[發明專利]微型發動機燃燒室試驗臺自動測控裝置

有效

• 申請號: 201110031085.6
• 申請日: 2011-01-28
• 公開（公告）號: CN102175459A
• 公開（公告）日: 2011-09-07
• 發明（設計）人: 毛建國;黃國平;顧筠;何小明;雷雨冰;張延召
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M15/05
• 分類號: G01M15/05
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

技術領域

本發明涉及微型發動機燃燒室試驗臺測試領域，準確地說本發明涉及微型發動機燃燒室試驗中對進出口溫度與壓力的精確測量，以及對空氣流量、丙烷流量、燃油流量和點火器的精確控制。

背景技術

微型發動機燃燒室試驗可以研究燃燒室的各項性能參數，包括高空點火、加速性、耐久性及冒煙問題。

微型發動機燃燒室試驗中有大量的參數需要測量：如進出口處的壓力值和溫度值，也有大量的狀態需要控制：如空氣流量、丙烷流量、燃油流量和點火器開關，如圖1所示。為了便于微型發動機研究人員進行燃燒室相關試驗，需要開發一種發動機燃燒室自動測控裝置。傳統的發動機燃燒室試驗中的溫度和壓力信號的采集通過巡檢儀實現，采集速率有限，同時不便于上位機分析計算；為了測量出口截面的總溫度與總壓力，需要轉動旋轉輪鼓，傳統轉動旋轉輪鼓的方法是在燃燒室出口軸向方向安裝旋轉手柄，通過手工轉動旋轉輪鼓實現，該方法操作不便。發動機燃燒室試驗臺自動測控裝置利用數據采集模塊和步進電機的組合，可以在很大程度上提高信號采集的效率和可操作性，通過上位機軟件界面的設置，可以方便地實現對空氣流量等狀態的精確控制。

發明內容

本發明的目的是設計和研制一種能夠對微型發動機燃燒室出口溫度與壓力進行精確測量以及對空氣流量、丙烷流量、燃油流量和點火器進行精確控制的裝置。通過熱電偶輸入模塊和數據采集卡分別采集溫度傳感器和壓力傳感器在發動機燃燒室進出口截面某一位置處的信號，并通過工業控制計算機控制繼電器發出旋轉指令，控制步進電機每次旋轉3℃，共轉120℃來測量出口截面的總溫度與總壓力；通過工業控制計算機上的人機交互界面可以實現對空氣流量、丙烷流量、燃油流量和點火器的精確控制。

本發明為實現上述目的，采用如下技術方案：

本發明微型發動機燃燒室試驗臺自動測控裝置，包括工業控制計算機、數據采集卡、熱電偶輸入模塊、溫度傳感器、壓力傳感器、煤油流量計、丙烷流流量計、渦街流量計、繼電器、步進電機、微處理器等。溫度傳感器的輸出端接熱電偶輸入模塊的輸入端，熱電偶輸入模塊的輸出端接工業控制計算機的輸入端，壓力傳感器的輸出端接數據采集卡的輸入端，數據采集卡的輸出端接工業控制計算機的輸入端，工業控制計算機的輸出端接繼電器的輸入端，繼電器的輸出端接步進電機的輸入端，工業控制計算機與微處理器雙向連接，微處理器的輸出端分別空氣閥、高壓油瓶、油泵和點火器的輸入端連接，丙烷流量計、煤油流量計和渦街流量計的輸出端接微處理器的輸入端。

優選地，數據采集處理器選用工業控制計算機IPC-6107610。

優選地，微處理器選用C8051F040單片機。

本發明具有以下優點：

（1）????設計中無論是硬件還是軟件系統中都采用模塊化的設計方法。這使得系統擴展起來比較方便，系統可移植性高，增加了系統的靈活性和可靠性，具有廣泛的適應性。

（2）????步進電機安裝在出口測量端側面，通過皮帶輪帶動旋轉鼓筒轉動，方便測量出口截面的總溫度和總壓力。

（3）????溫度信號與壓力信號分別采用熱電偶輸入模塊和數據采集卡采集，提高了數據采集速率和抗干擾性。

（4）????通過微處理器控制空氣流量、丙烷流量、燃油流量和點火器，控制準確，方便擴展。

（5）????所有的操作均可以在工業控制計算機上的人機交互界面上實現，操作簡便。

附圖說明

圖1?微型發動機微燃燒室試驗臺數據采集系統示意圖；

圖2?微型發動機微燃燒室試驗臺測控系統原理圖；

圖3?旋轉輪鼓與步進電機之間的位置關系圖；

圖4?系統控制流程圖。

圖3中標號名稱：1.旋轉輪鼓??2.皮帶輪???3.步進電機。

具體實施方式