一种航空发动机尾气成分检测装置制造方法
【专利摘要】本实用新型属于气体检测【技术领域】，涉及一种航空发动机尾气成分检测装置，尤其涉及一种扩散式多传感器组合气室，并采用微机电热导式传感器检测CO2气体浓度的检测装置。本实用新型基于微机电技术，设计了多传感器组合气室，接入多个气体传感器。组合气室的体积和通过的流量非常小，并具有稳流、过滤和扩散功能。可以检测航空发动机尾气成分中CO2、NOX、HC的含量，使检测气体的化学成分不改变，检测灵敏度大大提高。该装置通过对航空发动机尾气的检测，可以对航空发动机燃烧效率、航空发动机的维修状态和老化程度进行分析。特别是对航空发动机的故障诊断分析意义重大，同时可对发动机尾气对大气环境的影响进行分析。
【专利说明】一种航空发动机尾气成分检测装置
【技术领域】
[0001]本实用新型属于气体检测【技术领域】，涉及一种航空发动机尾气成分检测装置，尤其涉及一种扩散式多传感器组合气室，并采用微机电热导式传感器检测CO2气体浓度的检测装置。
【背景技术】
[0002]目前，检测CO2气体使用最广泛、占主导地位的方法是采用电化学原理的气体传感器进行检测。
[0003]电化学原理气体传感器存在以下不足之处:
[0004]1.由于元件采用电化学反应，元件中必须有电解液，在进行氧化还原反应时要消耗电解液，因此使用寿命短。
[0005]2.电化学元件受检测的背景气体影响，使检测误差增大，标校周期短。
[0006]但是，航空发动机尾气成分检测装置中，检测CO2采用的是微机电热导传感器，具有反应速度快，量程大，过载能力强和寿命长等特点。
【发明内容】
[0007]本实用新型的目的是提出一种使用长寿命、标校周期短的航空发动机尾气成分检测装置。
[0008]本实用新型的技术解决方案是，检测装置包括扩散式多传感器组合气室、信号调理电路和微处理器，扩散式多传感器组合气室中的微机电热导元件、电化学元件、气敏元件分别通过信号调理电路与控制板中的微处理器相接。扩散式多传感器组合气室中的温湿度元件通过数据线直接与控制板中的微处理器相接。
[0009]所述扩散式多传感器组合气室中的微机电热导元件，检测航空发动机尾气中的CO2。
[0010]所述的温湿度元件通过控制板中的微处理器对微机电热导元件、电化学元件、气敏元件的气体浓度信号进行温湿度补偿。
[0011]所述的控制板包括微处理器、LED显示模块、通讯模块、红外接收模块和电源模块。
[0012]本实用新型具有的优点及效果，本实用新型采用扩散式多传感器组合气室，对航空发动机尾气多组分气体同时检测。其中采用微机电热导元件检测CO2气体的浓度，并通过温湿度补偿元件进行温度和湿度补偿。本实用新型的微机电(MEMS)热导式器件基于微机电技术，它具有体积小、响应速度快、灵敏度高，可测量微小气体变化。
[0013]本实用新型航空发动机尾气成分检测装置，采用扩散式多传感器组合气室，对航空发动机尾气气体进行检测。扩散式多传感器组合气室，可安装多种气体传感器，气室流量小，保证通过气室的气流稳定和被测气体化学成分不变，有对被测气体过滤的装置。该装置具有反应速度快，气流稳定，多组分气体同时检测，测量成本低，安全等优点。该装置可对航空发动机燃烧效率，分析航空发动机的维修状态和老化程度，对航空发动机的故障诊断分析意义重大。同时可对航空发动机尾气对大气环境的影响进行分析。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型的系统原理框图；
[0015]图2是本实用新型的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本实用新型作详细说明，如图1、2所示。扩散式多传感器组合气室I由微机电热导元件12、电化学元件11、气敏元件10和温湿度补偿元件2组成。
[0017]信号调理电路3由热导CO2调理电路13、电化学NOX调理电路16和气敏HC调理电路15组成。
[0018]控制板9由信号信调电路3、微处理器4、LED显示模块5、通讯模块6、电源模块8及外壳17组成。
[0019]检测装置包括扩散式多传感器组合气室1、信号调理电路3和控制板9。扩散式多传感器组合气室I的前端置于航空发动机尾气收集口，收集口将发动机尾气高温高压气体收集，进行降温、减压处理后，经管路送到扩散式多传感器组合气室I中的微机电热导元件
12、电化学元件11、气敏元件10，并把气体浓度转换成电信号，通过信号调理电路3送到控制板9中的微处理器4，进行数据处理。温湿度补偿元件2安装于多传感器组合气室I上。微机电热导元件12、电化学元件11、气敏元件10通过引线分别连接到热导CO2信号调理
13、电化学NOX调理电路16、气敏HC调理电路15;温湿度补偿元件2通过引线连接到控制板9的微处理器4上。
[0020]航空发动机尾气成分检测装置的工作原理:航空发动机尾气的混合气体，通过尾气收集器出口进入扩散式多传感器组合气室。使安装在气室上的微机电热导式元件把CO2气体浓度转换成电信号；电化学元件把NOX氮氧化合物浓度转换成电信号；气敏元件把HC碳氢化合物浓度转换成电信号。通过信号调理电路13、16、15，分别进入控制板9上的微处理器4。微处理器4内部带有12位A/D转换器，把信号调理电路输出的气体浓度电压转换成对应的数字信号；温湿度补偿元件检测尾气的温度和湿度，并通过I2C总线传送给微处理器4 ;微处理器4根据被测温度和湿度对检测的气体浓度进行补偿和修正；LED显示模块轮流显示三种体浓度值，并通过通讯接口向上位机通讯。
[0021]以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种航空发动机尾气成分检测装置，其特征在于，检测装置包括扩散式多传感器组合气室(I)、信号调理电路(3)和控制板(9)，扩散式多传感器组合气室(I)的前端置于航空发动机尾气收集口，扩散式多传感器组合气室(I)中的微机电热导元件(12)、电化学元件(11)、气敏元件(10)分别通过信号调理电路(3)与控制板(9)中的微处理器(4)相接，扩散式多传感器组合气室(I)中的温湿度元件(2)通过数据线与控制板(9)中的微处理器(4)相接。
2.根据权利要求1所述的航空发动机尾气成分检测装置，其特征在于，所述扩散式多传感器组合气室(I)中的微机电热导元件(12)，测量航空发动机尾气中的C02。
3.根据权利要求1所述的航空发动机尾气成分检测装置，其特征在于，所述的温湿度元件⑵通过微处理器⑷对微机电热导元件(12)、电化学元件(11)、气敏元件(10)的气体浓度信号进行温湿度补偿。
4.根据权利要求1所述的航空发动机尾气成分检测装置，其特征在于，所述的控制板(9)包括微处理器(4)、LED显示模块(5)、通讯模块(6)、红外接收模块(7)和电源模块(8)。
【文档编号】G01N27/26GK203838139SQ201420096783
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年3月5日 优先权日:2014年3月5日
【发明者】蒋传彪, 何晓国, 王红, 李西平 申请人:中国航空工业集团公司北京长城航空测控技术研究所, 中航高科智能测控有限公司, 北京瑞赛长城航空测控技术有限公司