一种燃油流量在线测量的系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明创造适用于燃油流量的在线测量。可以作为不同试验台之间流量比对的可靠手段，也可以作为涡轮流量计在线校准燃油校准方法。通过该测量方法，提高了采集数据的置信度。
【背景技术】
[0002]影响半物理试验流量计量精度的主要原因为流量计的测量精度及流量测试环境。流量计应定期标定，但以往流量计的标定都委托具有专业的计量单位进行校验。送检前需要从设备上拆下流量计，费时费力，加上标定的方式不统一，流量计的测量误差仍然比较大，为此以定期维护流量计。而流量测试往往在不同的温度和压力环境下进行，因此也需要建立一套标准测量系统，来反应不同环境下的流量的实际数值。
【发明内容】
[0003]本发明创造的目的是:找到一种可以作为不同试验台之间流量比对的可靠手段，也可以作为半物理模拟试验器内涡轮流量计在线校准燃油校准方法。
[0004]本发明创造的技术方案是:
[0005]一种燃油流量在线测量的系统，本系统包括计量缸、台架、光栅以及测控系统，其中，计量缸安装在可移动的台架上，计量缸包括缸筒、计量缸、活塞、活塞杆以及限位装置，活塞位于计量缸内，将计量缸分为左腔体和右腔体，左腔体和右腔体中各有一个进油口和一个出油口，进油口和出油口的燃油管路上都装有气动球阀，活塞杆的两端伸出计量缸，其中，安装有光栅指示探头的一端位于光栅上，对活塞移动进行限位的限位装置安装于计量缸内两端，所述的测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，以及气动球阀的开闭。
[0006]一种燃油流量在线测量的方法，包括以下步骤:
[0007]第一步，装置的燃油管路被测对象的管路接口相连，左腔的进油口与被测对象的管路进口连通，右腔的出油口与被测对象的管路出口连通，构成正向回路；右腔的进油口与被测对象的管路进口连通，左腔的出油口与被测对象的管路出口连通，构成反向回路；在被测对象的管路进口和出口还设置有安全旁路以及安全阀。
[0008]第二步，测控系统控制四个气动球阀及安全旁路全开；打开被测对象的管路进口和出口的阀门，工作介质进入燃油流量在线测量的系统内，保证系统内部空气全部排出；
[0009]第三步，进行正向回路测试:初始状态下，活塞处于体积管左端，再关闭左腔的出油口和右腔的进油口的气动球阀,工作介质推动活塞向右运动,带动光栅指示探头在光栅上移动，测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，得到通过被测对象的工作介质的流量值；
[0010]进行反向回路测试:初始状态下，活塞处于体积管右端，再关闭左腔的进油口和右腔的出油口的气动球阀，工作介质推动活塞向左运动，带动光栅指示探头在光栅上移动，测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，得到通过被测对象的工作介质的流量值；
[0011]测试过程中，测控系统探测到当活塞触发限位装置时，控制安全旁路的阀门开启，控制开通的气动球阀关闭；限位装置的安装位置应保证其被活塞触发后，左腔或右腔仍有足够容积以使安全旁路有充分时间开启。
[0012]本发明创造的优点是:。
[0013]1.动态响应快，可实现动态容积法流量测量；
[0014]2.实验室标定扩展不确定度:0.05%, k=2 ;现场校准扩展不确定度:0.2%，k=2 ；
[0015]3.可以实现连续测量，工作效率高；
[0016]4.流体密闭运行，无污染，防火，防爆，适合高、低温燃油流量测量。
【附图说明】
:
[0017]图1是本发明一种航空发动机数控系统下燃油流量在线测量工作原理的示意图。其中，1-计量缸、2-台架、3-光栅、4-测控系统、5-管路系统、6-被测对象
[0018]本发明的工作原理:
[0019]一种燃油流量在线测量的系统，本系统包括计量缸、台架、光栅以及测控系统，其中，计量缸安装在可移动的台架上，计量缸包括缸筒、计量缸、活塞、活塞杆以及限位装置，活塞位于计量缸内，将计量缸分为左腔体和右腔体，左腔体和右腔体中各有一个进油口和一个出油口，进油口和出油口的燃油管路上都装有气动球阀，活塞杆的两端伸出计量缸，其中，安装有光栅指示探头的一端位于光栅上，对活塞移动进行限位的限位装置安装于计量缸内两端，所述的测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，以及气动球阀的开闭。
[0020]一种燃油流量在线测量的方法，包括以下步骤:
[0021]第一步，装置的燃油管路被测对象的管路接口相连，左腔的进油口与被测对象的管路进口连通，右腔的出油口与被测对象的管路出口连通，构成正向回路；右腔的进油口与被测对象的管路进口连通，左腔的出油口与被测对象的管路出口连通，构成反向回路；在被测对象的管路进口和出口还设置有安全旁路以及安全阀。
[0022]第二步，测控系统控制四个气动球阀及安全旁路全开；打开被测对象的管路进口和出口的阀门，工作介质进入燃油流量在线测量的系统内，保证系统内部空气全部排出；
[0023]第三步，进行正向回路测试:初始状态下，活塞处于体积管左端，再关闭左腔的出油口和右腔的进油口的气动球阀,工作介质推动活塞向右运动,带动光栅指示探头在光栅上移动，测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，得到通过被测对象的工作介质的流量值；
[0024]进行反向回路测试:初始状态下，活塞处于体积管右端，再关闭左腔的进油口和右腔的出油口的气动球阀，工作介质推动活塞向左运动，带动光栅指示探头在光栅上移动，测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，得到通过被测对象的工作介质的流量值；
[0025]测试过程中，测控系统探测到当活塞触发限位装置时，控制安全旁路的阀门开启，控制开通的气动球阀关闭；限位装置的安装位置应保证其被活塞触发后，左腔或右腔仍有足够容积以使安全旁路有充分时间开启。
[0026]解算时:流量计上下游要求安装有温度、压力传感器测量流体的温度、压力，利用体积管材质体膨胀系数对高温或低温下体积管有效容积进行修正，得到高精度的流量。【具体实施方式】:
[0027]实施例:如图1所示，该测量方法分为正行程校准状态、反行程校准状态、无动作状态和全开状态四个状态。工作过程如下:
[0028]系统与被测对象接口相连，F1、F2、F3、F4和F5五个阀门全开；切换被测对象相应阀门，燃油进入系统和计量缸内，保证系统内部空气全部排出。
[0029]计量缸初始状态下，活塞处于体积管左端，确定阀门F2、F3和F5开启，阀门Fl和F4关闭；准备工作就绪，关闭阀门F5，燃油推动活塞向右运动，完成正行程状态下流量计校准过程；当触发右腔限位装置时，阀门F5开启，阀门F2和F3关闭，设计中保证限位装置的安装位置应保证其被活塞触发后，计量缸右腔仍有足够容积保证阀门F5有充分时间开启。
[0030]开启阀门Fl和阀门F4后，关闭阀门F5，燃油推动活塞向左运动，实现反行程校准；当触发左腔限位装置时，，开启阀门F5，关闭阀门Fl和阀门F4 ;同样，设计中保证限位装置的安装位置应保证其被活塞触发后，计量缸左腔仍有足够容积保证阀门F5有充分时间开启O
[0031]完成某流量点校准后，开启阀门F5，关闭阀门F1、F2、F3和F4，测量系统处于无动作状态。
【主权项】
1.一种燃油流量在线测量的系统，其特征是，本系统包括计量缸、台架、光栅以及测控系统，其中，计量缸安装在可移动的台架上，计量缸包括缸筒、计量缸、活塞、活塞杆以及限位装置，活塞位于计量缸内，将计量缸分为左腔体和右腔体，左腔体和右腔体中各有一个进油口和一个出油口，进油口和出油口的燃油管路上都装有气动球阀，活塞杆的两端伸出计量缸，其中，安装有光栅指示探头的一端位于光栅上，对活塞移动进行限位的限位装置安装于计量缸内两端，所述的测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，以及气动球阀的开闭。
2.一种燃油流量在线测量的方法，其特征是，包括以下步骤: 第一步，装置的燃油管路被测对象的管路接口相连，左腔的进油口与被测对象的管路进口连通，右腔的出油口与被测对象的管路出口连通，构成正向回路；右腔的进油口与被测对象的管路进口连通，左腔的出油口与被测对象的管路出口连通，构成反向回路；在被测对象的管路进口和出口还设置有安全旁路以及安全阀； 第二步，测控系统控制四个气动球阀及安全旁路全开；打开被测对象的管路进口和出口的阀门，工作介质进入燃油流量在线测量的系统内，保证系统内部空气全部排出； 第三步，进行正向回路测试:初始状态下，活塞处于体积管左端，再关闭左腔的出油口和右腔的进油口的气动球阀，工作介质推动活塞向右运动，带动光栅指示探头在光栅上移动，测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，得到通过被测对象的工作介质的流量值； 进行反向回路测试:初始状态下，活塞处于体积管右端，再关闭左腔的进油口和右腔的出油口的气动球阀，工作介质推动活塞向左运动，带动光栅指示探头在光栅上移动，测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，得到通过被测对象的工作介质的流量值； 测试过程中，测控系统探测到当活塞触发限位装置时，控制安全旁路的阀门开启，控制开通的气动球阀关闭。
3.如权利要求2所述的一种燃油流量在线测量的方法，其特征是，第一步中，在被测对象的管路进口和出口还设置有安全旁路以及安全阀。
4.如权利要求2所述的一种燃油流量在线测量的方法，其特征是，第三步中，限位装置的安装位置应保证其被活塞触发后，左腔或右腔仍有足够容积以使安全旁路有充分时间开启O
【专利摘要】本发明创造适用于燃油流量的在线测量。可以作为不同试验台之间流量比对的可靠手段，也可以作为涡轮流量计在线校准燃油校准方法。通过该测量方法，提高了采集数据的置信度。一种燃油流量在线测量的系统，本系统的计量缸安装在可移动的台架上，计量缸包括缸筒、计量缸、活塞、活塞杆以及限位装置，活塞位于计量缸内，将计量缸分为左腔体和右腔体，左腔体和右腔体中各有一个进油口和一个出油口，进油口和出油口的燃油管路上都装有气动球阀，活塞杆的两端伸出计量缸，其中，安装有光栅指示探头的一端位于光栅上，对活塞移动进行限位的限位装置安装于计量缸内两端，所述的测控系统，用于对光栅指示探头进行测量和解算，以及气动球阀的开闭。
【IPC分类】G01F11-04
【公开号】CN104677440
【申请号】CN201310625881
【发明人】赵柏松, 夏志坚
【申请人】中国航空工业集团公司航空动力控制系统研究所
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月28日