Система автоматизированного сбора и обработки информации DAS-2-ОАТВ

Назначение

Система автоматизированного сбора и обработки информации DAS-2-ОАТВ (далее - Система, DAS-2-ОАТВ) предназначена для измерений параметров при испытаниях авиационных двигателей: абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред; сигналов от датчиков температуры; расхода жидкости; частоты переменного тока; силы от тяги двигателя; сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления);  напряжения  постоянного  и  переменного тока;  напряжения

тензодатчиков, а также для отображения результатов измерений и расчетных величин и их регистрации в ходе  проведения  испытаний  на  открытом стенде «Полуево»

ПАО «ОДК- Сатурн».

Описание

Конструктивно Система представляет собой модульную автоматизированную систему сбора данных, включающую датчики; сканеры; кондиционеры сигнала; аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и цифровые аппаратуры «верхнего уровня» (специализированные платы, компьютеры со специализированным программным обеспечением, мониторы).

Функционально DAS-2-ОАТВ разделена на измерительные модули, включающие в себя соответственные измерительные каналы (ИК):

- ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред;

- ИК сигналов от датчиков температуры;

- ИК расхода жидкости;

- ИК частоты переменного тока;

- ИК силы от тяги двигателя;

- ИК сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления);

- ИК напряжения постоянного и переменного тока;

- ИК напряжения тензодатчиков.

ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред

Модуль измерения давления содержит 16-канальные сканеры давления модели фирмы Pressure Systems, дискретные датчики фирмы Esterline с АЦП Pressure Systems 9016, 9022, датчики ROSEMOUNT с АЦП Siemens PLC. Выходные электрические сигналы дискретных датчиков давления поступают в АЦП Pressure Systems и Siemens PLC, преобразуются в цифровые коды давления, которые поступают в компьютер верхнего уровня, где преобразуются в единицы давления.

ИК сигналов от датчиков температуры

Модуль измерения температуры включает измерительные каналы двух типов: термопарные и терморезисторные (RTD).

Сигналы термопар преобразуются сканерами Scanivalve, Elscada DTS3250, DTS4050 в цифровые коды, которые поправляются с учетом измеренной температуры изотермического блока сканера. Выходные цифровые коды сканера передаются на верхний уровень системы через интерфейс Ethernet c протоколом TCP/IP.

ИК сопротивления постоянному току, соответствующего температуре газа (жидкости) по тракту двигателя (каналы термосопротивлений), реализованы следующим образом: падение напряжения на термосопротивлениях типа Pt100, запитанных от источника постоянного тока VT1505A, через фильтр низких частот VT1502A поступает на каналы измерения напряжения VXI платы VT1419A. Далее цифровые коды преобразуются в компьютере верхнего уровня системы с учетом градуировочных характеристик каналов температуры.

ИК расхода жидкости

Принцип действия ИК расхода жидкости основан на использовании в ПИП сил Кориолиса, действующих на поток среды, двигающейся по петле трубопровода, которая колеблется с постоянной частотой. Силы Кориолиса вызывают поперечные колебания противоположных сторон петли и, как следствие, фазовые смещения их частотных характеристик, пропорциональных массовому расходу. Выходные сигналы c расходомеров Promass (Эмис-МАСС) (рег. № 77657-20) преобразуются в плате типа Kinetic Systems V635 в цифровые коды массового расхода и поступают в компьютер верхнего уровня.

ИК частоты переменного тока

В ИК модуля частоты вращения роторов используется сигнал индукционных датчиков, установленных на валах роторов двигателя. Датчики в состав Системы не входят. Модуль измерения частоты вращения роторов состоит из блока преобразования синусоидального сигнала импульсного типа и двух 8-канальных плат типа Kinetic Systems V635, Fylde I15303 с верхним пределом измерения частоты 100 кГц. Цифровой код частоты сигнала поступает в компьютер верхнего уровня в единицах физической величины - частоты вращения роторов двигателя.

ИК силы от тяги двигателя

Модуль измерения силы от тяги двигателя содержит рамы неподвижную и подвижную, датчики силы рабочие, подгрузочные, калибровочные, трансмиттеры, весовые процессоры, гидроцилиндры, контрольно-нагружающее устройство (CGD). Результирующая сила от тяги двигателя и сил подгрузки, приложенная к подвижной раме, уравновешивается силой реакции двух рабочих датчиков силы (левого и правого). Выходные сигналы рабочих и подгрузочных датчиков силы преобразуются в цифровые коды в трансмиттерах и вводятся в компьютер верхнего уровня, где преобразуются с помощью градуировочных характеристик каналов в цифровой код силы от тяги двигателя. Калибровочная сила, создаваемая гидроцилиндрами, измеряется прямым или реверсивным калибровочными датчиками. Выходные электрические сигналы этих датчиков преобразуются в цифровые коды силы двумя весовыми процессорами и вводятся в компьютер верхнего уровня. Приложенная вдоль оси двигателя сила от гидроцилиндра контрольно-нагружающего устройства (CGD) измеряется датчиком силы, выходной сигнал которого преобразуется в цифровой код весовым процессором и вводится в компьютер верхнего уровня. Силовая стойка CGD монтируется на специальном фундаменте на площадке стенда перед двигателем (для имитации прямой тяги) или с задней стороны двигателя (для имитации реверсивной тяги).

ИК сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления)

ИК заряда, соответствующего виброскорости (преобразование сигнала со штатных датчиков вибрации двигателя), реализованы с помощью блока преобразования и обработки измерительной информации VM600, аналоговые выходные сигналы, с которого в виде напряжения постоянного тока в диапазоне от 0 до 10 В поступают на входы VXI-платы VT 1419А, которые содержат низкочастотные фильтры 25 Гц и АЦП, обеспечивающие его оцифровку.

ИК заряда, соответствующего виброускорению и пульсациям давления реализованы с помощью модуля PQDCA с входным диапазоном от ± 0,1 до 13200 пКл усилителя цифрового измерительного программируемого SCADASIII, который преобразует сигналы вибрации, давления, напряжений, и других механических величин, поступающих на датчики в пропорциональные им электрические сигналы с последующим аналого-цифровым преобразованием, обработкой цифровым сигнальным процессором и передачей значений в персональный компьютер.

ИК напряжения постоянного и переменного тока

ИК напряжение постоянного тока реализованы на базе каналов измерения напряжения VXI платы VT1419A и фильтров низких частот VT1502A. Выходные цифровые коды передаются и преобразуются в компьютере верхнего уровня системы.

ИК напряжения переменного тока реализованы с помощью модуля PQFA усилителя цифрового измерительного программируемого SCADASIII, который преобразует сигналы вибрации, давления, напряжений, и других механических величин, поступающих на датчики в пропорциональные им электрические сигналы с последующим аналого-цифровым преобразованием, обработкой цифровым сигнальным процессором и передачей значений в персональный компьютер.

ИК напряжения тензодатчиков

ИК напряжения тензодатчиков реализованы с помощью модуля PQBA-II усилителя цифрового измерительного программируемого SCADASIII, который преобразует сигналы вибрации, давления, напряжений, и других механических величин, поступающих на датчики в пропорциональные им электрические сигналы с последующим аналого-цифровым преобразованием, обработкой цифровым сигнальным процессором и передачей значений в персональный компьютер.

Общий вид составных частей Системы представлен на рисунках 1 - 5.

Нанесение знака поверки на средство измерений не предусмотрено.

Заводской номер (№ 815354), наносится на информационную табличку в месте, указанном на рисунке 1 и 5.

Защита от несанкционированного доступа к компонентам Системы обеспечивается:

- ограничением доступа к месту установки Системы;

- запиранием ключом замков на дверях элементов Системы (рисунок 4).

Рисунок 2 - Стойка. Вид внешний спереди

Рисунок 1 - Стойка. Вид внешний спереди

Рисунок 4 - Запирающий механизм стойки

Рисунок 3 - Рабочее место оператора

Система автоматизированного сбора и обработки информации

DAS-2-OATB

Зав. №815354

Рисунок 5 - Заводская маркировка Системы

Программное обеспечение

Включает общее и функциональное программное обеспечение (ПО).

Уровень защиты ПО «высокий» в соответствии с Р 50.2.077-2014.

Таблица 1 - Идентификационные данные ПО

Идентификационные данные (признаки)

Значение

Идентификационное наименование ПО

LMS Test.Lab rev. 13A

Номер версии (идентификационный номер) ПО

130

Цифровой идентификатор ПО

_

Алгоритм вычисления идентификатора ПО

CRC32

Технические характеристики

Основные метрологические и технические характеристики DAS-2-ОАТВ приведены в таблицах 2 - 3.

Таблица 2 - Метрологические характеристики DAS-2-ОАТВ

Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов)

Измеряемые величины

Диапазон измерений (показаний)

Пределы допускаемой погрешности

Кол-во ИК

1

2

3

4

5

ИК абсолютных, избыточных и разности давлений газообразных и жидких сред

Давление газов по тракту ГТД

Давление избыточное

от -2,5 до +2,5 кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

47

св. -17,5 до 0 включ., кПа

у: ± 0,3 % от ДИ

48

св. 0 до 17,5 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ДИ

от -35 до -17,5 включ., кПа

6: ± 0,3 % от ИЗ

св. 17,5 до 35 включ., кПа

5: ± 0,3 % от ИЗ

от -82 до +50 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

80

св. 50 до 105 включ., кПа

5: ± 0,3 % от ИЗ

от -82 до +60 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

64

св. 60 до 315 включ., кПа

5: ± 0,3 % от ИЗ

от 0 до 350 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

32

св. 350 до 700 включ., кПа

5: ± 0,3 % от ИЗ

от 0 до 1750 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

32

св. 1750 до 3500 включ., кПа

5: ± 0,3 % от ИЗ

Давление жидкостей

от 0 до 3500 кПа

Y: ± 0,5 % от ВП

8

от 0 до 6900 кПа

8

от 0 до 10400 кПа

6

от 0 до 20800 кПа

6

Перепад давления жидкостей

от -7 до +7 кПа

Y: ± 0,5 % от ВП

12

от -35 до +35 кПа

12

от -35 до +70 кПа

12

от 0 до 350 кПа

10

Дифференциальное давление воздуха в трубе отбора воздуха

Разность давлений

от 0 до 20 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

1

св. 20 до 40 включ., кПа

5: ± 0,3 % от ИЗ

от 0 до 25 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

1

Продолжение таблицы 2

Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов)

Измеряемые величины

Диапазон измерений (показаний)

Пределы допускаемой погрешности

Кол-во ИК

1

2

3

4

5

св. 25 до 50 включ., кПа

6: ± 0,3 % от ИЗ

от 0 до 1 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

2

св. 1 до 2 включ., кПа

6: ± 0,3 % от ИЗ

Полное давление воздуха в трубе отбора воздуха

Абсолютное давление

от 100 до 1000 включ., кПа

у: ± 0,3 % от ВП

1

св. 1000 до 2000 включ.,кПа

6: ± 0,3 % от ИЗ

от 100 до 2000 включ., кПа

Y: ± 0,3 % от ВП

1

св. 2000 до 4000 включ.,кПа

6: ± 0,3 % от ИЗ

ИК сигналов от датчиков температуры

Температура газов в системе отбора воздуха

Температура

от -40 °С до +600 °С

Y: ± 0,5 % от ВП

2

Напряжение постоянного тока, соответствующее температуре газа по тракту двигателя (каналы термопар), в диапазоне ТЭДС ТП типа K

Напряжение постоянного тока

от -50 °С до +1300 °С (от -1,9 до +52,4 мВ)

Y: ± 0,05 % от

ВП

400

Сопротивление постоянному току, соответствующее температуре газа (жидкости) по тракту двигателя (каналы термосопротивлений)

Сопротивле ние постоянному току

от -150 °С до +680 °С (от 40 до 340 Ом)

Y: ± 0,1 % от ВП

24

ИК расхода жидкости

Расход топлива

Расход жидкости

от 200 до 3000 кг/ч

6: ± 0,3 % от ИЗ

1

от 2400 до 25000 кг/ч

1

ИК частоты переменного тока

Частота переменного тока (соответствующая частоте вращения роторов двигателя, турбинным расходометрам)

Частота переменного тока

от 0,005 до 50 кГц

6: ± 0,1 % от ИЗ

14

Продолжение таблицы 2

Измеряемые параметры (наименование измерительных каналов)

Измеряемые величины

Диапазон измерений (показаний)

Пределы допускаемой погрешности

Кол-во ИК

1

2

3

4

5

ИК силы от тяги двигателя

Прямая сила от тяги двигателя

Сила

от 0 до 26,69 включ., кН

Y: ± 0,3 % от ВП

1

св. 26,69 до 222,41 включ., кН

6: ± 0,3 % от ИЗ

Обратная сила от тяги двигателя

от 0 до 35,59 включ., кН

у: ± 0,3 % от ВП

св. 35,59 до 115,69 включ., кН

6: ± 0,3 % от ИЗ

ИК сигналов от датчиков виброскорости, виброускорения, пульсаций давления (электрический заряд, соответствующий виброскорости, виброускорению и пульсациям давления)

Величина заряда, соответствующего виброскорости (преобразование сигнала со штатных датчиков вибрации двигателя)

Электрическ ий заряд

от 0 до 100 мм/с (от -100 до +100 пКл от -2000 до +2000 пКл от -5000 до +5000 пКл от -10000 до +10000 пКл)

Y: ± 1,5 % от ВП

4

Величина заряда (каналы используются для измерения виброускорений и пульсаций давления)

от -100 до +100 пКл

Y: ± 1,5 % от ВП

60

от -200 до +200 пКл

от -400 до +400 пКл

от -825 до +825 пКл

от -1650 до +1650 пКл

от -3300 до +3300 пКл

от -6600 до +6600 пКл

от -9999 до +9999 пКл

И

К напряжения постоянного и переменного тока

Амплитуда напряжения переменного тока

Напряжение переменного тока

от -0,5 до +0,5 В

Y: ± 0,5 % от ВП

40

от -1 до +1 В

от -5 до +5 В

от -10 до +10 В

Напряжение постоянного тока

Напряжение постоянного тока

от -0,0625 до +0,0625 В

Y: ± 0,1 % от ВП

63

от -0,25 до +0,25 В

от -1 до +1 В

от -4 до +4 В

от -15 до +15 В

ИК напряжения тензодатчиков

Напряжение тензодатчиков (конфигурации полумост, мост и одиночных тензодатчиков с питанием током)

Напряжение переменного

от -62,5 до +62,5 мВ

Y: ±1,5 % от ВП

100

от -125 до +125 мВ

от -250 до +250 мВ

от -500 до +500 мВ

от -1 до +1 В

Примечания:

1 ВП - верхний предел измерения;

2 ИЗ - измеряемое значение;

3 ТЭДС - термоэлектродвижущая сила;

4 ТП - термопреобразователь;

5 ГТД - газотурбинный двигатель;

6 y - приведенная погрешность, %;

7 5 - относительная погрешность, %.

Таблица 3 - Основные технические характеристики Системы

Наименование характеристики

Значение

Параметры электрического питания:

-     напряжение переменного тока, В

-     частота переменного тока, Г ц

от 187 до 242 от 48 до 51

Потребляемая мощность, кВт, не более:

10

Габаритные размеры составных частей, мм, (ширинахвысотахглубина), не более:

- модуль измерения силы от тяги двигателя

- модуль измерения аналогово ввода

- модуль измерения давления

(сканеры)

(дискретные датчики)

- модуль измерения температуры (сканеры)

- модуль измерения вибрации

- модуль измерения частоты

- модуль измерения динамических параметров

- модуль измерения массового расхода топлива

- модуль управления

- стойки измерительные, 15 шт.

3000 х 6000 х 3000

350 х 1000 х 350

1000х2000х 500 1000х1000х3000

1000х2000х 500

100 х 200 х 220

100 х 200 х 200

600 х 900 х 200 2500х4000х1000

200 х 1500 х 200

600 х 900 х 200

Условия эксплуатации в помещении пультовой:

- температура воздуха для оборудования, располагаемого внутри термостатируемых помещений, °С

- относительная влажность воздуха, %

- атмосферное давление, кПа

от +15 до +25 до 80 от 84 до 106

Знак утверждения типа

наносится на эксплуатационную документацию типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность средства измерений

Наименование

Обозначение

Кол-во, шт/экз.

Модуль измерения силы от тяги двигателя

_

1 шт.

Модуль измерения аналогово ввода

_

1 шт.

Модуль измерения давления

_

1 шт.

Модуль измерения температуры

_

1 шт.

Модуль измерения вибрации

_

1 шт.

Модуль измерения частоты

_

1 шт.

Модуль измерения динамических параметров

_

1 шт.

Модуль измерения массового расхода топлива

_

1 шт.

Модуль управления

_

1 шт.

Стойки измерительные

_

15 шт.

Платы

VXI

1 к-т.

Руководство по эксплуатации

№7/015-28-2022 РЭ

1 экз.

Методика поверки

_

1 экз.

Сведения о методах измерений

приведены в разделе 5.4 руководства по эксплуатации №7/015-28-2022 РЭ.

Нормативные документы

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2356 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений массы и объема жидкости и вместимости при статических измерениях, массового и объемного расходов жидкости»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 20 октября 2022 г. № 2653 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений избыточного давления до 4000 МПа»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 26 сентября 2022 г. № 2360 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений времени и частоты»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 27 декабря 2018 г. № 2772 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений виброперемещения, виброскорости, виброускорения и углового ускорения»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 6 декабря 2019 г. № 2900 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений абсолютного давления в диапазоне 1-10"1 - 1-107 Па»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 августа 2023 г. № 1706 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений переменного электрического напряжения до 1000 В в диапазоне частот от 1-10-1 до 2409 Гц»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 22 октября 2019 г. № 2498 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений силы»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 23 декабря 2022 г. № 3253 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений температуры»;

Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;

Постановление Госстандарта России от 20 декабря 1979 г. № 222 «Об утверждении государственной поверочной схемы для средств измерений электрической емкости - фарада»;

ОСТ 1 01021-93 Стенды испытательные авиационных газотурбинных двигателей. Общие требования.

Развернуть полное описание