, установленных на валах роторов двигателя. Датчики в состав Системы не входят. Модуль измерения частоты вращения роторов состоит из блока преобразования синусоидального сигнала импульсного типа и двух 8-канальных плат типа Kinetic Systems V635, Fylde I15303 с верхним пределом измерения частоты 100 кГц. Цифровой код частоты сигнала поступает в компьютер верхнего уровня в единицах физической величины - частоты вращения роторов двигателя.
ИК силы от тяги двигателя
Модуль измерения силы от тяги двигателя содержит рамы неподвижную и подвижную, датчики силы рабочие, подгрузочные, калибровочные, трансмиттеры, весовые процессоры, гидроцилиндры, контрольно-нагружающее устройство (CGD). Результирующая сила от тяги двигателя и сил подгрузки, приложенная к подвижной раме, уравновешивается силой реакции двух рабочих датчиков силы (левого и правого). Выходные сигналы рабочих и подгрузочных датчиков силы преобразуются в цифровые коды в трансмиттерах и вводятся в компьютер верхнего уровня, где преобразуются с помощью градуировочных характеристик каналов в цифровой код силы от тяги двигателя. Калибровочная сила, создаваемая гидроцилиндрами, измеряется прямым или реверсивным калибровочными датчиками. Выходные электрические сигналы этих датчиков преобразуются в цифровые коды силы двумя весовыми процессорами и вводятся в компьютер верхнего уровня. Приложенная вдоль оси двигателя сила от гидроцилиндра контрольно-нагружающего устройства (CGD) измеряется датчиком силы, выходной сигнал которого преобразуется в цифровой код весовым процессором и вводится в компьютер верхнего уровня. Силовая стойка CGD монтируется на специальном фундаменте на площадке стенда перед двигателем (для имитации прямой тяги) или с задней стороны двигателя (для имитации реверсивной тяги).
ИК сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления)
ИК заряда, соответствующего виброскорости (преобразование сигнала со штатных датчиков вибрации двигателя), реализованы с помощью блока преобразования и обработки измерительной информации VM600, аналоговые выходные сигналы, с которого в виде напряжения постоянного тока в диапазоне от 0 до 10 В поступают на входы VXI-платы VT 1419А, которые содержат низкочастотные фильтры 25 Гц и АЦП, обеспечивающие его оцифровку.
ИК заряда, соответствующего виброускорению и пульсациям давления реализованы с помощью модуля PQDCA с входным диапазоном от ± 0,1 до 13200 пКл усилителя цифрового измерительного программируемого SCADASIII, который преобразует сигналы вибрации, давления, напряжений, и других механических величин, поступающих на датчики в пропорциональные им электрические сигналы с последующим аналого-цифровым преобразованием, обработкой цифровым сигнальным процессором и передачей значений в персональный компьютер.
ИК напряжения постоянного и переменного тока
ИК напряжение постоянного тока реализованы на базе каналов измерения напряжения VXI платы VT1419A и фильтров низких частот VT1502A. Выходные цифровые коды передаются и преобразуются в компьютере верхнего уровня системы.
ИК напряжения переменного тока реализованы с помощью модуля PQFA усилителя цифрового измерительного программируемого SCADASIII, который преобразует сигналы вибрации, давления, напряжений, и других механических величин, поступающих на датчики в пропорциональные им электрические сигналы с последующим аналого-цифровым преобразованием, обработкой цифровым сигнальным процессором и передачей значений в персональный компьютер.
ИК напряжения тензодатчиков
ИК напряжения тензодатчиков реализованы с помощью модуля PQBA-II усилителя цифрового измерительного программируемого SCADASIII, который преобразует сигналы вибрации, давления, напряжений, и других механических величин, поступающих на датчики в пропорциональные им электрические сигналы с последующим аналого-цифровым преобразованием, обработкой цифровым сигнальным процессором и передачей значений в персональный компьютер.
Общий вид составных частей Системы представлен на рисунках 1 - 5.
Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.
Заводской номер (№ 815354), наносится на информационную табличку в месте, указанном на рисунке 1 и 5.
Защита от несанкционированного доступа к компонентам Системы обеспечивается:
- ограничением доступа к месту установки Системы;
- запиранием ключом замков на дверях элементов Системы (рисунок 4).
Рисунок 2 - Стойка. Вид внешний спереди
Рисунок 1 - Стойка. Вид внешний спереди
Рисунок 4 - Запирающий механизм стойки
Рисунок 3 - Рабочее место оператора
Система автоматизированного сбора и обработки информации
DAS-2-OATB
Зав. №815354
Рисунок 5 - Заводская маркировка Системы
Программное обеспечение
Включает общее и функциональное программное обеспечение (ПО).
Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.
Таблица 1 - Идентификационные данные ПО
| Идентификационные данные (признаки) | Значение |
| Идентификационное наименование ПО | LMS Test.Lab rev. 13A |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 130 |
| Цифровой идентификатор ПО | _ |
| Алгоритм вычисления идентификатора ПО | CRC32 |
Технические характеристики
Основные метрологические и технические характеристики DAS-2-ОАТВ приведены в таблицах 2 - 3.
Таблица 2 - Метрологические характеристики DAS-2-ОАТВ
| Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов) | Измеряемые величины | Диапазон измерений (показаний) | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ИК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред | ||||
| Давление газов по тракту ГТД | Давление избыточное | от -2,5 до +2,5 кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 47 |
| св. -17,5 до 0 включ., кПа | у: ± 0,3 % от ДИ | 48 | ||
| св. 0 до 17,5 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ДИ | |||
| от -35 до -17,5 включ., кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| св. 17,5 до 35 включ., кПа | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от -82 до +50 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 80 | ||
| св. 50 до 105 включ., кПа | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от -82 до +60 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 64 | ||
| св. 60 до 315 включ., кПа | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 0 до 350 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 32 | ||
| св. 350 до 700 включ., кПа | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 0 до 1750 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 32 | ||
| св. 1750 до 3500 включ., кПа | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| Давление жидкостей | от 0 до 3500 кПа | Y: ± 0,5 % от ВП | 8 | |
| от 0 до 6900 кПа | 8 | |||
| от 0 до 10400 кПа | 6 | |||
| от 0 до 20800 кПа | 6 | |||
| Перепад давления жидкостей | от -7 до +7 кПа | Y: ± 0,5 % от ВП | 12 | |
| от -35 до +35 кПа | 12 | |||
| от -35 до +70 кПа | 12 | |||
| от 0 до 350 кПа | 10 | |||
| Дифференциальное давление воздуха в трубе отбора воздуха | Разность давлений | от 0 до 20 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 1 |
| св. 20 до 40 включ., кПа | 5: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 0 до 25 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 1 | ||
Продолжение таблицы 2
| Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов) | Измеряемые величины | Диапазон измерений (показаний) | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ИК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| св. 25 до 50 включ., кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 0 до 1 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 2 | ||
| св. 1 до 2 включ., кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| Полное давление воздуха в трубе отбора воздуха | Абсолютное давление | от 100 до 1000 включ., кПа | у: ± 0,3 % от ВП | 1 |
| св. 1000 до 2000 включ.,кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| от 100 до 2000 включ., кПа | Y: ± 0,3 % от ВП | 1 | ||
| св. 2000 до 4000 включ.,кПа | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| ИК сигналов от датчиков температуры | ||||
| Температура газов в системе отбора воздуха | Температура | от -40 °С до +600 °С | Y: ± 0,5 % от ВП | 2 |
| Напряжение постоянного тока, соответствующее температуре газа по тракту двигателя (каналы термопар), в диапазоне ТЭДС ТП типа K | Напряжение постоянного тока | от -50 °С до +1300 °С (от -1,9 до +52,4 мВ) | Y: ± 0,05 % от ВП | 400 |
| Сопротивление постоянному току, соответствующее температуре газа (жидкости) по тракту двигателя (каналы термосопротивлений) | Сопротивле ние постоянному току | от -150 °С до +680 °С (от 40 до 340 Ом) | Y: ± 0,1 % от ВП | 24 |
| ИК расхода жидкости | ||||
| Расход топлива | Расход жидкости | от 200 до 3000 кг/ч | 6: ± 0,3 % от ИЗ | 1 |
| от 2400 до 25000 кг/ч | 1 | |||
| ИК частоты переменного тока | ||||
| Частота переменного тока (соответствующая частоте вращения роторов двигателя, турбинным расходометрам) | Частота переменного тока | от 0,005 до 50 кГц | 6: ± 0,1 % от ИЗ | 14 |
Продолжение таблицы 2
| Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов) | Измеряемые величины | Диапазон измерений (показаний) | Пределы допускаемой погрешности | Кол-во ИК |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| ИК силы от тяги двигателя | ||||
| Прямая сила от тяги двигателя | Сила | от 0 до 26,69 включ., кН | Y: ± 0,3 % от ВП | 1 |
| св. 26,69 до 222,41 включ., кН | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| Обратная сила от тяги двигателя | от 0 до 35,59 включ., кН | у: ± 0,3 % от ВП | ||
| св. 35,59 до 115,69 включ., кН | 6: ± 0,3 % от ИЗ | |||
| ИК сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления) | ||||
| Величина заряда, соответствующего виброскорости (преобразование сигнала со штатных датчиков вибрации двигателя) | Электрическ ий заряд | от 0 до 100 мм/с (от -100 до +100 пКл от -2000 до +2000 пКл от -5000 до +5000 пКл от -10000 до +10000 пКл) | Y: ± 1,5 % от ВП | 4 |
| Величина заряда (каналы используются для измерения виброускорений и пульсаций давления) | от -100 до +100 пКл | Y: ± 1,5 % от ВП | 60 | |
| от -200 до +200 пКл | ||||
| от -400 до +400 пКл | ||||
| от -825 до +825 пКл | ||||
| от -1650 до +1650 пКл | ||||
| от -3300 до +3300 пКл | ||||
| от -6600 до +6600 пКл | ||||
| от -9999 до +9999 пКл | ||||
| И | К напряжения постоянного и переменного тока | |||
| Амплитуда напряжения переменного тока | Напряжение переменного тока | от -0,5 до +0,5 В | Y: ± 0,5 % от ВП | 40 |
| от -1 до +1 В | ||||
| от -5 до +5 В | ||||
| от -10 до +10 В | ||||
| Напряжение постоянного тока | Напряжение постоянного тока | от -0,0625 до +0,0625 В | Y: ± 0,1 % от ВП | 63 |
| от -0,25 до +0,25 В | ||||
| от -1 до +1 В | ||||
| от -4 до +4 В | ||||
| от -15 до +15 В | ||||
| ИК напряжения тензодатчиков | ||||
| Напряжение тензодатчиков (конфигурации полумост, мост и одиночных тензодатчиков с питанием током) | Напряжение переменного | от -62,5 до +62,5 мВ | Y: ±1,5 % от ВП | 100 |
| от -125 до +125 мВ | ||||
| от -250 до +250 мВ | ||||
| от -500 до +500 мВ | ||||
| от -1 до +1 В | ||||
| Примечания: 1 ВП - верхний предел измерения; 2 ИЗ - измеряемое значение; 3 ТЭДС - термоэлектродвижущая сила; 4 ТП - термопреобразователь; 5 ГТД - газотурбинный двигатель; 6 y - приведенная погрешность, %; 7 5 - относительная погрешность, %. | ||||
Таблица 3 - Основные технические характеристики Системы
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания: | |
| - напряжение переменного тока, В - частота переменного тока, Г ц | от 187 до 242 от 48 до 51 |
| Потребляемая мощность, кВт, не более: | 10 |
| Габаритные размеры составных частей, мм, (ширинахвысотахглубина), не более: | |
| - модуль измерения силы от тяги двигателя - модуль измерения аналогово ввода - модуль измерения давления (сканеры) (дискретные датчики) - модуль измерения температуры (сканеры) - модуль измерения вибрации - модуль измерения частоты - модуль измерения динамических параметров - модуль измерения массового расхода топлива - модуль управления - стойки измерительные, 15 шт. | 3000 х 6000 х 3000 350 х 1000 х 350 1000х2000х 500 1000х1000х3000 1000х2000х 500 100 х 200 х 220 100 х 200 х 200 600 х 900 х 200 2500х4000х1000 200 х 1500 х 200 600 х 900 х 200 |
| Условия эксплуатации в помещении пультовой: | |
| - температура воздуха для оборудования, располагаемого внутри термостатируемых помещений, °С - относительная влажность воздуха, % - атмосферное давление, кПа | от +15 до +25 до 80 от 84 до 106 |
Знак утверждения типа
наносится на эксплуатационную документацию типографским способом.
Комплектность
Таблица 4 - Комплектность средства измерений
| Наименование | Обозначение | Кол-во, шт/экз. |
| Модуль измерения силы от тяги двигателя | _ | 1 шт. |
| Модуль измерения аналогово ввода | _ | 1 шт. |
| Модуль измерения давления | _ | 1 шт. |
| Модуль измерения температуры | _ | 1 шт. |
| Модуль измерения вибрации | _ | 1 шт. |
| Модуль измерения частоты | _ | 1 шт. |
| Модуль измерения динамических параметров | _ | 1 шт. |
| Модуль измерения массового расхода топлива | _ | 1 шт. |
| Модуль управления | _ | 1 шт. |
| Стойки измерительные | _ | 15 шт. |
| Платы | VXI | 1 к-т. |
| Руководство по эксплуатации | №7/015-28-2022 РЭ | 1 экз. |
| Методика поверки | _ | 1 экз. |
Сведения о методах измерений
приведены в разделе 5.4 руководства по эксплуатации №7/015-28-2022 РЭ.
Нормативные документы
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2356 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2018 г. № 2772 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений виброперемещения, виброскорости, виброускорения и углового ускорения»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10"1 - 1-107 Па»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 августа 2023 г. № 1706 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1-10-1 до 2409 Гц»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2019 г. № 2498 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
Постановление Госстандарта России от 20 декабря 1979 г. № 222 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрической емкости - фарада»;
ОСТ 1 01021-93 Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования.