[其他]一種在飛行中控制發動機用的光學高溫計

無效

• 申請號: 86108493
• 申請日: 1986-11-14
• 公開（公告）號: CN86108493A
• 公開（公告）日: 1987-07-01
• 發明（設計）人: 埃內斯托·蘇·亞雷斯-岡薩雷斯;迪安·阿爾文·凱普爾
• 申請（專利權）人: 聯合工藝公司
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G01J5/60;G01K13/08;G01K11/00
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬

技術領域

本發明涉及的是光學高溫計，具體說來，是用于飛行中控制噴氣發動機的光學高溫計。

背景技術

雙光譜區光學高溫計是已知技術，并廣泛應用于噴氣發動機的診斷試驗。雙光譜區光學高溫計的研制，是為了將從觀察目標-渦輪葉片接收到的發射輻射同反射輻射區分開來，并對由反射輻射造成的溫度觀測誤差進行補償。在No.4，222，663美國專利中，Gebhart等人公開的一種雙譜帶（雙色）光學高溫計，包含兩個獨立的高溫計，每個高溫計承受來自渦輪葉片光（或輻射）的全部光譜范圍中互不相同但又彼此重疊的組分。

已有技術的雙光譜區光學高溫計，通常包括一個與發動機罩的底部相配合的光學探頭。來自旋轉中的渦輪葉片的輻射被探頭收集并提供給光纖束，而由光纖束將此光束導向探測組件。一種分叉的光纖耦合器，最常用于將光束分成兩束，其中的一束透過普通的光學濾光片，這個濾光片的通頻帶要選擇成小于來自渦輪葉片光束的光譜寬度。光電探測器接收光束并將能量信號提供給信號處理器。接收到的能量信號被傳換成線性化了的溫度信號。信號處理器提供的是被修正過的溫度信號。

已有技術的雙光譜區光學高溫計，由于種種原因，只限于用作診斷儀器。光學探頭的安裝一般限制在噴氣發動機罩的底部，因此，污物和潮濕容易沾污用于收集渦輪葉片輻射的光學元件，需要經常清潔。在發動機最初起動和停止運轉后再次起動時，這個問題最尖銳。

此外，已有技術的探頭組件比較笨重，而且機械振動對其光學元件的調整能產生有害的影響。這種探測器組件一般包括有分叉的光纖耦合器，該耦合器只是簡單地將觀察目標光束分成兩束。普通濾光片放入兩光束中一束的出口處。因此，這種光學分割并不是光譜帶的靈敏區，它在每一光束中都要消耗一部分輻射能，并且限制有用的信噪比。

已有技術中使用的信號處理器，由于復雜的處理而使硬件密集，而這種復雜的處理必須在按線性關系產生溫度信號并計算出修正溫度信號的情況下完成。此外，放大器的選擇必須使得以有用信號帶寬損失為代價能提供大的能量信號動態范圍。因此，已有技術的信號處理器在飛行中用于發動機控制是不適宜的。

發明的公開

本發明的目的是提供一種雙光譜光學高溫計來測量噴氣發動機渦輪葉片的溫度，用以在飛行中控制發動機。

根據本發明，一種在飛行中用于測量噴氣發動機渦輪葉片溫度的控制發動機的光學高溫計，它包括一個置于噴氣發動機內部的光學探頭，以便能從光學角度觀察渦輪葉片。從渦輪葉片收集到的一束光具有一定的光譜寬度，并且包含有來自渦輪葉片的發射組分以及來自噴氣發動機火球的反射組分，而火球具有等效黑體的溫度。還有一個瞄準鏡筒，它有一個內孔用來接收渦輪葉片的光束，并將一個光導裝置在其中。該瞄準鏡筒還包括一個光閘，它對噴氣發動機內部的空氣壓力敏感，只要超過所選擇的空氣壓力閾值，光閘就將渦輪葉片的光束提供給光導。此光學高溫計還包括一個光學探測組件，光導就安裝在該組件的外罩內。第一個光電探測器安裝在外罩內部，用以吸收來自渦輪葉片光束的第一光學組分，其所具有的第一種光譜寬度，應按觀察目標光束光譜寬度的一部分選定。第一個光電探測器所提供的是與第一光學組分等效的電信號。第二個光電探測器也安裝在外罩內部，用以接收從第一光電探測器穿過的剩余光束并提供與其等效的電信號。還有一個信號處理器，它接收第一和第二個信號，也接收能量比信號。信號處理器根據第一個信號和能量信號比與第二個信號的乘積之差，提供反射修正能量信號。

附圖簡介

圖1是根據本發明提供的一種在飛行中控制發動機用的光學高溫計的簡化方框圖;

圖2是根據本發明提供的具有空氣壓力敏感光閘的光學探頭剖面圖;

圖3是根據本發明提供的串聯排列的探測器組件的剖面圖;

圖4是用于圖1所示在飛行中控制發動機光學高溫計的信號處理器的展開方框圖;

圖5是圖4所示信號處理器的另一種數字式實施例。

實施本發明的最佳方式

首先參照附圖1，在根據本發明提供的飛行中控制發動機用的光學高溫計的簡化方框圖中，一種在飛行中控制發動機用的光學高溫計10，它包括裝在噴氣發動機外殼14內的探頭12。探頭的固定安裝，需能從光學角度觀察到諸如旋轉中的渦輪葉片16和18這樣的目標。