Author(s):
Marios Christodoulou – SCITEK Consultants Ltd (英国)
Jon Bates – SCITEK Consultants Ltd (英国)
Industry:
Aerospace/Avionics, ATE/Instrumentation
Products:
Data Acquisition, Real-Time, Software
The Challenge:
供给高本钱效益的燃气涡轮发动机测验台，可轻松设备，并进行各类新式航空传感器技能测验。
The Solution:
创立实在测验环境，经过劳斯莱斯Viper 201喷气发动机评价发展中的航空传感器。咱们挑选NI 的软硬件作为仪器渠道，满意各类项目中不断改动的数据收集环境。
发动机操控及仪器体系是根据NI硬件及LabVIEW软件，可以到达咱们所需的精度、牢靠性，并可以在改动测验条件后快速重用。
SCITEK咨询公司针对寻求立异职业现有解决方案的高科技公司供给研制服务。咱们致力于供给操控体系及丈量仪器设备解决方案的研制。在近期的事务拓宽中，咱们规划运转了喷气涡轮发动机设备，可用于各类开发运用。该设备的典型运用场合包含用于丈量煤烟及NOx 的测验仪器、涡轮叶片叶尖空隙探针、高温下的压力丈量、及开发高温噪声传感器。
发动机设备在曩昔半年内被广泛用于评价及比较各类在恶劣及重复性环境下规划的新式传感器。咱们运用NI仪器渠道的多功能性，供给了全套设备支撑丈量。额定的仪器为用户供给了有价值的信息，有助于评价测验成果。
图1. Viper 测验台
引擎设备被用于评价多个不同公司的立异式噪声传感器。高温度环境中，将传感器设备于挨近或直接设备在发动机的涡轮机圆盘上，评价各种技能的精度及耐久性。光学噪声传感器与传统低频探针传感器的比较成果在图2 中显现。
图2. 三个传感器对喷气管道噪声的丈量。叶片穿越的色彩清晰可见，但其它色彩各异，表明晰不同传感器的特性
比较成果阐明，叶片旋转频率及相关谐波取决于发动机速度。三幅图比较得出的特征差异，在实验室过于抱负的测验环境下很难得到。
喷气发动机设备供给实在的运转环境，可以表现出传感器性能及缺陷。在测验传感器首要功能时，可设置不同温度、压力、振荡或其它影响，这在实验室环境下仿真是很难一起完成的。SCITEK 的Viper测验台是实在的测验环境，可以对技能提出前期指示信息，如有望前期介入服务或需求大力发展。
喷气发动机测验台的另一个运用事例是开发传感器丈量发动机后盖中涡轮叶片叶尖与轮盖密封圈的空隙。缩小叶尖的空隙在削减能量丢失、进步发动机功率上是十分要害的。虽然咱们知道因为建模中杂乱几许特性及资料特点，在大多数情况下空隙不或许到达最优。但假如可以丈量叶尖空隙，就有或许经过自动操控的办法对其进行调整。
Viper发动机中，固定传感器在高达750 °C的温度下每秒检测超越26,000 次涡轮叶片。这样的环境在现代发动机的正常工作中已挨近极限，所以Viper 可作为抱负的测验台。咱们改善了Viper 的密封圈，使其可以运用不同维度的改善型探针，并能完成每个传感器与参阅传感器协同的接连测验。
图3. 改善涡轮密封圈
叶间空隙探针测验成果在图4 中显现，表明晰涡轮叶片与密封圈距离随发动机工作环境而改动。涡轮叶片叶尖距离是十分困难且现象杂乱的研讨，它对燃气涡轮发动机燃料的运用率有很大影响。
图4. 3 个快速加快、减速循环中，叶尖空隙随引擎速度改动而振荡
叶尖距离受发动机转速、温度、压力及资料热传导特征等影响，这些要素导致了在不同操作环境下的空隙改动，而准确丈量是规划方案最优化的要害。
定论
首要应战来自于树立一种设备，在各种场合的运用中安全、牢靠，能得到高精度且有用的成果。选用劳斯莱斯公司的Viper 201 发动机是因为它可以重现实在测验条件，与现代大型喷气涡轮发动机相似，一起又能便于改善以习惯各类测验要求。
发动机操控及仪器体系是根据NI 硬件及LabVIEW 软件，可以到达咱们所需的精度、牢靠性，并可以在改动测验条件后快速重用。
