专利名称：阀的测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于模拟来自驱动装置的热压缩气体的测试元件、测试装置和测试方法。
背景技术：
以目前在飞机领域中的测试方法，尤其在使用于驱动装置领域中的阀中，仍然极少可以省去使用驱动装置来测试这些阀。因此，用于实施这些测试方法的一种可能性是，将驱动装置安装成测试状态并且以所要求的功率驱动该驱动装置，以测试各不相同的阀。
发明内容
本发明的任务在于提供一种测试元件，由此不必要使用驱动装置。
根据本发明的一种示例性实施形式，提供了一种用于模拟驱动装置的热压缩气体的测试元件。该测试元件具有热气体源和压缩气体源。在此，该测试元件构建为可借助热气体源和压缩气体源独立地将第一压缩气体和具有预定温度的热气体提供给待测试的第一测试单元。
根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于模拟驱动装置的热压缩气体的测试装置。在此，该测试装置具有上面已说明的测试元件和待测试的第一测试单元。在此，待测试的第一测试单元与所述测试元件相连接为使得可以独立地将第一压缩气体和热气体提供给待测试的第一测试单元，并且其中可以检测待测试的第一测试单元的功能。
根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种用于模拟来自驱动装置的热压缩气体的方法。在此，第一压缩气体被提供给待测试的第一测试单元。此外，热气体被导入待测试的第一测试单元中。待测试的第一测试单元可以利用第一压缩气体和热气体来检测，其中彼此独立地提供第一压缩气体和热气体。
通过本发明能提供这样的可能性，即没有驱动装置地对在驱动装置的有效范围中所安装的阀的功能作用进行测试。由此，可能省去昂贵的测试台架试验(Teststandlaeufe)和测试飞行。此外，本测试元件也能够在质量检测的过程中使用，使得在早期就能识别有缺陷的测试单元并且由此很大程度地减小了在利用驱动装置进行台架试验和测试飞行情况时在实际测试中出现问题的可能性。通过这种方式能显著地节约时间以及成本。
此外，描述了测试元件的构型，其中所描述的构型也适合于该测试装置和该方法。
在另一示例性实施形式中，该测试元件此外还具有一个容器，其中该容器具有一个连接端，该连接端这样地构造，使得待测试的第一测试单元可以耦合到其上。此外，该容器这样地构造，使得第一压缩气体源和/或热气体源可以与该容器耦合。由此，具有温度传感器的测试单元例如可以伸进该容器中并且测量热气体的温度，并且同时从该容器的外部供应有压缩气体。在此，待测试的第一测试单元例如可以以简单的方式安装有快速卡盘(schnellspanner)。
在另一示例性实施形式中，该容器具有一些通风口，以便因此避免过热并且模拟气体流量(Luftmassenstrom)。
在另一示例性实施形式中，该测试元件此外还具有一个高压管路，其中该高压管路这样地构造，使得可以借助压缩气体源将第一压缩气体提供给该容器和/或待测试的第一测试单元。由此，供应高压管路例如可以连接到该测试单元上或者将压力施加给该容器。由此，可以将必需的驱动压力供应给该测试单元和/或例如测试测试单元的压力传感器。
在另一示例性实施形式中，热气体源这样地构造，使得可以借助热气体源将具有预定温度的热气体提供给该容器和/或待测试的第一测试单元。由此，例如可以检验测试单元的温度敏感元件和/或模拟任意的驱动装置温度，而不用提供驱动装置的真正的燃烧室。
在另一示例性实施形式中，从由燃烧加热装置、电加热装置和大功率热气体鼓风机组成的组中选择热气体源。
在另一示例性实施形式中，该测试元件此外还具有温度表，其中该温度表构建为，使得可以测量热气体的温度。借助对测试单元的温度敏感元件附近的温度的测量，可以检测该测试单元是否正确地测量温度或者是否引入相应的动作。测试单元的测量值可以与所测量的温度比较，并且可以检测待测试的第一测试单元的温度测量的功能性。
在另一示例性实施形式中，该测试元件此外还具有控制管路。在此，该控制管路这样地构造，使得其可以与待测量的第一测试单元耦合，并使得可借助该控制管路输送第二压缩气体。除例如可提供供应压缩气体的第一压缩气体之外，可以利用该控制管路输送第二压缩气体，诸如控制压缩气体。由此，可以测试阀的功能。例如，阀的功能经常在于，根据所限定的第一压力和/或所限定的温度而将所限定的第二压缩气体提供给控制管路。
在另一示例性实施形式中，该控制管路这样地构造，使得压力表、分配器块(Verteilerblock)和/或至少一个待测试的第二测试单元可以耦合。分配器块例如可以将压力分到压力表或者至少一个待测试的第二测试单元上。待测试的第二测试单元可以安装到控制管路上并且被测试。在此，例如可以检测，待测试的第一测试单元是否根据所限定的第一压缩气体和/或所限定的温度提供了所限定的第二压缩气体。
在另一示例性实施例中，该测试元件此外还具有压力表，其中该压力表构建为，使得可以测量第一压缩气体和/或第二压缩气体的压力。利用该压力表可以测量第二压缩气体的压力并且通过比较来检验，待测试的第一测试单元是否按计划地提供了限定的第二压缩气体并且由此是否按计划地执行其功能。
在另一示例性实施形式中，控制管路和/或压缩气体管路的尺寸与驱动装置的尺寸相应。由于高压管路的长度，通过壁面摩擦损失而会在这些管路中出现一定的压力损耗或者紊流。通过测试元件的高压管路和控制管路与驱动装置的高压管路和控制管路相应的方式，由此在真实的环境条件下可以检测待测试的第一和第二测试单元的功能性。
尺寸概念尤其是应理解为气体管路的长度、直径、壁厚度或粗糙度。
在本发明的另一示例性实施形式中，高压管路这样地构造，使得该高压管路可以与待测试的第二测试单元耦合。由此，提供第三压缩气体的第二测试单元可以与高压管路耦合。结果，第二测试单元根据第二压缩气体控制第三压缩气体或第一压缩气体。
在测试装置的另一示例性实施形式中，待测试的第一测试单元这样地构造，使得可以根据热气体的温度为控制管路提供限定的第二压缩气体。在此，待测试的第一测试单元可以具有监控区域和第一控制区域，其中第一压缩气体可以耦合到该监控区域上并且第一控制区域提供第二压缩气体。由此，在该测试装置中可以检验测试单元，该测试单元根据在监控区域中的一个事件来提供一些确定的控制功能。如果在监控区域中一个值、例如压力或温度，达到确定的预定值，则待测试的第一测试单元相应地提供确定的所限定的第二压缩气体。通过测量第二压缩气体，因此可以检测待测试的第一测试单元的功能，其方式是调节确定的被限定的值。
在测试装置的另一示例性实施形式中，该测试装置此外还具有第二测试单元，其中待测试的第二测试单元这样地构造，使得可以根据第二压缩气体来提供第三压缩气体。例如，待测试的第二测试单元还具有第二控制区域和阀区域，其中该控制管路可连接到待测试的第二测试单元的第二控制区域上，并且其中根据所限定的第二压缩气体，将第三压缩气体提供给阀区域。该第三压缩气体又可以在压力和/或温度方面被测量，使得可以验证待测试的第二测试单元的功能。
由此，在环行系统(Kreissystem)中可以对待测试的第一和第二测试单元的完整功能和它们彼此的相互作用进行测试。例如，如果热气体的温度上升，那么待测试的第一测试单元放出确定的第二压缩气体并且因此控制待测试的第二测试单元。该第二测试单元又识别出待测试的第一测试单元的控制信号，并且提高了第三或第一压缩气体的例如流量或者压力，使得通过提高的流量来冷却热气体的温度。在此，待测试的第一测试单元可以是温度控制恒温器(TCT)，该温度控制恒温器优选测量驱动装置的放气(Zapfluft)的温度，并且根据所测量的温度而提供确定的控制压力。在此，第二测试单元可以是FAV(Fan-Air-Valve，风扇气体阀)，该FAV在控制驱动装置的放气管路中的气体流量。
在驱动装置的放气管路中通常分别存在一个FAV并且在下游存在一个TCT。在此，FAV控制在驱动装置的放气管路中的气体流量。TCT在此测量所放出的压缩气体的温度，并且在被测量的温度的情况下这样反应，使得TCT对应于所测量的温度控制预定的控制压力，该控制压力又控制FAV并且因此控制放气的质量流。由此，真实的过程例子可以完全地在本发明的示例性实施形式中被模拟和测试。如果例如第一压缩气体和第三压缩气体组合，则可以模拟整个循环。在装置的该示例性实施形式中，例如可以测试TCT与FAV阀门之间的相互作用，其方式是第三压缩气体与第一压缩气体的压缩气体管路耦合。
在测试模型中，也如在真实的使用中一样，TCT优选在200℃±15℃的温度时控制具有大约20kPa(2.9PSI)至55kPa(8PSI)控制压力的FAV。在此，第一压缩气体管路可以具有优选为303Pa(44PSI)的供应压力。
在本方法的另一示例性实施形式中，测量热气体的温度，其中待测量的第一测试单元根据所测量的温度来提供第二压缩气体。
在本方法的另一示例性实施形式中，待测试的第一测试单元的功能作用借助检测来自这样的组中的至少一个元素而被检测，其中该组由第一压缩气体、第二压缩气体和热气体的温度组成。由此，例如可以从第一压缩气体出发，测量并且检测形成的第二压缩气体，这样可以以简单的方式确定待测量的第一测试单元的功能性。
在本方法的另一示例性实施形式中，检测待测量的第二测试单元的功能作用。对待测试的第二测试单元进行检测，其方式是测量第一压缩气体、第二压缩气体、第三压缩气体和温度。
在本方法的另一示例性实施形式中，第三压缩气体借助待测量的第二测试单元来控制，其中待测试的第二测试单元根据所测量的第二压缩气体的压力来控制第三压缩气体。
在另一示例性实施形式中，可以从由控制阀、放气阀和喷嘴组成的组中选出第二测试单元。
此外，描述了该测试方法的一些构型，其中这些所描述的构型也适用于该测试装置和测试元件。
根据本方法的另一示例性实施形式，可以从由氮和正常的环境气体组成的组中选出第一压缩气体、第二压缩气体和/或热气体。通过使用确定的气体介质，因此可以实现真正的仿真模型。在建立这样的测试装置的模型时，若在真实的驱动装置模型与仿真模型之间的雷诺数相一致，则可以通过温度变化和气体介质的变化类比于真实系统。例如，测试装置可以由此以比在驱动装置中更小的压力和更低的温度来驱动，其方式是使用相应的气体介质，借助该气体介质的特征获得与在真实的驱动装置中相同的雷诺数。
在本方法的另一示例性实施形式中，测试过程借助测试流程装置控制和/或控制单元来控制。由此，自动定义的测试流程可以被自动地控制。因此，根据定义的测试流程计划可以自动地以预定的顺序控制确定的温度或者压力，使得测试流程可以完全地自动化。
本发明的一个主要方面在于，独立地提供了为了测试而必需的热压缩气体。换句话说，压缩气体和热气体独立地产生并且接着可以独立地和/或一同地供应给第一测试单元。
为了对本发明进一步解释并为了更好地理解，以下参照附图更进一步地描述实施例。其中图1是根据本发明的一种示例性实施形式的测试元件和测试装置的示意性视图；图2是温度控制恒温器(TCT)的详细视图；图3是风扇气体阀(FAV)的示意性视图；以及图4是风扇气体阀(FAV)的内部构造的示意性视图。
具体实施例方式
不同附图中的相同或相似的组件设置了相同或者相似的参考数字。
附图中的视图是示意性的而不是按比例的。
图1示出测试元件的示意性视图。利用该测试元件可以模拟来自驱动装置的热压缩气体。在此，测试元件具有热气体源5和压缩气体源。在此，该测试元件构建为，使得借助热气体源5和压缩气体源可以独立地将具有预定的温度的第一压缩气体和热气体提供给待测试的第一测试单元1。
此外，图1示出了用于模拟来自驱动装置的热压缩气体的、根据本发明的测试装置的示例性结构。第一待测试的测试单元1被连接到容器3。在根据图1的示例性实施形式中，待测试的第一测试单元在此具有第一控制区域9和监控区域8。在此，控制区域8伸进容器3中。此外，热气体鼓风机5连接在该容器3上，以便因此在该容器中提供热气体。为了调节恒定的热气体和恒定的循环，一些通风孔4被安装到该容器3中。此外，在待测试的第一测试单元1的监控区域8上，安装有外部的温度表6。利用该温度表6可以测量在待测试的第一测试单元1的监控区域8附近的温度。
此外，通过压缩气体管路7将第一压缩气体供应给待测试的第一测试单元1。在待测试的第一测试单元1的监控区域9上连接有控制管路11，该控制管路通过分配器块12可以向压力表10或者向待测试的第二测试单元2输送第二压缩气体。在此，为了测量第二压缩气体而建立压力表10，以便通过这种方式测试待测试的第一测试单元。利用第二压缩气体可以同时测试待测试的第二测试单元2的功能，其中待测试的第二测试单元2连接在控制管路11上。
在图1的例子中，待测试的第一测试单元例如可以是TCT(温度控制恒温器)和/或FAV(风扇气体阀)。
利用根据图1的测试装置，在简单的测试方法中可以不使用真正的驱动装置以简单的方式来检验待测试的第一测试单元1和待测试的第二测试单元2的功能。待测试的第一测试单元1的驱动压力在此通过供应管路7中的第一压缩气体来提供。现在如果利用容器3中的监控区域8测量热气体的确定的温度，那么待测试的第一测试单元控制施加在控制管路11上的第二压缩气体。该第二压缩气体可以利用压力表10来测量并因此与额定数据相比较。第二压缩气体的额定-实际平衡显示，待测试的第一测试单元1是否正常运行。
同时，可以利用第二压缩气体来测试待测试的第二测试单元2。待测试的第二测试单元2在此又可以具有第二控制区域12和阀区域14。根据施加到待测试的第二测试单元2的第二控制区域13上的第二压力，可以控制并且调节待测试的第二测试单元2的阀区域14。通过紧接着测量在阀区域14的输出端中的流量或者压力变化，可以验证待测试的第二测试单元2的功能性。
此外在另一示例性实施形式中，还存在这样的可能性，即将供应气体管路7连接到待测试的第二测试单元2的输出端上。如果在容器(测试盒)3中的温度由于热气体而上升，监控区域8报告上升的温度，由此待测试的第一测试单元1的第一区域9提供在控制管路11中的控制压力，由此控制待测试的第二测试单元2并且提高了在阀区域14中的流量。由此第一压缩气体的流量又被提高并且降低在测试盒3中的温度。
图2示出了TCT(温度控制恒温器)阀的详细视图，该阀可以安装在作为待测试的第一测试单元1的测试元件中并且可以被检测。在此，TCT在监控区域8中具有温度敏感元件，该温度敏感元件可以对热气体的温度进行测量。在上面的区域中存在第一控制区域9，该控制区域根据确定的温度由第一压缩气体的供应压力向控制管路11提供第二压缩气体2。
图3示出了FAV(风扇气体阀)的示意性视图，该FAV具有第二控制区域13和阀区域14。在第二控制区域13中可以通过该控制管路施加一定的控制压力，由此可以控制阀区域14。由此，可以控制施加的第三压缩气体的流量。
图4示出了FAV的示意性内部视图。在下面的区域中，可以看到阀区域14，在阀区域上可连接有一个压缩气体管路，并且在阀区域中安装有一个可移动的折叠机构17，以便调节通流口。在上面的区域中存在第二控制区域13，在第二控制区域上可以连接有第二控制管路11。控制管路11中的第二压力越高，则逆着弹簧16的弹力越向下压柱塞(Stempel)15并且由此提高了阀区域14中的流量的开口。如果在控制管路11中的第二压缩气体的压力减小，则弹簧16又将柱塞15推进起始位置中并且由此缓慢地关闭在阀区域14中的流量。
以下描述第一测试单元的测试过程。待测试的第一测试单元、例如TCTs的监控区域8通常位于驱动装置的放气管路(Bleed-leitung)中。在放气管路中，通常为303kPa(44PSI)，其在测试元件中通过第一压缩气体来产生并且被供应给第一待测试的测试单元1。在连接在第一控制区域9上的控制管路11中，在低于185℃至215℃的温度时施加20kPa(2.9PSI)的第二压力。如果温度上升到超过185℃至215℃，则TCT应该将控制管路中的控制压力提高到55kPa(8PSI)。这些值可以分别借助压力表10和温度表6来检测。在55kPa(8PSI)的第二压力的情况下，第二测试单元2应控制折叠机构17并且提高流量。代替待测试的第二测试单元2同样可以在控制管路11上安装具有确定流量的喷嘴作为负载，以便模拟待测试的第一测试单元的功能。
要补充地指出，“包括”并不排除其它元件或者步骤，而“一个”或“一”并不排除多个。此外必须指出，参阅上述实施例中的之一所描述的特征或者步骤也可以与其它上面所描述的实施例的其它特征和步骤结合来使用。权利要求中的参考标号不应视为是限制。
权利要求
1.一种用于模拟驱动装置的热压缩气体的测试元件，其中所述测试元件具有热气体源；以及压缩气体源；其中所述测试元件构建为能借助所述热气体源将具有预定温度的热气体提供给待测试的第一测试单元(1)的监控区域(8)；以及其中所述测试元件构建为能借助所述压缩气体源将第一压缩气体提供给所述待测试的第一测试单元(1)的控制区域(9)，从而能独立地提供所述热气体和所述第一压缩气体。
2.根据权利要求1所述的测试元件，还具有容器(3)，其中所述容器(3)具有连接端；其中所述连接端构造为使得所述待测试的第一测试单元(1)能耦合到所述连接端上，以及其中所述容器(3)构造为使得所述第一压缩气体源和/或所述热气体源能与所述容器(3)耦合。
3.根据权利要求2所述的测试元件，其中所述容器(3)具有通风孔(4)。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的测试元件，还具有高压管路(7)，其中所述高压管路(7)构造为能借助所述压缩气体源将所述第一压缩气体提供给所述容器(3)和/或所述待测试的第一测试单元(1)。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的测试元件，其中所述热气体源(5)构造为能借助所述热气体源将具有所述预定温度的所述热气体提供给所述容器(3)和/或所述待测试的第一测试单元(1)。
6.根据权利要求5所述的测试元件，其中所述加热元件(5)选自燃烧加热装置、电加热装置和大功率热气体鼓风机。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的测试元件，还具有温度表(6)；其中所述温度表构建为能测量所述热气体的温度。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的测试元件，还具有控制管路(11)，其中所述控制管路(11)能与所述待测试的第一测试单元(1)耦合，使得能输送第二压缩气体。
9.根据权利要求8所述的测试元件，其中所述控制管路(11)构造为使得压力表(10)、分配器块(12)和/或待测试的第二测试单元(2)能耦合到所述控制管路(11)上。
10.根据权利要求9所述的测试元件，还具有所述压力表(10)，其中所述压力表(10)构建为能测量所述第一压缩气体和/或所述第二压缩气体的压力。
11.根据权利要求8至10中的任一项所述的测试元件，其中所述控制管路(11)和/或所述压缩气体管路(7)的尺寸构造为使得所述尺寸与驱动装置的尺寸相应。
12.根据权利要求9至11中的任一项所述的测试元件，其中所述高压管路(7)构造为使得所述高压管路(7)能与所述待测试的第二测试单元(2)耦合。
13.一种用于模拟驱动装置的热压缩气体的测试装置，其中所述测试装置具有根据权利要求1至12所述的测试元件，所述待测试的第一测试单元(1)，其中所述待测试的第一测试单元(1)与所述测试元件连接为使得所述待测试的第一测试单元(1)能独立地提供所述第一压缩气体和所述热气体，其中所述测试单元构建为能借助所述热气体源将具有预定温度的所述热气体提供给所述待测试的第一测试单元(1)的监控区域(8)；以及其中所述测试元件构建为能借助所述压缩气体源将第一压缩气体提供给所述待测试的第一测试单元(1)的控制区域(9)，以及其中所述测试装置构建为能检测所述待测试的第一测试单元(1)的功能。
14.根据权利要求13所述的测试装置，其中所述待测试的第一测试单元(1)构造为根据所述热气体的温度能将限定的第二压缩气体提供给所述控制管路(11)。
15.根据权利要求13或14所述的测试装置，还具有第二测试单元(2)；其中所述待测试的第二测试单元(2)构建为能根据所述第二压缩气体提供第三压缩气体。
16.一种用于模拟来自驱动装置的热压缩气体的测试方法，其中所述方法包括在待测试的第一测试单元(1)的控制区域(9)中提供第一压缩气体；在所述待测试的第一测试单元(1)的监控区域(8)中导入热气体；以及用所述第一压缩气体和所述热气体检测所述待测试的第一测试单元(1)，其中独立地提供所述第一压缩气体和所述热气体。
17.根据权利要求16所述的测试方法，其中所述方法还包括测量所述热气体的温度；其中根据所测量的温度将第二压缩气体提供给所述待测试的第一测试单元(1)。
18.根据权利要求17所述的测试方法，其中所述方法还包括通过检验选自所述第一压缩气体、所述第二压缩气体和所述热气体的温度中的至少一个元素来检测所述待测试的第一测试单元(1)的功能作用。
19.根据权利要求17所述的测试方法，其中所述方法还包括检测待测试的第二测试单元(2)的功能作用。
20.根据权利要求19所述的测试方法，其中所述方法还包括借助所述第二测试单元(2)根据所述第二压缩气体的所测量的压力来提供第三压力。
21.根据权利要求17所述的测试方法，其中通过测量选自所述第一压缩气体、所述第二压缩气体、所述第三压缩气体和所述温度中的一个元素来检测所述待测量的第二测试单元(2)的功能作用。
22.根据权利要求19至21中的任一项所述的测试方法，其中所述第二测试单元(2)选自控制阀、放气阀和喷嘴。
23.根据权利要求20至22中的任一项所述的测试方法，其中至少所述第一压缩气体、所述第二压缩气体、所示第三压缩气体和/或所述热气体选自氮气和环境气体。
24.根据权利要求16至23中的任一项所述的测试方法，其中所述方法还包括通过测试流程控制装置来控制所述测试过程。
全文摘要
本发明涉及一种用于模拟驱动装置的热压缩气体的测试元件和测试装置，其中所述测试元件这样地建立，使得借助待测试的第一测试单元(1)的热气体源和压缩气体源可以独立地提供第一压缩气体和热气体。
文档编号G01M99/00GK1959369SQ20061014115
公开日2007年5月9日 申请日期2006年10月13日 优先权日2006年10月13日
发明者乌多·克特尔胡特, 贝伦德·安德雷森, 延斯·桑德勒本 申请人:空中客车德国有限公司