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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2519078A1
Family ID 2003183
Probable Assignee Rolls Royce
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF DE DETECTION D'IRREGULARITES DANS L'ALIMENTATION
DES MOTEURS DE TURBOMACHINES
Abstract
_________________________________________________________________
UN PYROMETRE QUI DETECTE LA TEMPERATURE DES AUBES DU MOTEUR EST
EGALEMENT UTILISE POUR DETECTER LE DEBUT D'UNE IRREGULARITE
D'ALIMENTATION DANS LE MOTEUR. LA SORTIE DU PYROMETRE 2 EST ENVOYEE A
UNE UNITE DE DETECTION DE NIVEAU, COMPRENANT UN AMPLIFICATEUR
DIFFERENTIEL ET UNE TENSION DE REFERENCE CONSTANTE, ET QUI PRODUIT UNE
SORTIE LORSQUE LE SIGNAL DU PYROMETRE DEPASSE LA TENSION DE REFERENCE.
UN DETECTEUR DE DUREE COMPRENANT UN MONOSTABLE 12, UN INVERSEUR 14,
UNE LIGNE A RETARD 18 ET UNE PORTE ET 16 DETERMINE LA DUREE DU SIGNAL
DE NIVEAU EN EXCES ET SI LA DUREE DEPASSE UN TEMPS DETERMINE, FIXE PAR
LE MONOSTABLE, UNE SORTIE PROVENANT DU DETECTEUR DE DUREE ACTIONNE UN
DISPOSITIF D'ARRET DE L'ALIMENTATION EN CARBURANT DE MANIERE A REDUIRE
L'EFFET DE L'IRREGULARITE.
Description
_________________________________________________________________
19078
La presente invention concerne la detection d'irregu- larites dans
l'alimentation des moteurs de turbomachines.
Dans un moteur de turbomachine a gaz, il y a irregu- larite s'il y a
perturbation du courant de l'air circulant par le compresseur du
moteur Quand ce phenomene apparait, une quantite insuffisante d'air
penetre dans les chambres de combustion du moteur, et ceci de facon
suffisante pour affaiblir le melange du carburant en cours de
combustion, et a moins que l'alimentation en carburant soit reduite,
il peut y avoir explosion Il est donc necessaire de pouvoir detecter
rapidement une irregularite pour pouvoir reduire l'alimentation en
carburant.
Un procede connu de detection' des irregularites comprend
l'utilisation de detecteurs de pression dans la section compresseur
(et eventuellement aussi dans d'autres sections du moteur) en vue de
detecter des augmentations de pression qui sont reveletatrices
d'irregularites.
On sait que lorsqu'il y a irregularite, la temperature des gaz qui
quittent les chambres de combustion du moteur augmente et provoque une
augmentation extremement rapide de la temperature de la turbine du
moteur Mais jusqu'ici, il n'a pas ete considere comme pratique
d'utiliser la temperature de la turbine, mesuree par un pyrometre,
pour detecter l'apparition d'une irregularite, du fait que le signal
du pyrometre contient en pratique des pointes aleatoires de haut
niveau provoquees par les particules chaudes et non brulees provenant
de la chambre de combustion, et que les mesures prises pour deriver le
signal sous-jacent reel ne sont pas suffisamment rapides pour pouvoir
detecter suffisamment rapidement une irregularite.
La presente invention est basee sur la decouverte qu'il est possible
d'effectuer une distinction suffisamment rapide entre les pointes d'un
signal de sortie d'un pyrometre dues a des particules chaudes non
brulees et des augmentations du signal de sortie qui indiquent une
irregularite de l'alimen- tation.
Selon la presente invention, un circuit de detection, a partir d'un
signal de sortie d'un pyrometre representatif de la temperature d'une
turbine d'une turbomachine a gaz, d'une irregularite dans le moteur
d'une turbomachine a gaz comprend un moyen detecteur de niveau qui
recoit le signal de sortie du pyrometre et qui produit un signal de
sortie quand le signal de sortie du pyrometre depasse un niveau
predetermine et un moyen detecteur de duree qui recoit le signal de
sortie du moyen detecteur de niveau et qui produit un signal de sortie
quand le signal de sortie du moyen detecteur de niveau a persiste
pendant une duree superieure a la duree predeterminee, le niveau
predetermine et la duree predeterminee etant amenagees de maniere que
le signal de sortie du moyen detecteur de duree ne reponde pas a des
niveaux eleves et parasites du signal de sortie du pyrometre et soit
indicatif d'une irregularite dans le moteur.
Un circuit de detection d'irregularites dans une turbomachine a gaz a
partir d'un signal de sortie d'un pyrometre representatif de la
temperature de la turbine du moteur sera maintenant decrit a titre
d'exemple, en reference aux dessins ci-annexes dans lesquels la figure
1 est un schema par blocs du circdt, et la figure 2 represente une
forme typique du signal de sortie du pyrometre.
Si on se refere d'abord a la figure 1, un pyrometre(2) de type connu
produit un signal de sortie electrique repre- sentatif de la
temperature de la turbine haute pression d'une turbomachine a gaz (non
representee) Le signal de sortie du pyrometre, qui peut etre
pre-amplifie dans un pre-ampli- ficateur (4), est envoye a un circuit
de detection de temperature (6) que l'on utilise pour le controle
normal du moteur Le signal de sortie du pyrometre est egalement envoye
a un circuit detecteur d'irregularites (8).
Le circuit detecteur d'irregularites (8) comprend un amplificateur
differentiel (10) dont l'entree positive est reliee de maniere a
recevoir le signal de sortie du pyrometre L'entree negative de
l'amplificateur differentiel
19078
(10) est reliee a une source de tension de reference constante REF. La
sortie de l'amplificateur differentiel (10) est reliee a l'entree d'un
dispositif monostable (12) dont la sortie est reliee, par
l'intermediaire d'un inverseur (14) a une entree d'une porte ET (16) a
deux entrees La sortie de l'amplificateur differentiel (10) est
egalement reliee par l'intermediaire d'une ligne a retard (18) a
l'autre entree de la porte ET (16).
La sortie de la porte ET (16) est reliee a l'entree d'un lo dispositif
monostable (20) pouvant etre reenclenche et dont la sortie forme la
sortie du circuit detecteur (8).
Si on se refere maintenant aussi A la figure 2, le fonctionnement du
circuit detecteur d'irregularites (8) est base sur la decouverte selon
laquelle, quand une irregularite survient dans une turbomachine a gaz,
le signal de sortie (30) du pyrometre qui est representatif de la
temperature de la turbine a une forme tres distinctive Le signal
commence par monter, comme indique en (34), a un niveau qui sature le
pre- amplificateur (4) et maintient ce niveau pendant une duree qui
est de l'ordre de 6 millisecondes Cette "impulsion" est suivie par une
periode pendant laquelle le niveau du signal est apparemment normal,
puis par des periodes relativement longues et de niveau eleve, qui
saturent a nouveau le pre-amplificateur (4) Le circuit de detection
d'irregularites (8) fait la distinction entre la premiere "impulsion",
representee en (34), et les pointes parasites, representees en
(36),dues a des particules chaudes et non brulees provenant de la
chambre de combustion du mpteur et passant par le detecteur du
pyrometre en utilisant le fait que l'on a constate que la duree de
lim- pulsion" (34) est au moins trois fois plus longue que la pointe
(36) la plus longue.
Si on se reporte a nouveau a la figure 1, le circuit detecteur
d'irregularites (8) fonctionne comme suit Chaque fois que le signal de
sortie du pyrometre provenant du pre- amplificateur depasse la tension
de reference VREF (qui est fixee a 10 V dans le present exemple),
l'amplificateur diffe- rentiel (10) commute en position de saturation
positive Le rebord avant de ce signal de sortie positif qui provient
de l'amplificateur differentiel (10) declenche le dispositif
monostable (12) qui produit a sa sortie une impulsion positive de
duree fixe (de 4 millisecondes dans le present exemple).
L'inverseur (14) applique alors normalement une tension positive a la
porte ET (16), mais elle tombe a zero alors que le dispositif
monostable (12) produit son impulsion de sortie.
Ce signal de sortie positif qui provient de l'amplificateur
differentiel (10) est egalement applique a l'autre entree de la porte
ET (16) apres un petit retard du a la ligne a retard (18), dont la
fonction sera decriteci-dessous.
Ainsi, l'amplificateur differentiel (10) et la source de tension de
reference fonctionnent en tant que detecteur de niveau,
l'amplificateur differentiel (10) produisant un signal de sortie
positif quand le signal de sortie du pyrometre depasse le niveau de la
tension de reference VREF De meme, le dispositif monostable (12),
l'inverseur (15), la ligne a retard (18) et la porte ET (16) agissent
en tant que detecteur de duree, la porte ET produisant un signal de
sortie positif si le signal de sortie positif provenant de
l'amplificateur differentiel (10) dure plus longtemps que la constante
de temps du dispositif monostable (12) On comprendra qu'il est
necessaire d'introduire un petit retard sur le parcours entre
l'amplificateur differentiel (10) et la porte ET (16) car si cela
n'etait pas le cas, lorsque la sortie de l'amplificateur differentiel
(10) commute sur sa position de saturation positive, cette sortie
positive serait immediatement appliquee a la porte ET (16), amenant
cette porte ET a fournir une sortie positive fausse pendant la duree
reduite mais de grandeur finie dont le dispositif monostable (12) a
besoin pour se declencher Ainsi, le retard qu'il faut introduire par
la ligne a retard (12) est juste superieur au temps de reponse du
dispositif monostable (12).
Ainsi, la sortie de la porte ET (16) commute a un niveau positif
chaque fois que le signal de sortie du pyrometre depasse 10 V pendant
une duree superieure a 4 millisecondes.
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On comprendra que puisque cette duree de 4 millisecondes est
superieure a la duree des pointes parasites du signal de sortie du
pyrometre mais inferieure a la duree de la premiere impulsion dans le
cas d'une irregularite, une sortie positive, de la porte ET (16) est
indicatrice d'une irregularite dans le moteur.
La sortie positive provenant de la porte ET (16) est utilisee pour
declencher un dispositif monostable (20) suscep- tible d'etre
reenclenche (qui dans le present exemple a une constante de temps de
40 millisecondes) dont la sortie est envoyee a l'unite de controle du
moteur (non representee) pour reduire l'alimentation en carburant du
moteur Si d'autres indications sur des irregularites sont produites
pendant la duree pendant laquelle le dispositif monostable (20)
reenclen- chable est deja en train de produire sa sortie, le
dispositif monostable se reenclenche de maniere a redemarrer sa
periode de fonctionnement et a continuer ainsi a reduire l'effet de
l'irregularite du moteur.
On comprendra que le circuit decrit ci-dessus permet de detecter de
facon simple et extremement rapide (par exemple en approximativement 4
millisecondes) une irregularite dans le moteur, tout en eliminant
l'utilisation de detecteurs de pression dans le moteur.
Claims
_________________________________________________________________
1.REVENDICATIONSl. Circuit de detection, a partir d'un signal de
sortie d'un pyrometre (2) representatif de la temperature d'une
turbine d'une turbomachine a gaz, d'une irregularite dans le moteur,
caracterise en ce qu'il comprend un moyen detecteur de niveau (10) qui
recoit le signal de sortie du pyrometre et produit un signal de sortie
quand le signal de sortie du pyrometre (2) depasse unrxveau
predetermine et un moyen detecteur de duree (12, 14, 16) qui recoit le
signal de sortie du moyen detecteur de niveau (10) et produit un
signal de sortie quand le signal de sortie du moyen detecteur de
niveau (10) a persiste pendantune duree superieure a la duree
predeterminee, le niveau pre-determine et la duree predeterminee etant
amenages de maniere que le signal de sortie du moyen detecteur de
duree (12, 14, 16) ne reponde pas a des niveaux eleves et parasites du
signal de sortie du pyrometre et soit indicatif d'une irregularite
dansle moteur.2. Circuit selon la revendication 1, caracterise en ce
que le moyen detecteur de niveau comprend un amplificateur
differentiel (10) a l'une des entrees duquel est reliee la sortie du
pyrometre (2) et a l'autre entree duquel est relieeune source (VREF)
d'un signal de niveau predetermine, l'ampli-ficateur differentiel (10)
etant monte de maniere a commuter a l'etat de saturation lorsque le
signal de sortie du pyrometre(2) depasse le niveau predetermine.3.
Circuit selon la revendication 2, caracterise en ceque le moyen
detecteur de duree comprend: un dispositif mono-stable (12 > ayant une
constante de temps egale a la duree predeterminee et dont l'entree est
reliee a la sortie du moyen detecteur de niveau (10), un inverseur
(14) dont l'entree est reliee a la sortie du dispositif monostable
(12), une porte ET (16) a deux entrees dont une entree est reliee a la
sortie de l'inverseur (14) et dont l'autre entree est reliee a
lasortie du moyen detecteur de niveau (10).4 Circuit selon la
revendication 3, caracterise en ce que le moyen detecteur de duree
comprend en outre un moyen de retard (18) relie entre la sortie du
moyen detecteur deniveau (10) et ladite autre entree de la porte ET
(16).5. Circuit selon l'une des revendications precedentes,caracterise
en ce qu'il comprend un dispositif monostable (20) pouvant etre
reenclenche et dont l'entree est reliee a la sortie du moyen detecteur
de duree (12, 14, 16).
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