Назначение
Система измерительная СИ-КС (далее - ИС) предназначена для измерений параметров камер сгорания (далее - КС) газотурбинных двигателей: давления и температуры жидкостей и газов, расхода топлива, а также силы и напряжения постоянного тока.
ИС применяется в области обороны и безопасности при проведении стендовых испытаний серийных КС.
Описание
Принцип действия ИС заключается в измерении параметров КС первичными преобразователями (датчиками) физических величин, преобразовании их в электрические сигналы и далее в цифровой код с помощью устройства согласования с объектом и передаче цифровой информации в промышленный компьютер (далее - ПрК) для дальнейшего её использования в автоматизированной системе управления технологическим процессом испытаний (АСУТП-И). Функционально ИС включает в себя измерительные каналы (ИК):
- ИК давления и силы постоянного тока, соответствующей значениям давления;
- ИК температуры с термометрами сопротивления;
- ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК;
- ИК расхода топлива.
Конструктивно ИС состоит из двух шкафов, монитора с сенсорным экраном, клавиатуры с манипулятором «мышью», принтера, расположенных в пультовой, и первичных измерительных преобразователей (ИП) расположенных в испытательном боксе, соединенных с аппаратурой линиями связи длиной до 50 м. В одном шкафу размещена аппаратура сбора и преобразования сигналов, выполненная на основе модулей фирмы «DataForth» (США), и ПрК фирмы «Advantech» (Тайвань). Второй шкаф содержит разъемные соединители для подключения ИП.
По условиям эксплуатации ИС удовлетворяет требованиям гр. 1.1 климатического исполнения УХЛ по ГОСТ РВ 20.39.304-98, с диапазоном рабочих температур от 15 до 25 °С при относительной влажности воздуха от 30 до 80 % при температуре 25 °С без предъявления требований к механическим воздействиям.
ИК давления и силы постоянного тока, соответствующего значениям давления Принцип действия ИК давления основан на зависимости выходного электрического сигнала ИП давления от воздействия на чувствительный элемент измеряемого давления. Электрический сигнал ИП преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением значений измеряемого давления по индивидуальной функции преобразования ИК.
Принцип действия ИК силы постоянного тока, соответствующей значениям давления, основан на преобразовании АЦП значения силы постоянного тока в цифровой код, регистрируемый ПрК, и определении по программе измеренной силы тока с использованием индивидуальной функции преобразования ИК.
ИК температуры с термометрами сопротивления Принцип действия ИК температуры основан на зависимости изменения сопротивления термометра сопротивления от температуры среды. Сопротивление постоянному току термометра сопротивления преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики термометра сопротивления значения измеренной температуры.
ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью
термоэлектрических преобразователей ХК Принцип действия ИК температуры основан на зависимости термо-ЭДС, возникающей в термоэлектродных проводах термоэлектрических преобразователей ХА, ПР, от разности температур между «горячими» и «холодными» спаями.
Значение термо-ЭДС преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением по индивидуальной функции преобразования ИК с учетом номинальной статической характеристики термоэлектрического преобразователя значения измеренной температуры.
Принцип действия ИК напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК (не входят в состав ИС) основан на преобразовании значений напряжения в цифровой код, регистрируемый ИС, с последующим вычислением по программе измеряемого напряжения с использованием индивидуальной функции преобразования ИК.
ИК расхода топлива
Принцип действия ИК основан на измерении частоты электрического сигнала турбинного датчика расхода, соответствующей объемному расходу протекающей через него жидкости. Электрический сигнал с турбинного датчика расхода преобразуется АЦП в цифровой код, регистрируемый ПрК, с последующим вычислением частоты электрического сигнала по индивидуальной функции преобразования ИК. Далее, по индивидуальной функции преобразования датчика расхода вычисляется объемный расход топлива, который затем с учетом плотности топлива пересчитывается в массовый расход.
Технические и метрологические характеристики ИС приведены в таблице 1 (в соответствии с ОСТ1 01021-93).
Таблица 1
| Наименование измеряемого параметра | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| ИК давления и силы постоянного тока, соответствующей значениям давления |
| Атмосферное давление воздуха (количество ИК - 1) | от 96 до 106,7 кПа (от 720 до 800 мм рт. ст.) | ±67 Па (± 0,5 мм рт.ст.) |
| Избыточное статическое давление воздуха (количество ИК - 1 ) (количество ИК - 1 ) (количество ИК - 1 ) (количество ИК - 1 ) | от 0 до 0,392 МПа Описание (от 0 до 4,0 кгс/см ) от 0 до 0,471 МПа (от 0 до 4,8 кгс/см2) от 0 до 0,490 МПа (от 0 до 5,0 кгс/см ) от 0 до 0,588 МПа (от 0 до 6,0 кгс/см ) | 1,0 % от верхнего предела измерений (ВП) |
| Избыточное полное давление воздуха (количество ИК - 1) | от 0 до 0,539 МПа (от 0 до 5,5 кгс/см ) | 1,0 % от ВП |
| Перепад статического давления воздуха (количество ИК - 3) | от 0 до 0,059 МПа (от 0 до 0,6 кгс/см ) | 1,0 % от ВП |
| Сила постоянного тока, соответствующая значениям давления в диапазоне от 0 до 8,0 МПа (количество ИК - 30) | от 4 до 20 мА | 0,2 % от ВП |
| ИК температуры с термоэлектрическими преобразователями ХА, ПР и напряжения постоянного тока, соответствующего значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК ИК температуры с термометрами сопротивления |
| Температура воздуха (газа), измеряемая термоэлектрическими преобразователями ХА (количество ИК - 10) (количество ИК - 1) (количество ИК - 13) | от 273 до 1373 К (отОдо 1100 °С) от 273 до 973 К (от 0 до 700 °С) от 273 до 873 К (от 0 до 600 °С) | 1,0 % от ВП |
| Температура воздуха (газа), измеряемая термоэлектрическими преобразователями ПР (количество ИК - 10) | от 1273 до 2073 К (от 1000 до 1800 °С) | 1,0 % от ВП |
| Напряжение постоянного тока, соответствующее значениям температуры, измеряемой с помощью термоэлектрических преобразователей ХК: от 273 до 423 К (количество ИК - 6) от 273 до 873 К (количество ИК - 4) | от 0 до 10 мВ от 0 до 50 мВ | 0,2 % от ВП |
| Температура рабочих жидкостей, измеряемая термометрами сопротивления (количество ИК - 2) | от 223 до 373 К (от минус 50 до 100 °С) | 1,0 % от ВП |
| Наименование измеряемого параметра | Диапазон измерений | Пределы допускаемой погрешности |
| Температура рабочих жидкостей, воздуха (газа), измеряемая термометрами сопротивления (количество ИК - 15) | от 273 до 373 К (от 0 до 100 °С) | 1,0 % от ВП |
| ИКрасхода топлива |
| Массовый расход топлива (количество ИК - 2) (количество ИК - 2) | от 85 до 320 кг/ч от 340 до 1500 кг/ч | 0,7 % от ВП |
Общие характеристики
Параметры электропитания:
- напряжение переменного тока, В............................................................220 ± 22;
- частота переменного тока, Гц.....................................................................50+1.
Потребляемая мощность, В-A, не более........................................................ 1500.
Габаритные размеры и масса ИС соответствуют значениям, указанным в таблице 2.
Таблица 2
| Составная часть ИС | Обозначение | Габаритные размеры, мм, не более | Масса, кг, не более |
| длина | ширина | высота |
| Шкаф СИ-КС | Секция 1 | 600 | 800 | 1800 | 150 |
| Шкаф СИ-КС | Секция 2 | 600 | 400 | 1800 | 110 |
Рабочие условия эксплуатации: в помещении пультовой
- температура воздуха, °С (К)............................................... 20 ± 5 (от 288 до 298);
- относительная влажность воздуха при температуре 25 °С , %................................65 ± 15;
- атмосферное давление, мм рт.ст. (кПа)........................от 720 до 800 (от 96 до 106,7);
в испытательном боксе
- температура воздуха, °С (К)......................................от минус 30 до 40 (от 243 до 313);
- относительная влажность воздуха при температуре 25 °С, %....................................до 90;
- атмосферное давление, мм рт.ст. (кПа).......................от 720 до 800 (от 96 до 106,7).
Срок службы, лет, не менее...........................................................................10.
Наработка на отказ, ч, не менее ............................................................... 10000.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится в виде наклейки на лицевую панель каждого шкафа и на титульный лист руководства по эксплуатации методом компьютерной графики.
Комплектность
В комплект поставки входят: система измерительная СИ-КС с комплектом первичных преобразователей (кроме термоэлектрических преобразователей ХК), комплект кабелей и соединителей, комплект эксплуатационной документации, методика поверки.
Поверка
Поверка ИС осуществляется в соответствии с документом «Система измерительная СИ-КС. Методика поверки. 279.01.62.000 МП», утвержденным руководителем ГЦИ СИ ФГУ «32 ГНИИИ Минобороны России» в июне 2010 г. и входящим в комплект поставки.
Средства поверки: калибратор давления DPI 610 (диапазон воспроизведения давления от минус 0,1 до 0,2 МПа, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения давления ± 0,025 %); манометр грузопоршневой МП-6 (диапазон воспроизведения давления от 0 до 0,6 МПа, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения давления ± 0,05 %); калибратор многофункциональный TRX-IIR (диапазон воспроизведения сопротивления от 0 до 400 Ом, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения сопротивления ± (0,005 % от показаний +0,02 % от диапазона), диапазон воспроизведения напряжения постоянного тока от минус 10 до 100 мВ, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения напряжения постоянного тока ± (0,01 % от показаний +0,005 % от диапазона), диапазон воспроизведения силы постоянного тока от 0 до 24 мА, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения силы постоянного тока ± (0,01 % от показаний +0,02 % от диапазона); калибратор температуры Fluke серии 500 модели 518 (диапазон воспроизведения температуры от минус 30 до 670 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения температуры ± 0,25 °С); калибратор температуры эталонный КТ-1100 (диапазон воспроизведения температур от 300 до 1100 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности воспроизведения температуры ± 1,5 °С); генератор сигналов низкочастотный прецизионный ГЗ-110 (диапазон воспроизведения частоты от 0,01 Гц до 10 МГц, пределы допускаемой относительной погрешности воспроизведения частоты ± 5-10° %); барометр рабочий сетевой БРС-1М-3 (диапазон измерений абсолютного давления от 5 до 1100 гПа, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений абсолютного давления ± 0,33 гПа (± 0,25 мм рт. ст.)); измеритель влажности и температуры ИВТМ-7 (диапазон измерений влажности от 10 до 98 %, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений влажности ± 2,0 %; диапазон измерений температуры от минус 20 до 60 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры ± 1 °С в диапазонах от минус 20 до 0 °С, от 40 до 60 °С, пределы допускаемой абсолютной погрешности измерений температуры ± 0,5 °С в диапазоне от 0 до 40 °С).
Межповерочный интервал - 1 год.
Нормативные документы
ГОСТ РВ 20.39.304-98.
ОСТ 1 01021-93 «Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования».
Техническая документация изготовителя.
Заключение
Тип системы измерительной СИ-КС утвержден с техническими и метрологическими характеристиками, приведенными в настоящем описании типа, метрологически обеспечен в эксплуатации.
44868-10: Методика поверкиСкачать10.7 Мб